一种压井液恒压变排量供给系统及方法技术方案

本发明专利技术一种压井液恒压变排量供给系统及方法，属于油气田井下作业技术领域，本发明专利技术提供的一种压井液恒压变排量供给系统，包括：压井液储罐；泵注装置；压井液灌注短节，过流管柱；本发明专利技术提出一种结构简单具有自动开启自动停止的恒压变排量连续供给灌注修井液的装置，通过变频器控制泵的排量，可满足不同起钻速度下的灌注量，克服作业现场高度差、密度差和排量差等因素带来的客观难题，通用性好，自动化程度较高。

A constant pressure and variable displacement supply system and method of kill fluid

The invention relates to a constant pressure and variable displacement supply system and method for killing fluid, belonging to the technical field of downhole operation of oil and gas fields. The invention provides a constant pressure and variable displacement supply system for killing fluid, which comprises a killing fluid storage tank, a pump injection device, a killing fluid injection nipple and a flowing string. The invention proposes a constant pressure and variable displacement continuous supply and injection system with simple structure and automatic start and stop The device of workover fluid, which controls the displacement of pump through frequency converter, can meet the filling volume under different tripping speeds, and overcome the objective problems brought by the factors of height difference, density difference and displacement difference in the operation site. It has good universality and high degree of automation.

【技术实现步骤摘要】
一种压井液恒压变排量供给系统及方法
本专利技术属于油气田井下作业
，应用在为油气井修井作业中自动化控制，具体涉及一种压井液恒压变排量供给系统及方法。
技术介绍
油气井常规起管柱施工过程中，井口通常处于常压敞开状态，在此过程中，会导致井筒内液面降低。为防止溢流、井喷等事故的发生，需经常性的向井筒内灌注修井液来维持井底压力平衡。现阶段施工现场普遍采用专人值守开关阀门的方式来控制修井液的灌注，尤其是试气井，起一趟钻柱需要8-12小时左右，操作人员必须反复去开、关大罐闸门往井筒灌液，增加操作人员的劳动强度，有时候甚至会出现操作人员忘记开闸门灌井筒的现象。此方式不但费时费力，而且经常出现修井液灌注量不够或过多的情况，灌入量无法计量，灌入量与起出管柱的体积很难相符，致使井筒内液面忽高忽低，进一步增大井控风险，给安全生产以及环境保护都带来重大隐患。专利技术人在实现本专利技术实施例的过程中，发现
技术介绍
中至少存在以下缺陷：现有的自动灌液装置，都是依据上提油管管径数据，在控制模块里生成灌液时间来实现自动灌液的目的，还需要人工来计数，电脑来计算，完成阶段灌液的目的，不能实现自动连续灌液。
技术实现思路
本专利技术提供一种压井液恒压变排量供给系统及方法，目的在于解决上述问题，解决现有的自动灌液装置，都是依据上提油管管径数据，在控制模块里生成灌液时间来实现自动灌液的目的，还需要人工来计数，电脑来计算，完成阶段灌液的目的，不能实现自动连续灌液的问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种压井液恒压变排量供给系统，包括：压井液储罐；泵注装置；压井液灌注短节，压井液灌注短节包括：压力传感器，压力传感器的测量端与待测液面底部的液体连通，压力传感器测量端的高度为测液面底部液体高度；过流管柱；阀门装置；控制模块，所述控制模块用于获取压力传感器的压力值控制阀门装置的开启与闭合；阀门装置设在所述过流管柱内的前进出口之间，所述控制模块和压力传感器设在所述过流管柱上，所述控制模块分别与阀门装置和压力传感器电连接；压井液储罐通过泵注装置与压井液灌注短节一端连接，压井液灌注短节另一端与待注入端连通。所述控制模块包括：预设模块，所述预设模块用于预设压力传感器的上限值；监测控制模块，所述监测模块用于监测压力传感器的值，当监测到所述值小于上限值时，控制阀门装置开启，当监测到所述值在上限值以上时控制阀门装置关闭。所述控制模块还包括：流速控制模块，所述流速控制模块用于预设一个小于上限值的中间值，当压力传感器的监测值小于中间值时，控制阀门装置开启到最大，当压力传感器的监测值在中间值以上时，根据监测值在中间值到上限值的区间位置，逐渐降低阀门装置的开启度。所述压力传感器和待测液面的底部液体之间具有压传短接，压力传感器通过压传短接与待测液面的底部液体连通。所述泵注装置包括底座，以及安装在底座上的离心泵、隔膜气压罐和液压传感器，所述控制模块内还具有水泵控制模块，离心泵一端连接压井液储罐，另一端连接隔膜气压罐的进液口，隔膜气压罐的出液口与压井液灌注短节的进液口连接；隔膜气压罐上具有液压传感器，液压传感器位于隔膜气压罐顶部，离心泵内的电机为变频电机，水泵控制模块分别与液压传感器和变频电机通讯连接，水泵控制模块通过监测液压传感器的压力并通过控制离心泵向隔膜气压罐内注水维持压井液储罐内的压力；离心泵和压井液储罐之间的管线上设有溢流阀；隔膜气压罐和压井液灌注短节之间的管线上设置有电磁流量计。所述阀门装置为气动阀门，所述气动阀门外还具有气源、电源、和电磁二位五通换向阀，电磁二位五通换向阀、压力传感器和所述控制模块与电源电连接，电磁二位五通换向阀和压力传感器与所述控制模块通讯连接，电磁二位五通换向阀一端与气源连接，另一端与阀门装置连接。所述控制模块外还具有数显控制仪，所述数显控制仪与所述控制模块电连接。一种压井液恒压变排量供给方法，用于上述任意一种压井液恒压变排量供给系统中的控制模块，包括：步骤1：预设压力传感器的上限值；步骤2：监测压力传感器的值，当监测到所述值小于上限值时，控制阀门装置开启，当监测到所述值在上限值以上时控制阀门装置关闭。所述步骤2中还包括：步骤2.1：预设一个小于上限值的中间值，当压力传感器的监测值小于中间值时，控制阀门装置开启到最大，当压力传感器的监测值在中间值以上时，根据监测值在中间值到上限值的区间位置，逐渐降低阀门装置的开启度。所述步骤2之后还包括：步骤3：记录阀门装置处液量与时间的数据，所述数据为起钻过程中具有生命周期的数据。本专利技术的有益效果是，本专利技术提出一种结构简单具有自动开启自动停止的恒压变排量连续供给灌注修井液的装置，通过变频器控制泵的排量，可满足不同起钻速度下的灌注量，克服作业现场高度差、密度差和排量差等因素带来的客观难题，通用性好，自动化程度较高。附图说明图1为本专利技术一种压井液恒压变排量供给系统的整体结构示意图；图2为本专利技术一种压井液恒压变排量供给系统中压井液灌注短节的立体结构示意图；图3为本专利技术一种压井液恒压变排量供给系统中泵注装置的整体结构示意图；图4为本专利技术一种压井液恒压变排量供给系统一实施例中的气电连接示意图。图中标记为：1、压井液储罐；2、泵注装置；3、灌注管线；4、压井液灌注短节；5、数显控制仪；6、井口液体注入线；7、井口液柱压力数据源；8、井口法兰液位溢流口；9、底座；10、离心泵；11、变频电机；12、液压传感器；13、隔膜气压罐；14、溢流阀；15、入口；16、电磁流量计；17、出口；18、压传短接；19、压力传感器；20、阀门装置；21、进液短接；22、自锁型电源按钮开关；23、电源指示灯；24、控制模块；25、灌注指示灯；26、电磁二位五通换向阀；27、压力信号线；28、防爆盒体；29、电源开关；30、保险；31、数显控制仪；32、蝶阀控制气管；33、气源；34、电源。具体实施方式首先需要说明的是，在本专利技术各个实施例中，所涉及的术语为：泵注装置2，用于提供一定压力液体的泵注装置，其可采用现有技术中普通的泵，也可以采用隔膜式气压罐进行稳定压力的供水，其为现有技术中的已知技术。过流管柱，其作为本专利技术中压井液灌注短节4的主体，用于连接在给井口注排的管线之间，控制管线内注水的流量，该过流管柱可以直接连接在现有注水系统上，实现对现有注水系统的利用，节省成本。下面，将通过几个具体的实施例对本专利技术实施例提供的一种压井液恒压变排量供给方案进行详细介绍说明。实施例1请参考图1，其示出了本专利技术一实施例提供的一种压井液恒压变排量供给系统的整体结构示意图，该压井液恒压变排量供给系统，包括：压井液储罐1；泵注装置2；压井液灌注短节4，压井液灌注短节4包括：压力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压井液恒压变排量供给系统，其特征在于，包括：/n压井液储罐（1）；/n泵注装置（2）；/n压井液灌注短节（4），压井液灌注短节（4）包括：/n压力传感器（19），压力传感器（19）的测量端与待测液面底部的液体连通，压力传感器（19）测量端的高度为测液面底部液体高度；/n过流管柱；/n阀门装置（20）；/n控制模块，所述控制模块用于获取压力传感器（19）的压力值控制阀门装置（20）的开启与闭合；/n阀门装置（20）设在所述过流管柱内的前进出口之间，所述控制模块和压力传感器（19）设在所述过流管柱上，所述控制模块分别与阀门装置（20）和压力传感器（19）电连接；/n压井液储罐（1）通过泵注装置（2）与压井液灌注短节（4）一端连接，压井液灌注短节（4）另一端与待注入端连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种压井液恒压变排量供给系统，其特征在于，包括：
压井液储罐（1）；
泵注装置（2）；
压井液灌注短节（4），压井液灌注短节（4）包括：
压力传感器（19），压力传感器（19）的测量端与待测液面底部的液体连通，压力传感器（19）测量端的高度为测液面底部液体高度；
过流管柱；
阀门装置（20）；
控制模块，所述控制模块用于获取压力传感器（19）的压力值控制阀门装置（20）的开启与闭合；
阀门装置（20）设在所述过流管柱内的前进出口之间，所述控制模块和压力传感器（19）设在所述过流管柱上，所述控制模块分别与阀门装置（20）和压力传感器（19）电连接；
压井液储罐（1）通过泵注装置（2）与压井液灌注短节（4）一端连接，压井液灌注短节（4）另一端与待注入端连通。


2.如权利要求1所述一种压井液恒压变排量供给系统，其特征在于，所述控制模块包括：
预设模块，所述预设模块用于预设压力传感器的上限值；
监测控制模块，所述监测模块用于监测压力传感器的值，当监测到所述值小于上限值时，控制阀门装置开启，当监测到所述值在上限值以上时控制阀门装置关闭。


3.如权利要求2所述一种压井液恒压变排量供给系统，其特征在于，所述控制模块还包括：
流速控制模块，所述流速控制模块用于预设一个小于上限值的中间值，当压力传感器的监测值小于中间值时，控制阀门装置开启到最大，当压力传感器的监测值在中间值以上时，根据监测值在中间值到上限值的区间位置，逐渐降低阀门装置的开启度。


4.如权利要求1所述一种压井液恒压变排量供给系统，其特征在于，所述压力传感器（19）和待测液面的底部液体之间具有压传短接（18），压力传感器（19）通过压传短接（18）与待测液面的底部液体连通。


5.如权利要求1所述一种压井液恒压变排量供给系统，其特征在于，所述泵注装置（2）包括底座（9），以及安装在底座（9）上的离心泵（10）、隔膜气压罐（13）和液压传感器（12），所述控制模块内还具有水泵控制模块，离心泵（10）一端连接压井液储罐（1），另一端连接隔膜气压罐（13）的进液口，隔膜气压罐...

【专利技术属性】
技术研发人员：田军，王国锋，方福君，米虎宁，席仲琛，吴简，景志明，侯俊耀，景立军，刘璐，晏军，田永峰，张跃刚，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司，中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61