一種鉆井用泥漿返回管路自動控制裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種鉆井用泥漿返回管路自動控制裝置。鉆井用泥漿返回管路自動控制裝置，它包括開環控制系統，所述的開環控制系統包括PLC控制器，所述的PLC控制器前部與流量計相連，所述的流量計下方連接有接觸器，所述的接觸器連接有電磁閥，利用對電磁閥的開啟和閉合實現對泥漿返回管路的自動控制。該鉆井用泥漿返回管路自動控制裝置可較好地應用在鉆井中，當由于返回的泥漿中固態成分太多堵塞振動篩而導致返回的泥漿減少時，及時自動打開旁通閥的閥門，達到保證泥漿不浪費的目的。
【專利說明】一種鉆井用泥漿返回管路自動控制裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于油氣井工程領域，具體涉及一種鉆井用泥漿返回管路自動控制裝置。【背景技術】
[0002]由于鉆井自身結構特點，在鉆井過程中常常出現環空井眼出砂嚴重，或者出現井塌等復雜事故。這樣隨著泥漿的返出，泥漿的成分中固態的物質占主體。如果固態的成分太多，顆粒又大，會導致當泥漿流經振動篩的時候，其中的固態成分直接堵塞振動篩的篩布，進而導致泥漿來不及進行固液分離而直接到污水池。尤其是在地質膠結強度不高的地層中，如果使用的泥漿性能不大好的話，使得這一情況更是糟糕。如果能及時自動打開旁通閥的閥門，讓泥漿不通過振動篩而直接到達沉砂池，會達到保證泥漿不浪費的目的。鉆井中為了能及時控制泥漿量的損失，目前主要有以下幾種處理方式:
[0003]—、減小泥衆排量
[0004]很多的情況下，一旦有專門的人員告訴鉆井工程師振動篩的篩布被堵住了，鉆井工程師就立刻命令司鉆減小泥漿排量，并且將鉆頭提離井底使鉆進過程停止下來。這樣做雖然能對篩布的進一步堵塞起到減緩的效果，但其存在以下三方面的缺陷:1突然將泥漿排量減小，導致井眼環空中泥漿上返速度減小，加大了鉆具“沉砂”卡鉆的風險。2由于停止繼續鉆進，工程進度會變慢，鉆井周期會增加很多。3雖然在一定程度上能減輕振動篩篩布上固態物質的進一步堆積，但其實并沒有從根本上解決振動篩篩布繼續堵塞的趨勢。
[0005]二、人工快速清理振動篩上的固態物質
[0006]現在很大一部分鉆井隊在施工過程中，會派專人實時看管振動篩，當專人發現振動篩篩布被堵塞后，就會用專用工具快速清理振動篩上的固態物質。這也是一種有效的方法，但是需要在短時間內清理干凈，會造成很倉促的場面，而且要是固態物質泛出很多，無法一直人工清理下去。
[0007]三、人工開啟旁通閥
[0008]在現場目前應用最為廣泛和有效的一種方法是，在發現振動篩被堵塞后，就直接打開振動篩前面的旁通閥，使得從井口返出的泥漿不經過振動篩而直接流到沉沙池，然后再安排專門的人員去清理振動篩篩布上的固態物質，等清理干凈后再關閉旁通閥。但其存在的缺陷是:必須得有專門的人員在振動篩處看管，一旦發現篩布被堵后，就人工去開啟旁通閥，這樣耗費人力，沒有實現控制的自動化。
【發明內容】
[0009]本發明所要解決的技術問題是提供一種鉆井用泥漿返回管路自動控制裝置。在發現振動篩被堵塞后，就自動打開振動篩前面的旁通閥，使得從井口返出的泥漿不經過振動篩而直接流到沉砂池，然后再安排專人去清理振動篩篩布上的固態物質，等一段時間后自動關閉旁通閥，如果檢測到篩布清理得不干凈就再重新自動打開旁通閥，直到振動篩上堆積的固態物全部被清理干凈后泥漿返回管路恢復正常循環。達到減少泥漿浪費的目的。[0010]為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為:
[0011]鉆井用泥漿返回管路自動控制裝置，其特征在于:它包括開環控制系統，所述的開環控制系統包括PLC控制器，所述的PLC控制器前部相連有流量計，所述的PLC控制器下方連接接觸器，所述的接觸器連接有電磁閥，利用對電磁閥的開啟和閉合實現對泥漿返回管路自動控制。
[0012]按上述方案，所述的PLC控制器可以對旁通閥開啟狀態的時間調節；也可以對流量的初始值進行設置，在實際過程中根據具體情況設置。
[0013]本發明的設計原理:
[0014]在鉆井過程中，在振動篩下面的泥漿槽里安置一個流量計，并且在正常循環時記錄一個初始值輸入到PLC控制器里面，當振動篩的篩布被堵塞時，所述的流量計會檢測到流量值減小，當泥漿返回量小到一定值后，PLC控制器通過接觸器指揮執行器(閥門)的動作，自動打開振動篩前面的旁通閥，而旁通閥處于打開狀態的時間T可以由PLC控制器來設定，使得從井口返出的泥漿不經過振動篩而直接流到沉砂池進行固態物質的自然沉降，然后再安排專人去清理振動篩篩布上的固態物質，等T這段時間過后旁通閥自動關閉，嘗試恢復正常循環。如果篩布清理不夠干凈就重新自動打開旁通閥，直到振動篩上堆積的固態物全部被清理干凈后泥漿返回管路恢復正常循環。這樣可以達到減少泥漿浪費的目的。
[0015]所述流量初始值的設定，一方面考慮到初始值太低會導致即使振動篩被堵塞也無法及時檢測到的問題；另一方面為了防止因為滲透性漏失或者人為需要降低排量而導致旁通閥的隨意打開，初始值不能太高，所以應根據不同的井段來確定不同的流量初始值。
[0016]所述的旁通閥開啟狀態時間的控制，一方面考慮到如果篩布堵塞嚴重，很難在短時間內將篩布上的固態物質全部清理干凈，需要把時間設置的稍微長點；另一方面如果旁通閥開啟的時間太長，振動篩早已恢復正常了還沒有發揮作用。應根據不同的井段來確定時間，建議采用20分鐘。
[0017]該鉆井用泥漿返回管路自動控制裝置在滑動鉆進過程中使用時:(I)首先將流量計安置到振動篩下方的那個泥漿槽中，將旁通閥的開關閥換成所述的電磁閥，將其與接觸器與PLC控制器連接起來；(2)根據不同井段地層特殊性質，通過PLC控制器來對旁通閥打開時間進行設定，以及對流量初始值進行設定，即可實現自動對泥漿管路進行連續控制，達到減少泥漿浪費的目的。
[0018]本發明的有益效果:
[0019]本發明提供的一種鉆井用泥漿返回管路自動控制裝置控制靈敏，方便控制調節，可較好地應用在鉆井中，當由于返回的泥漿中固態成分太多堵塞振動篩而導致返回的泥漿流量減少時，及時自動打開旁通閥的閥門，讓泥漿不流經振動篩而直接流到沉砂池自然沉降，等一段時間后自動關閉旁通閥，如果振動篩篩布堵塞問題沒有得以解決就再次自動開啟旁通閥，直到泥漿返回管路恢復正常循環，這樣可以達到保證泥漿不浪費的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明實施例1的一種鉆井用泥漿返回管路自動控制裝置的示意圖。圖中:I流量計，2PLC控制器變頻器，3接觸器，4電磁閥。【具體實施方式】
[0021]實施例1
[0022]一種鉆井用泥漿返回管路自動控制裝置，其特征在于:它包括開環控制系統，所述的開環控制系統包括PLC控制器，所述的PLC控制器前部相連有流量計，所述的PLC控制器下方連接接觸器，所述的接觸器連接有電磁閥，利用電磁閥的開啟和閉合實現對泥漿返回管路自動控制。該鉆井用泥漿返回管路自動控制裝置可較好地應用在鉆井中，當由于從井口返回的泥漿中固態成分太多堵塞振動篩而導致返出的泥漿流量減少時，及時自動打開旁通閥的閥門，達到保證泥漿不浪費的目的。
【權利要求】
1.鉆井用泥漿返回管路自動控制裝置，其特征在于:它包括開環控制系統，所述的開環控制系統包括PLC控制器(2)，所述的PLC控制器(2)前部相連有流量計(I)，所述的PLC控制器(2)下方連接有接觸器(3)，所述的接觸器(3)連接有電磁閥(4)，利用對電磁閥(4)的開啟和閉合實現對泥漿返回管路自動控制。
2.根據權利要求1所述的鉆井用泥漿返回管路自動控制裝置，其特征在于:所述的PLC控制器對電磁閥開啟狀態的時間進行調節，在實際過程中根據具體情況設置。
3.根據權利要求1所述的鉆井用泥漿返回管路自動控制裝置，其特征在于:對流量的初始值進行設置，在實際過程中根據具體情況設置。
【文檔編號】E21B21/10GK103541676SQ201210235760
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月10日 優先權日:2012年7月10日
【發明者】高德利, 梁奇敏, 童澤亮, 孫騰飛, 熊超 申請人:中國石油大學(北京)