本發明專利技術涉及控壓鉆井技術領域，是一種泥漿泵在控壓鉆井中排量階梯式輸出裝置及其使用方法，泥漿泵在控壓鉆井中排量階梯式輸出裝置包括進液管、調節管、設定模塊和邏輯判斷模塊，進液管和調節管通過三通固定安裝在一起，在進液管上固定安裝有流量監視模塊和第一開關閥，在調節管上依序固定安裝有第二開關閥和節流閥。本發明專利技術在控壓鉆井中能夠使機械泵的排量在開泵和停泵過程中階梯式輸入井筒內，以便于自動節流管匯有足夠的時間來補償因開泵和停泵對井底造成的壓力變化，使井底在開泵和停泵過程中的壓力保持恒定，為控壓鉆井技術的實施提供了技術支持。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及控壓鉆井
，是一種泥漿栗在控壓鉆井中排量階梯式輸出裝置及其使用方法。
技術介紹
在鉆井過程中，窄密度窗口的鉆井往往存在開栗漏和停栗噴的問題，為解決此問題而引入控壓鉆井技術，即MPD (Managed Pressure Drilling)。其主要技術特點:將工具與工藝相結合，通過預先控制環空壓力剖面，可以減少窄安全密度窗口鉆井相關的風險和投資，可以對回壓、流體密度、流體流變性、環空液面、循環摩擦力和井眼幾何尺寸進行綜合分析并加以控制。控壓鉆井可觀察井筒內的壓力變化，能夠動態控制環空壓力，更經濟地完成其他技術不可能完成的鉆井作業。在控壓鉆井過程中，井底壓力表達式:Ph=Pm+Pa+Pc，其中，Ph為井底壓力，Pm為環空液柱壓力，Pc為井口套壓。控壓鉆井的目標:保持整個鉆井過程中的井筒壓力處于預先設定好的目標范圍之內，實現鉆井過程中井底壓力的恒定。然而，在機械栗的開栗或停栗的過程中，容易對井底壓力造成擾動，難以保持井底壓力的恒定，造成以上不良情況的原因如下:在停栗過程中，機械栗的栗沖數直接降為0，導致環空循環壓耗在短時間內迅速降低至0，導致自動節流管匯沒有足夠的時間來補償因開栗造成的井底壓力變化，從而造成井底壓力的波動，開栗過程與停栗相反，同樣也造成井底壓力波動。
技術實現思路
本專利技術提供了一種泥漿栗在控壓鉆井中排量階梯式輸出裝置及其使用方法，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決機械栗在開栗或停栗過程中存在的無法保持井底壓力的恒定的問題。本專利技術的技術方案之一是通過以下措施來實現的:一種泥漿栗在控壓鉆井中排量階梯式輸出裝置，包括進液管、調節管、設定模塊和邏輯判斷模塊，進液管和調節管通過三通固定安裝在一起，在進液管上固定安裝有流量監視模塊和第一開關閥，在調節管上依序固定安裝有第二開關閥和節流閥，設定模塊的信號輸出端與邏輯判斷模塊的第一信號輸入端電連接，流量監視模塊的信號輸出端與邏輯判斷模塊的第二信號輸入端電連接。下面是對上述專利技術技術方案之一的進一步優化或/和改進: 上述泥漿栗在控壓鉆井中排量階梯式輸出裝置還包括控制模塊，節流閥為自動節流閥，控制模塊的信號輸入端與邏輯判斷模塊的信號輸出端電連接，控制模塊的信號輸出端與自動節流閥的信號輸入端電連接。上述流量監視模塊包括流量計，流量計的信號輸出端與邏輯判斷模塊的第二信號輸入端電連接。上述泥漿栗在控壓鉆井中排量階梯式輸出裝置還包括撬體，進液管、調節管和三通均固定在撬體上。上述第一開關閥和第二開關閥均為閘閥。本專利技術的技術方案之二是通過以下措施來實現的:一種泥漿栗在控壓鉆井中排量階梯式輸出裝置的使用方法，按下述方法進行:在設定模塊中設定進液管在開栗過程和停栗過程中的流量輸入步驟；在開栗過程中，進液管的流量輸入步驟為進液管內的流量從0升/秒逐漸增大至25升/秒；在停栗過程中，進液管的流量輸入步驟為進液管內的流量從25升/秒逐漸減少至0升/秒；將三通與機械栗固定安裝在一起，進液管與井筒內的立管通過鉆具連接在一起，將調節管的出口與泥楽罐連接在一起，當需要啟動機械栗時，開啟第一開關閥和第二開關閥，節流閥的開度處于最大開度的狀態，然后，啟動機械栗，機械栗通過三通將鉆井液栗入進液管和調節管內，進入進液管內的鉆井液進入井筒內，進入調節管內的鉆井液進入泥漿罐內，設定模塊將開栗過程的流量輸入步驟發送至邏輯判斷模塊，流量監視模塊實時采集進液管內的鉆井液的實際流量，流量監視模塊將鉆井液的實際流量發送至邏輯判斷模塊，在邏輯判斷模塊中，鉆井液的實際流量與處于相同時間段的開栗過程的流量輸入步驟的流量進行比較，根據鉆井液的實際流量與處于相同時間段的開栗過程的流量輸入步驟的流量的比較值，控制節流閥的開度，節流閥的開度逐漸減小，直至鉆井液的實際流量與開栗過程的流量輸入步驟的流量相同，當進液管內的鉆井液的實際流量增加至25升/秒時，關閉第二開關閥，后續機械栗栗入的鉆井液通過進液管進入井筒內，完成開栗，當需要關停機械栗時，第一開關閥和第二開關閥處于開啟狀態，節流閥的開度處于最小開度的狀態，設定模塊將設定進液管在停栗過程中的流量輸入步驟發送給邏輯判斷模塊，流量監視模塊實時采集進液管內的鉆井液的實際流量，流量監視模塊將鉆井液的實際流量發送至邏輯判斷模塊，在邏輯判斷模塊中，鉆井液的實際流量與處于相同時間段的停栗過程的流量輸入步驟的流量進行比較，根據鉆井液的實際流量與處于相同時間段的開栗過程的流量輸入步驟的流量的比較值，控制節流閥的開度，節流閥的開度逐漸增大，直至鉆井液的實際流量與停栗過程的流量輸入步驟的流量相同，當進液管內的鉆井液的實際流量減少至0升/秒時，關閉第一開關閥，關停機械栗，機械栗繼續栗入的鉆井液通過調節管進入泥漿罐，完成停栗。下面是對上述專利技術技術方案之二的進一步優化或/和改進: 上述當需要啟動機械栗時，邏輯判斷模塊根據鉆井液的實際流量與處于相同時間段的開栗過程的流量輸入步驟的流量的比較值向控制模塊發出調節自動節流閥的開度的信號，控制模塊根據邏輯判斷模塊給予的信號，向自動節流閥發出調節開度的信號，使自動節流閥調節開度，自動節流閥的開度逐漸減小，直至鉆井液的實際流量與處于相同時間段的開栗過程的流量輸入步驟的流量相同，當進液管內的鉆井液的實際流量增加至25升/秒時，關閉第二開關閥，后續機械栗栗入的鉆井液通過進液管進入井筒內，完成開栗，當需要關停機械栗時，邏輯判斷模塊根據鉆井液的實際流量與處于相同時間段的停栗過程的流量輸入步驟的流量的比較值向控制模塊發出調節自動節流閥的開度的信號，控制模塊根據邏輯判斷模塊給予的信號，向自動節流閥發出調節開度的信號，使自動節流閥調節開度，自動節流閥的開度逐漸增大，直至鉆井液的實際流量與處于相同時間段的停栗過程的流量輸入步驟的流量相同，當進液管內的鉆井液的實際流量減少至0升/秒時，關閉第一開關閥，關停機械栗，機械栗繼續栗入的鉆井液通過調節管進入泥漿罐，完成停栗。上述開栗過程中，進液管的流量增加速度為每秒增加2升至5升；在停栗過程中，進液管的流量減少速度為每秒減少2升至5升。本專利技術在控壓鉆井中能夠使機械栗的排量在開栗和停栗過程中階梯式輸入井筒內，以便于自動節流管匯有足夠的時間來補償因開栗和停栗對井底造成的壓力變化，使井底在開栗和停栗過程中的壓力保持恒定，為控壓鉆井技術的實施提供了技術支持。【附圖說明】附圖1為實施例1的俯視結構示意圖。附圖2為實施例1的控制原理圖。附圖3為實施例2的邏輯框圖。附圖中的編碼分別為:1為進液管，2為調節管，3為三通，4為第一開關閥，5為第二開關閥，6當前第1頁1 2 3 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種泥漿泵在控壓鉆井中排量階梯式輸出裝置，其特征在于包括進液管、調節管、設定模塊和邏輯判斷模塊，進液管和調節管通過三通固定安裝在一起，在進液管上固定安裝有流量監視模塊和第一開關閥，在調節管上依序固定安裝有第二開關閥和節流閥，設定模塊的信號輸出端與邏輯判斷模塊的第一信號輸入端電連接，流量監視模塊的信號輸出端與邏輯判斷模塊的第二信號輸入端電連接。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳若銘，伊明，蘭作軍，楊剛，劉永偉，王鵬，
申請(專利權)人：中國石油集團西部鉆探工程有限公司，
類型：發明
國別省市：新疆;65
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