一种压井用重晶石粉自动加料装置的制作方法

本实用新型涉及石油压井技术领域，尤其涉及一种压井用重晶石粉自动加料装置。

背景技术：

压井是采用加重钻井液替入井内，并把侵入井内的地层流体循环出来的作业。在钻井过程中，当出现溢流、井涌或井喷时，必须采取正确措施，立即关井，并记录关井立管压力和关井套管压力。如果地层压力已大于钻井液柱静液压力，说明地层与井眼系统已失去平衡，这时必须立即压井来恢复和重建压力平衡关系。压井的原则应当是既保证压井安全，又必须使作用于井筒的应力最小。

目前需要压井时，通常在现场采用人工计算重晶石需要量，记录密度值，再人工打开重晶石灰罐蝶阀，将重晶石粉加入到井内，以此提高钻井液密度。但这种人工控制的方式通常会因密度控制不均匀而导致容易喷泥浆，甚至压漏地层，同时也还会导致实际值与需要的值不相符合，进而达不到压井效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供了一种压井用重晶石粉自动加料装置，本实用新型能够以现场所采集钻井液的实际密度值作为依据，并自动在规定时间内加入相应量的重晶石粉进行压井，既保证了压井的有效性，又能够减少重晶石粉用量。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种压井用重晶石粉自动加料装置，包括控制器、密度采集组件、开关阀、开度调节机构、空压机、粉料罐、加重混合泵、钻井液循环罐和输送泵，所述空压机通过管道与开关阀的进料端相连，所述粉料罐通过管道设置在加重混合泵与开关阀之间，所述加重混合泵的进料端通过三通接头分别与钻井液循环罐和开关阀的出料端相连，所述加重混合泵的出料端通过出料管与钻井液循环罐相连，所述输送泵通过管道连接在钻井液循环罐与井筒之间；所述密度采集组件与控制器连接，所述控制器分别通过开度调节机构调节开关阀的开度和空压机的开度；所述密度采集组件用于采集钻井液密度，并将采集的密度值发送给控制器，所述控制器在采集的密度值低于设定值时，先根据采集的密度值计算重晶石粉需要加入的量、开关阀的开度值和空压机的开度值，再分别通过开度调节机构调节开关阀和空压机的开度至相应开度值；然后空压机将重晶石粉送入加重混合泵，由加重混合泵将钻井液与重晶石粉进行混合并输送给钻井液循环罐，最后由输送泵将混合后的钻井液输入井筒。

所述开度调节机构包括通过驱动器与控制器连接的电机和伞齿轮组，控制器分别通过开度调节机构的伞齿轮组调节开关阀的开度和空压机的开度。

所述伞齿轮组包括用于安装在电机动力轴上的伞齿轮和用于安装在开关阀/空压机上的伞齿轮。

所述控制器通过继电器控制加重混合泵的开闭。

所述粉料罐的底部为锥形结构。

采用本实用新型的优点在于：

1、本实用新型所述的自动加料装置主要由控制器、密度采集组件、开关阀、开度调节机构、空压机、粉料罐、加重混合泵、钻井液循环罐和输送泵构成，其中，通过密度采集组件能够实时采集钻井液密度，并将采集的密度值发送给控制器，通过控制器能够在采集的密度值低于设定值时，先根据采集的密度值计算重晶石粉需要加入的量、开关阀的开度值和空压机的开度值，再分别通过开度调节机构调节开关阀和空压机的开度至相应开度值；通过空压机能够将重晶石粉送入加重混合泵，由加重混合泵将钻井液与重晶石粉进行混合并输送给钻井液循环罐，最后再通过输送泵就能够将混合后的钻井液输入井筒。本实用新型采用上述特定设置，能够在钻井液的实际密度值低于设定值时，计算出需要加入的量及需要加入的时长，并以此在规定时间内自动加入相应量的重晶石粉，以使井筒内钻井液的密度达到设定值，既保证了压井的有效性，又能够减少重晶石粉用量。

2、本实用新型中的开度调节机构包括通过驱动器与控制器连接的电机和伞齿轮组，控制器分别通过开度调节机构的伞齿轮组调节开关阀的开度和空压机的开度。采用该结构有利于开关阀开度和空压机开度的准确调节。

3、本实用新型采用控制器自动控制加重混合泵，具有加料及时、自动化程度高等优点。

4、本实用新型将粉料罐的底部设为锥形结构，能使粉料罐内的重晶石粉在空气机产生的气流的带动下全部而稳定地进入加重混合泵，保证了进料的连续性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中标记为：1、控制器，2、密度采集组件，3、开关阀，4、开度调节机构，5、空压机，6、粉料罐，7、加重混合泵，8、钻井液循环罐，9、输送泵，10、出料管，11、井筒，12、电机，13、伞齿轮组。

具体实施方式

本实用新型公开了一种压井用重晶石粉自动加料装置，包括控制器1、密度采集组件2、开关阀3、开度调节机构4、空压机5、粉料罐6、加重混合泵7、钻井液循环罐8和输送泵9，所述空压机5通过管道与开关阀3的进料端相连，所述粉料罐6通过管道设置在加重混合泵7与开关阀3之间，所述加重混合泵7的进料端通过三通接头分别与钻井液循环罐8和开关阀3的出料端相连，所述加重混合泵7的出料端通过出料管10与钻井液循环罐8相连，所述输送泵9通过管道连接在钻井液循环罐8与井筒11之间；所述密度采集组件2与控制器1连接，所述控制器1分别通过开度调节机构4调节开关阀3的开度和空压机5的开度；所述密度采集组件2用于采集钻井液密度，并将采集的密度值发送给控制器1，所述控制器1在采集的密度值低于设定值时，先根据采集的密度值计算重晶石粉需要加入的量、开关阀3的开度值和空压机5的开度值，再分别通过开度调节机构4调节开关阀3和空压机5的开度至相应开度值；然后空压机5将重晶石粉送入加重混合泵7，由加重混合泵7将钻井液与重晶石粉进行混合并输送给钻井液循环罐8，最后由输送泵9将混合后的钻井液输入井筒11。

本实用新型中，所述开度调节机构4包括通过驱动器与控制器1连接的电机12和伞齿轮组13，控制器1分别通过开度调节机构4的伞齿轮组13调节开关阀3的开度和空压机5的开度。进一步的，所述伞齿轮组13包括用于安装在电机12动力轴上的伞齿轮和用于安装在开关阀3/空压机5上的伞齿轮。具体的，开度调节机构4的数量为两套，其中一套开度调节机构4中的伞齿轮分别安装在电机12的动力轴上和开关阀3的阀杆上，另一套开度调节机构4中的伞齿轮分别安装在电机12的动力轴上和空压机5的开度控制杆上。其中，空压机的开闭可由阀门控制，因此开度控制杆可为阀门的阀杆。

本实用新型中，所述控制器1通过继电器控制加重混合泵7的开闭，以实现加重混合泵7的自动控制。

本实用新型中，所述粉料罐6的底部优选为锥形结构，便于粉料罐6内的重晶石粉下料。

本实用新型中，所述开关阀3优选采用蝶阀。所述密度采集组件2包括数字密度计，优选采用上海神开石油装备有限公司生产的sk-8m04g型密度计。所述空压机5为中山复盛机电有限公司生产的spe-306x型螺杆压风机。所述控制器1为采购西门子的中央处理器，并配备有数字输入输出模块、模拟量输入输出模块等，控制器1及相关配件的型号如下表所示：

本实用新型的实施原理为：

压井时，由密度采集组件2采集井筒11内钻井液的密度，并将采集的实时密度值发送给控制器1，控制器1接收到实时密度值后，与设定的密度值进行比较，若实时密度值小于设定密度值，则需要提高钻井液的密度。首先，控制器1根据采集的密度值计算重晶石粉需要加入的量、开关阀3的开度值和空压机5的开度值，计算完成后分别通过开度调节机构4调节开关阀3和空压机5的开度至相应开度值，然后启动空压机5将重晶石粉送入加重混合泵7，由加重混合泵7将钻井液与重晶石粉进行混合并输送给钻井液循环罐8，最后由输送泵9将混合后的钻井液输入井筒11，而井筒11内原有的钻井液则进入钻井液循环罐8。本实用新型能够在规定时间内自动加入相应量的重晶石粉，使井筒11内钻井液的密度达到设定值，既保证了压井的有效性，又能够减少重晶石粉用量。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。