[发明专利]一种接立柱、起钻期间不停泵自动分流补压装置和方法

说明书

本发明提供了一种接立柱、起钻期间不停泵自动分流补压装置和方法，属于油气田钻井作业全过程压力控制技术领域。所述装置包括第一管线、第二管线、第三管线及分别设置在各管线上的第一至第六平板阀和节流阀，第二、四、六平板阀和节流阀能被远程自动控制。本发明能够实现在接立柱和/或起钻期间不停泵自动分流补压；能够实现钻井液的自动分流，既可满足正常钻进循环，又可实现地面循环进行回压补偿；不使用回压泵补压，基于钻井泵进行分流实现钻进循环与补压一体化调节；能够提高装备的智能化、自动化程度；增设耐高压大通径流量计监测入口流量，实现钻井循环系统出入口准确监测，有利于数据的分析以及复杂工况的判断识别。

技术领域

本发明涉及油气田钻井作业全过程压力控制技术领域，具体来讲，涉及一种接立柱、起钻期间不停泵自动分流补压装置及方法。

背景技术

随着国内复杂深层油气藏勘探开发力度加大，钻井作业面临越来越多的漏、喷复杂工程难题，精细控压钻井在减少钻井液漏失、提高钻井时效、实现地质目标等方面发挥了重要作用，随着近年来的大规模推广应用，在作业中也发现新的问题：(1)接立柱补压时，采用回压泵或憋压法人工控制，在控压精度以及操作方式上都存在较大问题。其中回压泵体积较大、需要多人配合操作，此外需要采用灌注系统连续给储液罐补充钻井液，存在上水效率差、灌注管线多的问题，导致控制压力波动较大，操作过程中频繁切换流程存在误操作的风险。而憋压法自动化水平低、压力控制效果欠佳、存在补压不足或过高引起的井控风险。(2)现有钻井地面流程没有入口流量数据采集装置，目前精细控压钻井溢漏监测主要依靠自动节流管汇中的微流量溢漏监测装置对出口流量进行监测并与理论入口流量进行对比，但理论入口流量采用泵冲计算，存在一定误差(①计算本身造成的误差；②上水效率的误差)，因此易造成井漏、溢流的误判，因此需要完善流程增设入口流量监测以适应精细控压钻井的需求。

目前国内外对此装置已展开研究，但都存在一些不足。申请号为CN201210337203.0、CN201310168063.3、CN201610879560.8的专利分别提出了一种分流装置，但都缺乏入口流量监测装置，且阀门切换的自动化程度较低。申请号为CN201310114422.7的专利提出了一种基于双泵分别工作的分流管汇方案，在接立柱、起下钻时需要进行泵的倒换，且其用于监测入口流量的质量流量计承压仅4MPa。CN201922123740.5提出的分流装置采用非接触式超声波流量计进行入口流量监测，误差较大，在15％以上。本发明对比上述发明有如下优势：①自动化程度高。采用电动闸门+控制软件，可在远程实现一键切换通道实现不同功能。②流量计性能高。采用承压40MPa的电磁流量计监测入口流量，提升了精确度及承压能力。③前端可控压。为避免钻井泵压力过高损坏后端所连自动节流管汇，在前段设置自动节流阀，控制开度调整进入后端的压力级别以及实现两级控压完成压力的精准控制。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明的目的之一在于解决在接立柱和/或起钻期间补压控制精度低、需额外使用回压泵问题。

针对上述问题，本发明研究出一套接立柱、起钻期间不停泵自动分流补压方法及装置，以实现接立柱、控压起钻阶段更方便准确的补压操作，以及在其中增设入口流量监测装置对入口流量进行监测，以满足出入口流量对比从而更准确的对数据进行监测判别。从而进一步优化控压钻井关键装备，提高补压可行性与入口流量采集精度，进一步提升精细控压钻井监测与控制功能，降低井控风险，减少人员劳动强度，推动精细控压钻井作业向机械化、自动化、智能化发展。