專利名稱：集中監(jiān)控的節(jié)流和壓井裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
集中監(jiān)控的節(jié)流和壓井裝置技術(shù)領(lǐng)域 一種集中監(jiān)控的節(jié)流和壓井裝置，用于石油天然氣鉆井過程中 井口節(jié)流和壓井機(jī)構(gòu)的集中控制，屬于石油鉆井裝備制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在石油天然氣勘探開發(fā)鉆井過程中，井內(nèi)溢流、井涌、井噴的 發(fā)生具有突發(fā)性， 一旦失控，造成的損失相當(dāng)大，節(jié)流和壓井機(jī)構(gòu)是控制溢流、 井涌、井噴的主要設(shè)備之一，在鉆井過程中為了實(shí)施對井下的壓力控制，做到 有控制的安全鉆井，以便在井下發(fā)生溢流、井涌、井噴的情況下，可通過有序 的開關(guān)節(jié)流壓井機(jī)構(gòu)上不同的閥門，形成合理的流體通道，使井下的高壓流體 從不同的放噴管線有控制的安全排放，所以目前使用的節(jié)流和壓井機(jī)構(gòu)上都設(shè) 置有多條放噴管路，具有鉆井液流程回路多、閘門多的特點(diǎn)，目前的裝置上除 節(jié)流閥可用液壓遠(yuǎn)程控制操作外，其余閘閥均為手動(dòng)平板閥，其主要缺點(diǎn)有兩 個(gè)方面 一是由于閘門多，各手動(dòng)平板閥的開關(guān)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，難以達(dá)到在發(fā)現(xiàn) 井涌、溢流或出現(xiàn)井噴的緊急情況下五分鐘以內(nèi)控制井口壓力的安全要求，尤 其是當(dāng)井場出現(xiàn)有硫化氫等有毒有害氣體時(shí),操作人員如果不能及時(shí)進(jìn)入現(xiàn)場 操作節(jié)流和壓井機(jī)構(gòu)，就更有可能發(fā)生由于開關(guān)閥門不及時(shí)，導(dǎo)致不能及時(shí)控 制井口，造成井噴失控的惡性后果，還可能發(fā)生人員傷亡事件；二是管匯中鉆 井液流經(jīng)回路不直觀，流經(jīng)節(jié)流機(jī)構(gòu)的高壓流體的流動(dòng)狀態(tài)、閘門的開關(guān)狀態(tài)、 管匯裝置對鉆井液等流體的放噴流向等都需要人工現(xiàn)場判斷，手動(dòng)平板閥的開 關(guān)需多人操作，在發(fā)現(xiàn)井涌、溢流或出現(xiàn)井噴的緊急情況下，現(xiàn)場工作的秩序 容易錯(cuò)亂，操作工人在高度緊張狀態(tài)下相互之間的配合難度大，往往不能正確、 快速開關(guān)好管匯上各手動(dòng)平板閥和手動(dòng)節(jié)流閥，延長控制時(shí)間，甚至造成流體 的流向錯(cuò)誤，加之操作完后又要求操作人員迅速撤離，流體錯(cuò)誤的流向不容易 被發(fā)現(xiàn)，因此有可能造成井噴失控。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，采用手自一體閥門， 集中控制每個(gè)閥門開關(guān)的可程序化自動(dòng)控制技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種在井口節(jié)流放噴 時(shí)對鉆井液等流體的流量、壓力和流向可自動(dòng)監(jiān)測和控制的集中監(jiān)控的節(jié)流和 壓井裝置。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型將節(jié)流和壓井裝置中的閥門設(shè)計(jì)為 液動(dòng)和手自一體平板閥，對管路上的電磁閥實(shí)施集中控制；本實(shí)用新型包括壓 井機(jī)構(gòu)、節(jié)流機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)、液壓管線、信號傳輸線；壓井機(jī)構(gòu)包括三個(gè)手自一體平板閥、兩個(gè)單流閥；在壓井機(jī)構(gòu)的出口通道上設(shè)置有一個(gè)手自一體平 板閥，兩個(gè)入口通道上分別設(shè)置手自一體平板閥，并且分別串聯(lián)一個(gè)單流閥， 在壓井機(jī)構(gòu)連接井口裝置一側(cè)的連接管上串聯(lián)有一個(gè)手自一體平板閥和一個(gè)手 動(dòng)平板閥；節(jié)流機(jī)構(gòu)分為兩翼通道和中路通道，在前端五通兩翼通道上分別依 次設(shè)置手動(dòng)平板閥、手自一體平板閥、手自一體節(jié)流閥、手自一體平板閥、流 量計(jì)、后端四通和手自一體平板閥，最后通向回收池等，在中路通道上通過前 端四通分別依次連接有手動(dòng)平板閥、手自一體平板閥、流量計(jì)、后端四通和手自一體平板閥，然后通向排放池等，節(jié)流機(jī)構(gòu)連接井口裝置一側(cè)的連接管上串 聯(lián)有一個(gè)液動(dòng)平板閥和一個(gè)手動(dòng)平板閥；控制機(jī)構(gòu)包括液壓站、電磁閥組和檢 測控制器，控制機(jī)構(gòu)通過液壓管線與壓井機(jī)構(gòu)和節(jié)流機(jī)構(gòu)上的手自一體平板閥 和手自一體節(jié)流閥連接；為了掌握每個(gè)閥門的開關(guān)狀況和管匯中流體的壓力， 在每一個(gè)手自一體平板閥和手自一體節(jié)流閥上設(shè)置有閥位傳感器，在節(jié)流機(jī)構(gòu) 每個(gè)出口四通之前的管匯上設(shè)置有流量計(jì)、壓力傳感器，閥位傳感器、流量計(jì) 和壓力傳感器由信號傳輸線與檢測控制器連接；實(shí)施壓井施工時(shí)，關(guān)閉連接節(jié) 流機(jī)構(gòu)一端的液動(dòng)平板閥，打開壓井機(jī)構(gòu)上的手自一體平板闊，通過壓井車， 或者灌注泵向井內(nèi)注液實(shí)施壓井作業(yè)；需要實(shí)施放噴節(jié)流時(shí)，關(guān)閉壓井機(jī)構(gòu)一端全部手自一體平板閥，打開節(jié)流機(jī)構(gòu)連接井口裝置的液動(dòng)平板閥，根據(jù)流量 的大小，先使用節(jié)流機(jī)構(gòu)上兩翼中的一翼通道實(shí)施節(jié)流施工作業(yè)，另一翼作為 備用節(jié)流通道，打開使用一翼的全部手動(dòng)平板閥和手自一體平板閥，根據(jù)需要 調(diào)整節(jié)流閥的開度，使節(jié)流后的高壓流體有序的流向放噴池；當(dāng)井內(nèi)壓力可以 直接放噴時(shí)，關(guān)閉節(jié)流機(jī)構(gòu)的兩翼通道，打開中間通道，使井下的流體通過中 間通道直接排向放噴池，設(shè)置的閥位傳感器、壓力傳感器和流量計(jì)，可以實(shí)現(xiàn) 閥門的狀況和流量，壓力等數(shù)據(jù)在控制器上的顯示，可以通過檢測控制器發(fā)出 指令，發(fā)出的指令通過與手自一體平板閥相應(yīng)的電磁閥，接通液壓站與手自一 體平板閥的液壓油路，實(shí)現(xiàn)在實(shí)施壓井或者節(jié)流施工中對不同閥門的控制，當(dāng) 檢測控制器出現(xiàn)故障時(shí)，可由操作人員在液壓站上或在手自一體平板閥上直接進(jìn)行手動(dòng)操作控制；系統(tǒng)中還設(shè)計(jì)了備用手動(dòng)閘閥，當(dāng)手自一體平板閥工作失 效時(shí)，操作手動(dòng)平板閥，實(shí)現(xiàn)對節(jié)流壓井機(jī)構(gòu)裝置的控制。本實(shí)用新型的有益效果是采用集中控制液壓站的電磁閥，使液壓油流向 節(jié)流和壓井機(jī)構(gòu)裝置上各手自一體平板閥，控制開關(guān)的動(dòng)作，在節(jié)流和壓井機(jī) 構(gòu)的放噴管路上設(shè)置液體流量和壓力監(jiān)測點(diǎn)，在各手自一體平板閥上設(shè)置閥板 位置傳感器，通過集中監(jiān)控，對管匯中各手自一體平板閥的開關(guān)狀態(tài)、管匯中 流體的流量、壓力和流向等技術(shù)參數(shù)的監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)對節(jié)流壓井機(jī)構(gòu)裝置的多個(gè) 終端同樣直觀顯示、分別獨(dú)立遠(yuǎn)程操作控制的目的，當(dāng)集中控制器出現(xiàn)故障時(shí)， 可由操作人員在液壓站上或在手自一體平板閥上對節(jié)流壓井機(jī)構(gòu)直接進(jìn)行手動(dòng) 操作控制，管匯系統(tǒng)中還設(shè)計(jì)了備用手動(dòng)閘閥，當(dāng)手自一體平板閥工作失效時(shí)， 可操作備用手動(dòng)平板閥，實(shí)現(xiàn)對節(jié)流壓井機(jī)構(gòu)裝置的控制。


圖1是本實(shí)用新型的流程布置示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型的實(shí)施例，本實(shí)用新型包括 壓井機(jī)構(gòu)2、節(jié)流機(jī)構(gòu)12、控制機(jī)構(gòu)25、液壓管線、信號傳輸線；壓井機(jī)構(gòu)2 和節(jié)流機(jī)構(gòu)12分別連接在井口裝置6的兩側(cè)；壓井機(jī)構(gòu)2包括三個(gè)手自一體平板閥l、 4和32，兩個(gè)單流閥3和31;在壓井機(jī)構(gòu)2的出口通道上設(shè)置有一個(gè) 手自一體平板閥l，入口通道上設(shè)置手自一體平板閥4和32，并且串聯(lián)單流閥3 和31，在壓井機(jī)構(gòu)2連接井口裝置6 —側(cè)的連接管上串聯(lián)有一個(gè)手自一體平板 閥5和一個(gè)手動(dòng)平板閥30;基于輪換使用和節(jié)流的目的，節(jié)流機(jī)構(gòu)12分為兩翼 通道和中路通道，在節(jié)流機(jī)構(gòu)12前端五通的兩翼通道上分別依次設(shè)置手動(dòng)平板 閥7和27、手自一體平板閥9和18、手自一體節(jié)流閥8和26、手自一體平板閥 10和19、流量計(jì)11和20、后端四通和手自一體平板閥13和21，最后由管線 通向回收池、液氣分離器等，在節(jié)流機(jī)構(gòu)12中路通道上通過前端四通分別依次 連接有手動(dòng)平板閥14、手自一體平板閥15、流量計(jì)16、后端四通和手自一體平 板閥17,然后由管線通向排放池等；在節(jié)流機(jī)構(gòu)12連接井口裝置6 —側(cè)的連接 管上串聯(lián)有一個(gè)液動(dòng)平板閥28和一個(gè)手動(dòng)平板閥29;控制機(jī)構(gòu)25包括液壓站 23、電磁闊組22和檢測控制器24，控制機(jī)構(gòu)25通過液壓管線與壓井機(jī)構(gòu)2和 節(jié)流機(jī)構(gòu)12上的手自一體平板閥和手自一體節(jié)流閥連接；為了掌握壓井機(jī)構(gòu)不 2和節(jié)流機(jī)構(gòu)12上每個(gè)閥門的開關(guān)狀況和管匯中流體的壓力，在每一個(gè)手自一 體平板閥和手自 一體節(jié)流閥上設(shè)置有閥位傳感器，在節(jié)流機(jī)構(gòu)每個(gè)出口四通之 前的管匯上設(shè)置有流量計(jì)16、壓力傳感器，閥位傳感器、流量計(jì)16和壓力傳感 器由信號傳輸線與檢測控制器24連接；在鉆井過程中，當(dāng)井口出現(xiàn)溢流、井涌、 井噴等異常情況，需要實(shí)施壓井施工時(shí)，根據(jù)需要排量的大小，將壓井車或者 灌注泵連接在壓井機(jī)構(gòu)2的一個(gè)入口或者三個(gè)入口，關(guān)閉井口裝置6連接節(jié)流 機(jī)構(gòu)12 —端的液動(dòng)平板閥28，打開壓井機(jī)構(gòu)2上的一路或者三路手自一體平板閥l、 32和4，打開連接壓井機(jī)構(gòu)2與井口裝置6之間的手自一體平板閥5，通 過壓井車或灌注泵向井內(nèi)注液實(shí)施壓井作業(yè)，直至完成壓井作業(yè)；當(dāng)井內(nèi)出現(xiàn) 異常高壓，需要實(shí)施放噴節(jié)流時(shí)，關(guān)閉連接井口裝置6與壓井機(jī)構(gòu)2之間的手 自一體平板閥5，打開連接井口裝置6與節(jié)流機(jī)構(gòu)12之間的液動(dòng)平板閥28，根 據(jù)流量的大小， 一般先使用節(jié)流機(jī)構(gòu)12上兩翼中的一翼，作為實(shí)施節(jié)流施工作 業(yè)的通道，另一翼作為備用節(jié)流通道；現(xiàn)在以先使用右路節(jié)流通道為例進(jìn)行流 程敘述關(guān)閉左路節(jié)流通道的手自一體平板閥18、 19 、 21，半開手自一體節(jié)流 閥26，關(guān)閉中間通道的手自一體平板閥15和17，打幵右路通道上的手自一體 平板閥9、 10、 13和手自一體節(jié)流閥8，然后根據(jù)需要節(jié)流量的大小調(diào)整手自一 體節(jié)流閥8的開度，使節(jié)流后的高壓流體有控制地流向放噴池；在正常鉆井和 壓井或者節(jié)流過程中，機(jī)構(gòu)上手動(dòng)平板閥為常開狀態(tài)；由于在通道上設(shè)置有由 電纜與控制機(jī)構(gòu)25相連接的闊位傳感器、壓力傳感器和流量計(jì)16，所以控制機(jī) 構(gòu)25的檢測控制器24可以直觀顯示出每個(gè)閥門的開關(guān)狀態(tài)、流體的壓力和流 量以及管匯通道和流體的流向；控制機(jī)構(gòu)25的液壓站23上設(shè)置有電磁閥組22， 電磁閥組22通過液壓管路與壓井機(jī)構(gòu)2和節(jié)流機(jī)構(gòu)12的各手自一體平板閥連 接，檢測控制器24通過電纜信號傳輸線與液壓站23和電磁閥組22并聯(lián)連接， 實(shí)現(xiàn)操作指令和狀態(tài)情況遠(yuǎn)程直觀顯示；在施工過程中，如果控制機(jī)構(gòu)25的檢 測控制器24出現(xiàn)故障時(shí)，可由操作人員在控制機(jī)構(gòu)25的液壓站23上直接操作 電磁閥組22進(jìn)行控制，也可以直接在手自一體平板閥上操作開關(guān)控制，同樣， 當(dāng)節(jié)流機(jī)構(gòu)12的右路通道發(fā)生故障時(shí)，可以打開左路通道實(shí)施節(jié)流施工，關(guān)閉 右路有故障的通道，以便更換損壞的部件。
權(quán)利要求1、一種集中監(jiān)控的節(jié)流和壓井裝置，包括壓井、節(jié)流機(jī)構(gòu)和檢測控制機(jī)構(gòu)，其特征在于a、在壓井機(jī)構(gòu)的出口通道上設(shè)置有一個(gè)手自一體平板閥，入口通道上設(shè)置手自一體平板閥，并且串聯(lián)單流閥，在壓井機(jī)構(gòu)連接井口裝置一側(cè)的連接管上串聯(lián)有一個(gè)手自一體平板閥和一個(gè)手動(dòng)平板閥；b、在節(jié)流機(jī)構(gòu)前端五通的兩翼通道上分別依次設(shè)置手動(dòng)平板閥、手自一體平板閥、手自一體節(jié)流閥、手自一體平板閥、流量計(jì)、后端四通和手自一體平板閥，中路通道上通過前端五通分別依次連接手動(dòng)平板閥、手自一體平板閥、流量計(jì)、后端四通和手自一體平板閥，在節(jié)流機(jī)構(gòu)連接井口裝置一側(cè)的連接管上串聯(lián)有一個(gè)液動(dòng)平板閥和一個(gè)手動(dòng)平板閥；c、控制機(jī)構(gòu)包括液壓站、電磁閥組和檢測控制器，控制機(jī)構(gòu)通過液壓管線與壓井機(jī)構(gòu)和節(jié)流機(jī)構(gòu)上的手自一體平板閥和手自一體節(jié)流閥連接；
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集中監(jiān)控的節(jié)流和壓井裝置，其特征在于 在每一個(gè)手自一體平板閥和手自一體節(jié)流閥上都設(shè)置有閥位傳感器，在節(jié) 流機(jī)構(gòu)每個(gè)出口四通之前的管匯上設(shè)置有流量計(jì)、壓力傳感器，閥位傳感 器、流量計(jì)和壓力傳感器由信號傳輸線與檢測控制器連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集中監(jiān)控的節(jié)流和壓井裝置，其特征在于 所述手自一體平板閥和手自一體節(jié)流閥是由齒輪構(gòu)成閥板開關(guān)機(jī)構(gòu)的直角 式側(cè)面旋轉(zhuǎn)開關(guān)手自 一體閥。專利摘要一種集中監(jiān)控的節(jié)流和壓井裝置，用于石油天然氣鉆井過程中管匯的集中控制，屬于石油鉆井裝備制造技術(shù)領(lǐng)域，本實(shí)用新型包括壓井和節(jié)流機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)、液壓管線和信號傳輸線，在節(jié)流和壓井機(jī)構(gòu)的閥門上設(shè)置流量計(jì)，閥位傳感器和壓力傳感器，由控制機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)程序化自動(dòng)控制，提供了一種在井口節(jié)流放噴時(shí)可集中監(jiān)控的節(jié)流和壓井裝置，克服了現(xiàn)有技術(shù)在緊急情況下難以快速控制井口壓力的安全要求，本實(shí)用新型采用檢測控制器控制節(jié)流壓井機(jī)構(gòu)上各手自一體平板閥的開關(guān)動(dòng)作，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)終端直觀顯示、獨(dú)立遠(yuǎn)程操作控制的目的，本裝置中還有備用的手動(dòng)閘閥，需要時(shí)可操作備用手動(dòng)閥，實(shí)現(xiàn)對節(jié)流壓井管匯裝置的控制。
文檔編號E21B34/02GK201090205SQ20072008111
公開日2008年7月23日 申請日期2007年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月18日
發(fā)明者孫海芳, 王樂聞, 王忠生, 艷 程 申請人:四川石油管理局鉆采工藝技術(shù)研究院