[实用新型]一种新型控压钻井系统

说明书

技术领域

本实用新型属于油气田钻井压力控制领域，具体涉及一种新型控压钻井系统。

背景技术

近几年，为了解决在复杂地质条件地区钻井的难题，国内在欠平衡钻井基础上，研发了精细控压钻井技术。目前，国内几家机构研发的常规精细控压钻井系统陆续进入钻井阶段。

常规精细控压钻井系统在控制压力范围上具有它的局限性。影响井底压力的因素包括井口压力、泥浆密度、泥浆本身性能以及循环速度等，其中泥浆密度影响最大。常规精细控压钻井系统只能将泥浆密度的调节范围控制在水密度之上。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种新型控压钻井系统，以解决传统的精细控压钻井系统因不能扩大泥浆密度窗口下限，而不能满足发生严重井漏后，进一步降低泥浆密度的钻井要求等技术问题。

本实用新型实现上述发明目的所采用的技术方案如下：

一种新型控压钻井系统，包括钻杆、随钻压力测量工具和钻头；在钻杆的井口部设有井口四通、闸板防喷器、环形防喷器和旋转防喷器；所述旋转防喷器的输出经自动节流管汇后，一路由液气分离器将气体输出点燃，另一路由振动筛至固控设备再至泥浆池；所述泥浆池经泥浆泵和压井管汇与井口四通泥浆输入端连接，井筒四通的输出通过自动节流管汇或节流管汇与所述液气分离器和所述振动筛连接；钻杆的井口输入端通过泥浆泵与泥浆池连接，还通过增压机、压缩机与制氮机连接。

本实用新型与现有技术相比，具有的有益效果是：

1、与常规钻井、欠平衡钻井技术相比，在进行正常钻进、接单根、起下钻等工况时,能够通过迅速调节井口回压的方法,使井底始终处于稳定状态，保护油田储层。

2、与常规精细控压钻井系统相比，增加了注入氮气的功能，能够通过注入氮气的方法，使井筒环空泥浆密度远低于水的密度，增强了调节泥浆密度窗口的能力，扩大泥浆密度窗口下限值，创造了仅通过常规精细控压钻井系统无法完成的控压条件，有利于处理严重井漏的现象。在处理严重井漏问题上更具优势，不仅具备常规精细控压钻井技术的所有功能，而且实现了控制井筒当量循环密度在水密度以下的目标。

附图说明

图1是本实用新型的新型控压钻井系统原理图。

具体实施方式

本实用新型的原理及组成参见图1所示。一种新型控压钻井系统，包括：制氮机、压缩机、增压机、泥浆泵、回压泵系统、自动节流管汇、节流管汇、压井管汇、旋转防喷器、环形防喷器、闸板防喷器、井口四通、钻杆、随钻压力测量工具、钻头、液气分离器、振动筛、固控设备、管线和阀件等。所述旋转防喷器的输出经自动节流管汇后，一路由液气分离器将气体输出点燃，另一路由振动筛至固控设备再至泥浆池；所述泥浆池经泥浆泵和压井管汇与井口四通泥浆输入端连接，井筒四通的输出通过自动节流管汇或节流管汇与所述液气分离器和所述振动筛连接；钻杆的井口输入端通过泥浆泵与泥浆池连接，还通过增压机、压缩机与制氮机连接。

当钻井过程发生严重井漏后，调节井口回压值至零，同时逐渐稀释泥浆，使泥浆密度降至接近水的密度，循环泥浆后，仍旧存在井漏现象，那么常规精细控压钻井控制压力手段失效。为了解决常规精细控压钻井泥浆密度窗口下限的局限性，启动制氮机、压缩机、增压机等设备，向钻柱内部注入氮气，经循环泥浆后，达到进一步降低井筒泥浆密度的目的，能够使系统内的循环当量密度远低于水的密度，打破泥浆密度窗口下限的局限性，阻止井漏继续发生，创造继续控压钻井的条件。

本实用新型不仅具有常规精细控压钻井的功能，而且具备向钻柱内部注入氮气，进一步降低井筒环空泥浆密度的能力。通过注入氮气，控制气体的排量，使井筒环空泥浆密度大幅度降低，达到控制泥浆密度窗口下限值的目的，使控压钻井技术适用范围更广。

本实用新型与常规精细控压钻井系统控压手段基本相同，只是在处理井漏问题时，更具优势。在控压过程中，如果发生严重井漏，加入水逐渐稀释泥浆进行循环，并逐渐降低井口回压值，直至为零,泥浆密度逐渐接近水的密度，仍旧存在井漏，通过常规精细控压钻井调节手段失效，不能进行控压钻井。这时启动制氮机、压缩机、增压机等设备，打开氮气注入管道上的阀门，向钻柱内注入氮气，循环一段时间后，使井筒环空内形成气液混合流体。通过控制注入氮气的排量，达到控制井筒内当量循环密度的目的。继续注入氮气，降低井筒环空气液混合流体的密度，循环稳定后，观察井漏是否停止，如果不停止，则加大氮气排量，如果停止，则说明气液混合流体密度在安全密度窗口内。这时，继续保持氮气排量不变，根据采集到的信息，判断井底状态，确定氮气注入的排量。调节自动节流管汇，在井口施加回压，使用井口压力补偿因泥浆密度变化引起井底压力变化的跳动值，维持井底稳定的状态，达到控制压力的目的。这时，钻头应迅速通过井漏地层。通过井漏地层后，根据判断井底状态，再确定停止注入氮气的时间，重新建立精细控制井筒环空压力剖面的条件，实施控压钻井。