CN115059421B - 一种自动配浆控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及石油钻井废弃物处理技术领域，公开了一种自动配浆控制系统及其控制方法，所述自动配浆控制系统包括固相研磨子系统、胶黏配比子系统和成品配浆子系统；固相研磨子系统用于对钻屑进行研磨，根据预设的目标钻屑基液密度值生成钻屑基液；根据钻屑基液初始输出速率向成品配浆子系统输出钻屑基液；胶黏配比子系统用于根据预设的目标胶黏基液粘度值生成胶黏基液；根据胶黏基液初始输出速率向成品配浆子系统输出胶黏基液；成品配浆子系统用于对所述固相研磨子系统输出的钻屑基液和所述胶黏配比子系统输出的胶黏基液混合进行配浆，生成回注浆液。实现配浆自动化的同时保证配浆质量。

Description

一种自动配浆控制系统及其控制方法

技术领域

本发明属于石油钻井废弃物处理技术领域，具体涉及一种自动配浆控制系统及其控制方法。

背景技术

众所周知，在钻井的过程中将会产生大量的废弃物，这些废弃物大致分为三种，其中一种为纯固相废弃物，一种为纯液相废弃物，还有一种为固液混合的废弃物，这些废弃物中通常都包含有大量的有害化学物质，若不及时进行处理，会对自然环境造成较为严重的污染。

钻井废弃物回注法是一种较为成熟的废弃物处理方法，所谓钻井废弃物回注法就是将钻井废弃物与水进行混合后形成可泵送的浆液，然后将浆液回注到深层的井底里。传统方式是通过人工加注、机械搅拌，配浆效率低，劳动强度大；并且人工配浆容易造成浆液调配不符合回注质量标准，导致浆液无法顺利到达目标地层，严重时还会窜流至地面、储层或者地下水资源处。

发明内容

鉴于上述问题，本申请提供一种自动配浆控制系统及其控制方法，解决人工配浆造成的人力成本高，配浆不精确的问题。

根据本申请的一个方面，提供一种自动配浆控制系统，包括固相研磨子系统、胶黏配比子系统和成品配浆子系统；所述固相研磨子系统用于对钻屑进行研磨，根据预设的目标钻屑基液密度值生成钻屑基液；根据钻屑基液初始输出速率向所述成品配浆子系统输出钻屑基液；所述胶黏配比子系统用于根据预设的目标胶黏基液粘度值生成胶黏基液；根据胶黏基液初始输出速率向所述成品配浆子系统输出胶黏基液；所述成品配浆子系统用于对所述固相研磨子系统输出的钻屑基液和所述胶黏配比子系统输出的胶黏基液混合进行配浆，生成回注浆液；所述成品配浆子系统还用于获取回注浆液的实时配浆粘度值，若所述实时配浆粘度值未达到预设的目标配浆粘度值，则根据预设的浆液粘度控制模型生成胶黏基液校正输出速率，并将所述胶黏基液校正输出速率发送给所述胶黏配比子系统；所述胶黏配比子系统还用于根据所述胶黏基液校正输出速率输出胶黏基液。

在一种可选的方式中，所述浆液粘度控制模型根据浆液粘度PID算法将所述目标配浆粘度值作为所述浆液粘度PID算法中的设定值，将所述实时配浆粘度值作为所述浆液粘度PID算法中的输出值，以得到所述胶黏基液校正输出速率。

在一种可选的方式中，所述成品配浆子系统还用于预先根据所述预设的目标配浆粘度值确定所述钻屑基液初始输出速率和所述胶黏基液初始输出速率，并将所述钻屑基液初始输出速率发送给所述固相研磨子系统，将所述胶黏基液初始输出速率发送给所述胶黏配比子系统。

在一种可选的方式中，所述成品配浆子系统包括成品罐，所述成品罐用于存储所述回注浆液；若所述成品罐内的所述回注浆液的液位值高于预设的第一液位区间的上限，所述成品配浆子系统停机。

在一种可选的方式中，所述固相研磨子系统包括第一进水泵、进料泵、破碎机、研磨机和密度计；所述固相研磨子系统根据所述目标钻屑基液密度值设定所述第一进水泵初始速率、所述进料泵初始速率、所述破碎机初始速率和研磨机初始速率；并根据设定的所述第一进水泵初始速率、所述进料泵初始速率、所述破碎机初始速率和研磨机初始速率生成所述钻屑基液；所述密度计用于检测所述钻屑基液的实时钻屑基液密度值；若所述实时钻屑基液密度值不满足所述目标钻屑基液密度值，则根据预设的密度控制模型生成第一进水泵校正速率和进料泵校正速率，根据所述第一进水泵校正速率、所述进料泵校正速率、所述破碎机初始速率和所述研磨机初始速率生成钻屑基液。

在一种可选的方式中，所述密度控制模型根据钻屑密度PID算法将所述目标钻屑基液密度值作为所述钻屑密度PID算法中的设定值，将所述实时钻屑基液密度值作为所述钻屑密度PID算法中的输出值，以得到所述第一进水泵校正速率和进料泵校正速率。

在一种可选的方式中，所述固相研磨子系统还包括研磨罐，所述研磨罐用于存储所述钻屑基液；若所述研磨罐内的所述钻屑基液的液位值高于预设的第二液位区间的上限，所述固相研磨子系统停机，输出所述研磨罐内的所述钻屑基液至所述成品配浆子系统；若所述研磨罐内的所述钻屑基液的液位值低于所述第二液位区间的下限，则重启所述固相研磨子系统。

在一种可选的方式中，所述胶黏配比子系统包括第二进水泵、干添泵、药剂罐搅拌器和第一粘度计；所述胶黏配比子系统还用于根据所述目标胶黏基液粘度值设定所述第二进水泵的初始输送速率、所述干添泵初始速率和所述药剂罐搅拌器的初始搅拌速率；并根据所述第二进水泵初始速率、所述干添泵初始速率和所述药剂罐搅拌器搅拌初始速率生成所述胶黏基液；所述第一粘度计用于检测所述胶黏基液的实时胶黏基液粘度值；若所述实时胶黏基液粘度值超过所述目标胶黏基液粘度值，则根据预设的胶黏基液粘度控制模型生成第二进水泵校正速率和干添泵校正速率；根据所述第二进水泵校正速率、所述干添泵校正速率和所述药剂罐搅拌器的初始搅拌速率生成胶黏基液。

在一种可选的方式中，所述胶黏基液粘度控制模型根据胶黏基液粘度PID算法将所述目标胶黏基液粘度值作为PID算法中的设定值，将所述实时胶黏基液粘度值作为PID算法中的输出值，以得到所述第二进水泵校正速率和干添泵校正速率。

在一种可选的方式中，所述胶黏配比子系统还包括药剂罐，所述药剂罐用于存储所述胶黏基液；若所述药剂罐内的所述胶黏基液的液位值高于预设的第三液位区间的上限，所述胶黏配比子系统停机，输出所述药剂罐内的所述胶黏基液至所述成品配浆子系统；若所述药剂罐内的所述胶黏基液的液位值低于所述第三液位区间的下限，则重启所述胶黏配比子系统。

根据本申请的另一个方面，提供了一种自动配浆控制方法，预先根据预设的目标配浆粘度值，设定钻屑基液初始输出速率和胶黏基液初始输出速率，所述方法包括：

根据所述钻屑基液初始输出速率输出钻屑基液，根据所述胶黏基液初始速率输出胶黏基液；

对输出的所述钻屑基液和输出的所述胶黏基液进行配浆，生成回注浆液；

获取所述回注浆液的实时配浆粘度值；

若所述实时配浆粘度值未达到所述目标配浆粘度值，则根据预设的浆液粘度控制模型生成胶黏基液校正输出速率；

根据所述胶黏基液校正输出速率输出所述胶黏基液；

对输出的所述钻屑基液和输出的所述胶黏基液进行配浆。

在一种可选的方式中，所述根据预设的浆液粘度控制模型生成胶黏基液校正输出速率包括；所述根据预设的浆液粘度控制模型生成胶黏基液校正输出速率，包括：

将所述目标配浆粘度值作为所述浆液粘度控制PID算法的设定值，将所述实时配浆粘度值作为输出值；

根据浆液粘度控制PID算法生成所述胶黏基液校正输出速率。

本申请实施例通过将固相研磨子系统、胶黏配比子系统和成品配浆子系统组成一个即可单独运行又同时配合协作完成循环的配浆作业流程，从而实现配浆自动化，提高自动配浆效率，进而提高钻井废弃物回注处理效率；并且在自动配浆控制系统运行时，对回注浆液的质量进行实时监测，确保配浆质量满足地下回注要求。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请一实施例提供的自动配浆控制系统的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的自动配浆控制系统中固相研磨子系统的系统运行流程图；

图3为本申请一实施例提供的自动配浆控制系统中胶黏配比子系统的运行流程图；

图4为本申请一实施例提供的自动配浆控制方法的方法流程图；

图5为本申请另一实施例提供的自动配浆控制方法的方法流程图；

图6为本申请又一实施例提供的自动配浆控制方法的方法流程图。

具体实施方式中的附图标号如下：

100、自动配浆控制系统；

110、固相研磨子系统；111、第一进水泵；112、进料泵；113、破碎机；114、研磨机；115、密度计；116、研磨罐；117、固相出口泵；

120、胶黏配比子系统；121、第二进水泵；122、干添泵；123、药剂罐搅拌器；124、药剂罐；125、第一粘度计；126、胶黏出口泵；

130、成品配浆子系统；131、成品罐；132、配浆搅拌器；133、第二粘度计。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：存在A，同时存在A和B，存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

钻井作业现场，尤其是海上钻井作业，会产生大量的钻井废弃物，这些钻井废弃物以油基岩屑为主，属于危险品类废弃物，需要通过处理后到达环保标准才允许进行排放。岩屑的处理方法主要有焚烧法、填埋法、热脱附、化学处理和地下回注等方法，其中地下回注法和其他方法相比，具有成本低、不占用场地并且实现废弃物零排放的优点。

地下回注法需要先将井场产生的岩屑进行研磨，然后将研磨后的岩屑加水和化学药品配制成回注浆液后注入地下实现永久封存。在配置浆液的工序中，通常经过人工进料并搅拌形成达到回注标准的胶性回注浆液。然而人工配制浆液，经常会出现原材料的浪费、混合不均匀，配制比例不合格等现象的出现，导致配浆效率低，劳动强度大。且在现场钻井时，有时需要同时开始钻多口井，传统方式人工配浆效率作业，无法在短时间内完成大量的浆液配制，进一步造成浆液回注效率低下。

有鉴于此，本申请实施例提供一种自动配浆控制系统100，通过自动对固相废弃物即钻屑进行预处理，自动对与固相废弃物混合的溶剂进行预处理，自动将固相废弃物和溶剂进行混合配浆，并实时监测其密度和粘度，从而提高了配浆的自动化程度，生成大量满足回注标准质量的回注浆液，大大提高了浆液回注的效率。

根据本申请实施例的一个方面，如图1所示，本申请实施例提供一种自动配浆控制系统100，包括固相研磨子系统110、胶黏配比子系统120和成品配浆子系统130；所述固相研磨子系统110用于对钻屑进行研磨，根据预设的目标钻屑基液密度值生成钻屑基液；根据钻屑基液初始输出速率向所述成品配浆子系统130输出钻屑基液。胶黏配比子系统120用于根据预设的目标胶黏基液粘度值生成胶黏基液；根据胶黏基液初始输出速率向所述成品配浆子系统130输出胶黏基液。成品配浆子系统130用于对所述固相研磨子系统110输出的钻屑基液和所述胶黏配比子系统120输出的胶黏基液混合进行配浆，生成回注浆液。成品配浆子系统130还用于获取回注浆液的实时配浆粘度值，若所述实时配浆粘度值未达到预设的目标配浆粘度值，则根据预设的浆液粘度控制模型生成胶黏基液校正输出速率，并将所述胶黏基液校正输出速率发送给所述胶黏配比子系统120。胶黏配比子系统120还用于根据胶黏基液校正输出速率输出胶黏基液。

如图1所示，固相研磨子系统110用于对钻屑进行预处理，固相研磨子系统110包括第一进水泵111、进料泵112、破碎机113、研磨机114、密度计115、研磨罐116和固相出口泵117。进料泵112用于将钻屑输入至固相研磨子系统110；第一进水泵111用于加入清水混合钻屑以生成钻屑基液；破碎机113和研磨机114用于对大颗粒钻屑进行研磨破碎，使钻屑粒径减小，使生成的钻屑基液能够目标钻屑基液密度值；密度计115用于检测钻屑基液的实时钻屑基液密度值；研磨罐116用于存储生成的钻屑基液，固相出口泵117用于将研磨罐116内的钻屑基液输送至成品配浆子系统130。

具体的，固相研磨子系统110根据目标钻屑基液密度值设定所述第一进水泵111的第一进水泵初始速率、所述进料泵112的进料泵初始速率、所述破碎机113的破碎机初始速率和所述研磨机114的研磨机初始速率；并根据设定的第一进水泵初始速率、进料泵初始速率、破碎机初始速率和研磨机初始速率对钻屑进行预处理从而生成钻屑基液；固相研磨子系统110在生成符合目标钻屑基液密度值的钻屑基液后，将生成的钻屑基液存储在研磨罐116内，通过固相出口泵117将研磨罐116内的钻屑基液输送至成品配浆子系统130。

固相研磨子系统110自动接收钻井废弃物并对钻井废弃物进行预处理，制备钻屑基液，并自动输出至成品配浆子系统130以供配浆，使自动配浆控制系统100的自动制备和自动输送更智能化，提高自动化程度，减少人力成本。

继续如图1所示，胶黏配比子系统120用于对与钻屑基液进行配比的胶黏基液进行预处理，胶黏配比子系统120包括第二进水泵121、干添泵122、药剂罐搅拌器123、药剂罐124、第一粘度计125和胶黏出口泵126。干添泵122用于泵入干添剂至胶黏配比子系统120；第二进水泵121用于加入清水；药剂罐搅拌器123用于将清水和干添剂进行混合搅拌以生成胶黏基液；第一粘度计125用于检测生成的胶黏基液的实时胶黏基液粘度值是否满足目标胶黏基液粘度值；药剂罐124用于存储满足目标胶黏基液粘度值的胶黏基液；胶黏出口泵126用于将药剂罐124内的胶黏基液输送至成品配浆子系统130。

胶黏配比子系统120根据所述目标胶黏基液粘度值设定第二进水泵121的进水泵初始输送速率、干添泵122的干添泵初始速率和药剂罐搅拌器123的药剂罐搅拌器初始搅拌速率；并根据所述第二进水泵初始速率、所述干添泵初始速率和所述药剂罐搅拌器搅拌初始速率生成所述胶黏基液；胶黏配比子系统120在生成符合目标胶黏基液粘度值的胶黏基液后，将生成的胶黏基液存储在药剂罐124内，通过胶黏出口泵126将药剂罐124内的胶黏基液输送至成品配浆子系统130。

胶黏配比子系统120自动对作用于钻屑基液的胶黏基液进行预处理，并自动输出至成品配浆子系统130以供配浆，使自动配浆控制系统100的自动制备和自动输送更智能化，提高自动化程度，无需人工制备药剂(胶黏基液)，减少人力成本。

继续如图1所示，成品配浆子系统130包括多个配浆搅拌器132。成品配浆子系统130与固相研磨子系统110的固相出口泵117、胶黏配比子系统120的胶黏出口泵126连接，从而接收固相出口泵117输出的钻屑基液和胶黏出口泵126输出的胶黏基液，并通过配浆搅拌器132对钻屑基液和胶黏基液进行混合搅拌，生成回注浆液。

成品配浆子系统130与固相研磨子系统110和胶黏配比子系统120连接，使自动配浆控制系统100的各个子系统之间的管路较少，避免多个管路的安装和投入成本，使自动配浆控制系统100更易通过PLC逻辑控制各子系统的运行，操作更简便。且通过成品配浆子系统130的目标配浆粘度值设定固相研磨子系统110的钻屑基液输出速率和胶黏配比子系统120的胶黏基液输出速率增强自动配浆控制系统100中各子系统的协同性。

进一步的，成品配浆子系统130根据目标配浆粘度值设定其运行参数，成品配浆子系统130的运行参数包括钻屑基液初始速率、胶黏基液初始速率和配浆拌器132的搅拌速率。成品配浆子系统130事先预设目标配浆粘度值，并根据目标配浆粘度值确定固相出口泵117的运行速率即钻屑基液初始输出速率，并确定胶黏出口泵126的运行速率即胶黏基液初始输出速率，以及确定配浆搅拌器132的搅拌速率。成品配浆子系统130将设定的钻屑基液初始输出速率发送给所述固相研磨子系统110，将设定的胶黏基液初始输出速率发送给所述胶黏配比子系统120后，固相研磨子系统110根据设定的钻屑基液初始速率通过固相出口泵117将钻屑基液输出至成品配浆子系统130，胶黏配比子系统120根据设定的胶黏基液初始速率通过胶黏出口泵126将胶黏基液输出至成品配浆子系统130。

成品配浆子系统130自动根据目标配浆粘度值设定钻屑基液初始速率、胶黏基液初始速率和配浆搅拌器132的搅拌速率，增强自动配浆控制系统100的制浆、配浆和送浆的协同性和稳定性，提高自动化程度，减少人力成本。

更进一步的，为确保成品配浆子系统130生成的回注浆液能够满足地下回注要求，避免出现混合不均匀，配制比例不正确的现象，成品配浆子系统130还实时监测根据钻屑基液初始输出速率、胶黏基液初始输出速率和配浆搅拌器132的搅拌速率生成的回注浆液的实时配浆粘度值。

具体的，成品配浆子系统还包括第二粘度计133，通过第二粘度计133或其他检测设备检测生成的回注浆液的实时配浆粘度值，并判断实时配浆粘度值是否达到预设目标配浆粘度值；若实时配浆粘度值不满足预设目标配浆粘度值，则钻屑基液初始速率和/或胶黏基液初始输出速率进行修正。

在成品配浆子系统130需要进行修正时，由于固相研磨子系统110可将目标钻屑基液密度范围的最高上限作为目标钻屑基液密度值生成钻屑基液，这样钻屑基液在成品配浆子系统130进行配浆作业时，实时钻屑基液密度值会降低，但下降值不明显，钻屑下降后的实时钻屑基液密度值仍满足目标钻屑基液密度值。此时当回注浆液的实时配浆粘度值不满足预设目标配浆粘度值时，成品配浆子系统130仅对胶黏配比子系统120的胶黏基液初始速率进行修正，对钻屑基液初始输出速率和配浆搅拌器的搅拌速率不做调整。从而简化成品配浆子系统130分别对钻屑基液初始速率和胶黏基液初始输出速率进行调整的繁琐步骤，进一步优化自动配浆控制系统100的工作效率同时保证生成高质量满足地下回注要求的回注浆液。

更具体的，成品配浆子系统130通过预设的浆液粘度控制模型根据浆液粘度PID算法将所述目标配浆粘度值作为所述浆液粘度PID算法中的设定值，将所述实时配浆粘度值作为所述浆液粘度PID算法中的输出值，以得到所述胶黏基液校正输出速率。

PID控制算法是结合比例(Proportional)、积分(Integral)和微分(Differential)三种环节于一体的控制算法，根据输入的偏差值，按照比例、积分、微分的函数关系进行运算，偏差值在本申请实施例中为目标配浆粘度值和实时配浆粘度值之间的差值，根据偏差值和搭建的浆液粘度控制模型得到胶黏基液校正输出速率。将得到的胶黏基液校正输出速率发送给胶黏基液配比子系统120，胶黏配比子系统120根据胶黏基液校正输出速率对胶黏基液初始速率进行修正，并根据修正后的胶黏基液输出速率输出胶黏基液至成品配浆子系统130。采用PID控制算法对成品配浆子系统130作业进行控制，适用性强，参数选定简单，可使成品配浆子系统130在修正时更快速、平稳、准确，进一步提高了自动配浆控制系统100的稳定性能和工作效率。

本申请一实施例中，继续参考图1，成品配浆子系统130包括成品罐131，成品罐131用于存储所述回注浆液；若成品罐131内的回注浆液的液位值高于预设的第一液位区间的上限，成品配浆子系统130停机。

当成品配浆子系统130生成的回注浆液达到一定量时，成品配浆子系统130停止运行；回注作业开启，将成品罐131内的回注浆液泵注至地下目标井层，完成地下回注。通过成品罐131存储回注浆液，并达到一定量时才进行回注作业，能够大批量的处理钻井废弃物的同时避免自动配浆控制系统100作业次数频繁，从而节省系统作业能耗。

本申请实施例提出的自动配浆控制系统，通过将固相研磨子系统110、胶黏配比子系统120和成品配浆子系统130进行统一集成控制，通过自动对固相废弃物即钻屑进行预处理，自动对与固相废弃物混合的溶剂进行预处理，自动将固相废弃物和溶剂进行混合配浆，并实时监测回注浆液的实时配浆粘度值，对配浆作业进行自动实时调整，在实时配浆粘度值未达到预设的目标配浆粘度值，根据预设的浆液粘度控制模型生成胶黏基液校正输出速率，并将所述胶黏基液校正输出速率发送给所述胶黏配比子系统120，只需要对胶黏配比子系统120的胶黏基液输出速率进行调整，即可实现对回注浆液的粘度值进行调整，整个过程实现了配浆自动化，提高自动配浆效率，提高了钻井废弃物回注处理效率；并且在自动配浆控制系统100运行时，对回注浆液的质量进行实时监测，确保配浆质量满足地下回注要求。

上述实施例中对自动配浆控制系统100中的固相研磨子系统110、胶黏配比子系统120和成品配浆子系统130之间的配合协作，自动制浆、自动送浆和自动配浆的整体流程进行了说明。下述实施例将单独对固相研磨子系统110的具体操作过程、胶黏配比子系统120的具体操作过程，以及成品配浆子系统130的具体操作过程进行阐述说明。

参考图1中所示的固相研磨子系统110，所述固相研磨子系统110用于对钻屑进行预处理，根据预设的目标钻屑基液的密度值，对大颗粒钻屑进行研磨破碎，使钻屑粒径大小满足回注要求。在对钻屑进行处理的过程中，该固相研磨子系统110需要对整个钻屑的研磨过程进行控制，以生成符合目标钻屑基液密度值要求的钻屑基液。具体的，如图2所示，图2为本申请实施例提供的自动配浆控制系统中固相研磨子系统的运行流程图，固相研磨子系统110的运行过程包括如下步骤：

S110、设定目标钻屑基液密度值。

为使生成钻屑基液能够满足地下回注要求，固相研磨子系统110根据目标配浆粘度值来预设目标钻屑基液密度值，标准回注浆液中的固相含量为15％～30％，固相颗粒粒径不大于300微米，固相密度范围在1.1～1.3g/cm；将固相密度范围的最大值作为预设的目标钻屑基液密度值。

固相研磨子系统110将固相密度范围的的最高上限作为目标钻屑基液密度值生成钻屑基液，这样在成品配浆子系统配浆时，钻屑基液的密度值虽然会降低，但下降值不明显，钻屑基液的实时钻屑基液密度值仍满足目标钻屑基液密度值；成品配浆子系统130无需对钻屑基液初始速率进行调整，提高自动配浆控制系统100的工作效率。

S120、根据目标钻屑基液密度值设定固相研磨子系统的运行参数。

固相研磨子系统110的运行参数包括第一进水泵速率、进料泵速率、破碎机速率和研磨机速率；自动配浆控制系统100检测重要部件电气性能检测，例如各部件电压电流等是否能够运行，自检通过后，初始化固相研磨子系统110。固相研磨子系统110初始化过程中，根据预设的目标钻屑基液密度值自动设定出固相研磨子系统110中设定第一进水泵初始速率、进料泵初始速率、破碎机113初始速率和研磨机114初始速率。

S130、根据固相研磨子系统的运行参数生成钻屑基液。

根据设定的第一进水泵初始速率、进料泵初始速率、破碎机初始速率和研磨机初始速率生成钻屑基液；具体的，钻屑根据进料泵初始速率进入固相研磨子系统110，破碎机113根据破碎机初始速率对钻屑进行粉碎，研磨机114根据研磨机初始速率对钻屑进行研磨，使钻屑达到较小的粒径颗粒；第一进水泵111根据第一进水泵初始速率加入一定量的水，生成钻屑基液。

S140、判断生成的钻屑基液的实时钻屑基液密度值是否满足目标钻屑基液密度值。

为确保生成的钻屑基液能够达到地下回注标准，固相研磨子系统110通过密度计115检测根据第一进水泵初始速率、进料泵初始速率、破碎机初始速率和研磨机初始速率生成的钻屑基液的实时钻屑基液密度值是否满足目标钻屑密度值。

具体的，固相研磨子系统110会预先设定密度误差值，并计算实时钻屑基液密度值和目标钻屑密度值之间的差值(绝对值)，然后对比实时钻屑基液密度值和目标钻屑密度值之间的差值(绝对值)与预设密度差值，从而进行判断生成的钻屑基液是否满足目标钻屑密度值。

当生成的钻屑基液的实时钻屑基液密度值不满足目标钻屑基液密度值时，即实时钻屑基液密度值和目标钻屑密度值之间的差值大于预设密度误差值，转步骤S150。

当生成的钻屑基液的实时钻屑基液密度值满足目标钻屑基液密度值时，即实时钻屑基液密度值和目标钻屑密度值之间的差值小于或等于密度误差值，转步骤S160。

通过实时监控生成的钻屑基液的实时钻屑基液密度值，避免不符合密度要求的钻屑进入后续配浆作业，导致配浆质量不可控的问题，从源头控制配浆后回注浆液的质量，保证后续自动配浆的配比精准度和可靠性。

S150、对固相研磨子系统的运行参数进行修正。

若根据设定的第一进水泵初始速率、进料泵初始速率、破碎机初始速率和研磨机初始速率生成钻屑基液的实时钻屑基液密度值不满足所述目标钻屑基液密度值，自动配浆控制系统100根据预设密度控制模型对第一进水泵初始速率和进料泵初始速率进行修正，随后重复步骤S120—S140，根据得到的第一进水泵校正速率对第一进水泵初始速率进行修正，研磨机114速率和破碎机速率不变。根据修正后的第一进水泵速率、修正后的进料泵速率、破碎机初始速率和研磨机初始速率生成钻屑基液。

具体的，根据密度计115输出的实时钻屑基液密度值，结合第一进水泵速率，进料泵速率搭建预设密度控制模型。根据预设密度控制模型配合钻屑密度PID算法，将所述目标钻屑基液密度值作为所述钻屑密度PID算法中的设定值，将所述实时钻屑基液密度值作为所述钻屑密度PID算法中的输出值，以得到所述第一进水泵校正速率和进料泵校正速率。修正过程中，可以手动调节钻屑密度PID算法的控制系数Kp，Ki，Kd，解决修正周期长、输出不稳定和系统动态性能不足的问题。

采用PID控制算法对固相研磨子系统110作业进行控制，适用性强，参数选定简单，且固相研磨子系统110在修正时仅需要对第一进水泵111和进料泵112速率进行修正，无需对固相研磨子系统110所有部件都进行修正，使固相研磨子系统110修正更快速、更平稳、准确，进一步提高了自动配浆控制系统100的稳定性能和工作效率。

S160、固相研磨子系统继续运行，生成钻屑基液。

若根据设定的第一进水泵初始速率、进料泵初始速率、破碎机初始速率和研磨机114初始速率生成钻屑基液的实时钻屑基液密度值满足目标钻屑基液密度值，则固相研磨子系统110继续根据第一进水泵初始速率、进料泵初始速率、破碎机初始速率和研磨机初始速率运行，生成钻屑基液。

若根据修正后的第一进水泵速率、修正后的进料泵速率、破碎机初始速率和研磨机初始速率生成钻屑基液的实时钻屑基液密度值满足目标钻屑基液密度值，则固相研磨子系统110根据修正后的第一进水泵速率、修正后的进料泵速率、破碎机初始速率和研磨机初始速率生成钻屑基液。

实时监控生成的钻屑基液的实时钻屑基液密度值，避免不符合密度要求的钻屑进入后续配浆作业，从源头控制配浆后回注浆液的质量，保证后续自动配浆的配比精准度和可靠性。

在本申请一实施例中，固相研磨子系统110生成满足目标钻屑基液密度值的钻屑基液后，将生成的钻屑基液存储至研磨罐116。在固相研磨子系统110将满足目标钻屑基液密度值的钻屑基液存储在研磨罐116后，继续参考图2，还包括如下步骤：

S170、判断研磨罐的液位值是否在预设的第二液位区间内。

第二液位值区间包括预设的上限值和预设的下限值，预设的上限值用于标识研磨罐116内的钻屑基液处于研磨罐116可容纳钻屑基液的最大上限；预设的下限值用于标识研磨罐116趋近或处于空罐状态，固相研磨子系统110需要重新生成钻屑基液至研磨罐。固相研磨子系统实时监测研磨罐的液位值。

若研磨罐116内的钻屑基液的液位值处于第二液位区间内，转步骤S180。

若研磨罐116内的钻屑基液的液位值不在第二液位区间内，转步骤S190。

自动配浆控制系统100根据研磨罐116液位值逻辑控制固相研磨子系统110的工作状态，如继续运行、重启和停机，防止固相研磨子系统110空转对整个自动配浆控制系统100造成损坏，影响自动配浆控制系统100的配浆效率。通过监测研磨罐116的液位值，无需人工暂停或重启，使得自动配浆控制系统100整体作业时固相研磨子系统110和成品配浆子系统120之间相互配合工作，提高自动配浆控制系统100运行的稳定性。

S180、固相研磨子系统稳定运行。

固相研磨子系统110在研磨罐的液位值处于第二液位区间的上限值和下限值之间时，继续对钻屑进行预处理，从而生成钻屑基液并存储在研磨罐116内。

S190、固相研磨子系统停机或重启。

当研磨罐116的液位值不在第二液位区间内，包括两种情况，一种是高于第二液位区间上限，一种是低于第二液位区间下限。

若研磨罐116的液位值超过第二液位区间的上限，认定研磨罐116内的钻屑基液已满，此时自动配浆控制系统100自动控制第一进水泵111、进料泵112、破碎机113和研磨器114进行停机操作，固相研磨子系统110单批次循环结束，在固相研磨子系统110停机状态时，固相研磨子系统110通过固相出口泵117将研磨罐116的钻屑基液输送至成品配浆子系统130。

若研磨罐116的液位值低于第二液位区间下限，此时认定研磨罐116内所有钻屑基液全部进入成品配浆子系统130，自动配浆控制系统100将自动重启固相研磨子系统110，转步骤S110，以重新生成钻屑基液至研磨罐116，直至完成全部固相研磨作业批次。

本申请一些实施例中，参考图1中所示的胶黏配比子系统120，胶黏配比子系统120用于对与钻屑基液进行配比的胶黏基液进行预处理，根据预设的目标胶黏基液粘度值，控制胶黏基液的粘度。在对胶黏基液进行处理的过程中，该胶黏配比子系统120需要对生成胶黏基液过程进行控制，以生成符合目标胶黏基液粘度值要求的胶黏基液。具体的，如图3所示，图3为本申请实施例提供的自动配浆控制系统中胶黏配比子系统的运行流程图，胶黏配比子系统120的控制运行过程包括如下步骤：

S210、设定目标胶黏基液粘度值。

胶黏配比子系统120预先设置目标胶黏基液粘度值，回注浆液是含固相比例较高的非牛顿流体，胶黏基液用于与钻屑基液配比，混合胶黏基液和钻屑基液后的回注浆液的粘度值在30～160mPa·s(目标配浆粘度范围)之间，随剪切速率呈阶段分布。胶黏配比子系统120根据回注浆液的粘度范围设定目标胶黏基液粘度值。通过对胶黏基液的粘度进行控制，以使得后期成品配浆子系统130生成的回注浆液能够满足地下回注的要求。

S220、根据目标胶黏基液粘度值设定胶黏配比子系统的运行参数。

胶黏配比子系统120的运行参数包括第二进水泵速率、干添泵速率、药剂罐搅拌器搅拌速率(以下简称药剂罐搅拌器速率)和胶黏基液溶胀时间；自动配浆控制系统100根据设定的目标胶黏基液粘度值初始化胶黏配比子系统120，在胶黏配比子系统120初始化过程中，根据目标胶黏基液粘度值设定出第二进水泵初始速率、干添泵初始速率、药剂罐搅拌器初始速率和胶黏基液溶胀时间；其中胶黏基液溶胀时间根据目标胶黏基液粘度值设定后保持不变。

S230、根据胶黏配比子系统的运行参数生成胶黏基液。

根据设定的第二进水泵初始速率、干添泵初始速率和药剂罐搅拌器初始速率生成胶黏基液；具体的，通过根据目标胶黏基液粘度值得到需与钻屑基液配比的总量，通过第二进水泵注入清水后按比例通过干添泵注入一定量的干添剂，并将干添剂和清水通过药剂罐搅拌器123进行混合搅拌，得到胶黏基液。

S240、判断生成的胶黏基液的实时胶黏基液粘度值是否满足目标胶黏基液粘度值。

为确保生成按照第二进水泵初始速率、干添泵初始速率和药剂罐搅拌初始速率生成的胶黏基液能够满足后续配浆需求，且能够达到地下回注标准，胶黏配比子系统120包括第一粘度计125，通过第一粘度计125检测生成的胶黏基液的实时胶黏基液粘度值是否满足目标胶黏基液粘度值。

具体的，胶黏配比子系统120会预先设定粘度误差值，并计算实时胶黏基液粘度值和目标胶黏基液粘度值之间的差值(绝对值)，然后对比实时钻屑基液密度值和目标钻屑密度值之间的差值(绝对值)与预设粘度误差值，从而判断生成的胶黏基液的实时胶黏基液粘度值是否满足目标胶黏基液粘度值。

生成的胶黏基液的实时胶黏基液粘度值不满足目标胶黏基液粘度值时，即实时胶黏基液粘度值和目标胶黏基液粘度值之间的差值大于预设粘度误差值，转步骤S250。

当生成的胶黏基液的实时胶黏基液粘度值满足目标胶黏基液粘度值时，即实时胶黏基液粘度值和目标胶黏基液粘度值之间的差值小于或等于预设粘度误差值，转步骤S260。

通过实时监控生成的胶黏基液的实时胶黏基液粘度值，避免不符合要求的胶黏基液进入后续配浆作业，导致配浆质量不可控的问题，从源头控制配浆后回注浆液的质量，保证后续自动配浆的配比精准度和可靠性。

S250、对胶黏配比子系统的运行参数进行修正。

若实时胶黏基液粘度值不满足目标胶黏基液粘度值，则根据预设的胶黏基液粘度控制模型生成第二进水泵校正速率和干添泵校正速率，重复步骤S220-S240，根据所述第二进水泵校正速率对第二进水泵初始效率进行修正，根据所述干添泵校正速率对干添泵初始速率进行修正，修正后，胶黏配比子系统120根据修正后的第二进水泵速率、修正后的干添泵速率和药剂罐搅拌器初始速率生成胶黏基液，继续检测生成的胶黏基液的胶黏基液实时粘度值是满足目标胶黏基液粘度值。

具体的，根据预设胶黏基液粘度控制模型根据胶黏基液粘度PID算法将所述目标胶黏基液粘度值作为PID算法中的设定值，将所述实时胶黏基液粘度值作为PID算法中的输出值，以得到所述第二进水泵校正速率和干添泵校正速率。修正过程中，可以手动调节胶黏基液粘度PID算法的控制系数Kp，Ki，Kd，解决修正周期长、输出不稳定和系统动态性能不足的问题。

S260、胶黏配比子系统继续运行，生成胶黏基液。

若根据设定的第二进水泵初始速率、干添泵初始速率和药剂罐搅拌器初始速率生成的胶黏基液的实时胶黏基液粘度值在所述目标胶黏基液粘度值范围内，胶黏配比子系统120继续根据第二进水泵初始速率、干添泵初始速率和药剂罐搅拌器初始速率运行，生成胶黏基液。

若根据修正后的第二进水泵速率、修正后的干添泵速率和药剂罐搅拌器初始速率生成的胶黏基液的实时胶黏基液粘度值在所述目标胶黏基液粘度值范围内，则胶黏配比子系统120继续根据修正后的第二进水泵速率、修正后的干添泵速率和修正后的药剂罐搅拌器初始速率生成胶黏基液。

在本申请一实施例中，胶黏配比子系统120生成满足目标胶黏基液粘度值的胶黏基液后，将生成的胶黏基液存储至药剂罐124。在胶黏配比子系统120将满足目标胶黏基液粘度值的胶黏基液存储在药剂罐124后，继续参考图3，还进行如下步骤：

S270、判断药剂罐内的胶黏基液的液位值是都位于预设第三液位区间内。

第三液位值区间包括预设的上限值和预设的下限值，预设的上限值用于标识药剂罐124内的胶黏基液处于药剂罐124可容纳胶黏基液的最大上限；预设的下限值用于标识药剂罐124趋近或处于空罐状态，胶黏配比子系统120需要重新生成胶黏基液至药剂罐124。胶黏配比子系统120实时监测药剂罐124的液位值。

若药剂罐124内的胶黏基液的液位值处于第二液位区间内，转步骤S280。

若药剂罐124内的胶黏基液的液位值不处于第二液位区间，转步骤S290。

通过监测药剂罐的液位值，无需人工暂停或重启，自动配浆控制系统100能够自动控制并切换胶黏配比子系统120的工作状态，如继续运行、重启、停机，使得自动配浆控制系统整体作业时胶黏配比子系统120和成品配浆子系统130之间相互配合工作，提高自动配浆控制系统100运行的稳定性，提高配浆的自动化程度。

S280、胶黏配比子系统稳定运行。

胶黏配比子系统120在药剂罐124的液位值处于第三液位区间的上限值和下限值之间时，继续对胶黏基液进行预处理，从而生成胶黏基液并存储在药剂罐124内。

S290、胶黏配比子系统停机或重启。

当药剂罐124的液位值不在第三液位区间内，包括两种情况，一种是高于第三液位区间上限，一种是低于第三液位区间下限。

若所述药剂罐124内的胶黏基液的液位值高于预设的第三液位区间的上限，认定药剂罐124内的胶黏基液已满，此时自动配浆控制系统100自动控制第二进水泵121、干添泵122和药剂罐搅拌器123停机，胶黏配比子系统120单批次循环结束，将所述药剂罐124内的所述胶黏基液通过胶黏出口泵126输出至所述成品配浆子系统130。

若所述药剂罐124内的胶黏基液的液位值低于所述第三液位区间的下限，此时认定药剂罐124内所有胶黏基液全部进入成品配浆子系统130，自动配浆控制系统100将自动重启胶黏配比子系统120，重新实施步骤S210，以重新生成胶黏基液至药剂罐124，直至完成全部胶黏配比作业批次。

根据本申请实施例的另一个方面，提供一种自动配浆控制方法，该方法适用于如上任一实施例中的自动配浆控制系统。具体参照图4，图4示出了本申请一实施例提供的自动配浆控制方法的流程图，如图4所示，自动配浆控制方法包括：

S310、根据所述钻屑基液初始输出速率输出钻屑基液，根据所述胶黏基液初始速率输出胶黏基液。

当固相研磨子系统110处于停机状态时，通过固相出口泵117向成品配浆子系统130输出研磨罐116内存储的钻屑基液。

当胶黏配比子系统120处于停机状态时，通过胶黏出口泵126向成品配浆子系统130输出药剂罐124内存储的胶黏基液。

其中，所述固相出口泵117的初始速率即钻屑基液初始输出速率和胶黏出口泵126的初始速率即胶黏基液初始输出速率是由成品配浆子系统130根据所述预设的目标配浆粘度值设定的。成品配浆子系统130将设定的钻屑基液初始输出速率发送给固相研磨子系统110，将设定的胶黏基液初始输出速率发送给胶黏配比子系统120，以使固相研磨子系统110根据钻屑基液初始速率将钻屑基液输出至成品配浆子系统130，胶黏配比子系统120根据胶黏基液初始速率将胶黏基液输出至成品配浆子系统130。

成品配浆子系统130与固相研磨子系统110和胶黏配比子系统120电连接，使自动配浆控制系统100的各个子系统之间的管路较少，避免多个管路的安装和投入成本，使自动配浆控制系统100更易通过PLC逻辑控制各子系统的运行，操作更简便。且通过成品配浆子系统130的目标配浆粘度值设定固相研磨子系统110的钻屑基液输出速率和胶黏配比子系统120的胶黏基液输出速率增强自动配浆控制系统100中各子系统的协同性。

另外，在固相研磨子系统110和胶黏配比子系统120停机状态下，才向成品配浆子系统130输出钻屑基液和胶黏基液，在固相研磨子系统110运行生成钻屑基液和胶黏配比子系统120运行生成胶黏基液时，成品配浆子系统130不工作。使自动配浆控制系统100在制备钻屑基液和胶黏基液、输送钻屑基液和胶黏基液、以及生成回注浆液能够单独控制，各系统可独立运行。其中，固相研磨子系统110和胶黏配比子系统120均属于制备浆液的流程可同时运行，增强自动配浆控制系统100的制浆、配浆和送浆的协同性和稳定性，提高自动化程度，减少人力成本。

S320、对输出的所述钻屑基液和输出的所述胶黏基液进行配浆，生成回注浆液。

成品配浆子系统130的通过多个配浆搅拌器132对钻屑基液和胶黏基液进行混合配浆，生成回注浆液。其中，多个配浆搅拌器132的个数和搅拌速率也是根据目标配浆粘度值设定的。成品配浆子系统130能够自动对钻屑基液和胶黏基液根据目标配浆粘度之进行配比，无需人工配比，避免配置比例不正确，使自动配浆控制系统100配浆更精确、减少人力成本。

S330、获取所述回注浆液的实时配浆粘度值，并判断实时配浆粘度值是否达到预设目标配浆粘度值。

为确保成品配浆子系统生成的回注浆液能够满足地下回注要求，避免出现混合不均匀，配制比例不正确的现象，成品配浆子系统事先预设目标配浆粘度值，并实时监测生成的回注浆液的实时配浆粘度值；具体的，通过第二粘度计133检测实时配浆粘度值，并判断实时配浆粘度值是否达到预设目标配浆粘度值。

若所述实时配浆粘度值未达到所述目标配浆粘度值，则转步骤S340。

若所述实时配浆粘度值达到了所述目标配浆粘度值，则转步骤S350。

通过实时监控生成的回注浆液的实时配浆粘度值，保证自动配浆的配比精准度和可靠性，进而提高自动配浆控制系统100的配浆质量和工作效率。

S340、根据预设的浆液粘度控制模型生成胶黏基液校正输出速率。

若实时配浆粘度值不满足预设目标配浆粘度值，则对胶黏基液初始输出速率进行修正。

由于钻屑基液与胶黏液混合后，在达到通用回注需求即目标配浆粘度值时，钻屑基液密度值会下降，但下降值并不明显。因此，在成品配浆子系统130配浆过程中，若混合钻屑基液和胶黏基液后的回注浆液不满足目标配浆粘度值时，保持固相出口泵117的输出速率不变，只对胶黏出口泵126的输出速率进行修正。

本申请另一实施例中，为了更好的对胶黏基液输出速率进行调整，进一步提出了如图5所述的方法，包括如下步骤：

S341、将所述目标配浆粘度值作为所述浆液粘度控制PID算法的设定值，将所述实时配浆粘度值作为输出值。

S342、根据浆液粘度控制PID算法生成所述胶黏基液校正输出速率。

采集第二粘度计133输出的实时配浆粘度值，与胶黏基液初始输出速率一起搭建数学模型，将所述目标配浆粘度值作为所述浆液粘度PID算法中的设定值，将所述实时配浆粘度值作为所述浆液粘度PID算法中的输出值，得到所述胶黏基液校正输出速率。并将得到的胶黏基液校正输出速率发送给胶黏配比子系统120，胶黏配比子系统120根据胶黏基液校正输出速率对胶黏基液初始速率进行修正。修正过程中，可以手动调节子系统粘度控制PID算法的控制系数Kp，Ki，Kd，解决修正周期长、输出不稳定和系统动态性能不足的问题。

PID控制算法是结合比例(Proportional)、积分(Integral)和微分(Differential)三种环节于一体的控制算法，根据输入的偏差值，按照比例、积分、微分的函数关系进行运算，偏差值在本申请实施例中为目标配浆粘度值和实时配浆粘度值之间的差值，根据偏差值和搭建的浆液粘度控制模型得到胶黏基液校正输出速率。采用PID控制算法对成品配浆子系统作业进行控制，适用性强，参数选定简单，可使成品配浆子系统在修正时更快速、平稳、准确，进一步提高了自动配浆控制系统的稳定性能和工作效率。

在所述成品配浆子系统的修正流程中，配浆搅拌器132的搅拌速率和钻屑基液初始输出速率保持不变。其中，在修正成品配浆子系统的运行参数时也可以通过手动调节成品配浆子系浆液粘度PID算法的控制系数Kp，Ki，Kd，解决修正周期长、输出不稳定和系统动态性能不足的问题。

S350、根据所述胶黏基液校正输出速率输出所述胶黏基液；

所述成品配浆子系统将根据浆液粘度控制模型得到的胶黏基液校正输出速率发送给胶黏基液配比子系统，胶黏配比子系统根据胶黏基液校正输出速率对胶黏基液初始速率进行修正；所述胶黏配比子系统根据修正后的胶黏基液输出速率输出胶黏基液至成品配浆子系统。

修正后，回到步骤S320，将根据修正后的胶黏基液输出速率输出的胶黏基液、钻屑基液初始输出速率输出的钻屑基液和配浆搅拌器速率生成回注浆液。

当实时配浆粘度值满足预设目标配浆粘度值，成品配浆子系统继续运行，将生成的回注浆液存储至成品罐。在成品配浆子系统将满足目标配浆粘度值的回注浆液存储在成品罐后，继续参考图4，还进行如下步骤：

S360、判断成品罐内的回注浆液的液位值是否在预设第一液位区间内；

第一液位值区间包括预设上限值和预设的下限值，预设的上限值用于标识成品罐131内的回注浆液处于成品罐131可容纳回注基液的最大上限；预设的下限值用于标识成品罐131趋近或处于空罐状态，成品配浆子系统110需要重新生成回注浆液成品罐131。成品配浆子系统130实时监测成品罐131的液位值。

若成品罐131内的液位值处于第一液位区间内，转步骤S370。

若成品罐131内的液位值不处于第一液位区间内，转步骤380。

自动配浆控制系统100根据成品罐131的液位值逻辑控制成品配浆子系统130的工作状态，如继续运行、重启和停机，防止成品配浆子系统空转，或存储过量的回注浆液导致溢出，造成整个自动配浆控制系统的管路堵塞，对整个自动配浆控制系统100造成损坏，影响自动配浆控制系统100的配浆效率。通过监测成品罐131的液位值，无需人工暂停或重启，提高自动配浆控制系统100运行的稳定性，并使自动配浆控制系统更智能。

S370、成品配浆子系统稳定运行。

成品配浆子系统130在成品罐131的液位值处于第一液位区间的上限值和下限值之间时，继续对接收并混合钻屑基液和胶黏基液，从而生成回注浆液并存储在成品罐131内。

S380、成品配浆子系统停机或重启。

当成品罐131的液位值不在第一液位区间内，包括两种情况，一种是高于第一液位区间上限，一种是低于第一液位区间下限。

当成品罐内的液位值不在所述预设第一液位区间内时，且成品罐内的液位值高于所述预设第一液位区间的上限值时，认定成品罐内的回注浆液已满，此时成品配浆子系统停止运行，成品配浆子系统单批次循环结束；自动控制配浆系统将成品罐内的回注浆液泵注至地下目标井层，完成地下回注。

当所述成品罐内的液位值位于所述预设第一液位区间内时，且成品罐内的液位值低于所述预设第一液位区间的下限值时，此时认定成品罐131内所有回注浆液已全部回注至目标地下井层；此时，自动配浆控制系统100将自动重启成品配浆子系统130，直至完成全部成品配浆作业批次。需要说明的是，在重启成品配浆子系统130时还需要检测固相研磨子系统110和胶黏配比子系统120是否单批次循环结束，即均处于停机状态。

本申请实施例提出的自动配浆控制方法，通过自动对固相废弃物即钻屑进行预处理，自动对与固相废弃物混合的溶剂进行预处理，自动将固相废弃物和溶剂进行混合配浆，并实时监测回注浆液的实时配浆粘度值，对配浆作业进行自动实时调整，在实时配浆粘度值未达到预设的目标配浆粘度值，根据预设的浆液粘度控制模型生成胶黏基液校正输出速率，并将所述胶黏基液校正输出速率发送给所述胶黏配比子系统，只需要对胶黏配比子系统的胶黏基液输出速率进行调整，即可实现对回注浆液的粘度值进行调整，整个过程实现了配浆自动化，提高自动配浆效率，提高了钻井废弃物回注处理效率；并且在自动配浆控制系统100运行时，对回注浆液的质量进行实时监测，确保配浆质量满足地下回注要求。

为了保证自动配浆控制系统100能够自动循环将所有待处理的钻井废弃物全部进行配浆处理，如图6所示，本申请实施例的自动配浆控制方法还包括：

S400、统计固相研磨子系统单批次输出钻屑基液的总量，胶黏配比子系统单批次输出胶黏基液的总量，和成品配浆子系统单批次输出的回注浆液的总量。

在固相研磨子系统110、胶黏配比子系统120和成品配浆子系统130单批次循环结束时，即固相研磨子系统110处于停机状态，胶黏配比子系统120处于停机状态，成品配浆子系统处于停机状态。自动配浆控制系统100统计固相研磨子系统110、胶黏配比子系统120和成品配浆子系统130单次循环流程配制的钻屑基液体积、胶黏基液体积和回注浆液的体积。

S500、结合待处理的钻井废弃物总量分别计算出固相研磨子系统、胶黏配比子系统和成品配浆子系统的总作业批次数量。

根据待处理钻井废弃物总量，分别计算出在固相研磨子系统110、胶黏配比子系统120和成品配浆子系统130的各需要循环流程多少次，即总作业批次数量。

S600、根据总作业批次数量，判断是否对所有待处理钻井废弃物处理完毕。

固相研磨子系统110、胶黏配比子系统120和成品配浆子系统130每次单批次循环结束时记录完成批次，并与步骤S500中得到的各子系统作业批次数量进行对比，判断自动配浆控制系统100是否对所有待处理钻井废弃物处理完毕。

以固相研磨子系统110的总作业批次数量为15次为例，固相研磨子系统110每次运行至停机状态时，视为固相研磨子系统110单批次循环结束并记录为完成一次循环流程；每次固相研磨子系统110单批次循环结束时都记录循环流程数量。若记录的固相研磨子系统110已完成8次循环流程，但固相研磨子系统110的总作业批次数量为15次，则判断固相研磨子系统110工作未完成，固相研磨子系统重新运行，直至完成全部固相研磨作业批次即固相研磨子系统110的总作业批次数量。

判断胶黏配比子系统120是否完成其总作业批次数量，和判断成品配浆子系统130是否完成其总作业批次数量和上述固相研磨子系统110的方法相同，在此不做赘述。

若固相研磨子系统110、胶黏配比子系统120和成品配浆子系统130并未完成其对应的总作业批次数量，则判断为自动配浆控制系统100并未对所有待处理钻井废弃物处理完毕，转步骤700。

当固相研磨子系统110、胶黏配比子系统120和成品配浆子系统130均完成其对应的总作业批次数量，则判断为自动配浆控制系统100已将所有待处理钻井废弃物处理完毕，转步骤800。

S700、重启自动配浆控制系统

自动配浆控制系统100并未对所有待处理钻井废弃物处理完毕，说明固相研磨子系统110、胶黏配比子系统120和成品配浆子系统130均未完成其对应的总作业批次数量。

自动配浆控制系统100则自动跳转至固相研磨子系统110、胶黏配比子系统120，从而控制固相研磨子系统110、胶黏配比子系统120和成品配浆子系统130重新运行，直至固相研磨子系统110、胶黏配比子系统120和成品配浆子系统130完成全部作业批次。

当然也可以是，固相研磨子系统110、胶黏配比子系统120和成品配浆子系统130中其中的某个或多个子系统未完成其对应的总作业批次数量。

自动配浆控制系统100则控制其中未完成总作业批次数量对应的子系统重新运行，直至当前子系统完成全部作业批次。

S800、自动配浆控制系统停止作业。

自动配浆控制系统100对所有待处理钻井废弃物处理完毕，说明固相研磨子系统110、胶黏配比子系统120和成品配浆子系统130均完成其对应的总作业批次数量。此时，自动配浆控制系统100停止作业。

通过待处理钻井废弃物总量、单次循环流程配制的钻屑基液体积、胶黏基液体积和回注浆液体积分别计算出各子系统需完成的作业批次即总作业批次数量，从而判断自动配浆控制系统是否将全部待处理钻井液预处理完毕和配浆完毕，并根据判断结果，使自动配浆控制系统100自动跳转重启实现循环作业或停止作业。

自动配浆控制系统100对每一个子系统的完成数据都进行统计和分析，不仅能够很好的使自动配浆控制系统100的工作状态切换自如，还能够精确的得出灌入地层的回注浆液总量和实时灌注率，以供后期提供真实的技术分析资料，针对性的优化自动配浆控制系统100，增强自动配浆控制系统的使用效果。

本申请实施例提出的一种自动配浆控制系统100及其控制方法，能够自动将钻井废弃物调配成符合地下回注要求的回注浆液，通过逻辑控制将固相研磨子系统110、胶黏配比子系统120和成品配浆子系统130组成一个即可单独运行又同时配合协作完成循环的配浆作业流程，其中固相研磨子系统110和胶黏配比子系统120可以时同时进行，也可以时分别进行。当固相研磨子系统110生成的钻屑基液和胶黏配比子系统120生成的胶黏基液均满足预设参数值后，成品配浆子系统130运行，进行配浆作业，生成回注浆液。利用三个子系统相互配合完成回注浆液调配的自动控制。实现配浆自动化，提高自动配浆效率，进而提高钻井废弃物回注处理效率；并且在自动配浆控制系统运行时，对每个子系统都进行实时监测，确保配浆质量满足地下回注要求。

最后应说明的是，本发明中涉及到的各步骤的限定，在不影响具体方案实施的前提下，并不认定为对步骤先后顺序做出限定，写在前面的步骤可以是在先执行的，也可以是在后执行的，甚至也可以是同时执行的，只要能实施本方案，都应当视为属于本发明的保护范围。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参阅前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (8)

1.一种自动配浆控制系统，其特征在于，包括固相研磨子系统、胶黏配比子系统和成品配浆子系统；

所述固相研磨子系统用于对钻屑进行研磨，根据预设的目标钻屑基液密度值生成钻屑基液；根据钻屑基液初始输出速率向所述成品配浆子系统输出钻屑基液；

所述胶黏配比子系统用于根据预设的目标胶黏基液粘度值生成胶黏基液；根据胶黏基液初始输出速率向所述成品配浆子系统输出胶黏基液；

所述成品配浆子系统用于对所述固相研磨子系统输出的钻屑基液和所述胶黏配比子系统输出的胶黏基液混合进行配浆，生成回注浆液；

所述成品配浆子系统还用于获取回注浆液的实时配浆粘度值，若所述实时配浆粘度值未达到预设的目标配浆粘度值，则根据预设的浆液粘度控制模型生成胶黏基液校正输出速率，并将所述胶黏基液校正输出速率发送给所述胶黏配比子系统；

所述胶黏配比子系统还用于根据所述胶黏基液校正输出速率输出胶黏基液；

所述浆液粘度控制模型根据浆液粘度PID算法将所述目标配浆粘度值作为所述浆液粘度PID算法中的设定值，将所述实时配浆粘度值作为所述浆液粘度PID算法中的输出值，以得到所述胶黏基液校正输出速率。

2.根据权利要求1所述的自动配浆控制系统，其特征在于，所述成品配浆子系统还用于预先根据所述预设的目标配浆粘度值确定所述钻屑基液初始输出速率和所述胶黏基液初始输出速率，并将所述钻屑基液初始输出速率发送给所述固相研磨子系统，将所述胶黏基液初始输出速率发送给所述胶黏配比子系统。

3.根据权利要求1所述的自动配浆控制系统，其特征在于，所述成品配浆子系统包括成品罐，所述成品罐用于存储所述回注浆液；

若所述成品罐内的所述回注浆液的液位值高于预设的第一液位区间的上限，所述成品配浆子系统停机。

4.根据权利要求1所述的自动配浆控制系统，其特征在于，所述固相研磨子系统包括第一进水泵、进料泵、破碎机、研磨机和密度计；

所述固相研磨子系统根据所述目标钻屑基液密度值设定所述第一进水泵初始速率、所述进料泵初始速率、所述破碎机初始速率和研磨机初始速率；并根据设定的所述第一进水泵初始速率、所述进料泵初始速率、所述破碎机初始速率和研磨机初始速率生成所述钻屑基液；

所述密度计用于检测所述钻屑基液的实时钻屑基液密度值；

若所述实时钻屑基液密度值不满足所述目标钻屑基液密度值，则根据预设的密度控制模型生成第一进水泵校正速率和进料泵校正速率，根据所述第一进水泵校正速率、所述进料泵校正速率、所述破碎机初始速率和所述研磨机初始速率生成钻屑基液。

5.根据权利要求1所述的自动配浆控制系统，其特征在于，所述固相研磨子系统还包括研磨罐，所述研磨罐用于存储所述钻屑基液；

若所述研磨罐内的所述钻屑基液的液位值高于预设的第二液位区间的上限，所述固相研磨子系统停机，输出所述研磨罐内的所述钻屑基液至所述成品配浆子系统；

若所述研磨罐内的所述钻屑基液的液位值低于所述第二液位区间的下限，则重启所述固相研磨子系统。

6.根据权利要求1所述的自动配浆控制系统，其特征在于，所述胶黏配比子系统包括第二进水泵、干添泵、药剂罐搅拌器和第一粘度计；

所述胶黏配比子系统还用于根据所述目标胶黏基液粘度值设定所述第二进水泵的初始输送速率、所述干添泵初始速率和所述药剂罐搅拌器的初始搅拌速率；并根据所述第二进水泵初始速率、所述干添泵初始速率和所述药剂罐搅拌器搅拌初始速率生成所述胶黏基液；

所述第一粘度计用于检测所述胶黏基液的实时胶黏基液粘度值；

若所述实时胶黏基液粘度值不满足所述目标胶黏基液粘度值，则根据预设的胶黏基液粘度控制模型生成第二进水泵校正速率和干添泵校正速率；根据所述第二进水泵校正速率、所述干添泵校正速率和所述药剂罐搅拌器的初始搅拌速率生成胶黏基液。

7.根据权利要求1所述的自动配浆控制系统，其特征在于，所述胶黏配比子系统还包括药剂罐，所述药剂罐用于存储所述胶黏基液；

若所述药剂罐内的所述胶黏基液的液位值高于预设的第三液位区间的上限，所述胶黏配比子系统停机，输出所述药剂罐内的所述胶黏基液至所述成品配浆子系统；

若所述药剂罐内的所述胶黏基液的液位值低于所述第三液位区间的下限，则重启所述胶黏配比子系统。

8.一种自动配浆控制方法，其特征在于，预先根据预设的目标配浆粘度值，设定钻屑基液初始输出速率和胶黏基液初始输出速率，所述方法包括：

根据所述钻屑基液初始输出速率输出钻屑基液，根据所述胶黏基液初始速率输出胶黏基液；

对输出的所述钻屑基液和输出的所述胶黏基液进行配浆，生成回注浆液；

获取所述回注浆液的实时配浆粘度值；

若所述实时配浆粘度值未达到所述目标配浆粘度值，则根据预设的浆液粘度控制模型生成胶黏基液校正输出速率；

根据所述胶黏基液校正输出速率输出所述胶黏基液；

对输出的所述钻屑基液和输出的所述胶黏基液进行配浆；

所述浆液粘度控制模型为浆液粘度控制PID算法，所述根据预设的浆液粘度控制模型生成胶黏基液校正输出速率包括；

所述根据预设的浆液粘度控制模型生成胶黏基液校正输出速率，包括：

将所述目标配浆粘度值作为所述浆液粘度控制PID算法的设定值，将所述实时配浆粘度值作为输出值；

根据浆液粘度控制PID算法生成所述胶黏基液校正输出速率。

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