CN1332122C - 高压油气井钻井多级节流方法 - Google Patents

高压油气井钻井多级节流方法 Download PDF

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Abstract

高压油气井钻井多级节流工艺，属于对高压油气井井内压力的控制工艺技术领域，本发明改变了现有节流工艺的并联两翼或三翼配置的一级节流工艺，本发明设计了一种串联多级节流的钻井多级节流工艺，本发明分为左、右两翼的节流，右翼由两个串联的节流点构成两级节流，左翼为三个串联的节流点构成第三级节流，在节流阀之间有压力传感器和压力显示，由于采用的是串联的左右两路三级节流，可通过路径选择实现分别使用单级节流和串联的两级、三级节流，同时，如果其中一个节流点出现无效，可以在其他节流点继续工作的情况下紧急抢修出现无效故障的节流点。

Description

高压油气井钻井多级节流方法
技术领域：高压油气井钻井多级节流方法，用于对油气井井内压力的控制，属于石油、地质和矿产行业钻探高压油气井时用于对井内压力的控制工艺技术领域。
背景技术：现有技术在钻开油气层时，钻井液柱静压力与地层流体压力之间要保持平衡，这种平衡如被破坏就可能给钻井过程造成事故，具体有这样几种：液柱压力高于地层流体压力的称为过平衡钻井工艺，这种工艺可能会使结构松散的地层发生裂缝，造成钻井液浸入裂缝堵塞地层孔隙通道，甚至于严重污染地层，结果有可能导致产量的大大降低或者没有油气的产出；钻井液柱压力低于地层压力的称为欠平衡钻井工艺，其地层流体会涌入井筒形成井涌，井涌会降低钻井液比重，从而降低钻井液柱压力，如果状态进一步发展，就有可能导致地层流体经由井眼喷向地面而发生井喷；为了防止井喷的发生，在钻开油气层，实施对井内流体压力控制时都要采用节流装置，如现有的防喷器或者单级节流管汇；现有的防喷设备安装在井口，它能关闭井口，但关井后流体会继续流入井筒使井筒内压力上升，当发生气体入浸时，涌入井内的流体会越来越多，井筒就难以控制，这时就必须采用节流压井装置将渗入气体的钻井液从井内替换出来，代之以能平衡地层压力的新的经改变密度的钻井液，以阻止地层流体涌入井筒，这种作业就是在钻井工程中的压井作业；由此可见，在压井作业过程中，节流阀本身控制井内回压的能力及可靠性，就成为压力控制技术中的关键，目前采用的节流工艺有两翼配置和三翼配置，但现有工艺的缺点是其节流阀在节流管汇中所处的位置均处于并联状态，不论是两翼配置或三翼配置都是一级节流，其每一翼的节流阀均面临井内来的高压流体的压力，因此，按现有工艺，即使采用目前最先进的节流阀，均无法实现将70-100MPa的高压流体从高压状态下经节流阀节流后，降为可以进入分离器的1MPa的低压。
本发明的目的是针对现有两翼或三翼节流工艺中并联节流的方式，采用多级节流的方法，设计一种用串联方式节流的高压油气井钻井多级节流工艺。
发明内容：本发明所设计的工艺分为左、右两翼的三级节流工艺，右翼由两个串联的节流点构成第一、二两级节流工艺，左翼为三个串联的节流点构成三级节流工艺，右翼由一只液动节流阀和一只手动节流阀构成串联的两个节流点，在两个节流阀之间设计有压力传感器和压力显示以及液动平板阀；左翼由一只固定节流阀，一只液动节流阀和一只手动节流阀串联成为三个节流点，在三个节流阀之间也设计有压力传感器和压力显示以及液动平板阀，当压力小于40MPa时，井内的流体经过右翼的一级节流后就可以通过出口进入分离器，当压力在40-70MPa之间时，可以启动右翼的第二个节流点，实现两级节流，使压力降至要求的压力后而通过出口进入分离器，当井内压力大于70MPa时，压力传感器感测以后，通过控制系统会启动左翼的三级节流流程，将高压在串联的节流点上分级降压至要求的压力后进入分离器；当压力大于100MPa后，压力传感器将压力信息传输给控制系统，控制系统会自动开启中间的主通道，实施放喷作业；本发明的优点是：由于采用的是串联的左右两路三级节流，因此，可通过路径选择实现有选择的分别使用单级节流控制和串联的两级、三级节流压力控制，同时在三级所有节流点上，如果其中一个节流点出现无效情况，可以在其他节流点继续工作的情况下紧急抢修出现无效故障的节流点。
附图说明：
图1为本发明三级节流工艺流程示意图。
具体实施方式：下面结合附图给出本发明的实施例，本发明所述的多级节流是分为左、右两翼的三级节流工艺，右翼由两个串联的节流点构成第一、二两级节流工艺，左翼为三个串联的节流点构成三级节流工艺；在右翼串联的两级节流工艺中，第一级节流压力为井口压力小于40MPa，第二级节流压力为井口压力从40-70MPa；左翼串连的三级节流压力为井口压力大于70MPa；左右两翼串联的三级节流工艺，其左翼或右翼的节流流程都可以在关闭或开启节流点之间的阀门的情况下被单独关闭，或者单独开启；右翼由两个串联的节流点构成的两级节流工艺与左翼由三个串联的节流点构成的三级节流工艺也可以是右翼由三个串联的节流点构成的三级节流工艺，左翼由两个串联的节流点构成的两级节流工艺；左右串联的三级节流工艺的每一个节流点的前后都设置有压力传感和压力显示，为了适用于不同压力、不同产量的油、气、水井，根据不同井况，将各节流点前后所设置的压力传感器和压力显示器采集的数据与智能控制系统相连接就可以形成多级节流的智能控制，可以很方便的采集到井筒内和节流装置上的各种数据；工作时，当井内压力小于40MPa时，井内的流体压力由压力传感器15测得，这时阀门16是关闭的，井内的流体只能经过液动节流阀13被一级节流后，压力降为适合于进入分离器，流体经过液动平板阀12和后面的压力传感器11，再经过阀门6和压力传感器5，由阀门4排向分离器，也可以通过阀门8排向分离器；当井内的压力大于40MPa，低于70MPa时，压力传感器15和11都可以获得信息，并将信号传输给智能控制系统，智能控制系统将开启液动平板阀10和7，并由人工打开手动节流阀9，关闭阀门6，这样，高压的流体从井内出来后，经由传感器15，向右经过液动节流阀13被一级节流，压力降至40MPa以下，再经过液动平板阀12、压力传感器11和液动平板阀10进入二级节流的手动节流阀9，压力被二级节流后降至适合于进入分离器的压力，经过液动平板阀7向左经过传感器5和阀门4被排向分离器；当井内流体的压力大于70MPa时，传感器15、11和5都会感觉到压力的变化，并把信息传给智能控制系统，这时智能控制系统就会启动左路的三级节流程序，打开左路的液动平板阀17，手动关闭阀门14，使井内出来的流体向左经过液动平板阀17，在其后第一个节流点的固定节流阀18处被一次节流，使压力下降至70MPa以下，然后经过传感器19，在第二个节流点的液动节流阀20处被第二次节流，压力进一步被节流至40MPa以下，由于阀门1和液动平板阀3是常关的，所以，流体只能经由传感器11、液动平板阀10，在第三个节流点的手动节流阀9处被第三次节流，节流后的压力降至适合于排向分离器的压力后经过液动平板阀7、传感器5和阀门4排出；在实际运行过程中，如果右路的液动节流阀13或者手动节流阀9出现节流失效时，也可以关闭阀门14，使高压流体向左经过固定节流阀18和左边的液动节流阀20被两级截流后由阀门1向右经过中间的传感器5和阀门4被排出，在启用左路两级截流减压的过程中，可以在现场对右路失效的节流阀进行换装，同样，当左路的节流阀出现失效时也可以关闭左路，启动右路进行节流，而对左路失效的节流阀进行换装；当井内的压力大于节流系统可以承受的能力时，可以打开中间的主要放喷通道，并进行紧急压井或泄压。

Claims (4)

1、一种高压油气井钻井多级节流方法，其特征在于：本方法所述的多级节流是分为左、右两翼的三级节流工艺，右翼由两个串联的节流点构成第一、二两级节流工艺，左翼为三个串联的节流点构成三级节流工艺。
2、根据权利要求1所述的高压油气井钻井多级节流方法，其特征在于：所述右翼串联的两级节流工艺，第一级节流压力为井口压力小于40MPa，第二级节流压力为井口压力从40-70MPa，所述左翼串连的三级节流压力为井口压力大于70MPa。
3、根据权利要求1所述的高压油气井钻井多级节流方法，其特征在于：所述左右两翼串联的三级节流工艺，其左翼或右翼的节流流程都可以被单独关闭，也可以单独开启。
4、根据权利要求1所述的高压油气井钻井多级节流方法，其特征在于：所述左右串联的三级节流工艺的每一个节流点的前后都有压力传感和压力显示。
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