[发明专利]石油钻井工程钻井泵憋泵的监测判断方法及其泵压防护系统

权利要求书

1.一种石油钻井工程钻井泵憋泵的监测判断方法，其特征在于：

1）在连接钻井泵出水口与高压阀的管线上安装压力传感器，检测高压阀上游管线内的泥浆压力P1；在连接高压阀与立管的管线上安装压力传感器，检测高压阀下游管线内的泥浆压力P2；

2）根据正常工况下高压阀上、下游管线内泥浆压力差的平均值,设定判断常数N；

3）钻井泵启动时，控制器根据获得高压阀上游管线内的泥浆压力P1和高压阀下游管线内的泥浆压力P2，并实时进行比较：

（1）如果P1-P2≤N,则判断高压阀处于开启状态，钻井泵可正常运行；

（2）如果P1-P2＞N，则判断高压阀处于关闭状态，钻井泵有憋泵的情况发生。

2.根据权利要求1所述的石油钻井工程钻井泵憋泵的监测判断方法，其特征在于：设正常工况下高压阀上、下游管线内泥浆压力差的平均值为n，结合采用的钻井设备参数，设定1≤N-n≤3。

3.根据权利要求1或2所述的石油钻井工程钻井泵憋泵的监测判断方法，其特征在于：在检测到高压阀处于关闭状态，钻井泵有憋泵的情况发生时，及时发出预警。

4.一种石油钻井工程防止钻井泵憋泵的泵压防护系统，采用权利要求1所述的监测判断方法识别钻井泵憋泵的情况发生，进而通过钻井泵泵压防护系统进行停泵泄压，以防止钻井泵憋泵的发生，其特征在于：

所述的泵压防护系统，包括泵出口压力传感器、高压阀下游泥浆压力传感器、泄压阀、控制器以及气动控制系统，所述泵出口压力传感器、高压阀下游泥浆压力传感器输出压力信号接入控制器，控制器控制连接电磁阀，并通过所述电磁阀控制泄压阀及钻井泵动力；

钻井泵启动时，控制器根据泵出口压力传感器获得高压阀上游管线内的泥浆压力P1和高压阀下游泥浆压力传感器获得的高压阀下游管线内的泥浆压力P2，并实时进行比较：

1）如果P1-P2≤N,则判断高压阀处于开启状态，钻井泵可正常运行；此时需要防范的是钻进时的泵压超高问题，设置泵压防护的上限值P；

如果高压阀上游管线内的泥浆压力P1或/和高压阀下游管线内的泥浆压力P2大于等于P，钻井泵泵压防护系统启动泄压阀，并联动关闭钻井泵；

2）如果P1-P2＞N，则判断高压阀处于关闭状态，钻井泵有憋泵的情况发生；此时需要防范的是未打开高压阀就启动钻井泵,以防止憋泵事故的发生；控制器启动泵压防护系统打开泄压阀并联动关闭钻井泵，停泵泄压，从而防止憋泵事故发生。