一种变频电机直驱固井系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种变频电机直驱固井系统，它包括安装在橇座上的2台三缸柱塞泵、喷射离心泵、循环离心泵、灌注离心泵，混浆罐中对称布置安装2根搅拌轴，混浆罐顶部通过管汇安装电动水泥灰下灰阀及电动清水下水阀，本实用新型专利技术为2台三缸柱塞泵、喷射离心泵、循环离心泵、灌注离心泵及搅拌分别配备适宜的变频电机，由各电机单独驱动固井系统各机构，完成清水吸入及流量调节、水泥干灰流量调节、水泥浆搅拌、水泥浆增压及输送，从而降低固井作业功率损失，降低维护成本，实现作业过程节能减排，提升作业效率。提升作业效率。提升作业效率。

【技术实现步骤摘要】
一种变频电机直驱固井系统


[0001]本技术涉及油气井钻井完井工艺设备
，具体的说是一种变频电机直驱固井系统。

技术介绍

[0002]现有的油气井完井固井系统执行机构主要由2台三缸柱塞泵、喷射离心泵、循环泵、灌注泵、2根混浆罐搅拌轴、水泥灰下灰阀及清水下水阀组成。由2台发动机通过2台传动箱分别驱动2台三缸柱塞泵，由2台发动机及2台传动箱分别加装取力器驱动液压油泵，液压油泵驱动液压马达与液压油缸，液压马达分别驱动喷射离心泵、循环泵、灌注泵及2根混浆罐搅拌轴，液压油缸分别驱动水泥灰下灰阀及清水下水阀，实现固井水泥浆的混配及给油气井环形空腔提供具有一定压力和一定排量的水泥浆。因此，这种固井系统在作业过程中，发动机的排放量大，燃油消耗成本高，传动链长，功率损失高，维护成本高，达不到节能减排的目标。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是提供一种变频电机直驱固井系统，实现完井过程中固井系统作业节能减排，降低功率损失，提高固井施工作业效率。
[0004]为达到上述目的，本技术所采取的技术方案为：一种变频电机直驱固井系统，包括安装在固井橇架上的7台变频电机、2台三缸柱塞泵、喷射离心泵、循环泵、灌注泵、2根混浆罐搅拌轴、水泥灰下灰阀及清水下水阀，其特征在于：所述喷射离心泵与喷射变频电机相连接，喷射离心泵的吸入端与吸入低压管汇相连接，喷射离心泵的排出端与清水下水阀的前端管汇相连接，清水下水阀的后端与混浆罐的顶部管汇相连接；水泥灰下灰阀的前端与供灰管汇相连接，水泥灰下灰阀的后端与混浆罐的顶部管汇相连接；2根混浆罐搅拌轴与2台搅拌变频电机相连接，混浆罐完成清水与水泥灰的混配；循环泵与循环变频电机相连接，循环泵的吸入端与混浆罐底部管汇相连接，循环泵的排出端与低压密度计的进液口相连接，低压密度计的排液口与混浆罐的顶部管汇相连接；灌注泵与灌注变频电机相连接，灌注泵的吸入端与混浆罐底部管汇相连接，灌注泵的排出端与2台三缸柱塞泵的吸入端相连接；2台三缸柱塞泵与2台变频电机相连接，2台三缸柱塞泵的吸入端与灌注泵的排出管汇相连接，2台三缸柱塞泵的排出端与排出高压管汇相连接。
[0005]优选的，所述喷射离心泵、循环泵、灌注泵为开式叶轮离心泵。
[0006]优选的，所述清水下水阀、水泥灰下灰阀为内置步进电机作为驱动源，驱动阀板实现比例开关。
[0007]优选的，所述低压密度计为非放射性低压密度计。
[0008]本技术用于水泥浆混配的工作过程为：喷射变频电机驱动喷射离心泵将清水吸入，通过清水下水阀排出到混浆罐中；利用外部气压将水泥干灰通过水泥灰下灰阀排出到混浆罐中，2台搅拌变频电机驱动混浆罐中的2根混浆罐搅拌轴旋转完成水泥浆的均匀混
配。
[0009]本技术给油气井提供一定压力和排量的工作过程为：2台搅拌变频电机驱动混浆罐中的2根混浆罐搅拌轴旋转完成水泥浆的混配，循环变频电机驱动循环泵连续将混浆罐中的水泥浆吸入并排出经过低压密度计返回到混浆罐中，通过低压密度计观察到水泥浆的实时密度稳定并达到施工要求以后，灌注变频电机驱动灌注泵将混浆罐中的水泥浆输送给2台三缸柱塞泵的吸入端，经过柱塞泵加压以后通过高压排出管汇以一定的压力和排量输送到油气井环形空间。
[0010]本技术中执行机构的调速工作方式为：2台三缸柱塞泵、喷射离心泵、循环泵、灌注泵、2根混浆罐搅拌轴的转速及水泥灰下灰阀、清水下水阀的阀位根据固井施工工艺所需排量与压力不同，在固井车电气操作室中通过电位器或传感器自动感应进行调节。
[0011]本技术的有益效果为：本技术为2台三缸柱塞泵、喷射离心泵、循环泵、灌注泵、2根混浆罐搅拌轴分别配备适宜的变频电机，水泥灰下灰阀及清水下水阀分别由内置步进电机驱动，由各变频电机与步进电机单独驱动固井系统各机构，完成清水吸入、水泥干灰吸入、水泥浆搅拌、水泥浆增压、水泥浆输送，实现固井水泥浆的混配及为油气井环形空腔提供具有一定压力和一定排量的水泥浆，从而降低固井作业的功率损失，实现作业过程节能减排，提升作业效率。
附图说明
[0012]图1是本技术实施提供的一种变频电机直驱固井系统的结构示意图；
[0013]其中：1、柱塞泵I，2、柱塞泵I变频电机，3、喷射变频电机，4、喷射离心泵，5、干灰上灰管线，6、搅拌II变频电机，7、清水低压吸入管汇，8、电动下灰阀，9、电动下水阀，10、搅拌I变频电机，11、低压非放射性密度计，12、循环离心泵，13、循环变频电机，14、泥浆循环管线，15、搅拌轴I，16、混浆罐，17、清水管线，18、搅拌轴II，19、灌注离心泵，20、灌注变频电机，21、柱塞泵II变频电机，22、柱塞泵II，23、水泥浆高压排出管汇，24、橇架。
具体实施方式
[0014]下面结合附图对本技术作进一步详细说明。
[0015]如图1所示的一种变频电机直驱固井系统，它包括安装在橇架24上的柱塞泵I1，柱塞泵I变频电机2，喷射离心泵4，喷射变频电机3，干灰上灰管线5，清水低压吸入管汇7，循环离心泵12，循环变频电机13，泥浆循环管线14，混浆罐16，清水管路17，灌注离心泵19，灌注变频电机20，柱塞泵II22，柱塞泵II变频电机21，水泥浆高压排出管汇23。泥浆循环管线14上安装低压非放射性密度计11，清水管线17上安装电动下水阀9，干灰上灰管线5上安装电动下灰阀8。搅拌轴I15与搅拌轴II18安装在混浆罐16中，搅拌I变频电机10与搅拌II变频电机6安装在混浆罐15上部。搅拌I变频电机10与搅拌轴I15连接，搅拌II变频电机6与搅拌轴II18连接。
[0016]喷射离心泵4与喷射变频电机3连接，喷射离心泵4的吸入端与清水低压吸入管汇7连接，喷射离心泵4的排出端与电动下水阀9的前端管汇相连接，电动下水阀9的后端与混浆罐16的顶部管汇相连接；电动下灰阀8的前端与干灰上灰管线5相连接，电动下灰阀8的后端与混浆罐16的顶部管汇相连接；循环离心泵12与循环变频电机13连接，循环离心泵12的吸
入端与混浆罐16底部管汇相连接，循环离心泵12的排出端与低压非放射性密度计11的进液口相连接，低压非放射性密度计11的排液口与混浆罐16的顶部管汇相连接；灌注离心泵19与灌注变频电机20连接，灌注离心泵19的吸入端与混浆罐16底部管汇相连接，灌注离心泵19的排出端与柱塞泵I1与柱塞泵II22的吸入端相连接；柱塞泵I1与柱塞泵II22分别与柱塞泵I变频电机2及柱塞泵II变频电机21连接，柱塞泵I1与柱塞泵II22的排出端与水泥浆高压排出管汇23相连接。
[0017]本技术用于水泥浆混配的工作过程为：喷射变频电机3驱动喷射离心泵4从清水低压吸入管汇7中吸入清水排出到混浆罐16中，在清水管路17中通过电动下水阀9调节流量；通过外部气压装置将水泥干灰通过干灰上灰管线5输送到混浆罐16中，在干灰上灰管线5中通过电动下灰阀8调节灰量；搅拌I变频电机10驱动搅拌轴I15，搅拌II变频电机6驱动搅拌轴II18将清水与干灰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变频电机直驱固井系统，其特征在于，包括安装在橇架上的柱塞泵I、柱塞泵I变频电机、喷射离心泵、喷射变频电机、干灰上灰管线、清水低压吸入管汇、循环离心泵、循环变频电机、泥浆循环管线、混浆罐、清水管路、灌注离心泵、灌注变频电机、柱塞泵II、柱塞泵II变频电机和水泥浆高压排出管汇，所述泥浆循环管线上安装低压非放射性密度计，所述清水管路上安装电动下水阀，所述干灰上灰管线上安装电动下灰阀；所述混浆罐中安装搅拌轴I和搅拌轴II，混浆罐上部安装搅拌I变频电机和搅拌II变频电机。2.根据权利要求1所述的变频电机直驱固井系统，其特征在于：所述搅拌I变频电机与搅拌轴I连接，搅拌II变频电机与搅拌轴II连接。3.根据权利要求1所述的变频电机直驱固井系统，其特征在于：所述喷射离心泵与喷射变频电机连接，喷射离心泵的吸入端与清水低压吸入管汇连接，喷射离心泵的排出端与电动下水阀的前端管汇相连接。4.根据权利要求3所述的变频电机直驱固井系统，其特征在于：所述电动下水阀的后端与混浆罐的顶部管汇相连接。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚孔，路海龙，靳强，张宝举，李辰旭，
申请(专利权)人：兰州兰石石油装备工程股份有限公司，
类型：新型
国别省市：