[发明专利]泥浆和固井设备系统的集成

说明书

本发明公开了泥浆和固井设备系统的集成。一种井操作设施，包括第一泵，用于将泥浆和水泥输送到井孔；第二泵，用于将泥浆输送到井孔；第三泵，用于将泥浆输送到井孔；入口歧管，其联接至每个泵，用于将泥浆和/或水泥输送至泵；以及排出歧管，其联接至各个泵，用于在一压力下输送泥浆和/或水泥。在一些实施例中，第一泵、第二泵和第三泵被构造成彼此隔离并且被串联、并联或彼此备用地使用。

本文献基于并要求于2017年9月25日提交的美国专利申请序列号：15/714,488的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及泥浆和固井设备系统的集成。

背景技术

勘探、钻井和完井油气井通常是复杂、费时且最终非常昂贵的工作。在其中操作或生产现场的构造或环境带来增加的挑战的某些钻井和完井操作的情况下，这可能尤其如此。

在某些钻井操作中，操作环境可能带来若干自然挑战，从而极大地影响操作费用。在陆地钻井的情况下，通常会采取措施减少开支，例如将设备和设备空间保持在最低限度。也就是说，对于给定的陆地操作，所需设备数量或类型以及必要住宿的任何增加，都会导致陆地设置和操作费用的大幅增加。在某些情况下，可以通过限制使用的设备来节省开支。但是，即使在设备选择方面做出了某些牺牲，在陆上操作中仍需要冗余和最大程度地设备使用。

与大多数钻机一样，陆地钻机通常包括泥浆泵送组件和水泥泵送组件以及大量其他钻井设备。特别地，这些组件交替地用于完成地下井并为其提供套管。即，当钻头向下推进以形成并延伸至地下以下的井孔时，泥浆泵送组件被用于相对于前进的钻头附近的位置提供流体并清除碎屑。一旦用钻头将井孔钻至所需的深度，泥浆循环将暂时停止，同时钻头和相关的钻杆将带回地面。然后可将一段井孔套管向下推进到井孔中。一旦井孔套管正确定位并且泥浆循环终止，就可以操作水泥泵组件将水泥浆泵送通过井孔，从而将井孔套管固定到位。然后可以重复该过程，直到完成所需深度的井为止。即，进一步的钻井、泥浆循环和附加的井孔套管的前进可以继续，如随后所述的通过随后的固井和套管的固定来周期性地中断。

考虑到在不正确的完井阶段水泥浆或泥浆污染的潜在灾难性后果，每个系统已使其设备都分别维护和隔离。

发明内容

提供该概述是为了介绍一些构思的选择，这些构思将在下面的详细描述中进一步描述。该概述不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在用于帮助限制所要求保护的主题的范围。

在一个方面，本公开的实施例涉及一种井操作设施，该井操作设施包括第一泵，用于将泥浆和水泥输送到井孔；第二泵，用于将泥浆输送到井孔；第三泵，用于将泥浆输送到井孔；入口歧管，联接至每个泵，用于将泥浆和/或水泥输送至泵；以及排出歧管，联接至各个泵，用于在一压力下输送泥浆和/或水泥。在一些实施例中，第一泵、第二泵和第三泵被构造成彼此隔离并且被串联、并联或彼此备用地使用。

在另一方面，本公开的实施例涉及一种将流体输送到井孔的方法。该方法可以包括在第一排出压力下通过泵将泥浆或水泥之一泵送到井孔，使水循环通过泵以清洁第一泵，以及在第二排出压力下通过泵将泥浆或水泥中的另一个泵送到井孔。

在另一方面，本公开的实施例涉及一种将流体混合并泵送至井中的方法。该方法可以包括通过单个泵控制流体流入到井中，该流体为泥浆流体或水泥流体，顺序地执行对流体的所述控制步骤，使得泥浆流体和水泥流体通过单泵被顺序地置于井中。

在另一方面，本公开的实施例涉及一种用于执行泥浆和固井操作的钻井系统的计算机化控制系统。该系统可以包括与泵系统通信的通信设备、与通信设备通信的处理设备。在一些实施例中，处理设备被配置为存储泵系统的数据，配置泵系统的设置，包括泥浆操作和固井操作，以及在泥浆操作和固井操作之间切换泵系统。

附图说明

图1示出了根据一实施例的用于将一种或多种流体输送到井孔的井操作过程的框图；