专利名称：一种钻井用溢流自动控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于油气井工程领域，具体涉及ー种钻井用溢流自动控制装置。
背景技术：
由于钻井自身结构特点，在钻井过程中常常出现钻遇异常压カ地层，或者出现气侵等复杂事故。这样由于地层压カ高于钻井液在井底产生的有效压カ，井ロ泥浆槽槽ロ返出的泥浆排量会比正常打钻时大很多，进而发生溢流现象。如果进入异常压力层前没有明显征兆，地层压カ又高，会导致溢流来势汹涌，不易被快速检测出来，而且井队人员不能快速采取应对策略，进而导致溢流发展更为严重。尤其是在高含气的地层中，如果气体突然侵入泥浆的话，使得这ー情况更是糟糕，很有可能导致井喷等重大事故，造成经济上重大的损失。如果能及时检测到泥浆的溢流，让防喷器快速关闭，会达到保证井下复杂事故不会恶化 和防止井喷的目的。钻井中为了能及时发现溢流现象并且快速关井，目前主要有以下几种处理方式一、人工检测泥浆槽液位变化很多的情况下，会派专人实时看管震动筛，一旦有专门的人员告诉钻井工程师振动筛边上的泥浆槽泥浆返出增多，钻井工程师就立刻命令司钻将钻头提离井底使钻进过程停止下来，准备实施关井作业。这样做虽然能对溢流进行实时检测，但其存在以下三方面的缺陷1能检测到溢流严重的情况，在溢流初期或者轻度溢流很难检测到。2不能够及时对检测到的溢流情况做出反应。3虽然在一定程度上能检测到溢流发生，但需要靠人工来检测，如果人员由于疏忽或者其他原因很容易不能发现溢流现象。ニ、人工检测泥浆罐体积变化现在很大一部分钻井队在施工过程中，会派专人实时看管正在使用的循环泥浆罐，当专人发现泥浆罐的泥浆体积较正常钻进时候显著增多吋，就会通知钻井工程师，钻井工程师将会根据其他參数判断是否发生溢流。这也是ー种很有效的方法，但是需要溢流发生的很明显，或者溢流发生较长时间后才能被发现，而且要是正好倒班或者专人不在岗位，很难及时发现溢流现象。三、人工关闭防喷器在现场目前应用最为广泛和有效的ー种方法是，在发现并且确认是溢流发生后，就直接进行关井作业，立即关闭防喷器，使得从井口返出的泥浆不至于涌出太多而诱发井喷等更为恶性的事故。但其存在的缺陷是必须得有专门的人员执行关井作业，需要人工去关闭防喷器，这样耗费人力，耽误时间，而且没有实现控制的自动化。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种钻井用溢流自动控制装置。该装置在发现溢流发生后，就自动关闭位于井ロ的电磁防喷器，使得关井作业无需人工操作就能够快速进行，然后再安排专人去组织观察具体井况进而准备压井作业，一段时间后自动打开电磁防喷器，如果检测到溢流依然存在就再重新关闭电磁防喷器，直到溢流情况完全消除后才恢复正常循环。达到減少井喷风险的目的。为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为 钻井用溢流自动控制装置，其特征在于它包括开环控制系统，所述的开环控制系统包括PLC控制器，所述的PLC控制器前部相连有流量计，所述的PLC控制器下方连接接触器，所述的接触器连接有电磁防喷器，利用电磁防喷器的开启和闭合实现对泥浆溢流自动控制。按上述方案，所述的PLC控制器可以对电磁防喷器关闭状态的时间进行调节；也可以对流量的初始值进行设置，在实际过程中根据具体情况设置。本实用新型的设计原理在钻井过程中，在井口泥浆返出槽槽ロ安置ー个流量计，并且在正常循环时记录一个初始值输入到PLC控制器里面，当有溢流情况发生吋，所述的流量计会检测到流量值増加，当泥浆返出量达到初始值后，PLC控制器通过接触器指挥执行器(阀门)的动作，自动关闭位于井ロ的电磁防喷器，而电磁防喷器处于关闭状态的时间T可以由PLC控制器来设定，使得整个关井作业过程无需人工干预，然后再安排专人去观察井况并且准备压井作业，等T这段时间过后电磁防喷器自动打开，尝试恢复正常循环。如果溢流仍然存在就重新自动关闭电磁防喷器，直到溢流完全消除后泥浆才恢复正常循环。这样可以达到减少发生井喷风险的目的。所述流量初始值的设定，一方面考虑到初始值太低会导致即使稍微变化排量也会自动关闭防喷器的问题；另ー方面为了防止溢流发生很严重情况下电磁防喷器也不会关闭，初始值不能太高，所以应根据不同的井段来确定不同的流量初始值。所述的旁通阀开启状态时间的控制，一方面考虑到如果溢流情况严重，很难在短时间内将井况掌握清楚或者将压井作业准备好，需要把关闭时间设置的稍微长点；另一方面如果电磁防喷器关闭的时间太长，压井准备工作早已结束或者溢流消除了还没有开启电磁防喷器。应根据不同的井段来确定时间，建议采用10分钟。该钻井用溢流自动控制装置在钻井过程中使用时(1)首先将流量计安置到振动筛旁边的那个泥浆返出槽中，将井口安装上电磁防喷器，将其与接触器与PLC控制器连接起来；(2)根据不同井段地层特殊性质，通过PLC控制器来对电磁防喷器关闭时间进行设定，以及对PLC控制器流量初始值进行设定，即可实现对溢流进行自动、连续控制，达到减少井喷风险的目的。本实用新型的有益效果本实用新型提供的一种钻井用溢流自动控制装置控制灵敏，方便控制调节，可较好地应用在钻井中，当由于钻入异常压力层或者复杂地层而导致返出的泥浆流量增多吋，及时自动关闭电磁防喷器的阀门让泥浆不流出井口，而期间钻井工程师可以观察井况并且准备压井作业，等一段时间后自动打开电磁防喷器，如果井口泥浆溢流问题没有得以解决就再次自动关闭电磁防喷器，直到泥浆溢流消除后才恢复正常循环，这样可以达到保证降低井喷风险的目的。
[0020]图1为本实用新型实施例1的一种钻井用溢流自动控制装置的示意图。图中1流量计，2 PLC控制器，3接触器，4电磁防喷器。
具体实施方式
实施例1一种钻井用溢流自动控制装置，其特征在于它包括开环控制系统，所述的开环控制系统包括PLC控制器2，所述的PLC控制器2前部相连有流量计I，所述的PLC控制器2下方连接接触器3，所述的接触器3连接有电磁防喷器4，利用电磁防喷器4的开启和闭合实现对溢流事故的自动控制。该钻井用溢流自动控制装置可较好地应用在钻井中，当由于钻入异常压力层或者复杂地层而导致返出的泥浆流量增多吋，及时自动关闭电磁防喷器4的阀门，达到保证降低井喷风险的目的。
权利要求1.钻井用溢流自动控制装置，其特征在于它包括开环控制系统，所述的开环控制系统包括PLC控制器(2)，所述的PLC控制器(2)前部相连有流量计(I)，所述的PLC控制器(2)下方连接有接触器(3)，所述的接触器(3)连接有电磁防喷器(4)，利用对电磁防喷器(4)的开启和闭合实现对泥浆返回管路自动控制。
2.根据权利要求1所述的钻井用溢流自动控制装置，其特征在于所述的PLC控制器对电磁防喷器关闭状态的时间进行调节，在实际过程中根据具体情况设置为10分钟。
3.根据权利要求1所述的钻井用溢流自动控制装置，其特征在于所述的PLC控制器对流量的初始值进行设置，在实际过程中根据具体情况设置。
专利摘要本实用新型涉及一种钻井用溢流自动控制装置。钻井用溢流自动控制装置，它包括开环控制系统，所述的开环控制系统包括PLC控制器，所述的PLC控制器前部与流量计相连，所述的流量计下方连接有接触器，所述的接触器连接有电磁防喷器，利用对电磁防喷器的开启和闭合实现对溢流情况的自动控制。该钻井用溢流自动控制装置可较好地应用在钻井中，当发生溢流时井口泥浆槽返回的泥浆显著增多时，及时自动关闭井口电磁防喷器，达到快速处理溢流而防止诱发井喷等更为复杂的井下事故的目的。
文档编号E21B33/06GK202850930SQ20122054886
公开日2013年4月3日 申请日期2012年10月25日 优先权日2012年10月25日
发明者高德利, 梁奇敏 申请人:中国石油大学(北京)