本发明专利技术公开了一种用于钻井液降温的控制系统,包括:换热罐,其通过隔板将内部空间划分为泥浆流动空间和冷却水流动空间,用于利用同时贯穿于两种空间的热管,将泥浆流动空间内的泥浆的热量传递至冷却水流动空间内的冷却水,以对泥浆进行降温;泥浆循环回路,其用于将待降温泥浆输送至泥浆流动空间,并在由热管完成降温处理后通入冷却后的泥浆以将其输送回井筒;冷却水循环回路,其用于启动后与冷却水流动空间形成冷却水循环流动通道并对当前通道中的冷却水进行降温;控制装置,其用于利用预设降温控制规则对泥浆降温处理和冷却水降温处理进行自动控制。本发明专利技术能对高温泥浆进行持续降温,大幅降低泥浆入井温度。大幅降低泥浆入井温度。大幅降低泥浆入井温度。
【技术实现步骤摘要】
用于钻井液降温的控制系统以及工业处理系统
[0001]本专利技术涉及油气井钻井
,尤其是涉及一种用于钻井液降温的控制系统以及工业处理系统。
技术介绍
[0002]随着钻完井技术的快速发展,超深井、超高温已经成为制约石油资源开采的瓶颈之一。在西南区块,当井深超过7000m时,井底温度可达到200℃;在顺北区块,井深已突破9000m,井底温度将近180℃。井下高温严重制约了MWD等井下定向仪器和螺杆的可靠性及稳定性,同时增加起下钻次数,甚至无法进行定向作业。
[0003]在现有钻井施工作业中,对泥浆降温的手段通常为在施工时中延长泥浆槽路径,使泥浆在循环中自然冷却,这种方式受场地条件和环境影响大,冷却效果差。
[0004]因此,现有技术需要提供一种能够主动对钻井液进行降温的控制系统,从而有效解决上述一个或多个技术问题。
技术实现思路
[0005]为了解决上述技术问题,本专利技术实施例提供了一种用于钻井液降温的控制系统,包括:换热罐,其通过隔板将内部空间划分为泥浆流动空间和冷却水流动空间,用于利用同时贯穿于两种空间的热管,将所述泥浆流动空间内的泥浆的热量传递至所述冷却水流动空间内的冷却水,以对泥浆进行降温;泥浆循环回路,其用于将待降温泥浆输送至所述泥浆流动空间,并在由所述热管完成所述降温处理后,通入冷却后的泥浆,从而将所述冷却后的泥浆输送回井筒;冷却水循环回路,其用于启动后与所述冷却水流动空间形成冷却水循环流动通道,并对当前流动通道中的冷却水进行降温;控制装置,其用于利用预设降温控制规则对泥浆降温处理和冷却水降温处理进行自动控制。
[0006]优选地,所述泥浆循环回路包括:第一泥浆池,其分别与井场钻井液循环系统和所述泥浆流动空间的入口相连通,用于存储所述待降温泥浆,并利用内部抽浆泵将所述待降温泥浆泵入泥浆流动空间;第二泥浆池,其通过排浆泵与所述泥浆流动空间的出口相连通,用于在所述排浆泵的控制下,通入所述冷却后的泥浆并将其输送回井筒。
[0007]优选地,所述控制装置,其还用于实时检测所述第二泥浆池内的液位状态,基于此,调节所述排浆泵的运行频率,以保持所述第二泥浆池内的液位状态的稳定。
[0008]优选地,所述控制装置,其还用于实时检测所述泥浆流动空间内的液位状态,基于此,调节所述泥浆循环回路内的抽浆泵的运行频率,以保持所述泥浆流动空间内的液位状态的稳定。
[0009]优选地,所述换热罐还包括:泥浆自循环装置,其与所述泥浆流动空间连通,用于在自循环启动指令的控制下,抽取所述泥浆流动空间内的泥浆,以自循环方式对泥浆进行循环,从而将循环后的泥浆返回至所述泥浆流动空间,其中,所述泥浆流动空间的内壁上设置有温度传感器阵列,其中,所述控制装置,其还用于通过所述温度传感器阵列监测所述泥
浆流动空间的实时内部温度,并在所述内部温度超过预设自循环启动温度阈值时,生成所述自循环启动指令。
[0010]优选地,所述控制装置,其还用于实时检测所述泥浆流动空间的入口温度和出口温度,基于此,调节所述泥浆自循环装置内的自循环泵的运行频率,以对自循环处理的泵排量进行控制。
[0011]优选地,所述冷却水循环回路包括:冷却水循环泵,其分别与所述冷却水流动空间的出口和散热装置的入口连接,用于在冷却水循环启动指令的控制下启动,并将所述冷却水流动空间内的冷却水输送至所述散热装置;散热装置,其用于在所述冷却水循环启动指令的控制下启动,并利用蒸发冷却技术对所通入的冷却水进行降温;冷却水阀,其通过冷却水循环管线分别与所述散热装置的出口和所述冷却水流动空间的入口连接,用于在冷却水阀启动指令的控制下启动,以将所述散热装置内的冷却水输送回所述冷却水流动空间内,其中,所述冷却水阀启动指令滞后于所述冷却水循环启动指令而形成。
[0012]优选地,所述控制装置,其还用于实时检测所述散热装置内的液位状态,并在当前散热装置液位达到或超过预设的散热装置液位上限阈值时,生成所述冷却水阀启动指令,同时,实时检测所述冷却水流动空间内的液位状态,并根据冷却水流动空间液位调整所述冷却水循环泵的运行频率,以调节冷却水排量。
[0013]优选地,所述控制装置,其还用于先控制所述冷却水循环泵处于低频运转状态,并在预设时间段后,生成冷却水阀关闭指令,其中,实时检测所述冷却水流动空间内的液位状态,并根据冷却水流动空间液位调整所述冷却水循环泵的运行频率,以保持冷却水流动空间的液位的稳定。
[0014]优选地,所述泥浆循环回路中的泥浆流动方向与所述冷却水循环回路中的冷却水流动方向相反。
[0015]优选地,所述控制系统包括:补水阀,其与所述冷却水流动空间连通,用于在补水指令的控制下打开,将冷却水通入所述冷却水流动空间内,其中,所述控制装置,其还用于实时检测所述泥浆流动空间的液位状态,基于此,生成用于对所述补水阀进行开闭及开度控制的所述补水指令。
[0016]另一方面,提供了一种工业处理系统,所述工业处理系统包括:如上述所述的钻井液降温控制系统;客户端,其与所述控制系统内的控制装置通讯,用于对所述预设降温控制规则进行编辑,并对所述预设降温控制规则中所涉及到的各项阈值进行设置。
[0017]优选地,所述控制装置,其还用于记录井场生产数据并存储。
[0018]与现有技术相比,上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果:
[0019]本专利技术提出了一种钻井液降温控制系统及工业处理系统。本专利技术应用于深井、高温井中,通过换热罐中的热管,快速高效将高温泥浆中的热量传递至冷却水中,将高温泥浆冷却系统与井场钻井液循环实现自动控制,从而实现自动化、最大化地实现高温泥浆的降温作用。同时,通过对高温泥浆冷却循环回路与冷却水循环回路的同步运转控制,达到对高温泥浆的持续降温效果,大幅降低泥浆入井温度。其中,在冷却前后泥浆池、泥浆侧、散热装置、冷却水侧等位置分别设计有液位传感器,在冷却前后泥浆池、冷却水进出口等位置分别设计温度传感器,实现对泥浆侧循环、冷却水侧循环的自动控制,最大限度实现降温效果,
满足深井、高温井条件下井下测量工具安全工作的需求。
[0020]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0021]附图用来提供对本专利技术的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本专利技术的实施例共同用于解释本专利技术,并不构成对本专利技术的限制。在附图中:
[0022]图1为本申请实施例的用于钻井液降温的控制系统的整体结构示意图。
[0023]图2为本申请实施例的用于钻井液降温的控制系统的具体结构示意图。
[0024]图3为本申请实施例的用于钻井液降温的控制系统中的换热罐的结构示意图。
[0025]图4为本申请实施例的工业处理系统的结构示意图。
具体实施方式
[0026]以下将结合附图及实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于钻井液降温的控制系统,包括:换热罐,其通过隔板将内部空间划分为泥浆流动空间和冷却水流动空间,用于利用同时贯穿于两种空间的热管,将所述泥浆流动空间内的泥浆的热量传递至所述冷却水流动空间内的冷却水,以对泥浆进行降温;泥浆循环回路,其用于将待降温泥浆输送至所述泥浆流动空间,并在由所述热管完成所述降温处理后,通入冷却后的泥浆,从而将所述冷却后的泥浆输送回井筒;冷却水循环回路,其用于启动后与所述冷却水流动空间形成冷却水循环流动通道,并对当前流动通道中的冷却水进行降温;控制装置,其用于利用预设降温控制规则对泥浆降温处理和冷却水降温处理进行自动控制。2.根据权利要求1所述的控制系统,其特征在于,所述泥浆循环回路包括:第一泥浆池,其分别与井场钻井液循环系统和所述泥浆流动空间的入口相连通,用于存储所述待降温泥浆,并利用内部抽浆泵将所述待降温泥浆泵入泥浆流动空间;第二泥浆池,其通过排浆泵与所述泥浆流动空间的出口相连通,用于在所述排浆泵的控制下,通入所述冷却后的泥浆并将其输送回井筒。3.根据权利要求2所述的控制系统,其特征在于,所述控制装置,其还用于实时检测所述第二泥浆池内的液位状态,基于此,调节所述排浆泵的运行频率,以保持所述第二泥浆池内的液位状态的稳定。4.根据权利要求1~3中任一项所述的控制系统,其特征在于,所述控制装置,其还用于实时检测所述泥浆流动空间内的液位状态,基于此,调节所述泥浆循环回路内的抽浆泵的运行频率,以保持所述泥浆流动空间内的液位状态的稳定。5.根据权利要求1~4中任一项所述的控制系统,其特征在于,所述换热罐还包括:泥浆自循环装置,其与所述泥浆流动空间连通,用于在自循环启动指令的控制下,抽取所述泥浆流动空间内的泥浆,以自循环方式对泥浆进行循环,从而将循环后的泥浆返回至所述泥浆流动空间,其中,所述泥浆流动空间的内壁上设置有温度传感器阵列,其中,所述控制装置,其还用于通过所述温度传感器阵列监测所述泥浆流动空间的实时内部温度,并在所述内部温度超过预设自循环启动温度阈值时,生成所述自循环启动指令。6.根据权利要求5所述的控制系统,其特征在于,所述控制装置,其还用于实时检测所述泥浆流动空间的入口温度和出口温度,基于此,调节所述泥浆自循环装置内的自循环泵的运行频率,以对自循环处理的泵排量进行控制。7.根据权利要求1~6中任一项所...
【专利技术属性】
技术研发人员:梁晓阳,张金法,赵聪,白园园,张亚洲,郑杜建,王超,闫盛宇,
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院德州大陆架石油工程技术有限公司,
类型:发明
国别省市:
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