專利名稱：井口鉆井液防濺自動裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及油田井口防鉆井液濺出裝置技術領域，是一種井口鉆井液防濺自動裝置。
背景技術：
在一般的鉆井操作過程中，鉆進時的接單根操作需要重復進行。在接單根操作過程中，當卸開絲扣時，方鉆桿內的鉆井液會隨著空氣的進入而傾瀉下來，同時環空鉆井液因攜帶巖屑產生的壓力差會使鉆井液從鉆柱溢出，噴出的鉆井液常使操作人員、鉆井平臺以及各類井口工具上濺滿鉆井液。井口鉆井液的濺出不僅增大了操作人員的工作強度(清理鉆臺上的鉆井液)，也是一個嚴重的安全隱患，現場主要采用是用防噴盒或關閉下旋塞閥的方法處理，前者增大了操作人員勞動強度，后者增加了安全隱患，目前已經實現了手動井口鉆井液防濺裝置，但尚無自動裝置。
發明內容本實用新型提供了一種井口鉆井液防濺自動裝置，克服了上述現有技術之不足， 其能有效解決井口鉆井液濺出難以清理和造成安全隱患的問題。本實用新型的技術方案是通過以下措施來實現的一種井口鉆井液防濺自動裝置，包括氣源、儲氣罐、單流閥、電控裝置、充氣氣動閥、卸壓氣動閥和三通；氣源的出氣口通過高壓管路與儲氣罐的進氣口相連通，儲氣罐的出氣口通過高壓管路與單流閥的進氣口相連通，單流閥的出氣口通過高壓管路與充氣氣動閥的進氣口相連通，充氣氣動閥的出氣口通過高壓管路與三通的第一端相連通，三通的第二端通過高壓管路與卸壓氣動閥的進氣口相連通，三通的第三端固定安裝有立管連接高壓管路，在單流閥與充氣氣動閥之間的高壓管路上固定安裝有第一壓力變送器，在三通與卸壓氣動閥之間的高壓管路上固定安裝有第二壓力變送器，第一壓力變送器的信號輸出端通過導線與電控裝置的信號輸入端電連接在一起，第二壓力變送器的信號輸出端通過導線與電控裝置的信號輸入端電連接在一起，充氣氣動閥的信號輸出端與電控裝置的信號輸入端電連接在一起，電控裝置的信號輸出端與充氣氣動閥的信號輸入端電連接在一起；卸壓氣動閥的信號輸出端與電控裝置的信號輸入端電連接在一起，電控裝置的信號輸出端與卸壓氣動閥的信號輸入端電連接在一起。下面是對上述實用新型技術方案的進一步優化或/和改進上述立管連接高壓管路上可固定安裝有手動閥。上述氣源與儲氣罐之間的高壓管路上可固定安裝有空氣增壓器。上述充氣氣動閥可為氣動高壓充氣球閥；卸壓氣動閥為氣動高壓卸壓球閥。上述立管連接高壓管路的外端可固定安裝有立管。上述電控裝置可為PLC和HMI。本實用新型結構合理而緊湊，利用鉆井現場現有資源如氣源、電源等，在不影響現有接單根操作規程以及確保安全的情況下，采用機電一體化控制系統，用壓縮空氣將鉆柱內的鉆井液壓到鉆臺面以下，給鉆井工作帶來了更加安全和干凈的保障，具有安全可靠、操作簡易、方便的特點。
附圖1為本實用新型最佳實施例在安裝使用時的結構示意圖。附圖2為附圖1中電控裝置的控制流程框圖。附圖中的編碼分別為1為氣源，2為儲氣罐，3為單流閥，4為電控裝置，5為充氣氣動閥，6為卸壓氣動閥，7為三通，8為高壓管線，9為立管連接高壓管路，10為第一壓力變送器，11為第二壓力變送器，12為手動閥，13為空氣增壓器，14為立管，15為電池或井場照明電源，16為鉆柱，17為泥漿泵，18為絲扣，19為方鉆桿，20為廢液池。
具體實施方式
本實用新型不受下述實施例的限制，可根據本實用新型的技術方案與實際情況來確定具體的實施方式。在本實用新型中，為了便于描述，各部件的相對位置關系的描述均是根據說明書附圖的布圖方式來進行描述的，如上、下、左、右等的位置關系是依據說明書附圖的布圖方向來確定的。下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步描述如附圖1、2所示，該井口鉆井液防濺自動裝置包括氣源1、儲氣罐2、單流閥3、電控裝置4、充氣氣動閥5、卸壓氣動閥6和三通7 ；氣源1的出氣口通過高壓管路8與儲氣罐2 的進氣口相連通，儲氣罐2的出氣口通過高壓管路8與單流閥3的進氣口相連通，單流閥3 的出氣口通過高壓管路8與充氣氣動閥5的進氣口相連通，充氣氣動閥5的出氣口通過高壓管路8與三通7的第一端相連通，三通7的第二端通過高壓管路8與卸壓氣動閥6的進氣口相連通，三通7的第三端固定安裝有立管連接高壓管路9，在單流閥3與充氣氣動閥5 之間的高壓管路8上固定安裝有第一壓力變送器10，在三通7與卸壓氣動閥6之間的高壓管路8上固定安裝有第二壓力變送器11，第一壓力變送器10的信號輸出端通過導線與電控裝置4的信號輸入端電連接在一起，第二壓力變送器11的信號輸出端通過導線與電控裝置4的信號輸入端電連接在一起，充氣氣動閥5的信號輸出端與電控裝置4的信號輸入端電連接在一起，電控裝置4的信號輸出端與充氣氣動閥5的信號輸入端電連接在一起；卸壓氣動閥6的信號輸出端與電控裝置4的信號輸入端電連接在一起，電控裝置4的信號輸出端與卸壓氣動閥6的信號輸入端電連接在一起。其中，電控裝置4為現有公知的各種控制
直ο可根據實際需要，對上述井口鉆井液防濺自動裝置作進一步優化或/和改進如附圖1所示，在立管連接高壓管路9上固定安裝有手動閥12。這樣，便于在發生意外時可以手動關閉手動閥12，使井口鉆井液防濺自動裝置與鉆井裝置脫離。如附圖1所示，氣源1與儲氣罐2之間的高壓管路8上固定安裝有空氣增壓器13。如附圖1所示，根據需要，充氣氣動閥5為氣動高壓充氣球閥；卸壓氣動閥6為氣動高壓卸壓球閥。如附圖1所示，立管連接高壓管路9的外端固定安裝有立管14。[0024]如附圖1所示，電控裝置4為PLC和HMI。其中PLC為現有公知的可編程邏輯控制器，HMI為人機界面。以上技術特征構成了本實用新型的最佳實施例，其具有較強的適應性和最佳實施效果，可根據實際需要增減非必要的技術特征，來滿足不同情況的需求。本實用新型最佳實施例的工作原理及使用過程井場的氣源1提供的壓縮氣體經空氣增壓器13增壓后儲存在儲氣罐2中，使儲氣罐2壓力達到所需壓力。儲氣罐2中的氣體經保護用的單流閥3輸出，壓力大小由第一壓力變送器10測量送往電控裝置4。充氣氣動閥5為氣動高壓充氣球閥；卸壓氣動閥6為氣動高壓卸壓球閥，其氣動執行機構所需氣源也由井場氣源提供，由電控裝置4控制開啟與關閉。手動閥12有安全保護作用，在發生意外時可以手動關閉，使裝置脫離鉆井裝置。卸壓氣動閥6與廢液池20聯通，用于氣體、鉆井液混合物的卸壓排出，卸壓時的壓力由第二壓力變送器11監視。電控裝置4由PLC (可編程邏輯控制器)及HMI (人機界面)組成，通過第一壓力變送器10和第二壓力變送器11測量各處的壓力，通過氣動執行機構的電磁閥完成閥門操作。所有手動及自動操作及設置均通過HMI的觸摸屏實現。使用時，首先給電控裝置4安裝電池或連接井場照明電源15，在泥漿泵17停泵后， 開啟充氣氣動閥5，壓縮氣體從立管14的接頭注入后上行通往水龍頭，然后驅動鉆柱16內的鉆井液下行，當鉆井液液面下行到適當位置后，關閉充氣氣動閥5，開啟卸壓氣動閥6卸壓，當卸壓完成后，就可以卸開絲扣18接單根了。由于需要較大的壓力才能快速驅動鉆井液下行，因此在鉆井液到達合適位置后，方鉆桿19內的氣體壓力依然較大，需要卸壓才能安全卸開絲扣18。在本裝置中，使用機電一體化控制裝置，所有閥門操作均可手動也可自動進行。對于自動操作過程，如附圖2所示1、在接單根操作前，司鉆按下啟動按鍵。系統進入自動操作。2、系統檢測到立管14壓力小于設定壓力，自動打開充氣氣動閥5充氣。3、 當充氣達到設定壓力或超時，關閉充氣氣動閥5，打開卸壓氣動閥6卸壓。4、當壓力降低到設定值或超時，關閉卸壓氣動閥6。5、點亮安全卸絲指示燈，一次操作完成。在自動及手動操作中，可以隨時按下停止按鈕終止各類操作，按下停止按鈕，充氣氣動閥5及卸壓氣動閥 6均自動關斷。在一次正常的自動操作之后，系統自動復位等待下次操作。
權利要求1.一種井口鉆井液防濺自動裝置，其特征在于包括氣源、儲氣罐、單流閥、電控裝置、充氣氣動閥、卸壓氣動閥和三通；氣源的出氣口通過高壓管路與儲氣罐的進氣口相連通，儲氣罐的出氣口通過高壓管路與單流閥的進氣口相連通，單流閥的出氣口通過高壓管路與充氣氣動閥的進氣口相連通，充氣氣動閥的出氣口通過高壓管路與三通的第一端相連通，三通的第二端通過高壓管路與卸壓氣動閥的進氣口相連通，三通的第三端固定安裝有立管連接高壓管路，在單流閥與充氣氣動閥之間的高壓管路上固定安裝有第一壓力變送器，在三通與卸壓氣動閥之間的高壓管路上固定安裝有第二壓力變送器，第一壓力變送器的信號輸出端通過導線與電控裝置的信號輸入端電連接在一起，第二壓力變送器的信號輸出端通過導線與電控裝置的信號輸入端電連接在一起，充氣氣動閥的信號輸出端與電控裝置的信號輸入端電連接在一起，電控裝置的信號輸出端與充氣氣動閥的信號輸入端電連接在一起；卸壓氣動閥的信號輸出端與電控裝置的信號輸入端電連接在一起，電控裝置的信號輸出端與卸壓氣動閥的信號輸入端電連接在一起。
2.根據權利要求1所述的井口鉆井液防濺自動裝置，其特征在于立管連接高壓管路上固定安裝有手動閥。
3.根據權利要求1或2所述的井口鉆井液防濺自動裝置，其特征在于氣源與儲氣罐之間的高壓管路上固定安裝有空氣增壓器。
4.根據權利要求1或2所述的井口鉆井液防濺自動裝置，其特征在于充氣氣動閥為氣動高壓充氣球閥；卸壓氣動閥為氣動高壓卸壓球閥。
5.根據權利要求3所述的井口鉆井液防濺自動裝置，其特征在于充氣氣動閥為氣動高壓充氣球閥；卸壓氣動閥為氣動高壓卸壓球閥。
6.根據權利要求1或2所述的井口鉆井液防濺自動裝置，其特征在于立管連接高壓管路的外端固定安裝有立管。
7.根據權利要求3所述的井口鉆井液防濺自動裝置，其特征在于立管連接高壓管路的外端固定安裝有立管。
8.根據權利要求5所述的井口鉆井液防濺自動裝置，其特征在于立管連接高壓管路的外端固定安裝有立管。
9.根據權利要求1或2所述的井口鉆井液防濺自動裝置，其特征在于電控裝置為PLC 禾口 HMI。
10.根據權利要求8所述的井口鉆井液防濺自動裝置，其特征在于電控裝置為PLC和HMI。
專利摘要本實用新型涉及油田井口防鉆井液濺出裝置技術領域，是一種井口鉆井液防濺自動裝置；其包括氣源、儲氣罐、單流閥、電控裝置、充氣氣動閥、卸壓氣動閥和三通；氣源的出氣口通過高壓管路與儲氣罐的進氣口相連通，儲氣罐的出氣口通過高壓管路與單流閥的進氣口相連通，單流閥的出氣口通過高壓管路與充氣氣動閥的進氣口相連通；本實用新型結構合理而緊湊，利用鉆井現場現有資源如氣源、電源等，在不影響現有接單根操作規程以及確保安全的情況下，采用機電一體化控制系統，用壓縮空氣將鉆柱內的鉆井液壓到鉆臺面以下，給鉆井工作帶來了更加安全和干凈的保障，具有安全可靠、操作簡易、方便的特點。
文檔編號E21B21/06GK202249860SQ20112041078
公開日2012年5月30日 申請日期2011年10月25日 優先權日2011年10月25日
發明者萬教育, 姜朝民, 封川川, 李建忠, 王建毅, 胡永建, 鄒和均 申請人:中國石油集團西部鉆探工程有限公司