控压钻井自动节流管汇压力调节特性研究.pdf

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1、第42卷第2期石油钻探技术Vo1．，12NO．22O14年3月PFTR()LEUMDRIIIIN(TECHNlQUESM，{r．．2Ol1．．“973”计划专题doi：10．3969／j．issn．1001—0890．2014．02．004控压钻井自动节流管汇压力调节特性研究张涛。，李军，柳贡慧，席岩，孙立升。(1．中国石油大学(北京)机械与储运工程学院，北京102249；2．中国石油大学(北京)石油工程学院，北京102249；3．中国石油西气东输管道公司山西管路处，山西太原030001)摘要：现代控压钻井作业中，依靠自动节流管汇施加和控制井口回压，从而间接控制井底压力。但由于阀

2、门的压力调节特性与阀门开度存在较大的非线性，常规节流管汇很难通过单个节流阀实现全开度范围内的精确调节。为了提高控制精度，利用节流阀工作的3个状态，建立了压力调节特性与流量调节特性的对应关系，进而建立了节流管汇的压力调节特性模型，并对压力调节精度及流量对压力调节特性的影响进行了分析。研究分析表明，现有节流阀压力调节特性呈现一定非线性；通过优化阀芯可以增大节流阀的有效工作区间，但不能完全消除超调区间；钻井液排量对节流阀的压力调节特性影响较大，设计节流管汇时应考虑排量问题。关键词：控制压力钻井节流管汇节流阀钻井液流量压力控制中图分类号：TE927文献标识码：A文章编号：1001—089

3、O(2014)02—0018—05PressureRegulationCharacteristicsofAutomaticChokeManifoldinManagedPressureDrillingZhangTao，LiJun。，LiuGonghui，XiYan，SunLisheng3(1．CollegeofMechanicaland丁r＆s户0rn￡oEngineering，ChinaUniversityofPetroleum(Beijing)，Beijing，102249，China；2．CollegeofPetroleumEngineering，ChinaUniversit

4、yofPetroleum(Bei—jing)，Beijing，102249，China；3．ShanariPipelineDivision，CNPCW5—EastGasPipelineCompany，Taiyuan，Shanxi，030001，China)Abstract：Inmodernmanagedpressuredrillingoperation，automaticchokemanifoldiSusedtoprovideandcontrolwellheadbackpressure80astocontrolformationpressure．Duetothenonlinear

5、relationshipbetweenregulatingpressureandchokevalveopening，itisdifficulttoadjustthechokevalveaccuratelybyasinglechokevalvewithinthescopeoffullopeninginconventionalchokemanifold．Inordertoenhancecon—trollingprecision，thecorrespondingrelationofpressureregulationperformanceandflowratewasestab—lish

6、edbasedonthethreeworkingstatesofchokevalve，themodelofpressureregulationperformancewasalsodeveloped．Byanalyzingthepressureadjustingprecisionandtheeffectofflowrateonpressureregula—tionperformance。itiSconsideredthatpressureregulationperformanceofchokevalveiSsomewhatnon-linear．optimizationofvalve

7、corecanincreaseitseffectiveworkingrange．butitcan’teliminatesuper—adjUS—tingscope，theflowrateofdrillingfluidshasagreateffectonpressureregulationperformanceofchokevalve，theflowrateshouldbepaidgreatattentionwhendesigningthechokemanifold．Keywords