CN201778705U - 一种具有双级节流功能的控压钻井节流装置 - Google Patents
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Abstract
具有双级节流功能的控压钻井节流装置，应用于油气田控压钻井过程中。四通连接三条管线分成三路，第一路管线与控压钻井系统的旋转控制头出口端连接；第二路管线连接有仪表短节并通过仪表短节与主节流管汇的六通连接；第三路管线依次连接有气控平板阀、四通、手动节流阀、节流阀、过滤四通、手动平板阀、四通和单流阀。在第三路管线气控平板阀与节流阀之间的四通上有管线与回压泵的排液端相连。效果是：通过路径的选择实现单级节流和串联的双级节流，产生可调的节流压力控制井口压力，在静态和动态条件下保持钻井过程中井底压力相对稳定，能够在不中断正常控压钻井作业的情况下在线更换、抢修。
Description
技术领域
本实用新型涉及油气田钻井工程技术领域，是一种具有双级节流功能的控压钻井节流装置，主要用于控压钻井过程中对油气井井筒环空压力的精确控制。
背景技术
随着油气勘探开发向深水、深层的发展，深水环境和深部复杂地层给传统钻井过程中井底压力的控制带来诸多难题，尤其是在复杂地层情况下，由于孔隙压力和破裂压力之间的窗口通常比较小，常会遇到喷、漏、卡和塌等井下复杂情况，不但会延长钻井周期，而且还会带来HSE(健康、安全、环境)方面的问题。为了解决上述问题，最近几年提出的控制压力钻井技术是钻井过程中进行压力控制的一个较新方法，应用该技术可以进行平衡或近平衡钻井，能有效地控制地层流体侵入井筒，避免或减少井涌、井漏等钻井复杂事故的发生，非常适宜孔隙压力和破裂压力窗口较窄的地层作业。
对井底压力的精确控制是控压钻井技术的关键，它通过采用控压钻井地面节流装置来产生可调的节流来控制井口回压，从而实现在静态和动态条件下保持钻井过程中井底压力的相对稳定。回压的控制主要在于节流阀的科学设计与准确测控。通过调节节流阀，使流体流经节流阀时产生一个适当的流动阻力，来限制流量，从而使节流阀前的流体产生回压，使节流阀后的流体静压力大大降低，以满足施工要求。一般要求节流阀压降不应超过20MPa。节流阀要达到如此高的流动阻力而又不发生流道阻塞是很困难的。同时，高压降使得手动调节很困难。因此，在循环通路上，除设置一个可调式节流阀外，再加入一个或多个固定式节流阀，来分担循环通路上的压力降，实现逐级降压，最终达到为井控系统提供合理回压的效果。
目前，钻井过程中通常采用节流工艺，其控制工艺、控制装备和控制精度与效果都无法满足控压钻井作业的技术要求。即使采用目前最先进的节流阀，也无法在静态和动态条件下保持钻井过程中井底压力相对稳定的控制要求。
发明内容
本实用新型的目的是：提供一种具有双级节流功能的控压钻井节流装置，适用于控压钻井过程中对井内环空压力的精确控制。
本实用新型采用的技术方案是：具有双级节流功能的控压钻井节流装置，主要由四通、仪表短节、六通、气控平板阀、节流阀、过滤四通、手动平板阀、长形八通、球阀、质量流量计和单流阀组成，四通的入口连接管线，其特征在于：四通连接三条管线分成三路，第一路管线与控压钻井系统的旋转控制头出口端连接；第二路管线连接有仪表短节并通过仪表短节与主节流管汇的六通连接；第三路管线依次连接有气控平板阀、四通、手动节流阀、节流阀、过滤四通、手动平板阀、四通和单流阀，在第三路管线气控平板阀与节流阀之间的四通上有管线与回压泵的排液端相连，在主节流管汇的长形八通上连接有三条管线，第一条管线与第三路管线的单流阀连接；第二条管线连接有球阀；第三条管线依次连接有球阀、质量流量计和球阀；第二条管线上球阀的另一端连接有管线，并且与质量流量计连接的球阀另一端连接的管线连接到第二条管线与球阀另一端相连接的管线上。
所述的主节流管汇包括六通、气控平板阀、节流阀、过滤四通、手动平板阀和长形八通，在六通与长形八通之间由管线连接有手动平板阀；在六通与长形八通之间还对称连接两条由气控平板阀、节流阀、过滤四通和手动平板阀依次串连的旁路。
在仪表短节和节流阀上安装有压力传感器。所述的管线连接是采用管线直接或法兰短节连接。所述的用于控压钻井的新型节流管汇固定在橇装底座上。各部件均属现有产品，市场有销售。
简述具有双级节流功能的控压钻井节流装置的工作原理。有四条主要通道：一条主节流通道、一条备用节流通道、一条辅助节流通道和一条直流通道。主节流通道由一只液控节流阀构成一个节流点；备用节流通道由一只液控节流阀构成一个节流点；辅助节流通道由一只液控节流阀和一只手动节流阀构成串联的双级节流点。
所述主节流通道在正常控压钻井作业钻进时启用，备用节流通道作为主节流流程工作异常时的应急采用，辅助节流通道在钻井液停止循环、控压钻井系统中的回压泵启动后节流加回压时启用，在主节流通道、备用节流通道和辅助节流通道的节流点均发生堵塞时，启动中间的直流通道进行泄压作业。
当井口压力超过某一数值(如，5MPa)时，启动双级节流流程。各节流通道的流程都可以通过开启或者关闭节流点之间的阀件进行独立的开、关操作。
本实用新型的有益效果：本实用新型具有双级节流功能的控压钻井节流装置，在控压钻井过程中针对不同的作业工况，通过路径的选择实现单级节流和串联的双级节流压力控制，能够应对高密度、大压差条件下的控压钻井作业；具备保证不中断控压钻井作业的情况下在线更换、抢修故障节流点的能力；节流点实行远程控制，自动化程度高，提高了作业可靠性和安全性；控制精度高。
本实用新型具有以下特点：
1、设计有三条独立节流通道和一条直流通道，各节流通道之间切换方便，针对不同钻井工况，通过路径的选择可实现单级节流和串联的双级节流压力控制，能够应对高密度、大压差条件下的控压钻井作业。
2、能在不中断控压钻井作业的情况下在线更换、抢修故障节流点。
3、具备由现场FF总线、人机交互界面HMI、水力计算模块组成的远程控制系统，自动化程度高，提高了作业安全系数和控制精度。
附图说明
图1是本实用新型具有双级节流功能的控压钻井节流装置结构示意图。
图中，1.四通，2.仪表短节，3.六通，4.气控平板阀，5.液控节流阀，6.过滤四通，7.手动平板阀，8.长形八通，9.球阀，10.质量流量计，11.单流阀，12.手动节流阀。
具体实施方式
实施例1：以一种具有双级节流功能的控压钻井节流装置为例，对本实用新型作进一步详细说明。
参阅图1。本实用新型具有双级节流功能的控压钻井节流装置固定在一个橇装底座上。具有双级节流功能的控压钻井节流装置由三个四通1、一个仪表短节2、一个六通3、三个气控平板阀4、三个节流阀5、三个过滤四通6、三个手动平板阀7、一个长形八通8、三个球阀9、一个质量流量计10和一个单流阀11组成。各部件均属市场现有产品。
四通1的入口连接管线，四通1连接三条管线分成三路，第一路管线与控压钻井系统的旋转控制头出口端连接；第二路管线连接有仪表短节2并通过仪表短节2与主节流管汇的六通3连接；第三路管线依次连接有气控平板阀4、四通1、手动节流阀12、节流阀5、过滤四通6、手动平板阀7、四通1和单流阀11。在第三路管线气控平板阀4与节流阀5之间的四通1上有管线与回压泵的排液端相连。仪表短节2、节流阀5上固定有压力传感器。节流阀5采用液控节流阀。
在主节流管汇的长形八通8上连接有三条管线，第一条管线与第三路管线的单流阀11连接；第二条管线连接有球阀9；第三条管线依次连接有球阀9、质量流量计10和球阀9；第二条管线的球阀9的另一端连接有管线，并且与质量流量计10连接的球阀9另一端连接的管线，连接到第二条管线连接球阀9的另一端连接的管线上。
主节流管汇包括六通3、气控平板阀4、节流阀5、过滤四通6、手动平板阀7和长形八通8。在六通3与长形八通8之间由管线连接有手动平板阀7；在六通3与长形八通8之间还对称连接两条由气控平板阀4、节流阀5、过滤四通6和手动平板阀7依次串连的旁路。节流阀5采用液控节流阀，节流阀5上均安装有压力传感器。
管线连接是采用管线直接，当管线连接的部件是法兰结构时，采用法兰短节连接。
Claims (3)
1.一种具有双级节流功能的控压钻井节流装置，主要由四通(1)、仪表短节(2)、六通(3)、气控平板阀(4)、节流阀(5)、过滤四通(6)、手动平板阀(7)、长形八通(8)、球阀(9)、质量流量计(10)和单流阀(11)组成，四通(1)的入口连接管线，其特征在于：四通(1)连接三条管线分成三路，第一路管线与控压钻井系统的旋转控制头出口端连接；第二路管线连接有仪表短节(2)并通过仪表短节(2)与主节流管汇的六通(3)连接；第三路管线依次连接有气控平板阀(4)、四通(1)、手动节流阀(12)、节流阀(5)、过滤四通(6)、手动平板阀(7)、四通(1)和单流阀(11)，在第三路管线气控平板阀(4)与节流阀(5)之间的四通(1)上有管线与回压泵的排液端相连，在主节流管汇的长形八通(8)上连接有三条管线，第一条管线与第三路管线的单流阀(11)连接；第二条管线连接有球阀(9)；第三条管线依次连接有球阀(9)、质量流量计(10)和球阀(9)；第二条管线上球阀(9)的另一端连接有管线，并且与质量流量计(10)连接的球阀(9)另一端连接的管线连接到第二条管线与球阀(9)另一端相连接的管线上。
2.根据权利要求1所述的具有双级节流功能的控压钻井节流装置，其特征是：所述的主节流管汇包括六通(3)、气控平板阀(4)、节流阀(5)、过滤四通(6)、手动平板阀(7)和长形八通(8)，在六通(3)与长形八通(8)之间由管线连接有手动平板阀(7)；在六通(3)与长形八通(8)之间还对称连接两条由气控平板阀(4)、节流阀(5)、过滤四通(6)和手动平板阀(7)依次串连的旁路。
3.根据权利要求1或2所述的具有双级节流功能的控压钻井节流装置，其特征是：在仪表短节(2)和节流阀(5)上安装有压力传感器。
Priority Applications (1)
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| CN2010202704463U CN201778705U (zh) | 2010-07-22 | 2010-07-22 | 一种具有双级节流功能的控压钻井节流装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| CN201778705U true CN201778705U (zh) | 2011-03-30 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102536191A (zh) * | 2012-03-15 | 2012-07-04 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | 控压钻井用自动节流控制装置 |
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2010
- 2010-07-22 CN CN2010202704463U patent/CN201778705U/zh not_active Expired - Lifetime
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