[实用新型]一种用于深水的无隔水管气举反循环钻井系统

说明书

本实用新型涉及一种用于深水的无隔水管气举反循环钻井系统，包括泥浆注入系统和气举反循环取心钻进系统；所述泥浆注入系统包括依次连接的重返锥、注入管道、泥浆注入泵和泥浆罐；所述气举反循环取心钻进系统包括空气压缩机、气水龙头、双壁钻杆、气水混合器和单壁钻杆，空气压缩机与气水龙头连接，气水龙头下端与双壁钻杆连接，双壁钻杆的下端与气水混合器分别连接，气水混合器的下端与单壁钻杆连接，所述重返锥设置在钻杆连接的外壁上。本实用新型无需隔水措施，实现钻进中泥浆循环和保护井壁，可应用于任意水深；采用气举反循环原理输送岩心和岩屑，降低施工时间和成本；降低对泥浆注入泵的要求，可靠性好。

技术领域

本实用新型涉及油气钻探技术领域，具体是一种用于深水的无隔水管气举反循环钻井系统。

背景技术

如今，涉及到油气勘探的水深是越来越深，钻井深度甚至超过几千米，常规的海洋深水钻井中，通常采用隔水管正循环闭路钻井或者无隔水管正循环开路钻井的方法，以上现有的钻井系统均存在不足： 1)采用隔水管钻井系统配套复杂、操作复杂，载荷作用在井口软地层，影响井口稳定性，且常规隔水管内保持泥浆(亦称钻井液)闭路循环时，造成了泥浆循环压降增大，对狭窄空间密度窗口施工造成极大的制约，对闭路钻井井口密封性要求非常严格，并且遇突发情况的紧急解脱程序复杂，风险高；2)使用常规开路正循环回转，开路钻井泥浆从船上通过钻杆流至钻头处，通过水眼流出至钻杆与井壁间的环空，环空无闭循环，泥浆直接从井口排到海水中，不仅泥浆消耗量非常大，泥浆成本高，而且钻井液直接排海造成污染环境；如果是反循环钻井系统，现有方法常用泵压反循环，需要大功率的注入泵系统将泥浆源源不断地注入到环空，然后通过钻井液携带岩屑从钻头进入钻杆直至返出，这就要对注入泵的能力提出很高的要求，如果运用到深海，需要流经几千米的水深，这样的注入泵提供的动力携带岩屑流经几千米返出显得非常困难，成本和风险更高；3)井壁尤其井口处容易受到泥浆冲击，稳定性得不到有效保障，并且泥浆流速不足，导致钻孔中的岩屑携带效果差，易造成卡钻，岩心容易掉块，岩心样品的质量难以保证；4)气举反循环技术通常应用于陆地水文地质井、水井经常用到，但是这些井深度只有几百米，而深海环境下，需要克服几千米的沿程阻力，常规配置难以满足深海要求。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种基于循环钻井液的无隔水管快速取心钻井系统，其能够解决深水环境下钻井难的问题，特别是要求注入泵能量高的问题。

本实用新型的技术方案为：一种用于深水的无隔水管气举反循环钻井系统，其特征在于：包括泥浆注入系统和气举反循环取心钻进系统；所述泥浆注入系统包括依次连接的重返锥、注入管道、泥浆注入泵和泥浆罐；所述气举反循环取心钻进系统包括空气压缩机、气水龙头、双壁钻杆气水混合器和单壁钻杆，空气压缩机与气水龙头的上端连接，双壁钻杆的上端和气水龙头的下端连接，双壁钻杆的下端和气水混合器的上端连接，气水混合器的下端与单壁钻杆连接，所述单壁钻杆与取心钻头连接，单壁钻杆从重返锥的中腔穿过，重返锥的内壁与单壁钻杆的外壁之间形成环空区域；所述气水龙头的上端与顶驱连接，顶驱通过管道与取样装置连接，取样装置用于存储获取的岩心样品；空气压缩机通过双壁钻杆外管与气水混合器之间形成气通路，泥浆注入泵与气水混合器之间形成泥浆流通通道,气水混合器通过双壁钻杆内管与取样装置形成通路。

进一步地，所述注入管道上设有流量控制阀，用于控制注入管道内流程的泥浆压力和流量。

进一步地，所述重返锥上设有防喷器。

进一步地，所述空气压缩机与气水龙头之间设有进气逆止阀，用于防止压缩空气逆向流动。

进一步地，所述顶驱通过顶驱上的接口与管道连接，管道与取样装置连接，顶驱与接口的连接处设有用于防止泥浆喷出的防喷接头。

本实用新型的有益效果为：

(1)无需专门的隔水措施，可实现钻进中泥浆循环和保护井壁，且可应用于任意水深，即使水深超过几千米，也仍可以正常使用；