自动灌注钻井液系统：设计原理与应用

起钻灌钻井液装置基本上有两类，一类是重力灌注式，另一类是自动灌注式。

当起钻时，要监控钻井液注入井眼内，保持井眼充满，检查是否存在抽吸压力影响过大，及时发现井涌。监控注入量常用方法有数泵冲；或用起下钻计量罐，最精确的测量注入量的方法是用起下钻计量罐，计量罐体积较小，刻有计量钻井液的标度，体积（2～3m3）。

1.重力灌注式

一种简单的重力式灌注罐，计量罐安装在井口附近位置较高，起钻时当井内液面下降后，司钻打开注入阀，计量罐中的钻井液借助其出口高于井口，利用钻井液的重力将钻井液注入井内，保持井内液面高度。当井眼灌满钻井液时关闭注入阀，记录使用的钻井液量。认真记录核实灌入量与钻杆替代量是否相等。

2.自动灌注式（反循环式）

由传感器，电控柜，显示箱和灌注系统组成，其工作原理是：安装在高架液槽上的传感器把井筒液流信号转化为电信号输至电控柜中，由电子控制系统指挥灌注系统，按预定时间向井内灌注钻井液并能自动计量和自动停灌，预报井涌和井漏。自动灌注钻井液装置的组成与井场安装情况如图2-9-5所示。

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图2-9-5　自动灌注钻井液装置组成与布置示意图

液流传感器装设在返回钻井液的高架管上。液流传感器的结构、原理与钻井参数仪表中返回钻井液流量仪的一次仪表相同，它可以将井筒灌满情况、溢流情况及井漏情况用电讯号传输到钻台上的自灌装置报警箱。

自灌装置报警箱装设在钻台上，报警箱面板上装有显示电源、灌注、井涌、井漏4个不同颜色的指示灯及音响报警器，向操作人员显示灌浆情况与报警。电控柜与砂泵安装在钻井液罐附近。电控柜用来调定灌注间隔定时、井涌定时、井漏定时、音响时限等工作参数。

灌注间隔定时在4～48min范围内选择，调定时间继电器。电泵按间隔定时，自动往井筒灌浆。待钻井液自井口返出后，液流传感器的档板被液流冲击抬起，砂泵随即断电停灌。砂泵灌浆时，报警箱上灌注灯亮（绿灯），砂泵停灌则灯熄。

井涌定时在10～120s范围内选择，通常按30s调定时间继电器。当砂泵按灌注间隔定时启动灌浆，钻井液自井口返出，砂泵停灌后井口仍有钻井液返出，这种情况表明油气井有溢流发生。这时，液流传感器的档板将继续被液流冲击抬起，持续时间达到30s时报警箱上井涌灯亮（红灯），同时电笛长鸣报警。

井漏定时在1～12min范围内选择，调定时间继电器。当砂泵按灌注间隔定时启动灌浆而井口始终无钻井液返出，砂泵连续运转达到所调定的时间时会自动停灌，报警箱上井漏灯亮（黄灯），同时电笛长鸣报警。

音响定时在10～120s范围内选择，通常按30s调定时间继电器。