一種鑽井用溢流自動控制裝置的製作方法
2023-12-04 08:25:51
專利名稱：一種鑽井用溢流自動控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於油氣井工程領域，具體涉及ー種鑽井用溢流自動控制裝置。
背景技術：
由於鑽井自身結構特點，在鑽井過程中常常出現鑽遇異常壓カ地層，或者出現氣侵等複雜事故。這樣由於地層壓カ高於鑽井液在井底產生的有效壓カ，井ロ泥漿槽槽ロ返出的泥漿排量會比正常打鑽時大很多，進而發生溢流現象。如果進入異常壓力層前沒有明顯徵兆，地層壓カ又高，會導致溢流來勢洶湧，不易被快速檢測出來，而且井隊人員不能快速採取應對策略，進而導致溢流發展更為嚴重。尤其是在高含氣的地層中，如果氣體突然侵入泥漿的話，使得這ー情況更是糟糕，很有可能導致井噴等重大事故，造成經濟上重大的損失。如果能及時檢測到泥漿的溢流，讓防噴器快速關閉，會達到保證井下複雜事故不會惡化 和防止井噴的目的。鑽井中為了能及時發現溢流現象並且快速關井，目前主要有以下幾種處理方式一、人工檢測泥漿槽液位變化很多的情況下，會派專人實時看管震動篩，一旦有專門的人員告訴鑽井工程師振動篩邊上的泥漿槽泥漿返出增多，鑽井工程師就立刻命令司鑽將鑽頭提離井底使鑽進過程停止下來，準備實施關井作業。這樣做雖然能對溢流進行實時檢測，但其存在以下三方面的缺陷1能檢測到溢流嚴重的情況，在溢流初期或者輕度溢流很難檢測到。2不能夠及時對檢測到的溢流情況做出反應。3雖然在一定程度上能檢測到溢流發生，但需要靠人工來檢測，如果人員由於疏忽或者其他原因很容易不能發現溢流現象。ニ、人工檢測泥漿罐體積變化現在很大一部分鑽井隊在施工過程中，會派專人實時看管正在使用的循環泥漿罐，當專人發現泥漿罐的泥漿體積較正常鑽進時候顯著增多吋，就會通知鑽井工程師，鑽井工程師將會根據其他參數判斷是否發生溢流。這也是ー種很有效的方法，但是需要溢流發生的很明顯，或者溢流發生較長時間後才能被發現，而且要是正好倒班或者專人不在崗位，很難及時發現溢流現象。三、人工關閉防噴器在現場目前應用最為廣泛和有效的ー種方法是，在發現並且確認是溢流發生後，就直接進行關井作業，立即關閉防噴器，使得從井口返出的泥漿不至於湧出太多而誘發井噴等更為惡性的事故。但其存在的缺陷是必須得有專門的人員執行關井作業，需要人工去關閉防噴器，這樣耗費人力，耽誤時間，而且沒有實現控制的自動化。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種鑽井用溢流自動控制裝置。該裝置在發現溢流發生後，就自動關閉位於井ロ的電磁防噴器，使得關井作業無需人工操作就能夠快速進行，然後再安排專人去組織觀察具體井況進而準備壓井作業，一段時間後自動打開電磁防噴器，如果檢測到溢流依然存在就再重新關閉電磁防噴器，直到溢流情況完全消除後才恢復正常循環。達到減少井噴風險的目的。為解決上述技術問題，本實用新型所採用的技術方案為 鑽井用溢流自動控制裝置，其特徵在於它包括開環控制系統，所述的開環控制系統包括PLC控制器，所述的PLC控制器前部相連有流量計，所述的PLC控制器下方連接接觸器，所述的接觸器連接有電磁防噴器，利用電磁防噴器的開啟和閉合實現對泥漿溢流自動控制。按上述方案，所述的PLC控制器可以對電磁防噴器關閉狀態的時間進行調節；也可以對流量的初始值進行設置，在實際過程中根據具體情況設置。本實用新型的設計原理在鑽井過程中，在井口泥漿返出槽槽ロ安置ー個流量計，並且在正常循環時記錄一個初始值輸入到PLC控制器裡面，當有溢流情況發生吋，所述的流量計會檢測到流量值増加，當泥漿返出量達到初始值後，PLC控制器通過接觸器指揮執行器(閥門)的動作，自動關閉位於井ロ的電磁防噴器，而電磁防噴器處於關閉狀態的時間T可以由PLC控制器來設定，使得整個關井作業過程無需人工幹預，然後再安排專人去觀察井況並且準備壓井作業，等T這段時間過後電磁防噴器自動打開，嘗試恢復正常循環。如果溢流仍然存在就重新自動關閉電磁防噴器，直到溢流完全消除後泥漿才恢復正常循環。這樣可以達到減少發生井噴風險的目的。所述流量初始值的設定，一方面考慮到初始值太低會導致即使稍微變化排量也會自動關閉防噴器的問題；另ー方面為了防止溢流發生很嚴重情況下電磁防噴器也不會關閉，初始值不能太高，所以應根據不同的井段來確定不同的流量初始值。所述的旁通閥開啟狀態時間的控制，一方面考慮到如果溢流情況嚴重，很難在短時間內將井況掌握清楚或者將壓井作業準備好，需要把關閉時間設置的稍微長點；另一方面如果電磁防噴器關閉的時間太長，壓井準備工作早已結束或者溢流消除了還沒有開啟電磁防噴器。應根據不同的井段來確定時間，建議採用10分鐘。該鑽井用溢流自動控制裝置在鑽井過程中使用時(1)首先將流量計安置到振動篩旁邊的那個泥漿返出槽中，將井口安裝上電磁防噴器，將其與接觸器與PLC控制器連接起來；(2)根據不同井段地層特殊性質，通過PLC控制器來對電磁防噴器關閉時間進行設定，以及對PLC控制器流量初始值進行設定，即可實現對溢流進行自動、連續控制，達到減少井噴風險的目的。本實用新型的有益效果本實用新型提供的一種鑽井用溢流自動控制裝置控制靈敏，方便控制調節，可較好地應用在鑽井中，當由於鑽入異常壓力層或者複雜地層而導致返出的泥漿流量增多吋，及時自動關閉電磁防噴器的閥門讓泥漿不流出井口，而期間鑽井工程師可以觀察井況並且準備壓井作業，等一段時間後自動打開電磁防噴器，如果井口泥漿溢流問題沒有得以解決就再次自動關閉電磁防噴器，直到泥漿溢流消除後才恢復正常循環，這樣可以達到保證降低井噴風險的目的。
[0020]圖1為本實用新型實施例1的一種鑽井用溢流自動控制裝置的示意圖。圖中1流量計，2 PLC控制器，3接觸器，4電磁防噴器。
具體實施方式
實施例1一種鑽井用溢流自動控制裝置，其特徵在於它包括開環控制系統，所述的開環控制系統包括PLC控制器2，所述的PLC控制器2前部相連有流量計I，所述的PLC控制器2下方連接接觸器3，所述的接觸器3連接有電磁防噴器4，利用電磁防噴器4的開啟和閉合實現對溢流事故的自動控制。該鑽井用溢流自動控制裝置可較好地應用在鑽井中，當由於鑽入異常壓力層或者複雜地層而導致返出的泥漿流量增多吋，及時自動關閉電磁防噴器4的閥門，達到保證降低井噴風險的目的。
權利要求1.鑽井用溢流自動控制裝置，其特徵在於它包括開環控制系統，所述的開環控制系統包括PLC控制器(2)，所述的PLC控制器(2)前部相連有流量計(I)，所述的PLC控制器(2)下方連接有接觸器(3)，所述的接觸器(3)連接有電磁防噴器(4)，利用對電磁防噴器(4)的開啟和閉合實現對泥漿返回管路自動控制。
2.根據權利要求1所述的鑽井用溢流自動控制裝置，其特徵在於所述的PLC控制器對電磁防噴器關閉狀態的時間進行調節，在實際過程中根據具體情況設置為10分鐘。
3.根據權利要求1所述的鑽井用溢流自動控制裝置，其特徵在於所述的PLC控制器對流量的初始值進行設置，在實際過程中根據具體情況設置。
專利摘要本實用新型涉及一種鑽井用溢流自動控制裝置。鑽井用溢流自動控制裝置，它包括開環控制系統，所述的開環控制系統包括PLC控制器，所述的PLC控制器前部與流量計相連，所述的流量計下方連接有接觸器，所述的接觸器連接有電磁防噴器，利用對電磁防噴器的開啟和閉合實現對溢流情況的自動控制。該鑽井用溢流自動控制裝置可較好地應用在鑽井中，當發生溢流時井口泥漿槽返回的泥漿顯著增多時，及時自動關閉井口電磁防噴器，達到快速處理溢流而防止誘發井噴等更為複雜的井下事故的目的。
文檔編號E21B33/06GK202850930SQ20122054886
公開日2013年4月3日 申請日期2012年10月25日 優先權日2012年10月25日
發明者高德利, 梁奇敏 申請人:中國石油大學(北京)