用于钻井操作的智能电磁筛系统的方法及装置制造方法及图纸

一种用于在钻井操作中清洁钻井流体的自动清洁系统，包括第一管线、第二管线、操作性地连接到第一管线和第二管线的自动清洁泵以及围绕第一管线的至少一部分的电磁装置，其中，当钻井流体通过第一管线时，电磁装置被激励。自动清洁泵构造成从第一管线或第二管线接收钻井流体，并从钻井流体中去除金属颗粒。该系统还包括控制器，该控制器构造成判定管线中的压力差，至少部分打开阀以使从一个管线引入的钻井流体转移到另一个管线，并且关闭第一入口阀，以阻止钻井流体进入第一管线。

Method and device of intelligent electromagnetic screen system for drilling operation

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于钻井操作的智能电磁筛系统的方法及装置
本专利技术总体上涉及钻井操作的自动化，并且更具体地涉及用于从钻井流体中去除金属颗粒的方法及系统。
技术介绍
在钻井或处理井时通常在油田中使用液压节流器装置。这里，术语“液压节流器”用于指该装置与例如钻井泥浆、盐水、油、气体以及能流入或流出井的其它化学物质等各种流体一起使用的情况。“液压”这里不指代节流致动装置。液压节流器用作用于从井流出的流体的减压阀。必须显著减小从井流量控制系统排出的流体的压力，以进一步处理和储存这些流体。在液压节流器的操作期间出现的典型问题是：相对大的固体颗粒物质倾向于限制或堵塞节流器，使得节流器的流动控制变得不规则。造成问题的颗粒物质可以是井下地质地层的金属颗粒、钻屑、碎片或来自钻井设备的碎屑。常规的节流器在没有任何流体筛选或井流体的其它过滤的情况下运行。滤网筛通常用于从井的流出流中去除大颗粒，但是除了小的直线式(in-line)筛之外，该筛选在大气压下在被称为用于钻井的泥浆振动筛的振动筛上进行。如果存在大量的颗粒物质或者流动持续长时间，则固定的筛装置会被堵塞并减少流体流动。在这种情况下，堵塞的筛本身可能结构上失效，并将颗粒物质添加到流动流中。也使用水力旋流器从流出的流体流分离出较重的成分，例如岩石钻屑和金属碎屑。然而，这种微粒去除系统是在非常低的系统压力下使用的。此外，水力旋流器通常不会分离具有金属颗粒和相对低的比重的微粒，例如橡胶。需要一种系统来控制从节流器上游的管道通过的井流体中的颗粒尺寸。还需要一种可靠的装置来从井的流出流中去除颗粒物质，从而可以识别和补救由于过量的颗粒捕获而引起的过滤器堵塞，且不会中断井的流动。该装置必须在液压节流器上游的非常高的压力下是可使用的，使得该装置能够用于保护节流器不被阻塞，并且防止由于颗粒截留在节流器中而导致的流动损坏加剧。
技术实现思路
因此，在钻井操作这个领域中需要自动化，并且更具体地需要一种用于在钻井操作中定期地从钻井流体清除金属碎屑的自动清洁机构。一个示例性实施例是一种用于在钻井操作中清洁钻井流体的自动清洁系统。所述自动清洁系统包括第一管线，第一管线包括构造成允许所述钻井流体流入所述第一管线的第一入口阀、构造成在入口点处测量所述第一管线中的所述钻井流体的第一压力的第一压力传感器、构造成在出口点处测量所述第一管线中的所述钻井流体的第二压力的第二压力传感器以及构造成允许所述钻井流体从所述第一管线流出的第一自动清洁阀。该系统还包括第二管线，第二管线包括构造成允许所述钻井流体流入所述第二管线中的第二入口阀以及构造成允许所述钻井流体从所述第二管线流出的第二自动清洁阀。该系统还包括自动清洁泵，自动清洁泵经由自动清洁管线操作性地连接到所述第一自动清洁阀和所述第二自动清洁阀，所述自动清洁泵构造成从所述第一管线或所述第二管线接收所述钻井流体，并从所述钻井流体中去除金属颗粒。该系统还包括电磁装置，电磁装置围绕所述第一管线的至少一部分，其中，当所述钻井流体通过所述第一管线时，所述电磁装置被激励。该系统还包括控制器，该控制器操作性地至少连接至所述第一入口阀、所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述第一自动清洁阀、所述第二入口阀、所述第二自动清洁阀、所述自动清洁泵和所述电磁装置，其中，所述控制器构造成：判定所述第二压力与所述第一压力之间的差高于预定阈值；至少部分打开所述第二入口阀，以将从所述第一管线引入的钻井流体转移到所述第二管线；并且关闭所述第一入口阀以阻止所述钻井流体进入所述第一管线。一个示例性实施例是一种用于在钻井操作中使用自动清洁系统清洁钻井流体的方法。所述方法包括：利用安装在第一管线上的第一压力传感器在第一点处测量所述钻井流体的第一压力；利用安装在所述第一管线上的第二压力传感器在第二点处测量所述钻井流体的第二压力，所述第一管线具有构造成允许所述钻井流体流入所述第一管线的第一入口阀以及构造成允许所述钻井流体从所述第一管线流出的第一自动清洁阀。所述方法还包括通过激励围绕所述第一管线的至少一部分的电磁装置来从所述钻井流体中收集金属颗粒。所述方法还包括利用操作性地连接至所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述第一入口阀和所述第一自动清洁阀的控制器判定所述第二压力和所述第一压力之间的差高于预定阈值；至少部分打开第二入口阀，所述第二入口阀构造成允许所述钻井流体流入第二管线；以及利用所述控制器关闭所述第一入口阀以阻止所述钻井流体进入所述第一管线。一个示例性实施例是用于在钻井操作中清洁钻井流体的自动清洁系统。该系统包括第一管线，第一管线包括构造成允许所述钻井流体流入所述第一管线的第一入口阀、构造成在第一点处测量所述第一管线中的所述钻井流体的第一压力的第一压力传感器、构造成在第二点处测量所述第一管线中的所述钻井流体的第二压力的第二压力传感器以及构造成允许所述钻井流体从所述第一管线流出的第一自动清洁阀。该系统还包括第二管线，第二管线包括构造成允许所述钻井流体流入所述第二管线中的第二入口阀以及构造成允许所述钻井流体从所述第二管线流出的第二自动清洁阀。该系统还包括：电磁装置，电磁装置围绕所述第一管线的至少一部分，其中，当所述钻井流体通过所述第一管线时，所述电磁装置被激励。该系统还包括自动清洁泵，自动清洁泵经由自动清洁管线操作性地连接到所述第一自动清洁阀和所述第二自动清洁阀，所述自动清洁泵构造成从所述第一管线或所述第二管线接收所述钻井流体，并且从所述钻井流体中去除金属颗粒。该系统还包括：控制器，所述控制器操作性地至少连接至所述第一入口阀、所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述第一自动清洁阀、所述第二入口阀、所述第二自动清洁阀以及所述自动清洁泵，其中，所述控制器构造成：判定所述第二压力与所述第一压力之间的差高于预定阈值；至少部分打开所述第二入口阀，以将从所述第一管线引入的钻井流体转移到所述第二管线；并且关闭所述第一入口阀，以阻止所述钻井流体进入所述第一管线。附图说明为了获得并更详细地理解本专利技术的特征、优点和目的以及其它可能变得显而易见的方式，通过参考在附图中示出的本专利技术的实施例，可以得到以上简要概述的本专利技术的更具体的描述，附图形成本说明书的一部分。然而，应注意的是，附图仅说明本专利技术的示例性实施例，且因此不应视为限制本专利技术的范围，因为本专利技术可允许其它等效实施例。图1是根据本专利技术的一个或多个示例实施例的具有用于在钻井操作中清洁钻井流体的示例性自动清洁系统的钻机的示意图。图2示出了根据本专利技术的一个或多个示例性实施例的用于在钻井操作中清洁钻井流体的示例性自动清洁系统。图3示出了根据本专利技术的一个或多个示例性实施例的用于在钻井操作中清洁钻井流体的示例性自动清洁系统的电磁部件。图4示出了根据本专利技术的一个或多个示例性实施例的用于在钻井操作中自动清洁钻井流体的方法中的示例性操作。图5示出了根据本专利技术的一个或多个示例性实施例的用于在钻井操作中自动清洁钻井流体的方法中的示例性操作。具体实施方式现在在下文中参考示出了实施例的附图更全面地描述本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在钻井操作中清洁钻井流体的自动清洁系统，所述自动清洁系统包括：/n第一管线，其包括构造成允许所述钻井流体流入所述第一管线的第一入口阀、构造成在入口点处测量所述第一管线中的所述钻井流体的第一压力的第一压力传感器、构造成在出口点处测量所述第一管线中的所述钻井流体的第二压力的第二压力传感器以及构造成允许所述钻井流体从所述第一管线流出的第一自动清洁阀；/n第二管线，其包括构造成允许所述钻井流体流入所述第二管线中的第二入口阀以及构造成允许所述钻井流体从所述第二管线流出的第二自动清洁阀；/n自动清洁泵，其经由自动清洁管线操作性地连接到所述第一自动清洁阀和所述第二自动清洁阀，所述自动清洁泵构造成从所述第一管线或所述第二管线接收所述钻井流体，并从所述钻井流体中去除金属颗粒；/n电磁装置，其围绕所述第一管线的至少一部分，其中，当所述钻井流体通过所述第一管线时，所述电磁装置被激励；以及/n控制器，其操作性地至少连接至所述第一入口阀、所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述第一自动清洁阀、所述第二入口阀、所述第二自动清洁阀、所述自动清洁泵和所述电磁装置，其中，所述控制器构造成：/n判定所述第二压力与所述第一压力之间的差高于预定阈值；/n至少部分打开所述第二入口阀，以将从所述第一管线引入的钻井流体转移到所述第二管线；并且/n关闭所述第一入口阀以阻止所述钻井流体进入所述第一管线。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171019 US 15/788,2781.一种用于在钻井操作中清洁钻井流体的自动清洁系统，所述自动清洁系统包括：
第一管线，其包括构造成允许所述钻井流体流入所述第一管线的第一入口阀、构造成在入口点处测量所述第一管线中的所述钻井流体的第一压力的第一压力传感器、构造成在出口点处测量所述第一管线中的所述钻井流体的第二压力的第二压力传感器以及构造成允许所述钻井流体从所述第一管线流出的第一自动清洁阀；
第二管线，其包括构造成允许所述钻井流体流入所述第二管线中的第二入口阀以及构造成允许所述钻井流体从所述第二管线流出的第二自动清洁阀；
自动清洁泵，其经由自动清洁管线操作性地连接到所述第一自动清洁阀和所述第二自动清洁阀，所述自动清洁泵构造成从所述第一管线或所述第二管线接收所述钻井流体，并从所述钻井流体中去除金属颗粒；
电磁装置，其围绕所述第一管线的至少一部分，其中，当所述钻井流体通过所述第一管线时，所述电磁装置被激励；以及
控制器，其操作性地至少连接至所述第一入口阀、所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述第一自动清洁阀、所述第二入口阀、所述第二自动清洁阀、所述自动清洁泵和所述电磁装置，其中，所述控制器构造成：
判定所述第二压力与所述第一压力之间的差高于预定阈值；
至少部分打开所述第二入口阀，以将从所述第一管线引入的钻井流体转移到所述第二管线；并且
关闭所述第一入口阀以阻止所述钻井流体进入所述第一管线。


2.根据权利要求1所述的自动清洁系统，其中，所述控制器还构造为至少部分打开所述第一自动清洁阀，以将所述第一管线中的所述钻井流体转移到所述自动清洁泵，来从所述钻井流体中去除所述金属颗粒。


3.根据权利要求2所述的自动清洁系统，其中，所述控制器还构造为在至少部分打开所述第一自动清洁阀，以将所述第一管线中的所述钻井流体转移到所述自动清洁泵来从所述钻井流体中去除所述金属颗粒之后，使所述电磁装置断电。


4.根据前述权利要求中任一项所述的自动清洁系统，其中，所述第二管线还包括构造成在入口点处测量所述第二管线中的所述钻井流体的第三压力的第三压力传感器以及构造成在出口点处测量所述第二管线中的所述钻井流体的第四压力的第四压力传感器，所述控制器操作性地连接到所述第三压力传感器和所述第四压力传感器，所述控制器构造成：
判定所述第三压力与所述第四压力之间的差高于所述预定阈值；
至少部分打开所述第一入口阀，以将从所述第二管线引入的钻井流体转移到所述第一管线；并且
关闭所述第二入口阀，以阻止所述钻井流体进入所述第二管线。


5.根据前述权利要求中任一项所述的自动清洁系统，还包括：
称重机，其经由所述自动清洁管线操作性地连接到所述第一自动清洁阀和所述第二自动清洁阀，所述称重机构造为对所述钻井流体中的所述金属颗粒称重。


6.根据前述权利要求中任一项所述的自动清洁系统，其中，所述第一入口阀和所述第二入口阀包括高关闭比或液压控制远程(HCR)阀。


7.根据前述权利要求中任一项所述的自动清洁系统，还包括：
旁路管线，其由连接到所述控制器的专用旁通阀控制，所述专用旁通阀构造成允许所述钻井流体绕过所述自动清洁系统。


8.根据前述权利要求中任一项所述的自动清洁系统，还包括：
人机界面，其操作性地连接到所述控制器，从而当所述钻井流体从所述第一管线切换到所述第二管线时显示警报消息，并且接收来自操作者的指令。


9.根据前述权利要求中任一项所述的自动清洁系统，其中，所述自动清洁系统安装在泥浆泵与所述钻机的立管之间或所述钻机的所述立管与振动器之间。


10.一种用于在钻井操作中使用自动清洁系统清洁钻井流体的方法，所述方法包括：
利用安装在第一管线上的第一压力传感器在第一点处测量所述钻井流体的第一压力；
利用安装在所述第一管线上的第二压力传感器在第二点处测量所述钻井流体的第二压力，所述第一管线具有构造成允许所述钻井流体流入所述第一管线的第一入口阀以及构造成允许所述钻井流体从所述第一管线流出的第一自动清洁阀；
通过激励围绕所述第一管线的至少一部分的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥萨马·塞哈，维克托·卡洛斯·科斯塔·德奥利韦拉，马里奥·奥古斯托·里瓦斯·马丁内斯，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA