本发明专利技术提供一种地面流量自动调控装置。包括流体储罐，钻井泵，以及调控组件。调控组件包括总开关阀、精细调节单元，以及震荡单元。其中，总开关阀关闭，流体储罐内的流体通过钻井泵输送至井下。总开关阀打开，精细调节单元通过改变流体的流通面积来调节流体的泄流量。震荡单元对泄流流体施加震荡作用。本装置不仅能够实现自动调节流体的排量，而且能够精细化的调控。本发明专利技术还公开了一种地面流量自动调控方法。法。法。
【技术实现步骤摘要】
地面流量自动调控装置和地面流量自动调控方法
[0001]本专利技术涉及石油钻井领域，具体地涉及一种地面流量自动调控装置，以及使用该装置的地面流量自动调控方法。
技术介绍
[0002]石油钻井的过程中，流体(例如钻井液)的排量不仅是关键的数据参数，而且还是相比于钻压、扭矩等更加稳定的数据参数。因此，如果能够控制相对稳定的流体的排量参数，便可以对井下的工具进行有效地控制。
[0003]CN202021482347.1中公开了一种石油钻井液流量控制装置。在对流量进行调节时，转动下压杆，下压杆在螺纹块上向下移动。由于下压杆的底端活动连接有活动块，转动的过程中，活动块向下移动。此时，活动止水块向下移动并靠近止流块，这样止流块与活动止水块之间的距离减小。由于下压杆在螺纹块上移动到任意范围均能固定住，这样能够调节出油量的大小。该装置能够有效地调节流体的排量。另外，CN201521083493.6等文献披露了相关内容。
[0004]以上这些流量控制装置虽然均能够起到调节流体的排量的目的。但是都无法实现排量的精确调节，无法对井下的工具进行快速、有效的控制。
[0005]因此，在本领域希望提供一种调控装置能够解决上述技术问题。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于提出一种地面流量自动调控装置，该装置不仅能够实现自动调节流体的排量，同时还可以实现精细化的调控。这样一来，就能够对井下的工具进行有效的控制。本专利技术的目的还在于提出一种地面流量自动调控方法。
[0007]根据本专利技术的第一方面，提供了一种地面流量自动调控装置，包括：容纳有流体的流体储罐，用于输送所述流体储罐内的流体至井下的钻井泵，以及与所述钻井泵连通的调控组件，所述调控组件包括总开关阀、与所述总开关阀连接的精细调节单元，以及一端与所述精细调节单元相连，另一端与流体储罐相连的震荡单元，其中，所述调控组件构造成：在初始状态下，所述总开关阀关闭，使得来自所述流体储罐内的流体通过所述钻井泵直接输送至井下；在工作状态下，所述总开关阀打开，所述精细调节单元通过改变所述流体的流通面积以调节流体的泄流量，并且所述震荡单元设置成能够对泄流流体施加震荡作用。
[0008]在一个实施例中，所述震荡单元包括用于接受来自所述精细调节单元的所述流体的进口、用于将所述流体输送回所述流体储罐的出口，以及使所述流体产生震荡的震荡阀。
[0009]在一个实施例中，所述震荡阀包括与外部气源相连的进气管线、由来自所述进气管线的气体推动并用于控制所述出口的开度的活塞机构，以及与所述活塞机构固定连接的弹簧。
[0010]在一个实施例中，所述活塞机构包括活塞杆，以及设置在所述活塞杆两端的第一活塞和第二活塞，其中，所述第一活塞能够在受到气体的推动时克服所述弹簧的作用力而
运动，使得所述第二活塞能够控制所述出口的开度。
[0011]在一个实施例中，所述弹簧构造成使所述第二活塞保持所述出口打开，以及所述气体的推动作用能够克服弹簧的作用而使所述第二活塞关闭所述出口。
[0012]在一个实施例中，其特征在于，所述精细调节单元包括用于调节所述流体的泄流量的精细调节阀，以及用于固定所述精细调节阀的阀座。
[0013]在一个实施例中，所述精细调节阀构造成具有直径渐变的针形结构。
[0014]在一个实施例中，所述精细调节单元包括用于驱动所述精细调节阀沿轴向运动的电机。
[0015]根据本专利技术的第二方面，提供了一种地面流量自动调控方法，包括：步骤一、将根据权利要求1
‑
8中任一项所述的地面流量自动调控装置与井下工具相连；步骤二、关闭所述总开关阀，将所述精细调节单元的开度调节最小，所述震荡单元的开度调节至最大；步骤三、打开所述总开关阀，通过调节所述精细调节阀的开度来调节流体的泄流量；步骤四、通过外部气源向所述震荡单元提供高压气体，使得所述震荡单元对泄流流体产生震荡作用。
[0016]在一个实施例中，通过所述精细调节单元将输送至井下的流体的排量调节至第一预定排量，持续第一时间段后，通过外部气源将所述震荡单元关闭，使得所述流体的泄流量为零，且输送至井下的流体的排量达到大于所述第一预定排量的第二预定排量，持续第二时间段后，通过调节所述外部气源将所述震荡单元再次打开，使得输送至井下的流体的排量回落到至所述第一预定排量，其中，通过所述震荡单元对泄流流体施加震荡作用，使流体能够以震荡变化的排量输送至井下。
附图说明
[0017]下面将结合附图来对本专利技术进行详细地描述，在图中：
[0018]图1示意性显示了根据本专利技术的地面流量自动调控装置的结构示意图。
[0019]图2示意性显示了根据本专利技术的地面流量自动调控装置中调控组件的结构示意图，其具体显示了总开关阀、精细调节单元和震荡单元之间的连通关系。
[0020]在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
[0021]下面将结合附图对本专利技术做进一步说明。
[0022]图1示意性显示了根据本专利技术的地面流量自动调控装置的结构示意图。如图1所示，根据本专利技术的第一方面，提供的地面流量自动调控装置100主要包括容纳有流体的流体储罐10，用于输送流体储罐10内的流体至井下的钻井泵20，以及通过三通管30与钻井泵20连通的调控组件40。
[0023]在本专利技术的一个具体实施例中，流体储罐10内的流体为钻井液。
[0024]如图1所示，钻井泵20的一端伸入流体储罐10内，另一端与三通管30连接。在工作状态下，钻井泵20能够将流体储罐10内的钻井液通过三通管30输送至井下工作的钻机70。钻机70包括通过输送管线与三通管30连接的钻柱71，以及连接在钻柱71的末端处的钻头72。而且，钻机70还与流体储罐10连接，用于将井下的钻井液循环回收至流体储罐10内。
[0025]如图1所述，调控组件40的一端与三通管30连接，另一端与流体储罐10连接，其目
的在于使钻井泵20所输送的钻井液中的一部分泄流回到流体储罐10中，从而调节输送至井下的钻井液的排量。
[0026]图2示意性显示了根据本专利技术的地面流量自动调控装置中调控组件的结构示意图，其具体显示了总开关阀、精细调节单元和震荡单元之间的连通关系。如图2所示，调控组件40包括总开关阀41、与总开关阀41连接的精细调节单元50，以及一端与精细调节单元50相连，另一端与流体储罐10相连的震荡单元60。通过精细调节单元50与震荡单元60的协同配合，使得流入井下的钻井液的排量能够得到有效地调控。
[0027]总开关阀41能够控制地面流量自动调控装置100的开闭，当需要对流入井下的钻井液的排量进行调控时，即可打开总开关阀41，从而利用精细调节单元50与震荡单元60协同作用以实现对流入井下的钻井液的排量调控。
[0028]如图2所示，精细调节单元50包括用于调节流体的泄流量的精细调节阀51，以及用于固定精细调节阀51的阀座52。其中，精细本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种地面流量自动调控装置(100)，包括：容纳有流体的流体储罐(10)，用于输送所述流体储罐(10)内的流体至井下的钻井泵(20)，以及与所述钻井泵(20)连通的调控组件(40)，所述调控组件(50)包括总开关阀(41)、与所述总开关阀(41)连接的精细调节单元(50)，以及一端与所述精细调节单元(50)相连，另一端与流体储罐(10)相连的震荡单元(60)，其中，所述调控组件(40)构造成：在初始状态下，所述总开关阀(41)关闭，使得来自所述流体储罐(10)内的流体通过所述钻井泵(20)直接输送至井下；在工作状态下，所述总开关阀(41)打开，所述精细调节单元(50)通过改变所述流体的流通面积以调节流体的泄流量，并且所述震荡单元(60)设置成能够对泄流流体施加震荡作用。2.根据权利要求1所述的地面流量自动调控装置，其特征在于，所述震荡单元(60)包括用于接受来自所述精细调节单元(50)的所述流体的进口(61)、用于将所述流体输送回所述流体储罐(10)的出口(66)，以及使所述流体产生震荡的震荡阀(62)。3.根据权利要求2所述的地面流量自动调控装置，其特征在于，所述震荡阀(62)包括与外部气源(621)相连的进气管线(63)、由来自所述进气管线(63)的气体推动并用于控制所述出口(66)的开度的活塞机构(64)，以及与所述活塞机构(64)固定连接的弹簧(65)。4.根据权利要求3所述的地面流量自动调控装置，其特征在于，所述活塞机构(64)包括活塞杆(643)，以及设置在所述活塞杆(643)两端的第一活塞(641)和第二活塞(642)，其中，所述第一活塞(641)能够在受到气体的推动时克服所述弹簧(65)的作用力而运动，使得所述第二活塞(642)能够控制所述出口(66)的开度。5.根据权利要求3或4所述的地面流量自动调控装置，其特征在于，所述弹簧(65)构造成使所述第二活塞...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑德帅，金鑫，何青水，牛成成，李梦刚，张洪宝，于玲玲，
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，
类型：发明
国别省市：
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