[实用新型]控压钻井装备液气控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及钻井装备技术领域，尤其涉及一种控压钻井装备液气控制系统。

背景技术

油气井钻井过程中，如果地层孔隙压力大于井眼环空钻井液的压力，地层流体就会流入井筒，如果不加控制，就可能发展为井涌或者井喷，使钻井情况复杂化，甚至可能导致人员和设备的损害。传统的钻井的方式采用高密度的钻井液体系，即使是在钻井液停止循环的时候也保持井筒静液柱压力大于地层孔隙压力，但是在地层孔隙压力-破裂压力窗口狭窄的情况下，开始钻井液循环后产生压力就有可能超过地层破裂压力，导致压垮井壁，而且在压力差的作用下，钻井液将进入地层使地层污染，影响油气藏的发现以及开采。随着对油气资源深入开发，需要油气井钻井进行精确的压力控制，以便实现在地层孔隙压力-破裂压力窗口狭窄的地层安全钻井的要求。传统的钻井压力控制装置为井控装置，由防喷器组、地面节流管汇、液压控制台、液压站组成，没有自动控制系统，无法实现自动控制，仅能手动控制。井控装置只有当发生井下流体溢出，井筒内压力急剧升高时才会使用，而且必须配合加重钻井液工艺进行作业，替换出井眼中原有钻井液，在较长时间才能获得井筒内压力平衡，阻止地层流体溢出，因而无法满足高精度、稳定的、连续、自动节流的要求，无法实现在孔隙压力-破裂压力窗口狭窄的地质条件下安全钻井的要求。

在地层孔隙压力-破裂压力窗口狭窄的地质条件下钻井要求必须进行钻井全过程压力控制，包括正常钻进、起下钻、接单根和换胶芯等各种钻井工况，保证无论是启动泥浆泵进行钻井液循环还是停止泥浆泵不进行钻井液循环时，井底压力都要保持恒定，从而阻止地层流体溢出，保证钻井安全。而且通过控制井底压力，还可以达到减少井漏、井溢、压差卡钻等井下复杂情况和提高钻速的目的，大大减少非钻时间，减低钻井成本，提高钻井效益。

压力控制钻井装备使用环境恶劣，例如：井下可能有易燃气体逸出，井口压力可能较高，由于泥浆泵启动、关闭、钻具运动，不同井型和钻井液可能井底压力波动较快、较大，造成压力控制困难。因此，钻井全过程压力控制要求具备一套简单、安全、可靠的节流控制系统，要符合防爆等级、节流控制回路安全稳定控制、回压泵系统稳定工作以及节流阀稳定工作、精确调节等技术要求，而且在自动控制系统失效时不影响节流控制作业，必须保留手动节流功能，需要根据各种钻井工况下制定压力控制流程，因此迫切需要一种完全符合上述技术要求的节流控制系统满足压力控制钻井发展的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种能够实现压力精确控制的控压钻井装备液气控制系统。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

控压钻井装备液气控制系统，包括中央控制器、动力源以及与所述动力源相连接的节流阀控制部件、液控平板闸阀控制部件、气控平板闸阀控制部件以及回油泵系统气控平板闸阀控制部件，所述动力源包括压缩空气处理装置和油液存储装置，所述压缩空气处理装置包括由压缩空气源分出的三条支路，其中的第一支路连接所述节流阀控制部件和所述气控平板闸阀控制部件，第二支路连接所述回油泵系统气控平板闸阀控制部件，第三支路通过液气泵连接至所述油液存储装置的出油管路，所述中央控制器连接所述节流阀控制部件、所述气控平板闸阀控制部件以及所述回油泵系统气控平板闸阀控制部件。

优选的，还包括模式转换气阀，所述第一支路通过所述模式转换气阀连接所述节流阀控制部件和所述气控平板闸阀控制部件，控制所述节流阀控制部件和所述气控平板闸阀控制部件在本地控制模式与中央控制模式之间转换。

优选的，所述节流阀控制部件包括分别与所述模式转换气阀连接的第一液气换向阀和第二液气换向阀、与所述第一液气换向阀连接的三路节流阀本地控制支路以及与所述第二液气换向阀连接的三路节流阀中央控制支路，所述第一液气换向阀和所述第二液气换向阀均与所述出油管路连通，三个节流阀分别对应连接三路节流阀本地控制支路和三路节流阀中央控制支路；

所述节流阀本地控制支路包括第一手动换向阀和叠加双液控单向阀；

所述节流阀中央控制支路包括第一电磁换向阀；

所述第一电磁换向阀与所述中央控制器相连接。

优选的，所述气控平板闸阀控制部件包括分别与所述模式转换气阀连接的第三液气换向阀和第四液气换向阀、与所述第三液气换向阀连接的三路气控平板闸阀本地控制支路以及与所述第四液气换向阀连接的三路气控平板闸阀中央控制支路，所述第三液气换向阀和所述第四液气换向阀均与所述出油管路连通，三路气控平板闸阀本地控制支路和三路气控平板闸阀中央控制支路分别经第一主气控换向阀连接第一气控平板闸阀；