[发明专利]地面流量自动调控装置和地面流量自动调控方法

说明书

本发明提供一种地面流量自动调控装置。包括流体储罐，钻井泵，以及调控组件。调控组件包括总开关阀、精细调节单元，以及震荡单元。其中，总开关阀关闭，流体储罐内的流体通过钻井泵输送至井下。总开关阀打开，精细调节单元通过改变流体的流通面积来调节流体的泄流量。震荡单元对泄流流体施加震荡作用。本装置不仅能够实现自动调节流体的排量，而且能够精细化的调控。本发明还公开了一种地面流量自动调控方法。

技术领域

本发明涉及石油钻井领域，具体地涉及一种地面流量自动调控装置，以及使用该装置的地面流量自动调控方法。

背景技术

石油钻井的过程中，流体(例如钻井液)的排量不仅是关键的数据参数，而且还是相比于钻压、扭矩等更加稳定的数据参数。因此，如果能够控制相对稳定的流体的排量参数，便可以对井下的工具进行有效地控制。

CN202021482347.1中公开了一种石油钻井液流量控制装置。在对流量进行调节时，转动下压杆，下压杆在螺纹块上向下移动。由于下压杆的底端活动连接有活动块，转动的过程中，活动块向下移动。此时，活动止水块向下移动并靠近止流块，这样止流块与活动止水块之间的距离减小。由于下压杆在螺纹块上移动到任意范围均能固定住，这样能够调节出油量的大小。该装置能够有效地调节流体的排量。另外，CN201521083493.6等文献披露了相关内容。

以上这些流量控制装置虽然均能够起到调节流体的排量的目的。但是都无法实现排量的精确调节，无法对井下的工具进行快速、有效的控制。

因此，在本领域希望提供一种调控装置能够解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种地面流量自动调控装置，该装置不仅能够实现自动调节流体的排量，同时还可以实现精细化的调控。这样一来，就能够对井下的工具进行有效的控制。本发明的目的还在于提出一种地面流量自动调控方法。

根据本发明的第一方面，提供了一种地面流量自动调控装置，包括：容纳有流体的流体储罐，用于输送所述流体储罐内的流体至井下的钻井泵，以及与所述钻井泵连通的调控组件，所述调控组件包括总开关阀、与所述总开关阀连接的精细调节单元，以及一端与所述精细调节单元相连，另一端与流体储罐相连的震荡单元，其中，所述调控组件构造成：在初始状态下，所述总开关阀关闭，使得来自所述流体储罐内的流体通过所述钻井泵直接输送至井下；在工作状态下，所述总开关阀打开，所述精细调节单元通过改变所述流体的流通面积以调节流体的泄流量，并且所述震荡单元设置成能够对泄流流体施加震荡作用。

在一个实施例中，所述震荡单元包括用于接受来自所述精细调节单元的所述流体的进口、用于将所述流体输送回所述流体储罐的出口，以及使所述流体产生震荡的震荡阀。

在一个实施例中，所述震荡阀包括与外部气源相连的进气管线、由来自所述进气管线的气体推动并用于控制所述出口的开度的活塞机构，以及与所述活塞机构固定连接的弹簧。

在一个实施例中，所述活塞机构包括活塞杆，以及设置在所述活塞杆两端的第一活塞和第二活塞，其中，所述第一活塞能够在受到气体的推动时克服所述弹簧的作用力而运动，使得所述第二活塞能够控制所述出口的开度。

在一个实施例中，所述弹簧构造成使所述第二活塞保持所述出口打开，以及所述气体的推动作用能够克服弹簧的作用而使所述第二活塞关闭所述出口。

在一个实施例中，其特征在于，所述精细调节单元包括用于调节所述流体的泄流量的精细调节阀，以及用于固定所述精细调节阀的阀座。

在一个实施例中，所述精细调节阀构造成具有直径渐变的针形结构。

在一个实施例中，所述精细调节单元包括用于驱动所述精细调节阀沿轴向运动的电机。