井控安全系统的制作方法

1.本发明涉及油气田开发技术领域，尤其涉及一种井控安全系统。


背景技术：

2.在油气田开采作业中，例如钻井、生产、修井等作业过程中，为了保证安全作业，则在井口处安装有防喷器，通过关闭防喷器以防止井涌、井喷等事故发生。
3.目前，防止上述事故发生的操作通常是：工作人员现场观测到井口发生溢流等异常现象后，发出警报给司钻，司钻按照相关井控程序来实施关闭防喷器的操作。
4.然而，工作人员现场观测可能会导致发现溢流等异常现象不及时，或者由于经验不足而导致误判等，进而可能会酿成重大安全风险责任事故。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明实施例提供一种井控安全系统，主要目的是能够提高井控风险监测的及时性和准确性。
6.为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
7.本发明实施例提供了一种井控安全系统，包括：
8.监测装置；所述监测装置包括第一监测部，所述第一监测部设置于井下预设位置，用于监测所述井下预设位置的预设监测数据；和/或，所述监测装置包括第二监测部，所述第二监测部设置于井上预设位置，用于监测所述井上预设位置的预设监测数据；
9.监控端，所述监控端与所述监测装置连接，所述监控端用于接收所述监测装置的监测数据。
10.具体地，所述监测装置包括第一监测部时，所述第一监测部的数量为多个，所述井下预设位置的数量为多个，多个所述第一监测部分别设置于多个所述井下预设位置；
11.所述监测装置包括第二监测部时，所述第二监测部的数量为多个，所述井上预设位置的数量为多个，多个所述第二监测部分别设置于多个所述井上预设位置。
12.具体地，所述监控端包括控制器，所述控制器与防喷器控制装置连接，所述控制器用于当接收到所述监测装置的监测数据异常时按预设井控方式控制所述防喷器控制装置关闭防喷器。
13.具体地，所述监控端还包括人机交互及网络接入设备，所述人机交互及网络接入设备与所述控制器连接，所述人机交互及网络接入设备用于当接收到所述监测装置的监测数据异常时发出预设井控方式实施井控准备操作指令给所述控制器，以使所述控制器按照所述预设井控方式控制所述防喷器控制装置关闭所述防喷器。
14.具体地，所述监控端还包括控制台，所述控制台为井控人员的监控操作台；所述控制台与所述人机交互及网络接入设备连接，所述控制台用于接收所述人机交互及网络接入设备发出的预设井控方式实施井控准备操作指令。
15.具体地，所述控制台还用于控制所述人机交互及网络接入设备，以使所述人机交
互及网络接入设备控制所述控制器按照所述预设井控方式控制所述防喷器控制装置关闭所述防喷器。
16.具体地，所述监控端还包括移动终端，所述移动终端与所述人机交互及网络接入设备连接，所述移动终端用于接收所述人机交互及网络接入设备的监测信息。
17.具体地，所述移动终端还用于向所述人机交互及网络接入设备发送第一控制指令，以使所述人机交互及网络接入设备控制所述控制器按照所述预设井控方式控制所述防喷器控制装置关闭所述防喷器；
18.和/或，
19.所述移动终端连接于所述防喷器控制装置，所述移动终端用于向所述防喷器控制装置发送第二控制指令，以控制所述防喷器控制装置关闭所述防喷器。
20.具体地，所述预设井控方式实施井控准备操作指令包括钻中发生溢流的关井准备操作程序，和/或起下钻杆中发生溢流的关井准备操作程序，和/或起下钻铤中发生溢流的关井准备操作程序，和/或空井发生溢流的关井准备操作程序。
21.具体地，上述的井控安全系统还包括：
22.防喷器，所述防喷器为环形防喷器、半封防喷器、全封防喷器、剪切防喷器、放喷防喷器或压井防喷器。
23.本发明实施例提供的一种井控安全系统，通过设置监测装置，即在井下预设位置设置第一监测部和/或在井上预设位置设置第二监测部，用于监测相应的预设监测数据，即监测与井控风险相关的数据，例如通过获取相应的压力、流量、工作画面等监测泥浆溢流、井涌、防喷器控制装置故障信息、井场设备压力值等数据，监测装置将监测到的数据传输到监控端，工作人员可通过监控端及时获取井控情况。其中，通过监测装置对井控风险相关数据进行监测，所得到的数据相比现有技术中人工观测更加准确，且监控端能够及时得到监测装置的监测数据，能够使工作人员及时发现井控风险，提高井控风险监测的及时性和准确性，从而避免安全风险责任事故的发生。
附图说明
24.图1为本发明实施例提供的一种井控安全系统结构示意图。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.如图1所示，本发明实施例提供一种井控安全系统，包括：监测装置1；监测装置1包括第一监测部(图中未示出)，第一监测部设置于井下预设位置，用于监测井下预设位置的预设监测数据；和/或，监测装置1包括第二监测部(图中未示出)，第二监测部设置于井上预设位置，用于监测井上预设位置的预设监测数据；监控端2，监控端2与监测装置1连接，监控端2用于接收监测装置1的监测数据。
27.其中，可以在井上和/或井下设置监测装置1来监测油气井开采过程中溢流、井涌、
井喷、防喷器控制装置故障信息、井场设备压力等数据，可将这些数据发送至监控端2以便使得工作人员及时、准确地获得作业情况，当发生溢流等现象时，可通过监测装置1快速准确监测出异常，使得工作人员及时做出应对措施。
28.其中，监测装置1可以采用传感器、摄像头等，可以设置在井口处，或者井内预设高度的位置，或者井上预设位置；可以通过测量流体压力、流量等数据，或者拍摄井下、井上的作业情况以及井上、井下的作业工具、设备等情况来监测是否有异常。其中传感器可以采用压力传感器、流量传感器、气体传感器等。
29.在井下设置第一监测部，第一监测部可以包括上述传感器、摄像头等，可以悬置于井下预设位置，或者设置在井下作业工具上随着井下作业工具下入到井下预设位置；第一监测部监测井下预设位置的预设监测数据，可以包括井下高危气体含量、流体压力、流体流量、井下作业画面等。第一监测部的选用以及设置位置根据所需监测数据设置即可，此处不做限定。
30.在井上设置第二监测部，第二监测部可以包括上述传感器、摄像头等，可以与井上的管线连接，以测量管线内的流体压力、流量等，或者拍摄井口处、井上设备的工作画面等。第二监测部的选用以及设置位置根据所需监测数据设置即可，此处不做限定。
31.监控端2与监测装置1连接，用于接收监测装置1的监测数据，监测装置1如上所述，可以监测作业过程中发生泥浆溢流、井涌、井喷、防喷器控制装置故障信息、井场设备压力值等关键数据，监测装置1将这些数据传输到监控端2，工作人员可及时通过这些数据获得作业情况，并且当发生异常时能够及时做出应对措施。
32.本发明实施例提供的一种井控安全系统，通过设置监测装置1，即在井下预设位置设置第一监测部和/或在井上预设位置设置第二监测部，用于监测相应的预设监测数据，即监测与井控风险相关的数据，例如通过获取相应的压力、流量、工作画面等监测泥浆溢流、井涌、防喷器控制装置故障信息、井场设备压力值等数据，监测装置1将监测到的数据传输到监控端2，工作人员可通过监控端2及时获取井控情况。其中，通过监测装置1对井控风险相关数据进行监测，所得到的数据相比现有技术中人工观测更加准确，且监控端2能够及时得到监测装置1的监测数据，能够使工作人员及时发现井控风险，提高井控风险监测的及时性和准确性，从而避免安全风险责任事故的发生。
33.具体地，监测装置1包括第一监测部时，第一监测部的数量为多个，井下预设位置的数量为多个，多个第一监测部分别设置于多个井下预设位置；监测装置1包括第二监测部时，第二监测部的数量为多个，井上预设位置的数量为多个，多个第二监测部分别设置于多个井上预设位置。其中，第一监测部和第二监测部可分别设置多个，根据监测需求选用多个不同的传感器、摄像头等，以使测得的数据更加全面、准确，多个第一监测部和第二监测部可分别设置多个不同的位置，以更加全面地测得更多数据，从而更好地保证井控安全。
34.具体地，监控端2包括控制器21，控制器21与防喷器控制装置3连接，控制器21用于当接收到监测装置1的监测数据异常时按预设井控方式控制防喷器控制装置3关闭防喷器4。其中，防喷器控制装置3用于控制防喷器4的启闭，例如防喷器控制装置3可以设计为包括电磁阀31和与该电磁阀31相连的三位四通转阀32，当控制器21接收到监测装置1的监测数据异常时，即可能发生井控风险时，控制器21可以根据该监测数据对应的预设井控方式控制电磁阀31动作，以使三位四通转阀32的气缸33通气，带动三位四通转阀32手柄换向关闭
防喷器4。其中，预设井控方式是按照现场作业的要求，在关闭防喷器4之前，需要进行预设井控方式实施井控准备操作，该预设井控方式实施井控准备操作有多种，需要根据井控要求进行相应的设定。本实施例中，可在控制器21中预先设定好井控方式，实施井控准备操作，之后再控制防喷器控制装置3将防喷器4关闭，并非简单直接的关闭防喷器4，而是实现自动监测和控制更加智能化。同时，当监测端接收到监测装置1的监测数据异常时，工作人员也可通过监测端及时知晓并做出应对措施。
35.具体地，监控端2还包括人机交互及网络接入设备22，人机交互及网络接入设备22与控制器21连接，人机交互及网络接入设备22用于当接收到监测装置1的监测数据异常时发出预设井控方式实施井控准备操作指令给控制器21，以使控制器21按照预设井控方式控制防喷器控制装置3关闭防喷器4。其中，人机交互及网络接入设备22可包括计算机、工控机等。人机交互及网络接入设备22可接收监测装置1的监测数据，当监测数据异常时，例如监测到发送溢流或井涌时，人机交互及网络接入设备22给控制器21发送相应指令，以使控制器21按照预设井控方式控制防喷器控制装置3关闭防喷器。采用人机交互及网络接入设备22可以便于工作人员通过人机交互屏幕更加直接获得监测数据，并可通过人机交互及网络接入设备22对控制器21进行自动控制或人工控制，人机交互及网络接入设备22可以给控制器21发送指令，使按照预设井控方式控制防喷器控制装置3关闭防喷器，或者，也可工作人员按预设井控方式实施井控准备操作后再关闭防喷器4。人机交互及网络接入设备22使得监测数据更加清晰直观，监控操作更加便捷、多样化。
36.具体地，监控端2还包括控制台23，控制台23为井控人员的监控操作台；控制台23与人机交互及网络接入设备22连接，控制台23用于接收人机交互及网络接入设备22发出的预设井控方式实施井控准备操作指令。其中，可将人机交互及网络接入设备22接收到的监测数据传输到控制台23，使在控制台23的井控人员及时获得监测数据，并且当监测数据异常时，人机交互及网络接入设备22向控制台23发出相应指令，指示按预设井控方式实施井控准备操作，在控制台23的井控人员可及时通知现场工作人员进行相应操作，且在控制台23的井控人员可持续监控。
37.具体地，控制台23还用于控制人机交互及网络接入设备22，以使人机交互及网络接入设备22控制控制器21按照预设井控方式控制防喷器控制装置3关闭防喷器。其中，在控制台23的井控人员可以通过在控制台23操作，给人机交互及网络接入设备22发送控制指令，以使人机交互及网络接入设备22控制控制器21，使控制器21按照预设井控方式控制防喷器控制装置3关闭防喷器。在控制台23的井控人员可以方便、及时对人机交互及网络接入设备22进行远程操控，以保证井控风险监测及时，进而避免安全风险责任事故的发生。
38.具体地，监控端2还包括移动终端24，移动终端24与人机交互及网络接入设备22连接，移动终端24用于接收人机交互及网络接入设备22的监测信息。其中，工作人员可手持移动终端24，随时通过移动终端24了解人机交互及网络接入设备22收到的监测信息，方便工作人员随时随地对井控风险进行监测，一旦监测到异常，工作人员能够及时得知且采取应对措施。
39.具体地，移动终端24还用于向人机交互及网络接入设备22发送第一控制指令，以使人机交互及网络接入设备22控制控制器21按照预设井控方式控制防喷器控制装置3关闭防喷器4。其中，当工作人员通过移动终端24获知监测异常时，可先按预设多种井控方式实
施井控准备操作，然后关闭防喷器4；工作人员也可操作移动终端24向人机交互及网络接入设备22发送第一控制指令，使人机交互及网络接入设备22控制控制器21按照预设井控方式控制防喷器控制装置3关闭防喷器4。实现移动终端24远程控制人机交互及网络接入设备22，能够更加及时进行安全井控操作。
40.具体地，移动终端24连接于防喷器控制装置3，移动终端24用于向防喷器控制装置3发送第二控制指令，以控制防喷器控制装置3关闭防喷器。工作人员可操作移动终端24直接控制防喷器控制装置3，使防喷器控制装置3关闭防喷器4，可以保证更加便捷、及时关闭防喷器4。
41.其中，移动终端24可登录云端服务器25对井口防喷器4进行井控实时控制，通过获取防喷器控制装置3的参数信息对防喷器控制装置3进行故障诊断及维护，并可动态浏览作业过程中的设备参数、压力等信息。
42.具体地，预设井控方式实施井控准备操作指令包括钻中发生溢流的关井准备操作程序，和/或起下钻杆中发生溢流的关井准备操作程序，和/或起下钻铤中发生溢流的关井准备操作程序，和/或空井发生溢流的关井准备操作程序。根据上述关井准备操作程序在控制器21中设置相应的井控方式，以实现在不同阶段进行不同的井控准备操作。
43.本发明实施例的井控安全系统还包括：防喷器4，防喷器4为环形防喷器、半封防喷器、全封防喷器、剪切防喷器、放喷防喷器或压井防喷器。
44.本发明实施例提供的一种井控安全系统，通过设置监测装置1，即在井下预设位置设置第一监测部和/或在井上预设位置设置第二监测部，用于监测相应的预设监测数据，即监测与井控风险相关的数据，例如通过获取相应的压力、流量、工作画面等监测泥浆溢流、井涌、防喷器控制装置3故障信息、井场设备压力值等数据，监测装置1将监测到的数据传输到监控端2，包括控制器21和人机交互及网络接入设备22，工作人员可通过监控端2及时获取井控情况；当控制器21或人机交互及网络接入设备22监测到发生溢流或井涌等异常情况时，根据异常情况相应的按预设井控方式实施井控准备操作，可以在控制器21中设置预设井控方式，或者由工作人员来操作，之后通过防喷器控制装置3控制防喷器关闭；在控制台23的井控人员通过控制台23接收到人机交互及网络接入设备22发送的监测数据，并可通过在控制台23上操作远程控制人机交互及网络接入设备22，以进行安全井控操作；工作人员可通过移动终端24接收到人机交互及网络接入设备22发送的监测数据，并可通过在移动终端24上操作远程控制人机交互及网络接入设备22和防喷器控制装置3，以进行安全井控操作。本发明实施例通过监测装置1对井控风险相关数据进行监测，所得到的数据相比现有技术中人工观测更加准确，且监控端2能够及时得到监测装置1的监测数据，能够使工作人员及时发现井控风险，提高井控风险监测的及时性和准确性，从而避免安全风险责任事故的发生。
45.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。