專利名稱：用于控壓鉆井的新型節(jié)流管匯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及油氣田鉆井工程技術(shù)領(lǐng)域，是一種用于控壓鉆井的新型節(jié)流管
匯，主要用于鉆井過程中對油氣井井口壓力的精確控制。
背景技術(shù)：
隨著海洋勘探開發(fā)規(guī)模的不斷擴大以及陸地上對更深、更復(fù)雜地層的勘探開發(fā)活動的日益增多，采用常規(guī)鉆井裝置和方法進行勘探有時是不經(jīng)濟的。尤其是在復(fù)雜地層情況下，由于孔隙壓力和破裂壓力之間的窗口通常比較小，常會遇到噴、漏、卡和塌等井下復(fù)雜情況，不但會延長鉆井周期，而且還會帶來HSE(健康、安全、環(huán)境)方面的問題。為了解決上述問題，提出的控制壓力鉆井技術(shù)是鉆井過程中進行壓力控制的一個較新方法，應(yīng)用該技術(shù)可以進行平衡或近平衡鉆井，能有效地控制地層流體侵入井筒，減少井涌、井漏、卡鉆等多種鉆井復(fù)雜情況，非常適宜孔隙壓力和破裂壓力窗口較窄的地層作業(yè)。[0003] 節(jié)流管匯是控壓鉆井過程中實現(xiàn)對井眼壓力控制的關(guān)鍵組成部分，它能夠通過產(chǎn)生可調(diào)的節(jié)流來控制井口回壓，從而實現(xiàn)在靜態(tài)和動態(tài)條件下保持鉆井過程中井底壓力的相對穩(wěn)定?；貕旱目刂浦饕谟诠?jié)流閥的科學(xué)設(shè)計與準(zhǔn)確測控。節(jié)流閥是人為設(shè)置的一個流動障礙，使流體流經(jīng)節(jié)流閥時產(chǎn)生一個適當(dāng)?shù)牧鲃幼枇?，來限制流量，從而使?jié)流閥前的流體產(chǎn)生回壓，使節(jié)流閥后的流體靜壓力大大降低，以滿足施工要求。 一般要求節(jié)流閥壓降不應(yīng)超過20MPa。節(jié)流閥要達到如此高的流動阻力而又不發(fā)生流道阻塞是很困難的。同時，高壓降使得手動調(diào)節(jié)很困難。因此，在循環(huán)通路上，除設(shè)置一個可調(diào)式節(jié)流閥外，再加入一個或多個固定式節(jié)流閥，來分擔(dān)循環(huán)通路上的壓力降，實現(xiàn)逐級降壓，最終達到為井控系統(tǒng)提供合理回壓的效果。 目前，國外有關(guān)石油公司已形成較為成熟的控壓鉆井方法及其配套的節(jié)流管匯系統(tǒng)，但由于我國控壓鉆井技術(shù)起步較晚，近兩年才進行相關(guān)的技術(shù)研究，尚沒有用于控壓鉆井的節(jié)流管匯。采用常規(guī)節(jié)流管匯，其控制思路、裝備水平和控制精度與效果都無法達到控壓鉆井作業(yè)技術(shù)要求，尤其是整體裝備從結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和性能均無法滿足高壓井口連續(xù)作業(yè)的要求，不適用控壓鉆井的作業(yè)條件，難以滿足控壓鉆井的控制壓力要求。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種用于控壓鉆井的新型節(jié)流管匯，適用于石油鉆井控壓，并具有安全可靠、性能良好、控壓精度高、費用低廉的特點。 本實用新型采用的技術(shù)方案是用于控壓鉆井的新型節(jié)流管匯，主要由四通、儀表短節(jié)、六通、氣控平板閥、節(jié)流閥、過濾四通、手動平板閥、長形八通、球閥、質(zhì)量流量計和單流閥組成，四通的入口連接管線，其特征在于四通連接三條管線分成三路，第一路管線與控壓鉆井系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)控制頭出口端連接；第二路管線連接有儀表短節(jié)并通過儀表短節(jié)與主節(jié)流管匯的六通連接；第三路管線依次連接有氣控平板閥、四通、節(jié)流閥、過濾四通、手動平板閥、四通和單流閥。在第三路管線氣控平板閥與節(jié)流閥之間的四通上有管線與回壓泵的排液端相連。在主節(jié)流管匯的長形八通上連接有三條管線，第一條管線與第三路管線的單流閥連接；第二條管線連接有球閥；第三條管線依次連接有球閥、質(zhì)量流量計和球閥；第二條管線上球閥的另一端連接有管線，并且與質(zhì)量流量計連接的球閥另一端連接的管線連接到第二條管線與球閥另一端相連接的管線上。 所述的主節(jié)流管匯包括六通、氣控平板閥、節(jié)流閥、過濾四通、手動平板閥和長形
八通。在六通與長形八通之間由管線連接有手動平板閥；在六通與長形八通之間還對稱依
次連接有氣控平板閥、節(jié)流閥、過濾四通和手動平板閥。 所述的用于控壓鉆井的新型節(jié)流管匯固定在橇裝底座上。 所述的管線連接是采用管線直接或法蘭短節(jié)連接。 在儀表短節(jié)、節(jié)流閥上均安裝有壓力傳感器，能進行遠(yuǎn)程讀取系統(tǒng)壓力值。[0011] 用于控壓鉆井的新型節(jié)流管匯有四條主要通道。參閱圖l。第一條通道經(jīng)控壓鉆井節(jié)流管匯入口端連接的四通1、儀表短節(jié)2、六通3、手動平板閥7和長形八通8形成一個直流通道；在直流通道中部，通過六通3又分出第二和第三條通道，其中第二條通道通過六通3與氣控平板閥4、液控節(jié)流閥5、過濾四通6、手動平板閥7依次連接后，與直流通道的長形八通8連通，形成主節(jié)流通道；第三條通道通過六通3與氣控平板閥4、節(jié)流閥5、過濾四通6、手動平板閥7依次連接后，與直流通道的長形八通8連通，形成備用節(jié)流通道；第四條通道經(jīng)直流通道上的四通1、氣控平板閥4、四通1、節(jié)流閥5、過濾四通6、手動平板閥7、四通1和單流閥11依次連接后，與長形八通8連接，形成輔助節(jié)流通道。[0012] 用于控壓鉆井的新型節(jié)流管匯具有一條主節(jié)流通道、一條備用節(jié)流通道、一條輔助節(jié)流通道和一條直流通道。每一條通道均可獨立工作，針對不同鉆井工況各節(jié)流通道可以進行切換。 本實用新型的有益效果本實用新型用于控壓鉆井的新型節(jié)流管匯，更換維修零配件便捷，不需要對整個流程進行拆卸和移動；具備遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，自動化程度高，提高了作業(yè)安全性和可靠性；控制精度高。[0014] 本實用新型具有以下特點 1、設(shè)計有三條獨立節(jié)流通道和一條直流通道，各節(jié)流通道之間切換方便，適于不同鉆井工況時的轉(zhuǎn)換； 2、具備有由現(xiàn)場總線FF、人機交互界面HMI、水力計算模塊組成的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，自動化程度高，提高了作業(yè)安全系數(shù)和控制精度； 3、節(jié)流管匯系統(tǒng)的出口處設(shè)計有流量計，能夠精確計量鉆井出口流量，與錄井測量流量以及回壓泵入口流量相比較，可方便的測量排量變化、判斷井下是否存在微量的溢流和漏失； 4、所有閥件和連接管線都具有抗高速固相顆粒流體沖蝕的良好性能； 5、設(shè)備采用整體立體撬裝結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，所占空間小，能適應(yīng)陸地和海上的作業(yè)環(huán)境。

圖1是本實用新型用于控壓鉆井的新型節(jié)流管匯整體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中，l.四通，2.儀表短節(jié)，3.六通，4.氣控平板閥，5.液控節(jié)流閥，6.過濾四通，7.手動平板閥，8.長形八通，9.球閥，IO.質(zhì)量流量計，ll.單流閥。
具體實施方式
實施例1 :以一個用于控壓鉆井的新型節(jié)流管匯為例，對本實用新型作進一步詳細(xì)說明。 參閱圖l。本實用新型用于控壓鉆井的新型節(jié)流管匯固定在一個橇裝底座上。用于控壓鉆井的新型節(jié)流管匯由三個四通1 、 一個儀表短節(jié)2 、 一個六通3 、三個氣控平板閥4、三個節(jié)流閥5 、三個過濾四通6 、三個手動平板閥7 、 一個長形八通8 、三個球閥9 、 一個質(zhì)量流量計10和一個單流閥11組成。各部件均屬市場現(xiàn)有產(chǎn)品。 四通1的入口連接管線，四通1連接三條管線分成三路，第一路管線與控壓鉆井系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)控制頭出口端連接；第二路管線連接有儀表短節(jié)2并通過儀表短節(jié)2與主節(jié)流管匯的六通3連接；第三路管線依次連接有氣控平板閥4、四通1、節(jié)流閥5、過濾四通6、手動平板閥7、四通1和單流閥11。在第三路管線氣控平板閥4與節(jié)流閥5之間的四通1上有管線與回壓泵的排液端相連。儀表短節(jié)2、節(jié)流閥5上固定有壓力傳感器。節(jié)流閥5采用液控節(jié)流閥。 在主節(jié)流管匯的長形八通8上連接有三條管線，第一條管線與第三路管線的單流閥ll連接；第二條管線連接有球閥9 ;第三條管線依次連接有球閥9、質(zhì)量流量計IO和球閥9 ;第二條管線的球閥9的另一端連接有管線，并且與質(zhì)量流量計10連接的球閥9另一端連接的管線，連接到第二條管線連接球閥9的另一端連接的管線上。 主節(jié)流管匯包括六通3、氣控平板閥4、節(jié)流閥5、過濾四通6、手動平板閥7和長形八通8。在六通3與長形八通8之間由管線連接有手動平板閥7 ;在六通3與長形八通8之間還對稱依次連接有氣控平板閥4、節(jié)流閥5、過濾四通6和手動平板閥7。節(jié)流閥5采用液控節(jié)流閥，節(jié)流閥5上均安裝有壓力傳感器。 管線連接是采用管線直接，當(dāng)管線連接的部件是法蘭結(jié)構(gòu)時，采用法蘭短節(jié)連接。
權(quán)利要求一種用于控壓鉆井的新型節(jié)流管匯，主要由四通(1)、儀表短節(jié)(2)、六通(3)、氣控平板閥(4)、節(jié)流閥(5)、過濾四通(6)、手動平板閥(7)、長形八通(8)、球閥(9)、質(zhì)量流量計(10)和單流閥(11)組成，四通(1)的入口連接管線，其特征在于四通(1)連接三條管線分成三路，第一路管線與控壓鉆井系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)控制頭出口端連接；第二路管線連接有儀表短節(jié)(2)并通過儀表短節(jié)(2)與主節(jié)流管匯的六通(3)連接；第三路管線依次連接有氣控平板閥(4)、四通(1)、節(jié)流閥(5)、過濾四通(6)、手動平板閥(7)、四通(1)和單流閥(11)，在第三路管線氣控平板閥(4)與節(jié)流閥(5)之間的四通(1)上有管線與回壓泵的排液端相連，在主節(jié)流管匯的長形八通(8)上連接有三條管線，第一條管線與第三路管線的單流閥(11)連接；第二條管線連接有球閥(9)；第三條管線依次連接有球閥(9)、質(zhì)量流量計(10)和球閥(9)；第二條管線上球閥(9)的另一端連接有管線，并且與質(zhì)量流量計(10)連接的球閥(9)另一端連接的管線連接到第二條管線與球閥(9)另一端相連接的管線上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于控壓鉆井的新型節(jié)流管匯，其特征是所述的主節(jié)流管 匯包括六通(3)、氣控平板閥(4)、節(jié)流閥(5)、過濾四通(6)、手動平板閥(7)和長形八通 (8)，在六通(3)與長形八通(8)之間由管線連接有手動平板閥(7);在六通(3)與長形八通 (8)之間還對稱依次連接有氣控平板閥(4)、節(jié)流閥(5)、過濾四通(6)和手動平板閥(7)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于控壓鉆井的新型節(jié)流管匯，其特征是所述的用于 控壓鉆井的新型節(jié)流管匯固定在橇裝底座上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于控壓鉆井的新型節(jié)流管匯，其特征是所述的管線 連接是采用管線直接或法蘭短節(jié)連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于控壓鉆井的新型節(jié)流管匯，其特征是在儀表短節(jié) (2)和節(jié)流閥(5)上安裝有壓力傳感器。
專利摘要用于控壓鉆井的新型節(jié)流管匯，應(yīng)用于油氣田控壓鉆井過程中。四通連接三條管線分成三路，第一路管線與控壓鉆井系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)控制頭出口端連接；第二路管線連接有儀表短節(jié)并通過儀表短節(jié)與主節(jié)流管匯的六通連接；第三路管線依次連接有氣控平板閥、四通、節(jié)流閥、過濾四通、手動平板閥、四通和單流閥。在第三路管線氣控平板閥與節(jié)流閥之間的四通上有管線與回壓泵的排液端相連。有四條主要通道一條直流通道、一條主節(jié)流通道、一條備用節(jié)流通道和一條輔助節(jié)流通道，效果是通過手動或自動控制節(jié)流，產(chǎn)生可調(diào)的節(jié)流壓力來控制井口壓力，實現(xiàn)在靜態(tài)和動態(tài)條件下保持鉆井過程中井底壓力的相對穩(wěn)定。
文檔編號E21B21/10GK201546648SQ20092024684
公開日2010年8月11日 申請日期2009年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月11日
發(fā)明者劉偉, 方世良, 王凱, 董宇華, 蔣宏偉, 趙慶, 郭慶豐 申請人:中國石油天然氣集團公司;中國石油集團鉆井工程技術(shù)研究院