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陆上动态环空压力控制系统dd-【新闻】

发布时间:2021-04-09 02:10:57 阅读: 来源:灌浆料厂家

陆上动态环空压力控制系统

动态环空压力控制(DAPC)系统由斯伦贝谢旗下At Balance公司开发,是实现精细控压的全自动闭环系统,通过施加一个可控环空井口压力来保持恒定的井底压力,根据压力波动对井底压力进行实时控制,连续自动维持设计的井底压力值,扩大孔隙压力/破裂压力梯度窗口。DAPC系统由节流管汇、回压泵和一体化压力控制系统三部分组成。节流管汇包括一个高性能起动钻井节流阀、上游节流阀、下游节流阀、止回阀和高压管线接口。在节流管汇之上安装有止回阀,其作用是防止井筒流体回流至回压泵。回压泵是一种三缸泵,与节流管汇连接,如系统检测到井筒流量不足以维持所要求施加的回压时(例如接单根和起下钻过程中),则会自动开启回压泵。一体化压力控制主要用于控制节流管汇、回压泵和液压操作,监控作业过程以及传输数据。

自开发成功以来,DAPC系统已成功应用于墨西哥湾Mars、北海Kvitebjorn等油田,在高成本的海上作业中发挥了重要的作用。但常规的DAPC系统设计由于存在体积大、成本高、安装慢、操作难等因素,一直不能适应陆上钻井应用。为此,At Balance公司对该系统进行了改进,开发了陆上DAPC系统。

陆上DAPC系统的开发始于对节流技术的研究。过去MPD系统中的DAPC节流管汇一般使用方位节流阀,然而这种节流阀的最快的全过程关闭时间为17~20s,为了使节流阀的关闭速度更快,研究人员选用了M-ISWACO的SAC压力平衡阀,这种阀门不仅可以自动调节压力,而且可以在5秒或更短的时间内完全关闭。

新系统重点通过缩减节流管汇的节流阀和旁路管线数量减小整个系统的体积和重量,并通过改进控制系统的操作使操作效率大幅提升。改进后系统的首要作用仍是维持井底压力(BHP)的恒定。控制系统和实时水力模型将大量的钻井参数(包括井口压力、井眼几何形状、泥浆特性以及钻井泵振动频率等)汇总到一起,通过计算确定当量循环密度(ECD)的变化和静态BHP数据。在动态环境下,通过调整节流阀操作确保施加准确的回压,保持BHP在特定的窗口内。

陆上DAPC系统响应速度和准确性更高、占地面积更小、系统的移动性能更好(图1)。2007年首次在得克萨斯Wharton County的一口陆上井中进行了现场试验,解决了该地区窄密度窗口的钻井难题。2009年,壳牌公司在南得克萨斯的McAllen-Pharr气田使用该设备进行控压一套管钻井,解决了该陆上衰竭气田因地层压力预测困难导致的井涌、漏失、卡钻事故频繁问题,同时大幅节约了设备安装时间与应急方案实施成本。

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