Система управления процессом очистки буровых растворов Советский патент 1984 года по МПК E21B21/06 

Изобретение относится к очистке буровых растворов от выбуренной породы и газа при бурении скважин.

Известно устройство контроля газонефтепроявлений при бурении скважин 1.

Известна система автоматического управления процессом очистки буровых растворов, содержащая вибросито, емкость успокоительную, устройство для промывки сетки, датчик уровня, электромагнитный клапан на водопроводе устройства для промывки сетки и реле времени 2.

Недостатками данной системы являются: отсутствие непрерывного контроля за содержанием газа в буровом растворе, в результате фактическая плотность бурового раствора не соответствует его истинной плотности, что приводит к грубым ошибкам при определении давления гидростатического столба раствора в скважине, при этом исключается равновесное состояние в скважине между пластовым давлением и давлением гидростатического столба, что в итоге приводит к газопроявлениям и к другим аварийным ситуациям;

несоответствие истинной плотности бурового раствора с фактической плотностью побуждает буровиков к дополнительному утяжелению бурового раствора, а это, в свою очередь, приводит к неоправданному увеличению расхода дорогостоящего утяжелителя - барита.

Наиболее близкой к изобретению является система управления процессом очистки буровых растворов, содержащая желоб, вибрационное сито, гидроциклонную установку, дегазатор с камерами для газированного и дегазированного растворов 3.

Недостатками известной системы являются низкое качество очистки из-за отсутствия непрерывного контроля за содержанием газа в буровом растворе, наличие ручного труда по обслуживанию дегазатора и низкий уровень безопасности бурения скважины.

Целью изобретения является повыщение качества очистки путем непрерывного контроля за загазованностью бурового раствора и поддержание ее на заданном уровне.

Указанная цель достигается тем, что система управления процессом очистки буровых растворов, содержащая желоб, вибрационное сито, гидроциклонную установку, дегазатор с камерами для газированного и дегазированного растворов, снабжена блоком управления и прибором для определения загазованности бурового р-аствора, первичный преобразователь которого подключен к входу аналого-дискретного преобразователя, выход которого через блок управления связан с дегазатором и двумя трехходовыми клапанами, соединяющими желоб с камерами для газированногои дегазированного раствора.

На чертеже изображена схема предлагаемой системы управления процессом очистки буровых растворов.

Система управления процессом очистки буровых растворов состоит из вибросита I с успокоительной емкостью 2, отстойника 3 с шламоудалителем 4, желоба 5 с управляо емыми трехходовыми клапанами 6 и 7, камер 8 и 9 газированного и дегазированного бурового р-астворов, дегазатора 10, гидроциклонной установки 11, прибора 12 для определения загазованности бурового растс вора с первичным преобразователем 13, выполненным в виде сельсин-датчика, аналого-дискретного преобразователя 14 и блока 15 автоматического управления. Всасывающий трубопровод прибора 12 для определения загазованности бурового раст0 вора соединен с успокоительной емкостью 2, а его нагнетательный трубопровод - с желобом 5.

Система управления процессом очистки буровых растворов работает следующим 5 образом.

Буровой раствор, содержащий выбуренную породу, из скважины поступает в успокоительную емкость 2, а из нее - на фильтрующую сетку вибросита 1. Очищенный растn вор, содержащий частицы выбуренной породы меньще размеров ячеек фильтрующей сетки вибросита 1, поступает в отстойник 3, где подвергается седиментационной очистке. Осевщие в нем твердые частицы выбуренной породы удаляются из него шламоудали5 телем 4, а очищенный раствор из отстойника 3 поступает в желоб 5, из него при необходимости - в гидроциклонную установку 11 и далее через приемную емкость (не показана) в скважину. Постоянно рабо- -. тающий прибор 12 для определения загазованности бурового раствора закачивает из успокоительной емкости 2 раствор, определяет наличие в нем нерастворенного газа и передает информацию на пульт бурильщика. В случае, если загазованность бурово5 го раствора превышает установленную норму, например 2%, сигнал с первичного преобразователя 13 через аналого-дискретный преобразователь 14 и блок 15 автоматического управления поступает на управляемые клапаны 6 и 7 и дегазатор 10. При этом клапаны 6 и 7 открываются, а дегазатор 10 включается, буровой раствор из желоба 5 поступает через клапан 6 в камеру 8 для газированного раствора, откуда закачивается дегазатором 10, дегазируется в нем

5 и сливается в камеру 9 для дегазированного раствора, откуда раствор через клапан 7 возвращается в желоб 5 и направляется в приемную емкость, а из нее - в скважину.

При достижении загазованности бурового раствора величины, равной 10%, включается предупредительная световая сигнализация, установленная на пульте бурильщика, а при 15% загазованности бурового раствора включается аварийная звуковая сигнализация.

Предупредительная и аварийная сигнализация предназначены для своевременного предупреждения обслуживающего буровую установку персонала о надвигающейся аварийной ситуации.

После того, как раствор будет дегазирован и загазованность его станет в пределах нормы, а именно ниже 2%, сигнал с первичного преобразователя 13 прибора 12 для

определения за1азованности бурового раствора через аналого-дискретный преобразователь 14 и блок 15 автоматического управления поступает па клапаны 6 и 7 и дегазатор 10. Клапаны 6 и 7 закрываются, дегазатор 10 выключается, раствор минуя камеры 8 и 9. по желобу 5 направляется в приемную емкость и из нее - в скважину. Использование предлагаемой системы позволяет автоматически поддержива,ть заданный уровень загазованности бурового раствора, что исключает перерасходы дорогостоящего утяжелителя, вызванные искажением истинной плотности бурового раствора его загазованностью, превышакэщей заданный уровень.

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОЧИСТКИ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ, содержащая желоб, вибрационное сито, гидроциклонную установку, дегазатор с камерами для газированного и дегазированного растворов, отличающаяся тем, что, с целью повышения-качества очистки путем непрерывного контроля за загазованностью бурового раствора и поддержания ее на заданном уровне, она снабжена блоком управления и прибором для определения загазованности бурового раствора, первичный преобразователь которого подключён к входу аналого-дискретного преобразователя, выход которого через блок управления связан с дегазатором и двумя трехходовыми клапанами, соединяющими желоб с камерами для газированного и дегазированного растворов. Ф (Л О СО