[发明专利]一种隔水管充气双梯度钻井控制压力的装置

说明书

本发明公开了一种隔水管充气双梯度钻井控制压力的装置，由上部隔水管、上注气通道、平衡连通装置、下注气通道、钻杆、下部隔水管、防喷器、海底高压泵、稳压器、紧急切断电磁阀C、闭锁装置、高压液压油输送管和钻井平台组成，所述上部隔水管由钻进平台向下延伸，下部隔水管由闭锁装置向下延伸，闭锁装置上有高压液压油输送管；所述平衡连通装置上端口连接闭锁装置上方上部隔水管，下端口连接闭锁装置下方下部隔水管；所述防喷器设置在海底井口处；所述所述海底高压泵管路有紧急切断电磁阀C，海底高压泵上有降压管路和增压管路。本装置能及时、精确的控制井底压力，适应多变的实际工程情况，保证深海钻井安全进行。

技术领域

本发明专利涉及海洋深水钻井过程中的一种隔水管充气双梯度钻井控制压力的装置。

背景技术

随着我国对海洋石油与天然气勘探开发力度的加大，各种复杂地区钻井问题日益增多，在这些地区应用常规的钻井技术可能会导致出现很多钻井问题：压漏地层造成大量的钻井液漏失、井喷事故、卡钻和其它井下复杂事故；同时，也会对产层造成损害。特别是钻井的过程中时常漏失大量钻井液，甚至漏失失返并造成井喷事故，造成巨大的财产损失与人员伤害。此外，在我国很多地区钻井，其非作业钻井时间发生的安全问题也主要是由井漏、井喷及其它井下复杂事故所引起的。

双梯度钻井技术中钻井液液面系统隔水管中压力的控制是双梯度钻井作业首要考虑的问题，如果处理不当，则会对作业人员、钻机和钻井设备构成极大威胁。尤其是当井下出现紧急情况，需要实时调压时，如何很好的控制和调节隔水管充气双梯度钻井的压力对于工程实际应用具有重要的意义。申请号为： CN200710123135.7的中国发明专利，通过调节随钻注入接头注入口的大小，将随钻注入接头内、外管之间的低密度流体注入钻杆和井眼之间环空，在井筒环空中形成至少两个不同的压力梯度实现控压。但是随钻分离注入装置专利中提到的同时采用多个随钻分离注入接头更是难以实现，该发明专利采用的钻杆是双壁钻杆，随钻注入接头也是一具有内、外管的双壁钻杆段，结构复杂，维修保养起来十分困难。申请号为：CN201510438335.6的中国发明专利，引入了旋转分离器、防喷器、带有海底泵组的回流管线、压紧管线、注入管线、控制管线和节流管线，通过两次循环实现压井。但该专利中提到的旋转分离器制造工艺复杂，实际应用困难，已经不属于双梯度钻井的主流研究方向。防喷器与管线的功能设计复杂，可靠性问题不容易保证，且只能实现压井单一功能，难以应对复杂多变的真实工程情况。

当前实现双梯度钻井控压的方案结构复杂、功能单一、工程实际应用价值不高。主要表现在：引入了随钻分离注入装置，但该装置有分离效果不明显、结构复杂以及容易失效等先天缺陷，目前已经不属于双梯度钻井的主要研究方向。传统的隔水管充气双梯度钻井采用单注气通道，对于井底压力的控制完全取决于充入的空气量大小。相对于长距离的井段，充入的空气量无法在短时间内快速有效改变井底压力，更无法对时刻变换不定的工程实际情况做出及时有效的反应。目前亟待一种能够适应多变的工程实际情况，做出快速、精确的进行双梯度钻井井底压力控制的设备。

因此，为了解决这些问题，本专利提出一种新的控制方法，通过引入闭锁装置和平衡连通装置，配合海底高压泵，上注气通道和下注气通道。实现了快速、精确的控制隔水管充气双梯度钻井井底压力，并且能够很好的适应溢流、井涌和井漏等多变的实际工程情况，使得钻井更加安全、可靠。

发明内容