一种用于钻井多罐体加料及混液的控制系统及方法与流程

本发明涉及钻井液循环系统控制，具体涉及一种用于钻井多罐体加料及混液的控制系统及方法。

背景技术：

1、钻井技术及装备随着石油工业的发展不断发展，我国的石油钻井行业逐步运用了智能化钻井技术。由于技术和资金等原因，钻井智能循环系统明显落后。目前钻井液循环系统主要是依靠人工操作各个循环罐体上水、排水的蝶阀开启和关闭，来实现配浆和混浆，不但工作强度大，而且容易造成操作失误引起复杂事故和液体外溢造成环境污染。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种用于钻井多罐体加料及混液的控制系统及方法，一方面实现了工程设备智能化，另一方面降低了操作人员的工作强度，操作安全、自动化程度高、提高了工作效率，同时可防止工作人员误操作造成的井下复杂和液体外溢污染环境的情况。

2、为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

3、一种用于钻井多罐体加料及混液的控制系统，包括加料罐体、混液罐体、加料泵、混液泵和电控系统，其中，加料罐体上设有混浆上水阀、混浆泄水阀、加料上水阀和加料泄水阀，混液罐体上设有混浆泄水阀，混液泵分别与混浆上水阀、混浆泄水阀连接，加料泵分别与加料上水阀和加料泄水阀连接，加料罐体上的加料上水阀通过连通阀与混液罐体连接，混液罐体与泥浆源连通，混液罐体的出口处设有循环泵，电控系统分别与混浆上水阀、混浆泄水阀、加料上水阀、加料泄水阀、连通阀、加料泵和混液泵电性连接。

4、根据本发明的用于钻井多罐体加料及混液的控制系统，采用智能控制系统控制循环罐体上的不同阀，能够有效实现多罐体配浆及混液的功能，电控系统对配浆、混液方式、混液体积及时间进行功能设置，一方面推进了钻井工程设备智能化，另一方面降低了操作人员的工作强度，操作安全，自动化程度高，提高了工作效率，同时可防止工作人员误操作造成的井下复杂和液体外溢污染环境的情况。

5、对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。

6、根据本发明的用于钻井多罐体加料及混液的控制系统，在一个优选的实施方式中，加料罐体至少包括两组，每组加料罐体上的加料上水阀之间互相连接，并且通过连通阀与混液罐体连接。

7、通过设置多组加料罐体，能够通过电控系统根据实际需求控制其中任一组罐体进行配浆及混液，或者同时控制多组罐体进行配浆及混液，从而极大程度上提高整个控制系统的适用性。

8、进一步地，在一个优选的实施方式中，混液罐体至少包括两组，每组混液罐体之间互相连通。

9、通过设置多组混液罐体，能够通过电控系统根据实际需求控制其中任一组混液罐体进行混液，并且其余的混液罐体能够在循环过程中起到很好的缓冲作用，提高系统的稳定可靠性，从而极大程度上提高整个控制系统的适用性。

10、进一步地，在一个优选的实施方式中，根据本发明的用于钻井多罐体加料及混液的控制系统还包括分别与井口泥浆源和混液罐体连接的固控罐体，固控罐体内设有振动筛和除砂设备。

11、从井口循环出来的泥浆通过固控罐体内的振动筛和除砂设备，能够对泥浆起到很好的过滤作用，避免泥浆循环过程中影响整个控制系统的稳定可靠性。

12、进一步地，在一个优选的实施方式中，固控罐体至少包括两组，固控罐体内设有至少两级除砂设备。

13、通过设置多组固控罐体和除砂设备，一方面能够对泥浆的循环过程起到很好的缓冲作用确保整个控制系统的稳定性，另一方面能够有效避免泥浆中的砂石破坏整个控制系统。

14、具体地，在一个优选的实施方式中，混浆上水阀、混浆泄水阀、加料上水阀、加料泄水阀和连通阀均为防爆耐压电动对夹蝶阀。

15、采用防爆耐压电动对夹蝶阀作为控制阀，能够极大程度上提高整个控制系统的稳定可靠性和安全性能。

16、具体地，在一个优选的实施方式中，混液泵为混液变频电动泵。

17、通过调节预设混浆电动泵的转速和运转时间，可以实现混液均匀的效果。

18、具体地，在一个优选的实施方式中，电控系统内置pic控制程序。

19、电控系统通过pic程序极其方便地控制循环罐体上各阀门的启闭，从而实现了多罐体的加料和混液功能。

20、本发明第二方面的用于钻井多罐体加料及混液的控制方法，采用上述所述的控制系统实施，当电控系统确定对加料罐体进行加料时，电控系统控制关闭连通阀、加料罐体上的混浆上水阀，开启加料罐体上的加料上水阀和加料泄水阀，启动加料泵。

21、进一步地，在一个优选的实施方式中，当电控系统确定确认将加料罐体中的泥浆混入混液罐体中时，电控系统预设混浆时长和混浆体积后控制关闭连通阀、加料罐体上的加料上水阀，开启混液罐体上的混浆泄水阀、加料罐体上的混浆上水阀和混浆泄水阀，启动混液泵。

22、显然，由于采用了上述用于钻井多罐体加料及混液的控制系统，因此根据本发明的用于钻井多罐体加料及混液的控制方法，控制循环罐体上的不同阀，能够有效实现多罐体配浆及混液的功能，电控系统对配浆、混液方式、混液体积及时间进行功能设置，一方面推进了钻井工程设备智能化，另一方面降低了操作人员的工作强度，操作安全，自动化程度高，提高了工作效率，同时可防止工作人员误操作造成的井下复杂和液体外溢污染环境的情况。

23、相比现有技术，本发明的优点在于：采用智能控制系统控制循环罐体上的不同阀，能够有效实现多罐体配浆及混液的功能，电控系统对配浆、混液方式、混液体积及时间进行功能设置，一方面推进了钻井工程设备智能化，另一方面降低了操作人员的工作强度，操作安全，自动化程度高，提高了工作效率，同时可防止工作人员误操作造成的井下复杂和液体外溢污染环境的情况。

技术特征：

1.一种用于钻井多罐体加料及混液的控制系统，其特征在于，包括加料罐体、混液罐体、加料泵、混液泵和电控系统；其中，

2.根据权利要求1所述的用于钻井多罐体加料及混液的控制系统，其特征在于，所述加料罐体至少包括两组，每组所述加料罐体上的所述加料上水阀之间互相连接，并且通过连通阀与所述混液罐体连接。

3.根据权利要求1或2所述的用于钻井多罐体加料及混液的控制系统，其特征在于，所述混液罐体至少包括两组，每组所述混液罐体之间互相连通。

4.根据权利要求1或2所述的用于钻井多罐体加料及混液的控制系统，其特征在于，还包括分别与井口泥浆源和所述混液罐体连接的固控罐体，所述固控罐体内设有振动筛和除砂设备。

5.根据权利要求4所述的用于钻井多罐体加料及混液的控制系统，其特征在于，所述固控罐体至少包括两组，所述固控罐体内设有至少两级所述除砂设备。

6.根据权利要求1或2所述的用于钻井多罐体加料及混液的控制系统，其特征在于，所述混浆上水阀、所述混浆泄水阀、所述加料上水阀、所述加料泄水阀和所述连通阀均为防爆耐压电动对夹蝶阀。

7.根据权利要求1或2所述的用于钻井多罐体加料及混液的控制系统，其特征在于，所述混液泵为混液变频电动泵。

8.根据权利要求1或2所述的用于钻井多罐体加料及混液的控制系统，其特征在于，所述电控系统内置pic控制程序。

9.一种用于钻井多罐体加料及混液的控制方法，采用上述权利要求1至8中任一项所述的控制系统实施，其特征在于，当所述电控系统确定对所述加料罐体进行加料时，所述电控系统控制关闭所述连通阀、所述加料罐体上的所述混浆上水阀，开启所述加料罐体上的所述加料上水阀和所述加料泄水阀，启动所述加料泵。

10.根据权利要求9所述的用于钻井多罐体加料及混液的控制方法，其特征在于，当所述电控系统确定确认将所述加料罐体中的泥浆混入所述混液罐体中时，所述电控系统预设混浆时长和混浆体积后控制关闭所述连通阀、所述加料罐体上的所述加料上水阀，开启所述混液罐体上的所述混浆泄水阀、所述加料罐体上的所述混浆上水阀和所述混浆泄水阀，启动所述混液泵。

技术总结
本发明提供一种用于钻井多罐体加料及混液的控制系统及方法，该系统中加料罐体上设有混浆上水阀、混浆泄水阀、加料上水阀和加料泄水阀，混液罐体上设有混浆泄水阀，混液泵分别与混浆上水阀、混浆泄水阀连接，加料泵分别与加料上水阀和加料泄水阀连接，加料罐体上的加料上水阀通过连通阀与混液罐体连接，混液罐体与泥浆源连通，混液罐体的出口处设有循环泵，电控系统分别与混浆上水阀、混浆泄水阀、加料上水阀、加料泄水阀、连通阀、加料泵和混液泵电性连接。本发明提供的系统及方法，推进了钻井工程设备智能化，降低了操作人员的工作强度，操作安全，自动化程度高，提高了工作效率，可防止工作人员误操作造成的井下复杂和液体外溢污染环境的情况。

技术研发人员：李志勇,蓝强,徐运波,郑成胜,夏晔,王雪晨,赵红香,赵庆哲,张亚男
受保护的技术使用者：中石化石油工程技术服务有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12