[实用新型]一种用于控压钻井的压力补偿装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及油气钻井工程技术领域，是一种用于控压钻井的压力补偿装置，主要用于钻井过程中正常钻进、接单根、起下钻等不同工况过程的井筒压力控制。

背景技术

随着勘探开发活动向深水和深部复杂地层的日益增多，采用常规钻井装置和方法进行钻井勘探不经济。在复杂地层情况下钻井，传统的钻井工艺和技术在钻井过程往往不能有效的解决出现的喷、漏、卡、塌等各种井下复杂情况和问题，严重制约影响着钻井速度，甚至已直接影响了这些地区的油气勘探开发进程。控压钻井技术是国外最近发展起来的一项新的钻井技术，能有效解决钻井中的井下复杂和事故的发生，缩短非生产时间、提高钻井效率、降低钻井风险和成本，为解决复杂地层安全钻进问题提供了一个新的解决方案。

井筒压力控制技术是控压钻井技术的核心。在控压钻井过程中，通过对井口回压、流体密度、流体流变性、环空液面高度、钻井液循环摩阻和井眼几何尺寸的综合控制，使整个井眼的压力维持在地层孔隙压力和破裂压力之间。控压钻井过程中实现对井眼压力的控制主要是采用旋转控制头、节流管汇及回压装置等。

目前，国外有关石油公司已逐步开展了压力控制装置的研制，如Weatherford微流量控制系统，其与国内井控设备相似，只是在传统的钻井液循环管汇上安装精确的传感器和钻井液节流器，没有回压补偿装置，其通过监测出入口流量变化改变节流压力来实现压力控制，只能用于一般要求的控压钻井与欠平衡钻井作业。但由于小排量钻井控制困难，不能满足窄密度窗口、深井全过程的控压钻井作业；另一类就是At Balance的DAPC系统，他们的原理一致，增加了回压补偿装置，通过井口节流管汇和回压泵的联合作用，实现井底压力的恒定控制，其中节流管汇由系统自动控制，主要是正常钻进作业工作。回压泵则时刻处于待用状态，当当排量值很小或完全停止时，回压泵通过节流管汇循环泥浆，向井内施加回压。还有一类就是Halliburton公司的压力控制系统，它的原理与DAPC一致，但通过增加安全溢流通道改进了回压补偿功能，能大大降低回压泵开关泵期间压力扰动的影响，保证合理回压的连续输出，有效的实现钻进、接单根和起下钻的全工况切换。

我国控压钻井技术起步较晚，近两年才进行相关的技术研究，尚没有用于控压钻井的回压补偿装置。本发明的目的就是设计一种新型的压力补偿控制装置，与井口节流管汇系统联合作用，保证合理回压的连续输出，实现钻井过程全工况的安全有效作业。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种用于控压钻井的压力补偿装置，有一条回压补偿直流通道和两条保护通道，各节流通道之间切换方便，适于不同钻井工况时的转换，并且能在小排量作业时保证回压泵的恒流输入控制，另外具有安全可靠、性能良好、控压精度高的适用于控压钻井的回压补偿。

本实用新型采用的技术方案是：用于控压钻井的压力补偿装置，主要由三缸柱塞回压泵、手动平板阀、气控平板阀、安全溢流阀、空气包组、质量流量计、灌注泵、球阀、过滤器和管线构成。其特征在于：进液管线分别连接有两路过滤管线，每路过滤管线上通过管线连接有过滤器，在过滤器的进出口两端管线上分别连接有球阀。两路过滤管线分别连接灌注泵的入口，灌注泵的出口有管线连接质量流量计的入口，质量流量计的出口通过管线连接三缸柱塞回压泵的入口，三缸柱塞回压泵的出口管线上连接有空气包组和手动平板阀，手动平板阀的另一端连接出液管线。在三缸柱塞回压泵的进出口管线上与三缸柱塞回压泵分别并联有气控平板阀和安全溢流阀，形成三缸柱塞回压泵的溢流安全通道。出液管线能与节流管汇系统相连通。

为了掌握压力补偿装置内的压力，在手动平板阀与空气包组之间的管线上固定有压力计；在质量流量计与灌注泵之间的管线上固定有压力计。

为了自动记录压力补偿装置内的压力，在手动平板阀与空气包组之间的管线上固定压力传感器；在质量流量计与灌注泵之间的管线上固定有压力传感器。

用于控压钻井的压力补偿装置固定在橇装底座上。