技術領域：

一種欠平衡鉆井用節流控制裝置，用于石油天然氣勘探開發使用欠平衡鉆井過程中的井口壓力自動控制，屬于石油天然氣鉆井裝備制造技術領域。

背景技術：

在石油天然氣勘探開發鉆井過程中，特別是采用欠平衡的鉆井方式實施鉆井的過程中，為了鉆井過程中采用的介質不破壞井下產層的原始狀態或者不污染井下的產油產氣層，用于鉆井的介質的質量就要等于或者小于地下的流體質量，在這種情況下，當打開油氣儲層的時候，由于進入井內的鉆井介質的質量比井內流體的質量輕，所以井下產層中高于鉆井介質質量的石油或者天然氣就會向上沖出地面，為了保證鉆井的安全，所以進入井下的鉆井介質和井下產層中的流體需要有控制地返出地面，目前在實施欠平衡鉆井過程中為了有控制的進行欠平衡鉆井施工，主要采用的方法和裝備是在地面安裝節流管匯，通過控制節流管匯中的節流閥開度和其他控制閥門實現對井下高壓流體有控制的排放，目前這些技術的缺點是：仍采用手動控制節流閥的開度，使井內鉆井液等壓力流體的有控制的返出，這些工作主要是由工人在鉆井施工的過程中頻繁手動調節節流閥閥芯的開度實現的，目前的方式由于是人工的方式，很難判斷閥芯開度的精確位置，特別是在緊急的情況下，由于神經處于高度的緊張，還有可能出現失誤，使井口壓力控制不準，導致壓力波動大，而且，人員在緊急情況下進入管匯進行操作還容易發生人身的危險。

實用新型內容：

本實用新型的目的是針對現有技術的缺點，采用遠程集中控制節流閥的方式，設計一種能夠根據設定參數自動調節節流閥開度，具有自動控制井內返出的鉆井液等流體的欠平衡鉆井用節流控制裝置。

本實用新型是這樣實現的：本實用新型包括節流和控制裝置，節流裝置由節流閥構成，包括液動和手動節流閥，液動節流閥設置在井口管匯前端的一邊，控制裝置包括液壓泵、儲能器、油箱、液壓傳感器和執行器，執行器的一端連接儲能器和油箱，另一端連接液動節流閥；設置在井口管匯前端另一邊的手動節流閥處于常關狀態，由液動節流閥按照設定的參數實現井下液體的自動控制；液壓泵包括一個氣動液壓泵和一個手動液壓泵，液壓泵的吸液端與油箱連接，其出液端與儲能器連接，儲能器的出液端連接執行器的進液端，在執行器中設置有控制電腦，執行器由管線連接液動節流閥液缸的開啟和關閉兩端上，由線纜連接在液動節流閥的液壓傳感器上；液動節流閥和手動節流閥的閥芯具有壓力緩沖機構，壓力緩沖機構的閥芯中有一個由彈簧構成的緩沖裝置；本實用新型通過外接氣源給氣動液壓泵提供動力，氣動液壓泵產生的高壓油儲存在儲能器里，當氣動泵出現故障時也可以通過手動液壓泵產生高壓油為儲能器增壓，當需要時，根據設定的參數，儲能器中的高壓油可分別進入液動節流閥液缸的開啟腔或關閉腔，達到控制節流閥開度的目的；設置在液動節流閥上的液壓傳感器與執行器連接，當井里返出的鉆井液等流體進入節流閥時，產生的壓力信號傳給執行器中的控制電腦，控制電腦經過分析自動控制進入液動節流閥液缸的油量，調節閥芯的開度，使井里返出的鉆井液等流體的壓力差恒定在設定值內。

本實用新型的有益效果是：設置的節流和控制裝置具有壓力采集和控制的功能，可以實現欠平衡鉆井時井內返出的鉆井液等流體在設定壓力范圍內自動控制的目的，而不需要人工頻繁的操作管理，而且是遠程的操作，不但可以達到恒定控制井內流體的目的還不會對操作人員造成危險；帶有壓力緩沖機構的液動節流閥可以在設定壓力參數的范圍內對井下流體的壓力波動實現小范圍的自動調節，具有減緩對閥芯沖刷的作用；當控制裝置出現故障時，可利用設置在節流管匯另一側的手動節流閥調節井口鉆井液等流體在一定回壓范圍，繼續欠平衡鉆井作業井口回壓控制。

附圖說明：

圖1是本實用新型安裝布置和節流閥的局部剖視圖。

具體實施方式：

下面結合附圖給出本實用新型的實施例：本實用新型包括節流和控制裝置，節流裝置由液動節流閥構成，包括一個液動節流閥12和一個手動節流閥，液動節流閥12設置在井口前端四通的一邊，手動節流閥設置在井口管匯前端四通的另一邊；控制裝置包括液壓泵、儲能器1、油箱3、液壓傳感器11和執行器7，執行器7的一端通過管線5和6連接儲能器1和油箱3，另一端連接液動節流閥12，液壓泵包括一個氣動液壓泵2和一個手動液壓泵4，氣動液壓泵2由外部供氣產生動力，液壓泵的吸液端與油箱3連接，出液端與儲能器1連接，正常施工時，手動節流閥處于常關狀態，由液動節流閥12自動按照設定的參數實現井下液體的自動控制；在執行器7中設置有可以編程的控制電腦，執行器7由管線8和9連接液動節流閥12開啟和關閉液缸的兩端，由線纜10連接在液動節流閥12的液壓傳感器11上；所述的液動和手動節流閥的閥芯14具有壓力緩沖機構13，壓力緩沖機構13的閥芯14中有一個由彈簧構成的緩沖裝置，壓力緩沖機構13可以起到降低井口回壓的壓力波動，提高閥芯14抗鉆井液等高壓流體的沖刺能力和使用壽命；本實用新型通過外接氣源給氣動液壓泵2提供動力，氣動液壓泵2產生的高壓油儲存在儲能器1里，當氣動液壓泵2出現故障時也可以通過手動液壓泵4產生高壓油為儲能器1增壓，當需要時，根據設定的參數，儲能器1中的高壓油可分別進入液動節流閥12液缸的開啟腔或關閉腔，控制節流閥的開度，回油通過管線6回流到油箱3中；設置在液動節流閥12上的液壓傳感器11通過線纜10與執行器7連接，當井里返出的鉆井液等流體進入液動節流閥12時，液動節流閥12的閥芯14產生一定的阻擋作用，如果形成的壓力差高于或低于欠平衡鉆井工藝技術要求設定值時，壓力信號會傳入執行器7中，信號通過控制電腦的辨別，接通儲能器1通向液動節流閥12的通道，儲能器1中的高壓油進入液動節流閥12的液缸，推動液動節流閥12的液缸活塞作相應移動，調節液動節流閥12閥芯14的開度，使井里返出的鉆井液等流體的壓力差恒定在設定值內，由于井下的高壓流體在撞上液動節流閥12的閥芯14時會產生較大的沖擊力和波動，因此，設置在閥芯14中的壓力緩沖機構13在緩沖裝置的作用下會使閥芯14自動做上下調整，減緩這種沖擊力和波動，當液動節流閥或者控制裝置出現故障時，可通過手動節流閥繼續欠平衡鉆井作業時的井口回壓控制。