[发明专利]泥浆泵在控压钻井中排量阶梯式输出装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及控压钻井技术领域，是一种泥浆泵在控压钻井中排量阶梯式输出装置及其使用方法。

背景技术

在钻井过程中，窄密度窗口的钻井往往存在开泵漏和停泵喷的问题，为解决此问题而引入控压钻井技术，即MPD（ManagedPressureDrilling）。其主要技术特点：将工具与工艺相结合，通过预先控制环空压力剖面，可以减少窄安全密度窗口钻井相关的风险和投资，可以对回压、流体密度、流体流变性、环空液面、循环摩擦力和井眼几何尺寸进行综合分析并加以控制。控压钻井可观察井筒内的压力变化，能够动态控制环空压力，更经济地完成其他技术不可能完成的钻井作业。在控压钻井过程中，井底压力表达式：Ph=Pm+Pa+Pc，其中，Ph为井底压力，Pm为环空液柱压力，Pc为井口套压。控压钻井的目标：保持整个钻井过程中的井筒压力处于预先设定好的目标范围之内，实现钻井过程中井底压力的恒定。然而，在机械泵的开泵或停泵的过程中，容易对井底压力造成扰动，难以保持井底压力的恒定，造成以上不良情况的原因如下：在停泵过程中，机械泵的泵冲数直接降为0，导致环空循环压耗在短时间内迅速降低至0，导致自动节流管汇没有足够的时间来补偿因开泵造成的井底压力变化，从而造成井底压力的波动，开泵过程与停泵相反，同样也造成井底压力波动。

发明内容

本发明提供了一种泥浆泵在控压钻井中排量阶梯式输出装置及其使用方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决机械泵在开泵或停泵过程中存在的无法保持井底压力的恒定的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种泥浆泵在控压钻井中排量阶梯式输出装置，包括进液管、调节管、设定模块和逻辑判断模块，进液管和调节管通过三通固定安装在一起，在进液管上固定安装有流量监视模块和第一开关阀，在调节管上依序固定安装有第二开关阀和节流阀，设定模块的信号输出端与逻辑判断模块的第一信号输入端电连接，流量监视模块的信号输出端与逻辑判断模块的第二信号输入端电连接。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述泥浆泵在控压钻井中排量阶梯式输出装置还包括控制模块，节流阀为自动节流阀，控制模块的信号输入端与逻辑判断模块的信号输出端电连接，控制模块的信号输出端与自动节流阀的信号输入端电连接。

上述流量监视模块包括流量计，流量计的信号输出端与逻辑判断模块的第二信号输入端电连接。

上述泥浆泵在控压钻井中排量阶梯式输出装置还包括撬体，进液管、调节管和三通均固定在撬体上。

上述第一开关阀和第二开关阀均为闸阀。