一种控压钻井井口回压补偿管汇

1.本实用新型涉及石油天然气勘探开发的钻井技术领域，尤其涉及一种控压钻井井口回压补偿管汇。


背景技术：

2.在申请号为cn20191121926.2的实用新型专利申请文件中提到了一种钻井作业中回压补偿自动节流控制装置及其使用方法，其中有提到：回压补偿装置和控压钻井用自动节流管汇都属于控压钻井系统的不同组成部分。回压补偿装置是提供一种控压钻井用入立管流量调节系统，实现入立管流量的阶梯式调节，以便控压钻井系统有足够的时间来调节套管回压来补偿因停/开泵导致的井底压力变化，实现使用停/开泵过程中井底压力的恒定控制。
3.精细控压钻井系统为了实现井底压力控制精度的极致追求，标配了井下压力随钻测试系统（pwd）、科里奥利流量计、专用的回压补偿装置等价格昂贵的设备，客观上显著提高了压力控制的精度，提高了控压钻井技术应对井筒压力的控制能力，但也造成控压钻井技术的整体作业费用高昂，难以满足低油价新常态下钻井作业极致追求降本增效的需要，限制了其推广应用。现有精细控压钻井系统在停止循环时依靠专用的回压补偿装置施加回压。
4.现有技术中回压补偿装置由电动三缸柱塞泵、交流电机、上水管线、排水管线及科里奥利流量计等组成。回压补偿装置的排量较小，不能满足恶性井漏、长时间起钻过程中的灌浆需求，且回压补偿装置的上水效率不高，致使出口流量不稳定，难以精确控制井口回压，现场作业中需要频繁启动，也会引起变频器和控制系统易出故障。此外，回压补偿装置的电机额定功率较大，需要井队提供一台80千瓦的发电机专用供电，有些井队并不一定能够满足，需要另外配备。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种控压钻井井口回压补偿管汇，旨在解决现有技术中回压补偿装置的排量较小，不能满足恶性井漏、长时间起钻过程中的灌浆需求，且回压补偿装置的上水效率不高，致使出口流量不稳定，难以精确控制井口回压，现场作业中需要频繁启动，也会引起变频器和控制系统易出故障，回压补偿装置的电机额定功率较大，需要井队提供一台80千瓦的发电机专用供电，有些井队并不一定能够满足，需要另外配备的技术问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提出一种控压钻井井口回压补偿管汇，包括：节流导流管汇系统、四通sc1、支路ⅶ、支路ⅵ和泥浆泵，其中，所述节流导流管汇系统上设置有三通t7 ，所述支路ⅶ通过三通t7连接节流导流管汇系统与四通sc1，所述支路ⅵ连接四通sc1与泥浆泵。
7.更进一步的，所述泥浆泵采用井队泥浆泵。
8.更进一步的，所述四通sc1一端连接自动节流控制系统。
9.更进一步的，所述节流导流管汇系统包括plc控制器、电控节流阀、闸板阀、支路ⅰ、支路ⅱ、支路ⅲ、支路ⅳ和支路
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；支路ⅰ、支路ⅱ和支路ⅲ通过三通t6连接；支路ⅳ通过三通t7与支路ⅱ连接；支路
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通过三通t5与支路ⅲ连；电控节流阀和闸板阀分别安装在节流导流管汇系统中；闸板阀包括手动闸板阀sv3、手动闸板阀sv8、手动闸板阀sv9、手动闸板阀sv10、手动闸板阀sv12、手动闸板阀sv13、手动闸板阀sv15；电控节流阀包括电控节流阀v1、电控节流阀v2和电控节流阀v3；plc控制器分别与电控节流阀v1、电控节流阀v2和电控节流阀v3连接。
10.更进一步的，还包括：电控节流阀和压力传感器，所述电控节流阀和压力传感器设置在节流导流管汇系统上。
11.本实用新型的有益效果：
12.该控压钻井井口回压补偿管汇由节流导流管汇系统、四通sc1、支路ⅶ、支路ⅵ和泥浆泵组成，具体的，在节流导流管汇系统上添加导流支路ⅵ和支路ⅶ，电控节流阀、流量计等均与节流导流管汇系统共用，通过手动闸板阀的开启和关闭改变钻井液的流动路径，通过电控节流阀智能调控进行回压补偿，不存在撬装装置，设备结构简单，成本低，占地小。此外，所述的井口回压补偿管汇利用井队泥浆泵代替电动三柱塞泵，无需另行配置专用发电机，且从根本上解决了排量低、上水效率低、出口流量更稳定、易出故障等问题，能够满足大排量灌浆的需要。
附图说明
13.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
14.图1为控压钻井井口回压补偿管汇结构示意图；
15.图2为节流导流管汇系统结构示意图；
16.图3是支路支路ⅶ和支路ⅵ连接结构示意图；
17.图中，1-手动闸板阀sv3，2-三通t4，3-自动节流控制系统，4-四通sc4，5-三通t5，6-手动闸板阀sv8，7-电控节流阀v1，8-电控节流阀v2，9-电控节流阀v3，10-四通sc1，11-压力控制管汇压力传感器p2，12-压力控制管汇压力传感器p3，13-压力控制管汇压力传感器p4，14-压力控制管汇压力传感器p5，15-压力控制管汇压力传感器p6，16-压力控制管汇压力传感器p7，17-压力控制管汇传感器p8，18-压力控制管汇流量计f2，19-三通t6，20-手动闸板阀sv9，21-手动闸板阀sv10，22-压力控制管汇流量计f3，23-三通t7，24-手动闸板阀sv11，25-手动闸板阀sv12，26-手动闸板阀sv13，27-手动闸板阀sv15，28-三通t8。
18.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
19.应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
22.为解决现有精细控压钻井技术的地面回压补偿装置由电动三柱塞泵、交流电机、上水管线、排水管线、科里奥利流量计等组成，整体采用撬装结构，设备结构复杂、占用面积大，难以满足山地钻井、海洋钻井等井场空间受限场景的应用要求，且回压补偿装置的上水效率不高，致使出口流量不稳定，难以精确控制井口回压，现场作业中频繁启停，也会引起变频器和控制系统易出故障，此外，回压补偿装置的电机额定功率较大，需要井队配备80千瓦的发电机专用供电的技术问题，特提出一种控压钻井井口回压补偿管汇装置。
23.实施例1：
24.在本实施例中，如图1所示，提出一种控压钻井井口回压补偿管汇，其包括：节流导流管汇系统、四通sc110、支路ⅶ、支路ⅵ和泥浆泵，其中，所述节流导流管汇系统上设置有三通t7 23，所述支路ⅶ通过三通t7 23连接节流导流管汇系统与四通sc110，所述支路ⅵ连接四通sc110与泥浆泵。
25.在本实施例中，所述泥浆泵采用井队泥浆泵。
26.在本实施例中，所述四通sc110一端连接自动节流控制系统3。
27.如图2所示，在本实施例中，所述节流导流管汇系统包括plc控制器、电控节流阀、闸板阀、支路ⅰ、支路ⅱ、支路ⅲ、支路ⅳ和支路
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；支路ⅰ、支路ⅱ和支路ⅲ通过三通t619连接；支路ⅳ通过三通t723与支路ⅱ连接；支路
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通过三通t55与支路ⅲ连；电控节流阀和闸板阀分别安装在节流导流管汇系统中；闸板阀包括手动闸板阀sv31、手动闸板阀sv86、手动闸板阀sv920、手动闸板阀sv1021、手动闸板阀sv125、手动闸板阀sv112、手动闸板阀sv1527；电控节流阀包括电控节流阀v17、电控节流阀v28和电控节流阀v39；plc控制器分别与电控节流阀v17、电控节流阀v28和电控节流阀v39连接。
28.在本实施例中，所述控压钻井井口回压补偿管汇还包括：电控节流阀和压力传感器，所述电控节流阀和压力传感器设置在节流导流管汇系统上。
29.具体的，在本实施例中，所述的井口回压补偿管汇包括泥浆泵、电控节流阀、回压导流管汇、手动闸板阀。所述的泥浆泵为井队泥浆泵，无需专门配置回压泵，且更能满足灌浆时的排量要求。所述的回压导流管汇包括：通过四通sc1 10与泥浆泵相连的支路ⅵ，连接四通sc1 10和三通t7 23的支路ⅶ，支路ⅶ通过三通t7 23与节流导流管汇系统支路ⅱ、支路ⅲ和支路
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相连接，并通过四通sc4 4与振动筛相连，或通过四通sc4 4，经气液分离器与振动筛相连。
30.具体的，在本实施例中，所述的节流导流管汇系统包括：通过三通t6 19连接的支路ⅰ、支路ⅱ、支路ⅲ、通过三通t723与支路ⅱ相连接的支路ⅳ，和通过三通t4 5与四通sc4 4相连接的支路
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。支路ⅰ上安装有流量计f3 22、手动闸板阀sv15 27、压力传感器p8 17，并通过三通t8 28与井控节流管汇16相连接；支路ⅱ上安装有电控节流阀v2 8、流量计f2 18、
手动闸板阀sv13 26、压力传感器p4 13、压力传感器p5 14，并与三通t7 23相连接；支路ⅲ上安装有电控节流阀v1 7、手动闸板阀sv9 20、压力传感器p6 15、压力传感器p7 16；支路ⅳ安装有手动闸板阀sv3 1和sv12 25、电控节流阀v3 9、压力传感器p2 12和p3 13，通过三通t4 2与井控节流管汇相连接；支路
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上安装由手动闸板阀sv8 6和手动闸板阀sv10 21，经四通sc4与井队气液分离器相连接。
31.所述的3个电控节流阀两侧均安装有2个压力传感器，用以测量电控节流阀的节流压降，电控节流阀与控压钻井智能控制系统相连接，可实现快速调控开度，并可通过节流压降自适应调控开度。
32.所述的井口回压补偿管汇与节流导流管汇系统共用支路ⅱ、支路ⅲ、支路ⅵ和支路
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。实质上，井口回压补偿系统只是在节流导流管汇系统上添加了连接泥浆泵和三通t7 23的支路ⅵ和支路ⅶ，进一步简化了设备配置。所述的井口回压补偿系统包含的电控节流阀和压力传感器均在节流导流管汇系统上支路ⅱ、支路ⅲ和支路ⅳ上已配置，无需另行配置，包括：电控节流阀v1 7、v2 8、v3 9，以及压力传感器p2 12、p3 13、p4 13、p5 14、p6 15和p7 16。
33.在非回压补偿阶段，井口回压补偿管汇上的手动闸板阀sv11 24是处于关闭状态的。当需要进行回压补偿作业时，只需打开手动闸板阀sv11 24，关闭手动闸板阀sv28 95即可。节流导流管汇系统与井控节流管汇所处的连接状态不同时，开启回压补偿作业时钻井液的流动路径相同，但回压的传递路径不同。
34.需要理解的是，在本实施例中，当开启手动闸板阀sv11 24开启回压补偿作业时，钻井液的流动路径是：钻井液自泥浆泵，经过四通sc1 10进入井口回压补偿管汇的支路ⅶ，依次通过支路ⅱ、支路ⅲ和支路
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，经四通sc4 4进入气液分离器，分离后的钻井液通过振动筛，经固控后进入泥浆罐。当节流导流管汇系统与井控节流管汇处于并联状态时，回压补偿管汇产生的回压依次经过其支路ⅳ、三通t4 2、t1 20、t3 25，沿管路经旋转防喷器1施加于井筒。当节流导流管汇系统与井控节流管汇处于串联状态时，回压补偿管汇产生的回压依次经过其支路ⅰ、三通t9 28、液控节流阀67、四通sc3 82、手动闸板阀sv19 77、三通t4 2、t1 20、t3 25，井旋转防喷器1施加于井筒。
35.所述的井口回压补偿管汇通过电控节流阀v1 7和v2 8来调控回压，所施加的回压值由压力传感器p9 52测量，电控节流阀的开度由智能控制软件自动给出。
36.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。