一种精确注入气体钻井用气量调节装置的制作方法

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1.本实用新型涉及石油天然气气体钻井技术领域，具体地说是一种精确注入气体钻井用气量调节装置。


背景技术：

2.气体钻井技术领域的泡沫钻井技术、雾化钻井技术及充气控压钻井技术具有在出水地层、井漏与地层出水同时存在井的提速、治漏方面具有特点，也受到广泛的使用；
3.在现有技术中，在泡沫、雾化或充气控压钻井中，当使用气液两相流作为循环介质实施钻井的过程中，由于目前单台空压机或者增压机的排气量都是固定的，为了满足设计的注气量，使用变频控制空压机供气，然而，在实际生产中，由于地层压力的变化，导致注入气体管线的背压变化，导致注入气体流量变化，当供气量大于设计要求时，就会导致钻井液密度的降低，低于设计的密度要求，被稀释的钻井液在钻井过程中就会降低携岩能力，导致钻屑不能完全正常流出地面；当供气量小于设计要求时，钻井液的密度就会较大，不能达到设计要求，由于钻井液密度太大，结果就会导致钻井速度的下降，因此，精确的注气量与注液量，是泡沫、雾化或充气控压钻井过程中的重要技术，也是安全快速钻进的要求。


技术实现要素：

4.为了解决目前气体钻井时气体流量变化不定导致导致钻屑不能完全正常流出地面或钻井速度下降的问题，本实用新型提供一种精确注入气体钻井用气量调节装置。
5.本实用新型的技术方案是：一种精确注入气体钻井用气量调节装置，包括空压机，空压机出口连接进气管线，进气管线连接电磁流量计和单向阀，进气管线在电磁流量计之前设有电动调节阀，电动调节阀前端另外接有旁通管线，旁通管线连接储气罐，储气罐有补气管线通过电动开关阀连接在电磁流量计之前、电动调节阀之后的进气管线上。
6.电磁流量计有导线连接控制柜内的plc，空压机由变频控制，plc有导线连接空压机的变频器，plc有导线分别连接电动调节阀和电动开关阀。
7.储气罐上安装有压力变送器，压力变送器有导线连接控制柜内的plc。
8.旁通管线上设有单向阀，储气罐上安装有安全阀。
9.本实用新型具有如下有益效果：地层背压低时缩小电动调节阀的开度，保持低背压时的注入气体的流量，多余的气体通过旁通管线进入储气罐，在地层背压高时打开电动开关阀释放高压气体补充到进气管线上，储气罐储气并利用该部分气体能量，避免单纯的增加空压机的频率增加产气量带来的能耗，在正常注气时，通过设定变频器控制空压机的产气量和储气罐的补偿满足注气流量，在储气罐持续高压时，通过压力变送器的信号，plc降低空压机的运行频率以保持气压平衡。
附图说明：
10.图1是本实用新型的结构示意图。
11.图中1-空压机，2-进气管线，3-电磁流量计，4-单向阀，5-电动调节阀，6-电动开关阀，7-储气罐，8-压力变送器，9-安全阀，10-旁通管线，11-补气管线，12-控制柜。
具体实施方式：
12.下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
13.由图1所示，一种精确注入气体钻井用气量调节装置，包括空压机1，空压机1出口连接进气管线2，进气管线2连接电磁流量计3和单向阀4，进气管线2在电磁流量计3之前设有电动调节阀5，电动调节阀5前端另外接有旁通管线10，旁通管线10连接储气罐7，储气罐7有补气管线11通过电动开关阀6连接在电磁流量计3之前、电动调节阀5之后的进气管线2上。
14.电磁流量计3有导线连接控制柜12内的plc，空压机1由变频控制，plc有导线连接空压机1的变频器，plc有导线分别连接电动调节阀5和电动开关阀6。
15.储气罐7上安装有压力变送器8，压力变送器8有导线连接控制柜12内的plc。
16.旁通管线10上设有单向阀4，通过旁通管线10进入储气罐7的气体不会回流，地层背压低时缩小电动调节阀5的开度，保持低背压时的注入气体的流量，多余的气体通过旁通管线10进入储气罐7，在地层背压高时打开电动开关阀6释放高压气体补充到进气管线2上，储气罐7储气并利用该部分气体能量，避免单纯的增加空压机1的频率增加产气量带来的能耗，在正常注气时，通过设定变频器控制空压机1的产气量和储气罐7的补偿满足注气流量，在储气罐7持续高压时，通过接收压力变送器8的信号，plc降低空压机1的运行频率以保持气压平衡，储气罐7上安装有安全阀9作为机械安装保障。


技术特征：
1.一种精确注入气体钻井用气量调节装置，包括空压机(1)，其特征在于：空压机(1)出口连接进气管线(2)，进气管线(2)连接电磁流量计(3)和单向阀(4)，进气管线(2)在电磁流量计(3)之前设有电动调节阀(5)，电动调节阀(5)前端另外接有旁通管线(10)，旁通管线(10)连接储气罐(7)，储气罐(7)有补气管线(11)通过电动开关阀(6)连接在电磁流量计(3)之前、电动调节阀(5)之后的进气管线(2)上。2.根据权利要求1所述的一种精确注入气体钻井用气量调节装置，其特征在于：电磁流量计(3)有导线连接控制柜(12)内的plc，空压机(1)由变频控制，plc有导线连接空压机(1)的变频器，plc有导线分别连接电动调节阀(5)和电动开关阀(6)。3.根据权利要求1所述的一种精确注入气体钻井用气量调节装置，其特征在于：储气罐(7)上安装有压力变送器(8)，压力变送器(8)有导线连接控制柜(12)内的plc。4.根据权利要求1所述的一种精确注入气体钻井用气量调节装置，其特征在于：旁通管线(10)上设有单向阀(4)，储气罐(7)上安装有安全阀(9)。

技术总结
本实用新型提出一种精确注入气体钻井用气量调节装置。涉及石油天然气气体钻井技术领域。空压机出口连接进气管线，进气管线连接电磁流量计和单向阀，进气管线在电磁流量计之前设有电动调节阀，电动调节阀前端另外接有旁通管线，旁通管线连接储气罐，储气罐有补气管线通过电动开关阀连接在电磁流量计之前、电动调节阀之后的进气管线上。本实用新型具有如下有益效果：地层背压低时缩小电动调节阀的开度，保持低背压时的注入气体的流量，多余的气体通过旁通管线进入储气罐，在地层背压高时打开电动开关阀释放高压气体补充到进气管线上，储气罐储气并利用该部分气体能量，避免单纯的增加空压机的频率增加产气量带来的能耗。空压机的频率增加产气量带来的能耗。空压机的频率增加产气量带来的能耗。


技术研发人员：齐春辉
受保护的技术使用者：大庆市腾飞石油机械有限公司
技术研发日：2022.06.13
技术公布日：2022/10/28