[实用新型]油气井灌注泥浆的控制装置

说明书

本实用新型是一种用于石油、地质、盐业在油、气、卤水钻探的起钻过程中，自动向井筒灌注泥浆，自动显示和记录泥浆一次灌量、累计灌量等多种功能的可与单板微机配合记录打印各种显示量的控制装置。

在石油、地质、盐业等行业的钻井过程中，需要将配制的一定的比重的泥浆，用高压泥浆泵将其从钻杆内灌入井底，泥浆从钻头的孔眼中流出，流入井筒内壁之间的环形空间，把钻出的岩石碎屑带到地面，泥浆又返回泥浆池。在整个钻井过程中，始终要保持泥浆的循环，只有停钻时，才停止泥浆循环。由于钻头磨损需更换钻头或其它原因，需停钻起出钻杆。由于井架的高度有限，每次取出钻杆的长度是有限的。单根钻杆的长度为10米左右，一般取出的单根钻杆数为1至5根，每次取出的相连接的钻杆称为一根立柱。卸下的每根立柱被立放在钻井平台上。靠在井架上，用缆绳栓住。由于钻杆本身的体积在井内占据一定的空间，及取出钻杆后泥浆的流失，会使井筒内的泥浆液面下降，为了使泥浆柱压力与地层压力保持平衡，在井内泥浆液面下降一定的高度后，须及时补充一定数量的泥浆到井内。尤其是井内遇到高压产层时，这种压力平衡作业显得更加重要，必须准确及时地向井内灌注泥浆。所谓“及时”，即是按规定取出立柱数后，立刻灌注泥浆；所谓“准确”，即是灌注的泥浆量必须达到一定的液位。通常对井内灌注泥浆的控制装置有三种类型，一种是机械型，这是一种以机械装置为主，电气装置为辅的控制装置，如四川石油管理局钻采工艺研究所研制的NG－ZD₁50／45型自动灌泥浆装置（见附件1），该装置主要由电控柜，钻台指示箱，液流传感器及灌注系统等部分组成。能定时自动灌满和定时定量自动灌注泥浆。对井涌、井漏在钻台显示箱进行声光报警和自动记录灌注泥浆瞬时排量、累积流量等项功能。其缺点是，整机中可调节的及有关的操作开关等主要元器件安装在电控柜内，电控柜安放在远离钻台作业操作人员的井场工棚内，而显示各种信号的钻台指示箱安放在钻台上，两相脱接，给操作使用者带来了不便；该装置实现诸种功能所采用的技术是机械及有触点电气控制方式，记录显示方式采用传统的信号指示灯，技术较为落后，自动化程度不高，可靠性低，但价格并不便宜，每台装置售价约为一万五千元。另一种是电子型，这是一种以电气装置为主，机械装置为辅的控制装置，如四川石油管理局资中钻采工艺研究所与成都国营前锋无线电仪器厂共同研制的NY－1型泥浆池液面报警器。该装置主要由主机，电缆汇接盒，传感器，报警喇叭电缆等组成，主要用于石油钻井过程中，监测泥浆池泥浆总量和增减变化量，并依据钻井工艺要求选定的泥浆溢流和漏失报警值进行报警，还可用于观察起钻灌泥浆时的灌入泥浆量。其缺点是，适用范围较窄，精度较低，可靠性较差，尤其是使用该仪器观察起钻灌泥浆的灌入量时误差较大。还有一种是机械电子型，这是一种大型的综合性监测钻井过程各种参数的装置。如美国马丁一代克（MARTIN－DECKER）  （TTS系列）自动灌泥浆控制装置，该装置综合性功能齐全，能监测钻速，钻杆扭矩及起钻时自动向井筒灌注泥浆，防井喷、井漏等，其缺点是，需专人操作，操作人员必须经过专门培训，且该装置价格昂贵，每台价值高达27万美元，绝大多数现场的钻井队都配备不起。

本实用新型的目的就是要制造一种价格低廉，钻井工人无需专门培训便可操作的，用于油气田及其他钻井工    作起钻自动灌注、显示、记录泥浆量，自动记录显示起出立柱数及井内余留立柱数，对起钻过程中井内溢流量或井漏量进行数字显示及声光报警，检测钻杆破裂及声光报警，实现钻井平衡作业，可与单板机配合记录打印各种显示量的控制装置。