CN204984401U - 钻井井涌压力监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻井井涌压力监测装置，包括T形管本体、上盖、液压腔壳体和压力传感器，所述T形管本体包括进液管、与所述进液管同轴设置的液压管以及与所述液压管和所述进液管垂直设置且相互连通的排液管，在所述进液管和所述排液管的端口处设置有法兰盘，所述液压腔外壳套装在所述液压管内壁上并通过所述上盖封住所述液压管端口，所述压力传感器设置在所述上盖上且与液压腔连通以测定液体实时压力值；该钻井井涌压力监测装置结构、原理简单，安装方便，灵敏度高，使用安全可靠，能够满足钻井过程中的井涌早期压力检测需要，此外将该装置的压力传感器通过压力数据传输线与计算机终端连接可以判断井涌发生的概率与程度。

Description

钻井井涌压力监测装置

技术领域

本实用新型涉及钻井过程中井涌压力监测装置技术领域，特别涉及一种钻井井涌压力监测装置。

背景技术

由于许多不确定因素的存在，常常导致在钻井过程中发生溢流等复杂工况。在众多的复杂工况中，以井涌溢流工况可能造成的损失最大。当钻遇高压地层时，地层中的高压流体会流进井筒，这部分井涌流体进入井筒后，会沿着井筒向上运移扩散，如果在没有任何措施的情况下使其到达地面，那么钻井液及钻井工具极有可能被喷出井眼。这种情况下会导致钻机损毁和人员伤亡的灾难性后果。

近些年来，随着人们对井涌溢流的研究越来越深入，人们对井涌、井喷等事故的危害性有着深刻的认识，但是近年来由于井喷引起的重大安全事故有逐年上升的趋势。作为预防井喷事故发生的关键技术、井涌早期检测技术逐渐受到越来越多的重视。尽管采用了几乎的所有预防措施，在钻井过程中，钻遇高压地层仍然是不可避免的，因此有必要找到一种预测或检测方法，对即将发生的井涌和井喷事故做出准确而及时的预报，使现场人员能够有充分的时间处理进入井筒的高压流体，大大降低钻井工程的风险和损失。

早期井涌检测技术可以及时警示钻井作业者，警示时间越早给操作者提供的应对时间越长，可使成功处理井涌事故的概率大大增加，从而最大限度的消除井涌可能带来的灾难性后果。因此，研究能够尽早发现和检测到井涌发生的方法和系统对安全钻井具有极其重要的价值。

随着石油工业的发展，在钻井工程领域已经发展出多种形式的井涌检测的方法和技术，例如：通过检测监控钻井过程中泥浆池中钻井液体积的增减，来判断井涌发生概率；在钻井液出口安装挡板流量计，通过检测钻井液返出速度的大小，来判断井下溢流情况；或者通过声波时差法来判断钻井液中是否溶解有气体；还有在底部钻具上安装压力传感器，利用泥浆脉冲信号将井底压力数据传回地面，通过分析信号数据来判断地层流体侵入井筒的情况。

虽然这些井涌早起检测技术已经有所研究和应用，但对这些井涌早期检测的方法和技术进行改进，可以更加有效的检测井涌发生的可能性。本发明的装置和方法旨在能够较早地提供井涌报警以进一步提高地下勘探和生产作业的安全。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够有效地实现对钻井液出口的钻井液流动压力的实时监测，进而提高钻井井涌工况监测的及时性和准确性的钻井井涌压力监测装置。

为此，本实用新型技术方案如下：

一种钻井井涌压力监测装置，包括T形管本体、上盖、液压腔壳体和压力传感器，所述T形管本体包括进液管、与所述进液管同轴设置的液压管以及与所述液压管和所述进液管垂直设置且相互连通的排液管，在所述进液管和所述排液管的端口处设置有法兰盘，所述液压腔外壳套装在所述液压管内壁上并通过所述上盖封住所述液压管端口，所述压力传感器设置在所述上盖上且与液压腔连通以测定液体实时压力值。

该装置通过设置在所述进液管和所述排液管的端口处的法兰盘安装在钻井液出口节流压井管汇上，利用改变流体流动方向，获得的动量变化引起的压力变化来判别流动速度的变化。

优选地，在所述进液管和所述排液管的内壁上均设有防冲蚀衬管。其中，所述防冲蚀衬管由抗腐、抗磨损材料制成，采用现有技术的喷涂防冲蚀材料的工艺在所述进液管和所述排液管的内壁上设置一层防冲蚀衬管，用来减小流入该装置的钻井液中含有的砂砾对该装置进液管内壁的磨蚀与损坏。

优选地，所述上盖与所述进液管之间通过螺纹连接，以形成密封的液压腔体。

所述液压腔外壳套装在所述液压管内，形成液压腔，用于容纳由钻井液流入端流入的钻井液，同时液压腔外壳使得形成的内压腔内径减小，以防止大颗粒进入液压腔，阻塞压力传递通道；所述压力传感器与所述液压腔形成连通，测量的是液压腔内的压力，具体地，从进液管进来的钻井液在液压腔内部形成近似于静止的液体环境，液压腔内的这些液体把进入该装置的钻井液的压力传递给压力传感器，实现测压。

优选地，在所述进液管和所述排液管端部设置的法兰盘端面上均设有放置密封圈的环形金属密封圈槽，用于与钻井液出口节流压井管汇之间形成密封连接。

所述液压管内壁向内凹陷形成有一环形台阶，所述液压腔外壳套装在所述液压管内且所述液压腔外壳的下端面压配在所述环形台阶的上端面上。

该装置与旋转控制头配合使用，安装在钻井液出口节流压井管汇上，通过该装置能够有效地实现对钻井液出口的钻井液流动压力的实时监测，进而提高钻井井涌工况监测的及时性和准确性便于井涌溢流的早期检测和预警。

与现有技术相比，该钻井井涌压力监测装置根据静止液体的等值传压原理，利用在进液管靠近外螺纹一侧的液压腔内形成的近似静止流体和上盖上的压力传感器实现钻井液回流管线处压力的测定。该装置结构、原理简单，安装方便，灵敏度高，使用安全可靠，能够满足钻井过程中的井涌早期压力检测需要。

此外，将该装置的压力传感器通过压力数据传输线与计算机终端连接，通过数据采集计算机终端，可以实现钻井液出口处的压力随时间的变化，进而可以判断井涌发生的概率与程度，计算机算法原理简单，代码浅显易懂。

附图说明

图1为本实用新型的钻井井涌压力监测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明，但这些实施例绝非对本实用新型有任何限制。

如图1所示，该钻井井涌压力监测装置包括T形管本体、上盖2、液压腔壳体3和压力传感器1，所述T形管本体包括进液管5、与所述进液管5同轴设置的液压管4以及与所述液压管4和所述进液管5垂直设置且相互连通的排液管8，在所述进液管5和所述排液管8的端口处设置有法兰盘，所述液压管4内壁向内凹陷形成有一环形台阶，所述液压腔外壳3套装在所述液压管4内且所述液压腔外壳3的下端面压配在所述环形台阶的上端面上，所述上盖2与所述进液管5之间通过螺纹连接封住所述液压管4端口，所述压力传感器1设置在所述上盖2上且与液压腔连通以测定液体实时压力。

其中，在所述进液管5和所述排液管8端部设置的法兰盘端面上均设有放置密封圈的环形金属密封圈槽9；在所述进液管和所述排液管的内壁上分别喷涂有防冲蚀衬管6和防冲蚀衬管7。

使用时，将该装置通过设置在所述进液管5和所述排液管8的端口处的法兰盘安装在钻井液出口节流压井管汇上，并将压力传感器1通过压力数据传输线与计算机终端连接，通过数据采集计算机终端，即可实现钻井液出口处的压力随时间的变化，进而可以判断井涌发生的概率与程度。

Claims (5)

1.一种钻井井涌压力监测装置，其特征在于，包括T形管本体、上盖(2)、液压腔壳体(3)和压力传感器(1)，所述T形管本体包括进液管(5)、与所述进液管(5)同轴设置的液压管(4)以及与所述液压管(4)和所述进液管(5)垂直设置且相互连通的排液管(8)，在所述进液管(5)和所述排液管(8)的端口处设置有法兰盘，所述液压腔外壳(3)套装在所述液压管(4)内壁上并通过所述上盖(2)封住所述液压管(4)端口，所述压力传感器(1)设置在所述上盖(2)上且与液压腔连通以测定液体实时压力值。

2.根据权利要求1所述的钻井井涌压力监测装置，其特征在于，在所述进液管(5)和所述排液管(8)的内壁上均设有防冲蚀衬管。

3.根据权利要求1所述的钻井井涌压力监测装置，其特征在于，所述上盖(2)与所述进液管(5)之间通过螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的钻井井涌压力监测装置，其特征在于，在所述进液管(5)和所述排液管(8)端部设置的法兰盘端面上均设有放置密封圈的环形金属密封圈槽(9)。

5.根据权利要求1所述的钻井井涌压力监测装置，其特征在于，所述液压管(4)内壁向内凹陷形成有一环形台阶，所述液压腔外壳(3)套装在所述液压管(4)内且所述液压腔外壳(3)的下端面压配在所述环形台阶的上端面上。