一种钻井平台高压管汇装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及一种钻井平台高压管汇装置及其使用方法。


背景技术：

2.钻井平台生产日常勘探作业过程中的固井环节是重中之重。直接关系到后续的生产安全。而且固井操作是要在每次下套管后所必须的步骤，在整个勘探过程中需要不断重复。因此固井操作的稳定和便捷性是关键。现有技术中，大多数钻井平台上的固井泵的水泥出口和压井用重型泥浆出口分别连接于压井阻流管汇和固井管汇的。其优点在于水泥和泥浆经过的阀门较少，通过硬管连接能够减少泄漏的风险。
3.但这样连接也存在一定的潜在安全隐患。由于固井泵的水泥出口和压井用重型泥浆出口最终都是通过软管分别与固井管汇和压井阻流管汇连接的。当突然发生软管爆裂等意外事故，需要人工紧急更换连接软管时，固井功能就无法实现。由于这类软管的体积和重量都相当大，更换软管通常需要几个小时，而在这段时间内装置停工，其固井功能受限，一旦发生井喷则会危及工作人员的人身安全，十分危险。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中遇到紧急情况急需更换连接软管时整个高压管汇装置需要停工的缺陷，提供一种钻井平台高压管汇装置及其使用方法。
5.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
6.其包括固井泵、固井管汇和压井阻流管汇，所述固井泵具有第一输出口和第二输出口，所述固井泵还具有转换阀，所述转换阀位于所述第一输出口和第二输出口之间，用于切换固井泵内分别与所述第一输出口与第二输出口连通的输出端，所述第一输出口与第二输出口经过所述固井管汇连接于所述压井阻流管汇。
7.在本方案中，采用上述结构形式，形成两条从固井泵到固井管汇的通路，两条通路具有不同的工作状态，分别输送水泥和泥浆，当有管道需要更换时，可以暂时借用另一条进行输送水泥或泥浆，起到相互备用的作用，从而使整个高压管汇装置在单独更换一根软管时无需停工，消除了安全隐患。
8.较佳地，所述固井管汇内部设有第一阀门，所述第一阀门位于所述第一输出口与所述压井阻流管汇之间。
9.在本方案中，采用上述结构形式，使第一输出口所在通路的工作状态可切换。
10.较佳地，所述第一阀门为多通阀，所述多通阀具有连通至井口的端口。
11.在本方案中，采用上述结构形式，使第一阀门能够将水泥或泥浆输送至井口，以达到固井的作用。
12.较佳地，所述固井管汇内部设有第二阀门，所述第二阀门位于所述第二输出口与所述压井阻流管汇之间。
13.在本方案中，采用上述结构形式，使第二输出口所在通路的工作状态可切换。
14.较佳地，所述第一输出口和所述第二输出口均用于输出所述泥浆或水泥。
15.在本方案中，采用上述结构形式，使固井泵可以根据不同的工况需要，将泥浆和/或水泥输送至井口和井内。
16.较佳地，所述第一输出口与第二输出口分别通过软管连接于所述固井管汇。
17.在本方案中，采用上述结构形式，取消了压井泵到压井阻流管汇之间的软管，减少了软管的长度，便于更换。
18.较佳地，所述固井管汇与所述压井阻流管汇之间还设有主阀门。
19.在本方案中，采用上述结构形式，使压井阻流管汇的输入可以通过主阀门控制，便于控制工作状态，同时保证了切换操作的安全性。
20.一种如上所述的钻井平台高压管汇装置的使用方法，所述第一输出口用于输出水泥至所述固井管汇，所述第二输出口用于输出泥浆，经过所述固井管汇到达所述压井阻流管汇，固井管汇内部设有第一阀门，第一阀门位于第一输出口与压井阻流管汇之间，所述方法包括以下步骤：
21.s1、当第二输出口至固井管汇之间的零件需要更换时，切换转换阀并打开第一阀门，使泥浆从第一输出口经过固井管汇后到达压井阻流管汇。
22.在本方案中，采用上述方法，使第一输出口所在通路能够临时替代第二输出口所在通路，将泥浆输送至压井阻流管汇，以保持压井的效果。
23.较佳地，所述方法包括以下步骤：
24.s2、当第二输出口至固井管汇之间的零件更换完成后，切换转换阀并关闭第一阀门，使泥浆从第二输出口输出，经过固井管汇后到达压井阻流管汇。
25.在本方案中，采用上述方法，使第二输出口所在通路的零件更换完成后可以切换回原来的工作状态，通过第二输出口所在通路将泥浆输送至压井阻流管汇，以保持压井的效果。
26.较佳地，所述方法包括以下步骤：
27.s3、当井内出现危险情况时，切换转换阀使水泥从第二输出口经过固井管汇后到达压井阻流管汇。
28.在本方案中，采用上述方法，在突发危险情况时，可以通过第二输出口所在通路，将水泥输送至压井阻流管汇，实现紧急封井，保正作业安全。
29.本发明的积极进步效果在于：该钻井平台高压管汇装置及其使用方法，形成了两条从固井泵到固井管汇的通路，两条通路具有不同的工作状态，分别输送水泥和泥浆，当有管道需要更换时，可以暂时借用另一条进行输送水泥或泥浆，起到相互备用的作用，从而使整个高压管汇装置在单独更换一根软管时无需停工，消除了安全隐患。
附图说明
30.图1为本发明较佳实施例中钻井平台高压管汇装置的结构示意图。
31.图2为本发明较佳实施例中钻井平台高压管汇装置的使用方法的步骤流程图。
32.附图标记说明：
33.固井泵1
34.第一输出口11
35.第二输出口12
36.转换阀13
37.固井管汇2
38.压井阻流管汇3
39.第一阀门41
40.第二阀门42
41.主阀门5
具体实施方式
42.下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
43.如图1所示，本发明较佳实施例提供一种钻井平台高压管汇装置，包括固井泵1、固井管汇2和压井阻流管汇3。固井泵1具有第一输出口11和第二输出口12，固井泵1通过第一输出口11和第二输出口12输出泥浆或水泥，第一输出口11与第二输出口12分别通过软管连接于固井管汇2。固井泵1还具有转换阀13，转换阀13位于第一输出口11和第二输出口12之间，第一输出口11与第二输出口12经过固井管汇2连接于压井阻流管汇3。固井管汇2与压井阻流管汇3之间还设有主阀门5。
44.在本实施例中，水泥从固井泵1的第一输出口11输出，通过软管到达固井管汇2，然后通向井口，形成第一通路；泥浆从第二输出口12输出，同样通过软管，先到达固井管汇2，再到达压井阻流管汇3，然后通向井内，形成第二通路。
45.由于泥浆和水泥的输出压力较高，一旦软管破损就会发生泄漏，影响整个钻井平台高压管汇装置的工作状态，并且这类软管的长度和重量都十分巨大，更换速度较慢，导致更换软管期间整个钻井平台高压管汇装置都需要停工。在本实施例中，将两条通路的软管部分平行设置，正常状态下可以相互独立工作，在特殊情况下可以相互备用，避免钻井平台高压管汇装置停工。
46.需要强调的是，本实施例中提到的平行设置，指的是工作状态的平行，而非是位置关系的平行。平行的工作状态是指：两条软管分别将第一输出口11和第二输出口12连通至固井管汇2，并且通过固井泵1内的转换阀13，形成理论上可以在相互独立和相互备用之间来回切换的工作状态。
47.如图1所示，固井管汇2内部设有第一阀门41和第二阀门42，第一阀门41位于第一输出口11与压井阻流管汇3之间，第二阀门42位于第二输出口12与压井阻流管汇3之间。其中第一阀门41为多通阀，多通阀具有一条连通至井口的支路。
48.具体地，在本实施例中，分别在两条通路上设置第一阀门41和第二阀门42，可以分别控制两条通路的开启和关闭。进一步地，将第一阀门41设置为可以通向井口的多通阀，并且至少为三通阀。本实施例中，第一阀门41为四通阀，除了一条通向仪表的支路以外，其他三条分别为：连接于固井泵1的输入端，连接于井口的输出端口以及连接于压井阻流管汇3的连接端口。其中，连接于井口的输出端口用于输出水泥至井口，连接于压井阻流管汇3的连接端口用于输出泥浆至压井阻流管汇3。
49.这样一来，第一通路就可以根据多通阀的状态切换至通向井口或者通向压井阻流
管汇3，分别对应正常工作的状态和替换第二通路工作的状态。
50.如图2所示，本发明较佳实施例还提供一种上述钻井平台高压管汇装置的使用方法，第一输出口11用于输出水泥至固井管汇2，第二输出口12用于输出泥浆，经过固井管汇2到达压井阻流管汇3。在本实施例中，以第二输出口12为固井泵1的常用输出口、第一输出口为固井泵1的备用输出口为例。
51.该使用方法包括如下步骤：
52.s1、当第二输出口12至固井管汇2之间的零件需要更换时，切换转换阀13并打开第一阀门41，使泥浆从第一输出口11经过固井管汇2后到达压井阻流管汇3。
53.s2、当第二输出口12至固井管汇2之间的零件更换完成后，切换转换阀13并关闭第一阀门41，使泥浆从第二输出口12输出，经过固井管汇2后到达压井阻流管汇3。
54.在实际工作中，连接第二输出口12与固井管汇2的软管可能会遇到破裂或其他形式的损坏。对于这种情况，先切换转换阀13，将第一通路连至压井阻流管汇3，使泥浆从第一输出口11输出，经过固井管汇2后到达压井阻流管汇3，再对损坏的软管进行更换，使整个钻井平台高压管汇装置无需停工。
55.进一步地，更换完成后，重新安装好的软管组成第二通路，此时切换转换阀13，使第一通路不在代替第二通路实现其功能，改为第二通路自身来实现。而本来用于输出水泥的第一通路的一部分，由于之前代替第二通路用于输出泥浆，会有部分水分残留，短暂等待水分排出后，可以重新输出水泥。
56.该使用方法还包括如下步骤：
57.s3、当井内出现危险情况时，切换转换阀13使水泥从第二输出口12经过固井管汇2后到达压井阻流管汇3。
58.具体地，井内的危险情况与压力的实时变化密切相关，如果是地质运动导致井内压力变化过快而产生险情，则需要及时封井。此时，通过切换转换阀13将原本输出泥浆的第二输出口12改为输出水泥，经过固井管汇2后到达压井阻流管汇3。水泥到达压井阻流管汇3后会将危险井封死，化解险情。待工作恢复正常之后，再切换转换阀13将第一通路和第二通路对调回原始状态，经过泥浆冲刷之后残余水泥会顺利排出，不会留在管道内部造成堵塞。
59.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。