一种钻井泵送系统及其监测方法技术方案

本发明专利技术涉及一种钻井泵送系统及其监测方法，在泵送主体的输出端设置有分流控压组件和限流组件，所述分流控压组件按照其对所述泵送主体内所输出的泥浆液流进行分流的方式来调控流入钻进管路中的泥浆液流的参数；所述限流组件缓冲所述泵送主体泵送的泥浆液流所存在的流量波动，在所述泵送主体内还设置有能够对泥浆液流的状态参数进行监测并对所述泵送主体的泵头的轮廓尺寸进行测量的监测模块。本发明专利技术的分流控压组件和限流组件能够以分流和缓冲的双重处理方式来稳定泵送主体内的液压波动和冲力强度，从而提升泵送主体和循环回流的使用寿命，利用监测数据所生成的关联曲线对泵送主体的磨损情况进行预测，方便制定精准的维护方案。护方案。护方案。

【技术实现步骤摘要】
一种钻井泵送系统及其监测方法


[0001]本专利技术涉及钻井泵
，尤其涉及一种钻井泵送系统及其监测方法。

技术介绍

[0002]钻井泥浆泵是钻井系统不可缺少的钻井机械设备之一，在钻进过程中给钻杆输送泥浆等介质，主要是对井筒泥浆进行循环，以达到携带钻屑返回地表、清洁钻孔、冷却和润滑钻头及钻具、保护孔壁防止垮塌、稳固井筒、平衡地层压力以及帮助钻进等目的。
[0003]在现有的相关泥浆泵送设备中，钻井液中含有的研磨性固相颗粒会对钻井泥浆泵产生侵蚀性磨损。在流体泵送系统中阀门的开启和其他各种原因导致阀门的突然关闭，都会引起巨大的冲击压强形成水锤现象，造成管子和管座的破裂以及下游设备的损坏。当钻井泥浆泵在使用过程中停止作业时，钻井泥浆泵内存在着高压。由于钻井泥浆泵内结构复杂，这种高压较高时会影响钻井泥浆泵内的零部件的使用寿命。尤其当泥浆泵在出现故障并停止作业而需要进行现场维修时，操作人员首先需要快速消除泥浆泵内的高压，才能打开泥浆泵进行维修。
[0004]公告号为CN113339225B的专利文献公开了一种方便拆卸的泥浆泵缸套、活塞结构，其特征包括泥浆泵主体、拉杆、卡箍、活塞杆、泵头组件、泵头连接螺栓、活塞、缸套、泵头连接板、顶压板、压紧螺柱和压紧螺母。该专利所提供的技术方案能够有效地提升泥浆泵相关磨损零部件的更换和维护效率，便于操作人员对泵送设备的拆装，但是该专利无法对泵送设备在工作过程中的内压等作用力进行调节，尤其是无法对零部件的磨损情况进行监测，仅能够被动地在发生故障时对泵送设备进行维护。
[0005]公告号为CN108590998B的专利文献公开了一种稳压柱塞泥浆泵，属于泥浆泵
，包括传动组件、柱塞、密封润滑组件和阀箱组件，阀箱组件包括箱体、设置在箱体的侧壁上的进液口及出液口、设置在箱体内的箱体内腔，柱塞的右端位于箱体内腔内，箱体内设有进液阀、出液阀，进液阀与进液口相连，出液阀与出液口相连；传动组件包括传动组件支撑箱体、传动装置、柱塞左安装孔、柱塞左密封套；密封润滑组件包括金属密封套、非金属纤维密封件、润滑组件；进液阀通过一连接弹簧与进液阀、出液阀相连。该泥浆泵通过设置稳压柱塞来平衡泵体内的压力，但是其无法有效地对输出的泥浆液流进行状态参数的平稳调控，其输出的泥浆液流仍存在波动，无法使得泥浆液流能够保持一个平稳的状态在循环回路中定向流动。尤其是该泥浆泵也无法对磨损等自有参数和所加载的泥浆液流的状态参数进行有效实时监测和工作预测，仅能够在发生故障或利用经验判断进行泵送设备的零部件的维护保养和更换，维护效率和保养效果差。
[0006]此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于专利技术人做出本专利技术时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本专利技术不具备这些现有技术的特征，相反本专利技术已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在
技术介绍
中增加相关现有技术之权利。

技术实现思路

[0007]本专利技术目的在于提供一种能够对泵送的泥浆液流的状态进行平稳性调节，以提升构成循环回流的相关管路的使用寿命的钻井泵送系统及其监测方法，以解决现有钻井泥浆泵系统无法有效地输出压力稳定泥浆液流、无法对内部受力进行调节以及无法对相关零部件的磨损情况进行监测和准确预警的问题。
[0008]本专利技术所采用的技术方案为：一种钻井泵送系统，其包括在与钻井相配合所形成的闭环液流回路中提供泥浆溶液的定向输送驱动力的泵送主体，在所述泵送主体所构建地对泥浆溶液进行流动赋能的腔室的输出端至少设置有分流控压组件和限流组件，其中，所述分流控压组件按照其能够对所述泵送主体内所输出的泥浆液流进行分流的方式来调控流入钻进管路中的泥浆液流的状态参数；所述限流组件按照其能够缓冲所述泵送主体泵送的泥浆液流所具有的流量波动的方式布设在所述分流控压组件的下游，以使得泥浆液流能够以稳定的状态持续输入钻进管路；在所述泵送主体内还设置有能够对泥浆液流的状态参数进行监测并对所述泵送主体的泵头的轮廓尺寸进行周期性测量的监测模块，从而对所述泵送系统的工作状态进行实时监测，使得处理模块利用所述监测模块所获取的实时数据完成所述泵送主体的使用寿命及工作状态的预测。其优势在于，通过设置能够利用分流和缓冲机制对泵送主体实际输出的泥浆液流的状态参数进行调节，从而使通过泵送方式所定向输出的泥浆液流所存在的流量波动能够被有效地抑制，使得泥浆液流能够以稳定性较高的状态持续输入钻井管路，在保证钻井液的有效地循环流动的情况下，降低各部件所受到的泥浆液流的冲击，避免产生水锤现象，有效地保护了零部件，提升了零部件的使用寿命。此外，本申请通过在循环管路结构中增设进行多参数采集监测模块，并且能够依据监测模块所采集的多源数据进行特定的高磨损零部件的磨损曲线的构建，使得相关操作人员能够根据监测曲线的走势来对相关零部件进行精准地维护保养或更换，从而提升系统的使用寿命和使用效率的同时，避免过劳磨损的零部件产生连锁破坏，避免了后置维修的被动性。
[0009]根据一种优选的实施方式，多个所述泵送主体并联设置，并且其输出端通过汇流管路进行汇聚连通，使得多个间歇式泵送泥浆液流的所述泵送主体能够为所述钻进管路提供持续输入的泥浆液流，其中，所述泥浆溶液的赋能流动是指所述泵送主体通过泵送过程赋予泥浆溶液定向流动作用力；在所述汇流管路中安装有所述分流控压组件和所述限流组件。其优势在于，通过设置分流控压组件和限流组件来对泵送的泥浆液流进行双重调节，分别对液流的流量、液压以及流速等进行扰动调整，从而使泵送的过压、过流或低压泥浆液流均能够最终以一个平稳的状态流入钻进管路。
[0010]根据一种优选的实施方式，所述分流控压组件包括控压阀体、导通阀芯和控压弹力限位件，其中，所述导通阀芯按照其轴线与所述控压阀体的轴线重合的方式插设在所述控压阀体内的贯穿式导流通道中，所述控压弹力限位件能够限定所述导通阀芯在所述控压阀体中的初始工作位置，并且所述导通阀芯能够在流入导流通道的泥浆液流的推动下沿轴向进行平移；在所述控压阀体被所述导通阀芯所遮挡的侧壁上开设有分流孔，所述分流孔能够在所述导通阀芯被定向流动的泥浆液流所推动而发生平移时与所述导流通道连通，从而对流入所述控压阀体所限定的导流通道中的泥浆液流进行分流，以减少穿过所述导通阀芯的泥浆液流的流量。
[0011]根据一种优选的实施方式，在所述限流组件的限流管体内插设有能够对管腔进行
分隔的内管，使得所述限流管体的管腔被分隔出多条并行管路，在所述内管的管腔所限定的流通通道以及其与所述限流管体之间的间隙空间限定的流通通道中分别设置有缓流件和分流件，其中，所述缓流件与所述分流件通过贯穿所述内管的转轴进行传动连接，使得两者能够分别在所述内管以及间隙空间中发生同步偏转，以通过联动的方式同步改变所述内管以及间隙空间中的泥浆液流的可通行量，并且所述内管与间隙空间的通行量是成反比进行同步变动的，从而对流入所述限流组件的泥浆液流进行缓冲。
[0012]根据一种优选的实施方式，所述泵送主体的输入端还连接有能够对泥浆溶液进行配制和混合的预本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻井泵送系统，其包括在与钻井相配合所形成的闭环液流回路中提供泥浆溶液的定向输送驱动力的泵送主体（1），其特征在于，在所述泵送主体（1）所构建的对泥浆溶液进行流动赋能的腔室的输出端至少设置有分流控压组件（2）和限流组件（5），其中，所述分流控压组件（2）按照其能够对所述泵送主体（1）内所输出的泥浆液流进行分流的方式来调控流入钻进管路中的泥浆液流的状态参数；所述限流组件（5）按照其能够缓冲所述泵送主体（1）泵送的泥浆液流所具有的流量波动的方式布设在所述分流控压组件（2）的下游，以使得泥浆液流能够以稳定的状态持续输入钻进管路；在所述泵送主体（1）内还设置有能够对泥浆液流的状态参数进行监测并对所述泵送主体（1）的泵头（12）的轮廓尺寸进行周期性测量的监测模块（6），从而对所述泵送系统的工作状态进行实时监测，使得处理模块（7）利用所述监测模块（6）所获取的实时数据完成所述泵送主体（1）的使用寿命及工作状态的预测。2.如权利要求1所述的钻井泵送系统，其特征在于，多个所述泵送主体（1）并联设置，并且其输出端通过汇流管路（16）进行汇聚连通，使得多个间歇式泵送泥浆液流的所述泵送主体（1）能够为所述钻进管路提供持续输入的泥浆液流，其中，所述泥浆溶液的赋能流动是指所述泵送主体（1）通过泵送过程赋予泥浆溶液定向流动作用力；在所述汇流管路（16）中安装有所述分流控压组件（2）和所述限流组件（5）。3.如权利要求2所述的钻井泵送系统，其特征在于，所述分流控压组件（2）包括控压阀体（21）、导通阀芯（22）和控压弹力限位件（23），其中，所述导通阀芯（22）按照其轴线与所述控压阀体（21）的轴线重合的方式插设在所述控压阀体（21）内的贯穿式导流通道中，所述控压弹力限位件（23）能够限定所述导通阀芯（22）在所述控压阀体（21）中的初始工作位置，并且所述导通阀芯（22）能够在流入导流通道的泥浆液流的推动下沿轴向进行平移；在所述控压阀体（21）被所述导通阀芯（22）所遮挡的侧壁上开设有分流孔（211），所述分流孔（211）能够在所述导通阀芯（22）被定向流动的泥浆液流所推动而发生平移时与所述导流通道连通，从而对流入所述控压阀体（21）所限定的导流通道中的泥浆液流进行分流，以减少穿过所述导通阀芯（22）的泥浆液流的流量。4.如权利要求3所述的钻井泵送系统，其特征在于，在所述限流组件（5）的限流管体（51）内插设有能够对管腔进行分隔的内管（56），使得所述限流管体（51）的管腔被分隔出多条并行管路，在所述内管（56）的管腔所限定的流通通道以及其与所述限流管体（51）之间的间隙空间限定的流通通道中分别设置有缓流件（53）和分流件（52），其中，所述缓流件（53）与所述分流件（52）通过贯穿所述内管（56）的转轴进行传动连接，使得两者能够分别在所述内管（56）以及间隙...

【专利技术属性】
技术研发人员：马强，简科，张波，
申请(专利权)人：德阳市坤炜机电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：