[發明專利]用于施加井口回壓的雙節流控制泥漿泵分流管匯及其方法

有效

• 申請號: 201210337203.0
• 申請日: 2012-09-13
• 公開（公告）號: CN102828712A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 孫寶江;王志遠;孫文超;周翔;高永海;李昊
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(華東);金湖奧爾機械有限公司
• 主分類號: E21B21/12
• 分類號: E21B21/12;E21B21/10;E21B21/08
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技術領域

本發明屬于石油鉆探技術領域，涉及一種控壓鉆井方法，特別涉及一種用于施加井口回壓的雙節流控制泥漿泵分流管匯和方法。

背景技術

目前，隨著深水油氣勘探開發規模的不斷擴大和陸上更復雜地層勘探開發活動的日益增多，深水環境和深部地層的地質條件越來越復雜。地層破裂壓力和孔隙壓力之間的窗口往往較窄，鉆井過程中常會遇到噴、漏、卡、塌等井下復雜情況甚至漏噴同存的情況，不僅延長了鉆井周期，增加了鉆井成本，而且帶來了嚴重的安全環保問題。因而，如何預防復雜地層中噴、漏、卡、塌等復雜情況的產生，安全高效地鉆穿窄密度窗口的復雜地層，同時有效減小鉆井過程中鉆井液對儲層的傷害，已經成為當今鉆井行業的技術熱點和提高經濟效益的關鍵。

控制壓力鉆井技術是近幾年發展起來的一項新鉆井技術，是一種用于精確控制整個井筒環空壓力剖面的改進鉆井程序。該技術為解決復雜地層的安全鉆進問題提供了一個新的解決方案，非常適宜在鉆井液安全密度窗口較窄的地層作業，是當今鉆井技術發展的重大進步。實踐證明，該技術能有效減少井漏、井涌、壓差卡鉆、井壁失穩等鉆井復雜和鉆井事故，簡化操作，縮短鉆井周期，提高鉆井效率，降低鉆井成本。

控壓鉆井的核心就是對井底壓力進行精確控制，將井底壓力控制在安全密度口之內，保證鉆進與停鉆等一系列作業的順利安全進行。常規控壓鉆井中使用回壓泵幫助鉆井液進入地面管線建立地面循環，來施加環空回壓，調整井底壓力。鉆井過程中，回壓泵要一直運轉待命，以達到需要時迅速施加井口回壓、調整井底壓力的目的，耗費了大量能源。

常規控壓鉆井作業過程中所面臨的挑戰是，在接單根和起/下鉆過程中的壓力控制問題，即如何保證井底壓力的平穩恒定。接單根和起/下鉆實際上是停泵、停止循環和開泵、開始正常循環的動態切換過程。控壓鉆井要求在開泵和停泵過程中鉆井泵按照規定泵沖數分步開泵和停泵，實現井眼內鉆井液按規定階梯式增加和減少，但電動鉆機特別是機械鉆機的開泵和停泵無法精確控制，導致井底壓力控制的連續性和穩定性普遍較差，井底壓力控制不準確。

使用回壓泵施加井口回壓的局限性還包括：鉆井系統中增加額外的回壓泵，不僅增加成本(包括維護成本)，而且需要占用更多的場地；由于回壓泵失效、裝卸和復雜性增加所帶來的額外作業，造成非生產時間增加，鉆井成本升高；回壓泵的泄漏可能造成污染。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提出一種用于施加井口回壓的雙節流控制泥漿泵分流管匯和方法，通過鉆井液分流的方式來施加井口回壓，不依賴回壓泵幫助鉆井液進入地面管線施加井口回壓。

本發明所采取的技術方案如下所述：

一種雙節流控制泥漿泵分流管匯，包括主管、管匯四通、第一分流管線、第二分流管線和第三分流管線；其特征在于：管匯四通分別連接主管、第一分流管線、第二分流管線和第三分流管線；主管上安裝有壓力計；第一分流管線上安裝有第一截止閥和第一節流閥，第二分流管線上安裝有第二截止閥和第二節流閥，第三分流管線上安裝有第三截止閥。

優選的，第一截止閥位于第一節流閥和管匯四通之間；第二截止閥位于第二節流閥和管匯四通之間。

利用雙節流控制泥漿泵分流管匯施加井口回壓的控壓鉆井系統，包括主管、管匯四通、第一分流管線、第二分流管線和第三分流管線、主節流管匯、輔助節流管匯、振動篩、多相分離器、泥漿罐、泥漿泵；其特征在于：輔助節流管匯包括輔助節流管線、手動平板閥、第三節流閥；管匯四通分別連接主管、第一分流管線、第二分流管線和第三分流管線；主管上安裝有壓力計；第一分流管線上安裝有第一截止閥和第一節流閥，第二分流管線上安裝有第二截止閥和第二節流閥，第三分流管線上安裝有第三截止閥；主管的一端與管匯四通相連、另一端與泥漿泵的排液端相連，泥漿泵的進液端通過泥漿泵進液管線與泥漿罐相連；管匯四通通過第一分流管線與立管相連；管匯四通通過第二分流管線與泥漿罐相連；三通分別連接第三分流管線、輔助節流管線和第一管線，三通通過第三分流管線與管匯四通相連，第一管線上安裝有單向閥，單向閥的入口靠近三通，輔助節流管線上安裝有第三節流閥和手動平板閥，旋轉控制裝置通過鉆井液返出管線與主節流管匯相連，主節流管匯通過第二管線與質量流量計相連，質量流量計通過第六管線與振動篩相連，振動篩通過篩后排液管線與泥漿罐相連；第六管線上靠近振動篩端設有氣控平板閥；第一管線的末端與鉆井液返出管線相連，輔助節流管線的末端與第二管線相連；多相分離器通過第三管線與第六管線相連，多相分離器通過多相分離器排液管線與泥漿罐相連。

優選的，第一截止閥位于第一節流閥和管匯四通之間；第二截止閥位于第二節流閥和管匯四通之間。