[发明专利]一种溢流和井漏监测系统及其监测方法有效

专利信息
申请号: 201410501685.8 申请日: 2014-09-27
公开(公告)号: CN105507886B 公开(公告)日: 2018-08-10
发明(设计)人: 朱焕刚;李宗清;王树江;宋中文;张莹;曹强;康波;孙宇;李建新;熊国庆;赵义;于海叶;许萍;苗智瑜 申请(专利权)人: 中国石油化工集团公司;中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
主分类号: E21B47/10 分类号: E21B47/10;E21B21/12
代理公司: 东营双桥专利代理有限责任公司 37107 代理人: 侯华颂
地址: 100728 北*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 灌浆泵 监测罐 液位计 井筒 溢流 井漏监测系统 泵冲传感器 报警装置 监测控制 钻井液池 灌浆 控制调节阀 钻井液循环 隔板分割 建立连接 井口装置 实时监测 液面检测 液位变化 出流量 副腔室 截止阀 满液位 起下钻 溢流井 监测 副腔 管口 井漏 启停 灵敏 预警 室内 发现
【说明书】:

发明公开了一种溢流和井漏监测系统及其监测方法。包括监测罐、液位计、调节阀、截止阀、泵冲传感器、灌浆泵、钻井液池和监测控制报警装置。监测罐通过隔板分割为主、副腔室,并在其上设置液位计和不同的管口与井口装置、灌浆泵、钻井液池建立连接,液位计、泵冲传感器和调节阀与监测控制报警装置连接,控制调节阀的开关、灌浆泵的启停并对溢流井漏进行实时监测和预警。本发明在井筒内钻井液循环过程中,通过副腔室内液位变化速度的快慢,可以迅速判断井筒内返出流量的变化情况;起下钻过程中始终保持井筒满液位,消除了灌浆不及时和灌浆不满的情况;监测罐的横截面积小,液面检测更加灵敏和准确,能够更加及时的发现溢流和井漏。

技术领域

本发明涉及石油钻井监测系统技术领域中的一种监测系统及其监测方法,尤其涉及一种石油钻井过程中进行溢流和井漏监测的监测系统及其监测方法。

背景技术

石油钻井过程中,井下会出现溢流和井漏现象,如果溢流和井漏发现不及时或者处理不当,则很可能发展成为井喷。井喷的发生会给石油工业带来巨大的人员和财力损失。目前,国内钻井现场主要采用地面钻井液池液位监测和井筒进出口流量监测的方法判断井筒内溢流或者井漏现象的发生。

地面钻井液池液位监测方法是对地面钻井液池内的钻井液液位进行监测,钻井液池内钻井液液面升高超过一定值代表井涌,液面降低超过一定值代表井漏。这种监测钻井液池液位的方法有很大的缺陷:首先钻井液必须从井口通过防溢管流过振动筛、再经过泥浆槽回到钻井液池,使得监测井涌和井漏需要的反应时间长;其次,由于钻井液池体积大,发生井涌或井漏后,钻井液液位变化缓慢,而且变化值很小,不能灵敏的检测井涌和井漏的发生。井筒进出口流量监测方法利用井筒的进出口流量计测量进出口流量,通过流量的变化判断井筒井漏或者溢流情况。这种方法在起下钻过程中,由于流量计无法满管,或者由于起下钻速度的变化,导致流量计流量变化波动比较大,流量计测量准确性比较差,因此,这种方法无法满足钻井全过程溢流和井漏的精确监测。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的问题,提供一种钻井过程中对溢流和井漏的快速、准确监测的溢流和井漏监测系统及其监测方法。

为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种溢流和井漏监测系统包括监测罐、液位计、调节阀、截止阀、泵冲传感器、灌浆泵、钻井液池和监测控制报警装置;监测罐通过隔板分割为主腔室和副腔室;主腔室内安装主腔室液位计,副腔室内安装副腔室液位计;主腔室加工有主腔室入口管,主腔室出口管和灌浆管;主腔室入口管与井口钻井液返出管线连接,主腔室出口管与调节阀连接,灌浆管与灌浆泵的排出口连接,灌浆泵的吸入口与钻井液池连接;副腔室加工有副腔室出口管,副腔室出口管与截止阀B连接;泵冲传感器安装在钻井泵上;主腔室液位计、副腔室液位计、泵冲传感器和调节阀的测量信号通过信号电缆传输到监测控制报警装置;监测控制报警装置控制调节阀的开关、灌浆泵的启停并对溢流井漏进行预警。

所述的主腔室入口管可以与井口防溢管出浆口连接,也可以与钻井分离器的出浆口连接;所述的主腔室液位计和副腔室液位计最好为雷达液位计;在钻井泵输出管线上设有钻井泵出口流量计;所述的主腔室和副腔室之间可以安装有连通管线,连通管线上安装有截止阀C。

一种溢流和井漏监测方法包括:

监测控制报警装置不断监测泵冲传感器、主腔室液位计、副腔室液位计和调节阀的测量信号,分别得到钻井泵的冲数、主腔室的液位高度、副腔室的液位高度和调节阀的阀位;

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