專利名稱：高壓油氣井鉆井多級節(jié)流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種高壓油氣井鉆井多級節(jié)流裝置，用于對油氣井井內(nèi)壓力的控制，屬于石油、地質(zhì)和礦產(chǎn)行業(yè)鉆探高壓油氣井時用于對井內(nèi)壓力的控制裝備制造技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)有技術(shù)在鉆開油氣層時，鉆井液柱靜壓力與地層流體壓力之間要保持平衡，這種平衡如被破壞就可能在鉆井過程中造成事故，具體有這樣幾種液柱壓力高于地層流體壓力的稱為過平衡鉆井，這種工藝可能會使結(jié)構(gòu)松散的地層發(fā)生裂縫，造成鉆井液侵入裂縫堵塞地層孔隙通道，甚至于嚴重污染地層，結(jié)果有可能導(dǎo)致產(chǎn)量的大大降低或者沒有油氣的產(chǎn)出；鉆井液柱壓力低于地層壓力的稱為欠平衡鉆井，其地層流體會涌入井筒形成井涌，井涌會降低鉆井液比重，從而降低鉆井液柱壓力，如果狀態(tài)進一步發(fā)展，就有可能導(dǎo)致地層流體經(jīng)由井眼噴向地面而發(fā)生井噴；為了防止井噴的發(fā)生，在鉆開油氣層，實施對井內(nèi)流體壓力控制時都要采用節(jié)流裝置，如現(xiàn)有的防噴器或者單級節(jié)流管匯；現(xiàn)有的防噴設(shè)備安裝在井口，它能關(guān)閉井口，但關(guān)井后流體會繼續(xù)流入井筒使井筒內(nèi)壓力上升，當發(fā)生氣體入浸時，涌入井內(nèi)的流體會越來越多，井筒就難以控制，這時就必須采用節(jié)流壓井裝置將氣浸后的鉆井液從井內(nèi)替換出來，代之以能平衡地層壓力的新的經(jīng)改變密度的鉆井液，以阻止地層流體涌入井筒，這種作業(yè)就是在鉆井工程中的壓井作業(yè)；由此可見，在壓井作業(yè)過程中，節(jié)流閥本身控制井內(nèi)回壓的能力及可靠性，就成為壓力控制技術(shù)中的關(guān)鍵，目前采用的節(jié)流工藝有兩翼配置和三翼配置，但現(xiàn)有裝備的缺點是其節(jié)流閥在節(jié)流管匯中所處的位置均處于并聯(lián)狀態(tài)，所以不論是兩翼配置或三翼配置都是一級節(jié)流，其每一翼的節(jié)流閥均面臨井內(nèi)來的高壓流體的壓力，因此，按現(xiàn)有裝備，即使采用目前最先進的節(jié)流閥，均無法實現(xiàn)將70-100MPa的高壓流體從高壓狀態(tài)下經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后，降為可以進入分離器的1MPa的低壓。
本實用新型的目的是針對現(xiàn)有兩翼或三翼節(jié)流裝備中并聯(lián)節(jié)流的設(shè)置問題，采用多級串聯(lián)節(jié)流，設(shè)計一種在整個節(jié)流裝置中串聯(lián)多個不同的節(jié)流閥對井內(nèi)的高壓分級節(jié)流的高壓油氣井鉆井多級節(jié)流裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型是將整個節(jié)流裝置分為左、右兩翼進行配置，右翼由兩個串聯(lián)的節(jié)流閥構(gòu)成一、二兩級兩個節(jié)流點，左翼由三個串聯(lián)的節(jié)流閥構(gòu)成三級的三個節(jié)流點，右翼的兩個節(jié)流點由一只液動節(jié)流閥和一只手動節(jié)流閥構(gòu)成，在兩個節(jié)流閥之間設(shè)置有壓力傳感器和壓力顯示表，在兩個節(jié)流點之間連接有液動平板閥；左翼由一只固定節(jié)流閥，一只液動節(jié)流閥和一只手動節(jié)流閥串聯(lián)成為三個節(jié)流點，在三個節(jié)流閥之間都連接有壓力傳感器和壓力顯示表，并由液動平板閥將三個節(jié)流點隔開，當壓力小于40MPa時，井內(nèi)的流體經(jīng)過右翼的一級節(jié)流點后就可以通過出口進入分離器，當壓力在40-70MPa之間時，可以啟動右翼的第二個節(jié)流點，實現(xiàn)兩級節(jié)流，使壓力降至要求的壓力后而通過出口進入分離器，當井內(nèi)壓力大于70MPa時，設(shè)置在節(jié)流點之間的壓力傳感器感測以后，通過控制裝置會啟動左翼的三級節(jié)流流程，將高壓在串聯(lián)的三個節(jié)流點上分級降壓至要求的壓力后進入分離器；當壓力大于100MPa后，壓力傳感器將壓力信息傳輸給控制系裝置，控制裝置會自動打開中間主通道上設(shè)置的閥門，實施放噴作業(yè)；本實用新型的優(yōu)點是由于將三級節(jié)流點串聯(lián)設(shè)置在左右兩路，因此，可通過路徑選擇實現(xiàn)有選擇的分別使用單級節(jié)流控制和串聯(lián)的兩級、三級節(jié)流控制，同時在三級所有節(jié)流點上，如果其中一個節(jié)流點出現(xiàn)無效情況，可以關(guān)閉節(jié)流點之間的閥門，在其他節(jié)流點繼續(xù)工作的情況下緊急搶修出現(xiàn)無效故障的節(jié)流點。


圖1為本實用新型多級節(jié)流裝置的安裝示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖給出本實用新型的實施例，本實用新型所述的多級節(jié)流是分為左、右兩翼的三級節(jié)流裝置，右翼由兩個串聯(lián)的節(jié)流閥構(gòu)成第一、二兩級節(jié)流點，左翼為三個串聯(lián)的節(jié)流閥構(gòu)成三級節(jié)流點；在右翼串聯(lián)的兩級節(jié)流點中，第一級節(jié)流壓力為井口壓力小于40MPa，第二級節(jié)流壓力為井口壓力從40-70MPa；左翼串連的三級節(jié)流壓力為井口壓力大于70MPa；左右兩翼串聯(lián)的三個節(jié)流點都可以在關(guān)閉或開啟節(jié)流點之間的閥門的情況下被單獨關(guān)閉，或者單獨開啟；右翼由串聯(lián)的兩個節(jié)流閥構(gòu)成的第一、二節(jié)流點與左翼由串聯(lián)的三個節(jié)流閥構(gòu)成的三級節(jié)流點也可以是右翼由串聯(lián)的三個節(jié)流閥構(gòu)成三級節(jié)流點，左翼由串聯(lián)的兩個節(jié)流閥構(gòu)成的第一、二兩級節(jié)流點；左右兩翼串聯(lián)的三級節(jié)流裝置的每一個節(jié)流點的前后都設(shè)置有壓力傳感器和壓力顯示表，左右兩翼串聯(lián)的三級節(jié)流裝置的每一個節(jié)流點的前后都設(shè)置有平板閥，為了適用于不同壓力、不同產(chǎn)量的油、氣、水井，根據(jù)不同井況，各節(jié)流點前后所設(shè)置的壓力傳感器和壓力顯示器與智能控制裝置相連接，將采集的數(shù)據(jù)傳入智能控制裝置就可以形成多級節(jié)流的智能控制，可以很方便的采集到井筒內(nèi)和節(jié)流裝置上的各種數(shù)據(jù)；工作時，當井內(nèi)壓力小于40MPa時，井內(nèi)的流體壓力由壓力傳感器15測得，這時閥門16是關(guān)閉的，井內(nèi)的流體只能經(jīng)過第一個節(jié)流點的液動節(jié)流閥13被一級節(jié)流，壓力降為適合于進入分離器，流體經(jīng)過液動平板閥12和后面的壓力傳感器11，再經(jīng)過閥門6和壓力傳感器5，由閥門4排向分離器，也可以通過閥門8排向分離器；當井內(nèi)的壓力大于40MPa，低于70MPa時，壓力傳感器15和11都可以感測到，并將信號傳輸給智能控制裝置，智能控制裝置開啟液動平板閥10和7，并由人工打開手動節(jié)流閥9、關(guān)閉閥門6，這樣，高壓的流體從井內(nèi)出來后，經(jīng)由傳感器15，向右經(jīng)過第一個節(jié)流點的液動節(jié)流閥13被一級節(jié)流，壓力降至40MPa以下，再經(jīng)過液動平板閥12、壓力傳感器11和液動平板閥10進入二級節(jié)流點的手動節(jié)流閥9，壓力被二級節(jié)流后降至適合于進入分離器的壓力，經(jīng)過液動平板閥7向左經(jīng)過傳感器5和閥門4被排向分離器；當井內(nèi)流體的壓力大于70MPa時，傳感器15、11和5都會感覺到壓力的變化，并把信息傳給智能控制裝置，這時智能控制裝置就會啟動左路的三級節(jié)流程序，打開左路的液動平板閥17，同時手動關(guān)閉閥門14，使井內(nèi)出來的流體向左經(jīng)過液動平板閥17，在其后的第一個節(jié)流點的固定節(jié)流閥18處被一次節(jié)流，使壓力下降至70MPa以下，然后經(jīng)過傳感器19，在第二個節(jié)流點的液動節(jié)流閥20處被第二次節(jié)流，壓力進一步被節(jié)流至40MPa以下，由于閥門1和液動平板閥3是常關(guān)的，所以，流體只能經(jīng)由傳感器11、液動平板閥10，在第三個節(jié)流點的手動節(jié)流閥9處被第三次節(jié)流，節(jié)流后的壓力降至適合于排向分離器的壓力后經(jīng)過液動平板閥7、傳感器5和閥門4排出；在實際運行過程中，如果右路的液動節(jié)流閥13或者手動節(jié)流閥9出現(xiàn)節(jié)流失效時，也可以關(guān)閉閥門14，使高壓流體向左經(jīng)過固定節(jié)流閥18和左邊的液動節(jié)流閥20被兩級截流后由閥門1向右經(jīng)過中間的傳感器5和閥門4被排出，在啟用左路三級截流減壓的過程中，可以在現(xiàn)場對右路失效的節(jié)流閥進行換裝，同樣，當左路的節(jié)流閥出現(xiàn)失效時也可以關(guān)閉左路，啟動右路進行節(jié)流，而對左路失效的節(jié)流閥進行換裝；當井內(nèi)的壓力大于節(jié)流裝置可以承受的能力時，可以打開中間的主要放噴通道，并進行緊急壓井或泄壓。
權(quán)利要求1.一種高壓油氣井鉆井多級節(jié)流裝置，包括左、右兩翼節(jié)流裝置，其特征在于所述的右翼節(jié)流裝置串聯(lián)有兩個節(jié)流閥，在兩個節(jié)流閥之間設(shè)置有壓力傳感器、壓力表，在兩個節(jié)流閥之間還連接有平板閥；所述的左翼節(jié)流裝置串聯(lián)有三個節(jié)流閥，在每個節(jié)流閥之間設(shè)置有壓力傳感器、壓力表，在每個節(jié)流閥之間還連接有平板閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓油氣井鉆井多級節(jié)流裝置，其特征在于所述右翼由串聯(lián)的兩個節(jié)流閥構(gòu)成的第一、二節(jié)流點與左翼由串聯(lián)的三個節(jié)流閥構(gòu)成的三級節(jié)流點也可以是右翼由串聯(lián)的三個節(jié)流閥構(gòu)成三級節(jié)流點，左翼由串聯(lián)兩個節(jié)流閥構(gòu)成第一、二兩級節(jié)流點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓油氣井鉆井多級節(jié)流裝置，其特征在于所述的壓力傳感器和壓力顯示表與智能控制裝置相連接。
專利摘要一種高壓油氣井鉆井多級節(jié)流裝置，屬于對高壓油氣井井內(nèi)壓力的控制裝備制造技術(shù)領(lǐng)域，本實用新型改變了現(xiàn)有節(jié)流裝置的并聯(lián)兩翼或三翼配置的一級節(jié)流，設(shè)計了一種串聯(lián)多級節(jié)流的鉆井多級節(jié)流裝置，本實用新型分為左、右兩翼的節(jié)流裝置，右翼由兩個串聯(lián)的節(jié)流閥構(gòu)成兩級節(jié)流點，左翼為三個串聯(lián)的節(jié)流閥構(gòu)成三級節(jié)流點，在節(jié)流閥之間有壓力傳感器和壓力顯示，由于采用的是串聯(lián)的左右兩路三級節(jié)流，可通過路徑選擇實現(xiàn)分別使用單級節(jié)流和串聯(lián)的兩級、三級節(jié)流，同時，如果其中一個節(jié)流點出現(xiàn)無效，可以在其他節(jié)流點繼續(xù)工作的情況下緊急搶修出現(xiàn)無效故障的節(jié)流點。
文檔編號E21B44/06GK2720109SQ20042003385
公開日2005年8月24日 申請日期2004年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月3日
發(fā)明者駱發(fā)前, 王書琪, 魏明揚, 賈華明, 唐繼平, 康延軍 申請人:塔里木石油勘探開發(fā)指揮部