[发明专利]一种起钻连续灌浆装置及方法

说明书

本发明提供了一种起钻连续灌浆装置及方法。所述装置包括执行系统和控制系统，执行系统包括：第一存储单元、动力单元、分流单元和第二存储单元，第一存储单元存储泥浆；动力单元获取第一存储单元中的泥浆；分流单元将泥浆分流；第二存储单元能够接收泥浆；控制系统包括：计算单元和分流控制单元，计算单元能够计算泥浆实时灌入量；分流控制单元能够调整灌入井口泥浆的流量。所述方法包括：将泥浆分流；将分流后的泥浆注入起钻井内；根据起钻时出井钻具的情况，计算出泥浆实时灌入量；根据所述计算出的泥浆实时灌入量来调整第二路泥浆的流量。本发明的有益效果可包括：能够解决现有技术无法定量描述溢漏状况、监测误差大、误报率高的问题。

技术领域

本发明涉及钻井溢漏监测技术领域，具体地，涉及一种起钻连续灌浆装置及方法。

背景技术

目前，起钻溢漏监测现状是：每起出1柱钻铤或3～5柱钻杆，人工打开灌浆泵将灌浆罐内泥浆泵入井内，人工观察记录钻柱起出体积和泥浆灌入体积是否一致，若泥浆灌入体积偏小，则判断为溢流，若泥浆灌入体积偏大则判断为井漏。此外，由于灌浆罐容积较小，还需要定时由循环罐向灌浆罐内补浆。因此，现有作业方式属于间断性起钻操作，不能连续性实施溢漏监测，且无法定量描述溢漏程度。

为及时发现溢漏情况，现有的解决方案有：

(1)增加现场灌浆泵的远程启停控制，通过监测罐内钻井液体积变化、井口返出钻井液流量和钻具出井体积，进行综合对比，由此判断井漏、井涌，然而现场井口返出钻井液量，流量传感器不易测量，导致系统监测误差大；

(2)增加液位传感器、压力传感器，实现起下钻溢漏监测，传感器间的容积大于依次钻柱起出量，若压力传感器无信号则井漏，若未灌浆液位传感器有信号，则溢流，然而仍是离散式灌浆，且井漏、溢流是一种定性描述，无法定量分析；

(3)增加三种井口液位传感器，将出口槽改造成U型结构，加装两种流量计，根据起下钻状态，自动灌浆，并通过液位高度和返出流量，判断溢漏，然而U型管易堆积岩屑，长时间工作可靠性待验证，且现场设备改动大，安装复杂；

(4)单独成撬，撬上主要安装有泵、电机、电磁流量计、阀门及电控箱，在起下钻时，通过灌浆泵定时向井内灌入泥浆，通过监测灌注时间和溢流管流动时间，与理论计算的时间值进行对比，以发出井涌、井漏的警报，然而需要人为事先设定灌浆的间隔时间和理论时间，无法根据工况自动调节，且在现场实际使用过程中，受钻井液性能影响，理论时间存在差异，误报率高。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种起钻连续灌浆装置及方法。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种起钻连续灌浆装置。所述装置可包括执行系统和控制系统，其中，执行系统可包括：按照泥浆流向井口方向依次设置的第一存储单元、动力单元和分流单元，以及第二存储单元，其中，第一存储单元能够存储泥浆；动力单元能够获取第一存储单元中的泥浆；分流单元能够将动力单元流出的泥浆分为第一路泥浆和第二路泥浆，其中，第一路泥浆能够返回至第一存储单元，第二路泥浆灌入井口；第二存储单元能够接收从井口排出的泥浆；控制系统可包括：计算单元和分流控制单元，其中，计算单元能够根据起钻时出井钻具的情况，计算出泥浆实时灌入量；分流控制单元能够根据所述泥浆实时灌入量来调整分流单元分出的第二路泥浆的流量。

在本发明的起钻连续灌浆装置的一个示例性实施例中，所述计算单元可包括：钻具记录模块、数据采集模块、出井钻具体积计算模块和泥浆计算模块，其中，

钻具记录模块记录有入井钻具参数，钻具参数包括钻具类型和钻具尺寸；

数据采集模块能够采集录井数据，录井数据包括大钩和顶驱高度中的至少一种、以及钻头位置数据；

出井钻具体积计算模块能够根据入井钻具参数和录井数据，得到钻具出井体积；