CN203239265U - 智能关井装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能关井装置，包括蓄能器组、节流管汇控制箱、地面防喷器控制装置和试压台，所述地面防喷器控制装置设有曲轴柱塞泵一，曲轴柱塞泵一连接油箱和试压口。由于本实用新型提供的智能关井装置将节流管汇控制箱、地面防喷器控制装置和试压台集成为一体，节流管汇控制箱同时设有手动换向阀和电磁比例换向阀，手动换向阀和电磁比例换向阀都连接远程控制的液缸，简单操作就能实现远程关井的功能。极大地节省了关井中间环节中的人数，减少因多人同时操作时出现的误操作，缩短关井时间，提高工作效率和井控的安全系数。

Description

智能关井装置

技术领域

本实用新型涉及石油钻探领域，更具体地，是一种能智能关闭油气井的设备。

背景技术

石油天然气勘探开发过程中，当井口出现溢流、井涌或井喷时，需要通过远距离控制实现关闭油气井井口，以免出现井喷事故。

目前，井口需要进行关井操作时，都是人工手动控制，而且需要司钻、副司钻、内钳工、外钳工、井架工、场地工、泥浆工、录井联机员、机工岗、值班干部、钻井监督等十多个技术人员协同工作才能有效完成井口控制。由于人员多，不仅劳动强度大，而且容易出现差错，有很大的安全隐患。

中国专利CN 202611668 U公开了一种井控装备应急关井联动控制装置，属于井场控制技术领域。本实用新型的井控装备应急关井联动控制装置，包括主控制箱，所述主控制箱上连接并控制有点火装置、液动平板阀和环形防喷器。该实用新型的井控装备应急关井联动控制装置，具有操作方便、多样化、可靠性高、适应性广以及通用性强的特点，在井喷或井涌时，能尽快启动点火装置、同时打开液动平板阀、关闭环形防喷器，与传统设备相比，能有效地更快地关井，并且节能环保。但是该实用新型的节流管汇控制箱、地面防喷器控制装置和试压台没有集成在一块，使用和维护依然需要多人同时操作，而且要满足节流压井管汇上的某些手动阀门处在固定的状态，一旦这些阀门没有在状态不对，就不能实施有效的关井作业，此外，关井时间长，并且可能出现误操作。最关键的是，该实用新型专利仅仅适用于即将井喷失控时的关井作业，不能适用于整个钻井过程的自动关井作业。

发明内容

本发明的目的，就是克服现有技术的不足，提供一种集成节流管汇控制箱、地面防喷器控制装置、试压台及节流压井管汇为一体，简单操作就能实现远程关井的智能关井装置。

为了达到上述目的，本发明提供一种智能关井装置，包括蓄能器组、节流管汇控制箱、地面防喷器控制装置、节流压井管汇和试压台，所述地面防喷器控制装置设有曲轴柱塞泵一，曲轴柱塞泵一连接油箱和蓄能器组，所述试压台设有气动液压泵和曲轴柱塞泵一，气动液压泵连接油箱和蓄能器组，曲轴柱塞泵一连接油箱和试压口，节流管汇控制箱设有手动换向阀、电磁比例换向阀，手动换向阀、电磁比例换向阀连接远程控制的液缸，液缸连接要控制的阀门。只要手动操作手动换向阀，或者电控操作电磁比例换向阀，高压液体便能进入液缸，并打开远程阀门。

对于所述的智能关井装置的进一步说明，曲轴柱塞泵一的电机连接防爆磁力起动器，防爆磁力起动器连接压力控制器。

       对于所述的智能关井装置的进一步说明，蓄能器组为若干个蓄能器，各个蓄能器通过一个高压球阀汇合在一处与四通阀连接。

对于所述的智能关井装置的进一步说明，蓄能器组的出口设有溢流阀。

对于所述的智能关井装置的进一步说明，蓄能器组的出口设有压力表。

       本实用新型的有益效果是：由于本实用新型提供的智能关井装置将节流管汇控制箱、地面防喷器控制装置和试压台集成为一体，节流管汇控制箱同时设有手动换向阀和电磁比例换向阀，手动换向阀和电磁比例换向阀都连接远程控制的液缸，简单操作就能实现远程关井的功能。极大地节省了关井中间环节中的人数，减少因多人同时操作时出现的误操作，缩短关井时间，提高工作效率和井控的安全系数。

附图说明

        图1是本发明所述智能关井装置的原理图；

       图2是本发明所述智能关井装置的地面防喷器控制装置原理图；

    图3是本发明所述智能关井装置的试压台原理图；

图4是本发明所述智能关井装置的节流管汇控制箱原理图；

图5是本发明所述智能关井装置的蓄能器组原理图；

图中：1-蓄能器组、11-蓄能器、12-高压球阀、2-节流管汇控制箱、21-压力表、22-电机、23-磁力防爆起动器、24-压力控制器、25-单流阀、26-溢流阀、3-节流管汇控制箱、31-手动换向阀、32-电磁比例换向阀、33-三位四通转阀、34-三位五通电控换向气阀、35-气缸、36-液缸、4-试压台、41-曲轴柱塞泵一、411-曲轴柱塞泵二、42-球阀、43-单流阀、44-试压口、45-过载安全器、46-气动液压泵、47-低压滤清器、5-油箱。

具体实施方式

       下面参见附图和具体实施例，对本发明做进一步说明:

参见图 1所示，一种智能关井装置，包括蓄能器组、节流管汇控制箱、地面防喷器控制装置和试压台，地面防喷器控制装置连接蓄能器组和油箱，试压台连接蓄能器组和油箱，节流管汇控制箱连接油箱。

如图2所示，地面防喷器控制装置设有曲轴柱塞泵二，曲轴柱塞泵二连接油箱和蓄能器组，曲轴柱塞泵二与蓄能器组之间设有单流阀。曲轴柱塞泵二还连接电机，电机连接磁力防爆起动器，磁力防爆起动器连接压力控制器。蓄能器组出口设有压力表和溢流阀。

如图3所示，试压台设有气动液压泵和曲轴柱塞泵一，气动液压泵连接油箱和蓄能器组，气动液压泵与油箱之间设有球阀和低压滤清器，本实施例增加了一个油箱端口，预防未来改造需要。气动液压泵与气动液压泵之间串联一个单流阀后汇合，汇合后连接蓄能器组，在汇合处设置溢流阀。曲轴柱塞泵一连接油箱和试压口，试压口与曲轴柱塞泵一之间设有溢流阀和单流阀，试压口前端设有过载安全器。

如图4所述，节流管汇控制箱设有手动换向阀、电磁比例换向阀，手动换向阀、电磁比例换向阀都连接远程控制的液缸。蓄能器组出口通过手动换向阀、电磁比例换向阀及其他直接控制液缸的连接。

三位四通转阀也连接液缸，可用压缩空气控制3寸空气缸开关三位四通转阀来控制相应的阀门。

如图5所述，蓄能器组为若干个蓄能器，各个蓄能器通过一个高压球阀汇合在一处与四通阀连接。

该设备在液压基础上，采用工控机系统及PLC控制系统，还增加了可选择的智能判定程序，针对关井时候的4种工况进行自动选择进行操作。4种工况分别为：

（1）钻进中；

（2）起下钻；

（3）起下钻铤；

（4）空井时。

其中每种工况又分别分为软关井和硬关井两种方式。

一、钻进中：

1、钻进中软关井按以下程序自动进行：

a)发出报警信号，停止钻进，停泵。

b)上提方钻杆接头出转盘面500mm（±50mm）。

c)打开液动放喷阀，关环形防喷器。

d)关闭与井内钻具尺寸相符的半封闸板防喷器（延长10秒钟），将钻具缓慢坐在吊卡上。

e)关闭液动节流阀，再关闭液动节流阀前的平板阀；打开环形防喷器。

f)迅速向钻井监督、值班干部报告。

g)每2分钟准确记录一次关井立管压力、关井套管压力。

2、钻进中的硬关井按以下程序自动进行：

a)发出报警信号，停止钻进，停泵。

b)上提方钻杆接头出转盘面500mm（±50mm），打开液动放喷阀。

c)关闭与井内钻具尺寸相符的半封闸板防喷器，将钻具缓慢坐在吊卡上。

d)迅速向钻井监督、值班干部报告。每2分钟准确记录一次立管压力、套管压力。

二、起下钻：

1、起下钻中的软关井按以下程序自动进行：

a)发出报警信号，停止起下钻作业。

b)抢接箭形止回阀，上提钻具100mm（±50mm）。

c)打开液动放喷阀，关闭环形防喷器。

d)关闭与井内钻具尺寸相符的半封闸板防喷器（延长10秒钟）， ，将吊卡缓慢坐在转盘面上。

e)关闭液动节流阀，再关闭液动节流阀前的平板阀；打开环形防喷器 。

f)迅速向钻井监督、值班干部报告。

g)接方钻杆（不计入关井时间），

h)每2分钟准确记录一次立管压力和套管压力。

2、起下钻中的硬关井按以下程序自动进行：

硬关井J2a常关：

a)发出报警信号，停止起下钻作业，抢接箭形止回阀，上提钻具100mm（±50mm）。

b)打开液动放喷阀，关闭与井内钻具尺寸相符的半封闸板防喷器。

c)将吊卡缓慢坐在转盘面上，接方钻杆。

d)迅速向钻井监督、值班干部报告。

e)每2分钟准确记录一次立管压力和套管压力。

三、起下钻铤

1、起下钻铤中的软关井按以下程序自动进行：

a)发出溢流报警信号，下放钻铤坐在转盘上，卡紧安全卡瓦。

b)抢接防喷立柱（或防喷单根），下放钻具至吊卡离转盘面100mm（±50mm）处。

c)打开液动放喷阀，关环形防喷器。

d)关闭与井内钻具尺寸相符的半封闸板防喷器（延长10秒钟），将吊卡缓慢坐在转盘面上。

e)关闭液动节流阀，再关闭液动节流阀前的平板阀，打开环形防喷器。接方钻杆。

f)迅速向钻井监督、值班干部报告。

g)每2分钟准确记录一次立管压力和套管压力。

2、起下钻铤中的硬关井按以下程序自动进行：

起下钻铤中J2a常关

a)发出溢流报警信号，下放钻铤坐在转盘上，卡紧安全卡瓦。

b)抢接防喷立柱（或防喷单根），下放钻具至吊卡离转盘面100mm（±50mm）处。

c)打开液动放喷阀，关闭与井内钻具尺寸相符的半封闸板防喷器，将吊卡缓慢坐在转盘面上，接方钻杆 

d)迅速向钻井监督、值班干部报告 

e)每2分钟准确记录一次立管压力和套管压力。

四、空井时

1、空井时的软关井按以下程序自动进行：

a)发出溢流报警信号。

b)打开液动放喷阀。

c)关全封闸板防喷器。

d)关闭液动节流阀。

e)关闭液动节流阀前的平板阀。

f)迅速向钻井监督、值班干部报告。

g)每2分钟准确记录一次套管压力。

2、空井时的硬关井按以下程序自动进行：

a)发出溢流报警信号。

b)打开液动放喷阀。

c)关全封闸板防喷器。

d)迅速向钻井监督、值班干部报告。

e)每2分钟准确记录一次套管压力。 

以上是对本实用新型的优选实施例进行了描述，并不限于上述具体实施方式，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的变换，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种智能关井装置，包括蓄能器组、节流管汇控制箱、地面防喷器控制装置和试压台，其特征在于：所述地面防喷器控制装置设有曲轴柱塞泵一，曲轴柱塞泵一连接油箱和试压口，所述试压台设有气动液压泵和曲轴柱塞泵二，气动液压泵连接油箱和蓄能器组，曲轴柱塞泵二连接油箱和蓄能器组，节流管汇控制箱设有手动换向阀、电磁比例换向阀，手动换向阀、电磁比例换向阀连接远程控制的液缸。

2.如权利要求1所述的智能关井装置，其特征在于：所述曲轴柱塞泵一的电机连接防爆磁力起动器，防爆磁力起动器连接压力控制器。

3. 如权利要求1所述的智能关井装置，其特征在于：所述蓄能器组为若干个蓄能器，各个蓄能器通过一个高压球阀汇合在一处与四通阀连接。

4. 如权利要求1所述的智能关井装置，其特征在于：所述蓄能器组的出口设有一个溢流阀。

5.如权利要求1所述的智能关井装置，其特征在于：所述蓄能器组的出口设有一个压力表。

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