用于精细控压钻井的电动节流压力控制系统设计

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1、2013生第42卷石油矿场机械第4期第22页FIELDEQUIPMENT2013，42(4)：22～25文章编号：1001—3482(2013)04—0022—04用于精细控压钻井的电动节流压力控制系统设计孙泽秋，金业权。，孙文俊，李强(1．中国石化石油工程技术研究院德州大陆架石油工程技术有限公司，山东德州253005；2．中国石油大学(华东)石油工程学院，山东青岛266580)摘要：精细控制压力钻井技术是针对狭窄压力窗口而发展起来的，节流压力控制系统是其关键技术之一。现有的节流压力控制系统大多采用液动控制方式，存在3方面不足。提出了电动节流压力控制系

2、统设计方案。并对各功能模块进行了详细设计。通过对电动执行器与节流阀的力学分析，证明方案可行，并对电动执行器进行了优选和合理性验证。该系统克服了传统液压控制的不足，可以用于精细控压钻井作业的节流压力控制。关键词：精细控压钻井；控制系统；电动执行器；节流阀；PLC中图分类号：TE927文献标识码：AElectricThrottlePressureDrillingControlSystemResearchforthePreciseManagedPressureDrillingSUNZe—qiu．JINYe—quan。，SUNWen—jun，LIQiang(1

3、．SheZfoilPPtroZeumEquipment＆ServicesCo．，Ltd．，SINOPECResearchInstituteofPPtr0leumEgneering，Dezhou253005，China；2．CollegeofPetroleumEngineering，ChinUniversitv0fPetroleum，Qingdao266580，China)Abstract：Preciesemanagedpressuredrillingtechnologyisdevelopedbynarrowwindowpressure·Throttle

4、Dfessurecontrolsystemisoneofthekeytechnologiesofpreciesemanagedpressuredrill—ing．Theexistingthrottlingcontrolsystemmostlyusedishydrauliccontrolmethod，andshortageexistsinthreeaspects．Theelectricthrottlepressuredrillingcontrolsystemisproposedfortheprecisemanagedpressuredrillingand

5、thefunctionalmodulesofthedetaileddesignareproposedas、MelLThroughtheanalysisofelectricactuatorswadthemechanicsofthethrottle，thefeasibilityofthesolutionsisvermed．Theelectricactuatoroptimizationandrationalityisverified．Thissys—temovercomesthedrawbackoftheexistinghydrauliccontrolsys

6、temandcanbeusedforfinecon—trolpressuredrillingthewellback—pressureaccuratecontro1．Keywords：preciesemanagedpressuredrilling；controlsystem；electricactuators；throttlevalve；PLC在复杂地层中钻井，由于破裂压力(漏失压力)狭窄压力窗口地层的钻井，精细控制压力钻井技术与地层孔隙压力(坍塌压力)之间的压力窗口狭窄，(PrecieseManagedPressureDrillingTechnolog

7、y)使用常规的钻井方法会出现溢流或井漏等复杂情是针对狭窄压力窗口情况而发展起来的一项钻井工况]。常规的近平衡压力钻井方式已不再适合于艺技术。。收稿日期：2012—10—22作者简介：孙~r)((1987一)，男，山东聊城人，硕士，主要从事固井工具的研发和现场技术服务工作，E-mail：szq@shelfoil·com。第42卷第4期孙泽秋，等：用于精细控压钻井的电动节流压力控制系统设计节流压力控制系统是精细控压钻井的关键技术信号。之一，通过控制节流阀的开度来控制井口压力，最终4)采用温度传感器将分离器出口的钻井液温达到快速控制井底压力在安全范围内波动的

8、目的。度信号变送为4～2OmA电流信号。目前常用的节流控制方式有“PID+比例伺服阀”和1．2