CN102392613A

CN102392613A - 井口钻井液防溅自动装置

Info

Publication number: CN102392613A
Application number: CN2011103276306A
Authority: CN
Inventors: 邹和均; 胡永建; 李建忠; 封川川; 王建毅; 万教育; 姜朝民
Original assignee: CNPC Xibu Drilling Engineering Co Ltd
Current assignee: CNPC Xibu Drilling Engineering Co Ltd
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2012-03-28

Abstract

本发明涉及油田井口防钻井液溅出装置技术领域，是一种井口钻井液防溅自动装置；其包括气源、储气罐、单流阀、电控装置、充气气动阀、卸压气动阀和三通；气源的出气口通过高压管路与储气罐的进气口相连通，储气罐的出气口通过高压管路与单流阀的进气口相连通，单流阀的出气口通过高压管路与充气气动阀的进气口相连通；本发明结构合理而紧凑，利用钻井现场现有资源如气源、电源等，在不影响现有接单根操作规程以及确保安全的情况下，采用机电一体化控制***，用压缩空气将钻柱内的钻井液压到钻台面以下，给钻井工作带来了更加安全和干净的保障，具有安全可靠、操作简易、方便的特点。

Description

井口钻井液防溅自动装置

技术领域

本发明涉及油田井口防钻井液溅出装置技术领域，是一种井口钻井液防溅自动装置。

背景技术

在一般的钻井操作过程中，钻进时的接单根操作需要重复进行。在接单根操作过程中，当卸开丝扣时，方钻杆内的钻井液会随着空气的进入而倾泻下来，同时环空钻井液因携带岩屑产生的压力差会使钻井液从钻柱溢出，喷出的钻井液常使操作人员、钻井平台以及各类井口工具上溅满钻井液。井口钻井液的溅出不仅增大了操作人员的工作强度（清理钻台上的钻井液），也是一个严重的安全隐患，现场主要采用是用防喷盒或关闭下旋塞阀的方法处理，前者增大了操作人员劳动强度，后者增加了安全隐患，目前已经实现了手动井口钻井液防溅装置，但尚无自动装置。

发明内容

本发明提供了一种井口钻井液防溅自动装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决井口钻井液溅出难以清理和造成安全隐患的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种井口钻井液防溅自动装置，包括气源、储气罐、单流阀、电控装置、充气气动阀、卸压气动阀和三通；气源的出气口通过高压管路与储气罐的进气口相连通，储气罐的出气口通过高压管路与单流阀的进气口相连通，单流阀的出气口通过高压管路与充气气动阀的进气口相连通，充气气动阀的出气口通过高压管路与三通的第一端相连通，三通的第二端通过高压管路与卸压气动阀的进气口相连通，三通的第三端固定安装有立管连接高压管路，在单流阀与充气气动阀之间的高压管路上固定安装有第一压力变送器，在三通与卸压气动阀之间的高压管路上固定安装有第二压力变送器，第一压力变送器的信号输出端通过导线与电控装置的信号输入端电连接在一起，第二压力变送器的信号输出端通过导线与电控装置的信号输入端电连接在一起，充气气动阀的信号输出端与电控装置的信号输入端电连接在一起，电控装置的信号输出端与充气气动阀的信号输入端电连接在一起；卸压气动阀的信号输出端与电控装置的信号输入端电连接在一起，电控装置的信号输出端与卸压气动阀的信号输入端电连接在一起。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述立管连接高压管路上可固定安装有手动阀。

上述气源与储气罐之间的高压管路上可固定安装有空气增压器。

上述充气气动阀可为气动高压充气球阀；卸压气动阀为气动高压卸压球阀。

上述立管连接高压管路的外端可固定安装有立管。

上述电控装置可为PLC和HMI。

本发明结构合理而紧凑，利用钻井现场现有资源如气源、电源等，在不影响现有接单根操作规程以及确保安全的情况下，采用机电一体化控制***，用压缩空气将钻柱内的钻井液压到钻台面以下，给钻井工作带来了更加安全和干净的保障，具有安全可靠、操作简易、方便的特点。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例在安装使用时的结构示意图。

附图2为附图1中电控装置的控制流程框图。

附图中的编码分别为：1为气源，2为储气罐，3为单流阀，4为电控装置，5为充气气动阀，6为卸压气动阀，7为三通，8为高压管线，9为立管连接高压管路，10为第一压力变送器，11为第二压力变送器，12为手动阀，13为空气增压器， 14为立管，15为电池或井场照明电源，16为钻柱，17为泥浆泵，18为丝扣，19为方钻杆，20为废液池。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1、2所示，该井口钻井液防溅自动装置包括气源1、储气罐2、单流阀3、电控装置4、充气气动阀5、卸压气动阀6和三通7；气源1的出气口通过高压管路8与储气罐2的进气口相连通，储气罐2的出气口通过高压管路8与单流阀3的进气口相连通，单流阀3的出气口通过高压管路8与充气气动阀5的进气口相连通，充气气动阀5的出气口通过高压管路8与三通7的第一端相连通，三通7的第二端通过高压管路8与卸压气动阀6的进气口相连通，三通7的第三端固定安装有立管连接高压管路9，在单流阀3与充气气动阀5之间的高压管路8上固定安装有第一压力变送器10，在三通7与卸压气动阀6之间的高压管路8上固定安装有第二压力变送器11，第一压力变送器10的信号输出端通过导线与电控装置4的信号输入端电连接在一起，第二压力变送器11的信号输出端通过导线与电控装置4的信号输入端电连接在一起，充气气动阀5的信号输出端与电控装置4的信号输入端电连接在一起，电控装置4的信号输出端与充气气动阀5的信号输入端电连接在一起；卸压气动阀6的信号输出端与电控装置4的信号输入端电连接在一起，电控装置4的信号输出端与卸压气动阀6的信号输入端电连接在一起。其中，电控装置4为现有公知的各种控制装置。

可根据实际需要，对上述井口钻井液防溅自动装置作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，在立管连接高压管路9上固定安装有手动阀12。这样，便于在发生意外时可以手动关闭手动阀12，使井口钻井液防溅自动装置与钻井装置脱离。

如附图1所示，气源1与储气罐2之间的高压管路8上固定安装有空气增压器13。

如附图1所示，根据需要，充气气动阀5为气动高压充气球阀；卸压气动阀6为气动高压卸压球阀。

如附图1所示，立管连接高压管路9的外端固定安装有立管14。

如附图1所示，电控装置4为PLC和HMI。其中PLC为现有公知的可编程逻辑控制器，HMI为人机界面。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本发明最佳实施例的工作原理及使用过程：井场的气源1提供的压缩气体经空气增压器13增压后储存在储气罐2中，使储气罐2压力达到所需压力。储气罐2中的气体经保护用的单流阀3输出，压力大小由第一压力变送器10测量送往电控装置4。充气气动阀5为气动高压充气球阀；卸压气动阀6为气动高压卸压球阀，其气动执行机构所需气源也由井场气源提供，由电控装置4控制开启与关闭。手动阀12有安全保护作用，在发生意外时可以手动关闭，使装置脱离钻井装置。卸压气动阀6与废液池20联通，用于气体、钻井液混合物的卸压排出，卸压时的压力由第二压力变送器11监视。电控装置4由PLC（可编程逻辑控制器）及HMI（人机界面）组成，通过第一压力变送器10和第二压力变送器11测量各处的压力，通过气动执行机构的电磁阀完成阀门操作。所有手动及自动操作及设置均通过HMI的触摸屏实现。

使用时，首先给电控装置4安装电池或连接井场照明电源15，在泥浆泵17停泵后，开启充气气动阀5，压缩气体从立管14的接头注入后上行通往水龙头，然后驱动钻柱16内的钻井液下行，当钻井液液面下行到适当位置后，关闭充气气动阀5，开启卸压气动阀6卸压，当卸压完成后，就可以卸开丝扣18接单根了。由于需要较大的压力才能快速驱动钻井液下行，因此在钻井液到达合适位置后，方钻杆19内的气体压力依然较大，需要卸压才能安全卸开丝扣18。在本装置中，使用机电一体化控制装置，所有阀门操作均可手动也可自动进行。对于自动操作过程，如附图2所示：1、在接单根操作前，司钻按下启动按键。***进入自动操作。2、***检测到立管14压力小于设定压力，自动打开充气气动阀5充气。3、当充气达到设定压力或超时，关闭充气气动阀5，打开卸压气动阀6卸压。4、当压力降低到设定值或超时，关闭卸压气动阀6。5、点亮安全卸丝指示灯，一次操作完成。在自动及手动操作中，可以随时按下停止按钮终止各类操作，按下停止按钮，充气气动阀5及卸压气动阀6均自动关断。在一次正常的自动操作之后，***自动复位等待下次操作。

Claims

1. 一种井口钻井液防溅自动装置，其特征在于包括气源、储气罐、单流阀、电控装置、充气气动阀、卸压气动阀和三通；气源的出气口通过高压管路与储气罐的进气口相连通，储气罐的出气口通过高压管路与单流阀的进气口相连通，单流阀的出气口通过高压管路与充气气动阀的进气口相连通，充气气动阀的出气口通过高压管路与三通的第一端相连通，三通的第二端通过高压管路与卸压气动阀的进气口相连通，三通的第三端固定安装有立管连接高压管路，在单流阀与充气气动阀之间的高压管路上固定安装有第一压力变送器，在三通与卸压气动阀之间的高压管路上固定安装有第二压力变送器，第一压力变送器的信号输出端通过导线与电控装置的信号输入端电连接在一起，第二压力变送器的信号输出端通过导线与电控装置的信号输入端电连接在一起，充气气动阀的信号输出端与电控装置的信号输入端电连接在一起，电控装置的信号输出端与充气气动阀的信号输入端电连接在一起；卸压气动阀的信号输出端与电控装置的信号输入端电连接在一起，电控装置的信号输出端与卸压气动阀的信号输入端电连接在一起。

2.根据权利要求1所述的井口钻井液防溅自动装置，其特征在于立管连接高压管路上固定安装有手动阀。

3.根据权利要求1或2所述的井口钻井液防溅自动装置，其特征在于气源与储气罐之间的高压管路上固定安装有空气增压器。

4.根据权利要求1或2所述的井口钻井液防溅自动装置，其特征在于充气气动阀为气动高压充气球阀；卸压气动阀为气动高压卸压球阀。

5.根据权利要求3所述的井口钻井液防溅自动装置，其特征在于充气气动阀为气动高压充气球阀；卸压气动阀为气动高压卸压球阀。

6.根据权利要求1或2所述的井口钻井液防溅自动装置，其特征在于立管连接高压管路的外端固定安装有立管。

7.根据权利要求3所述的井口钻井液防溅自动装置，其特征在于立管连接高压管路的外端固定安装有立管。

8.根据权利要求5所述的井口钻井液防溅自动装置，其特征在于立管连接高压管路的外端固定安装有立管。

9.根据权利要求1或2所述的井口钻井液防溅自动装置，其特征在于电控装置为PLC和HMI。

10.根据权利要求8所述的井口钻井液防溅自动装置，其特征在于电控装置为PLC和HMI。