[發明專利]BHA浪涌減壓系統

在審

• 申請號: 201280077947.1
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN104968884A
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發明（設計）人: A·K·昂特
• 申請（專利權）人: 哈利伯頓能源服務公司
• 主分類號: E21B21/08
• 分類號: E21B21/08
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷;聶慧荃

技術領域

本公開涉及一種用于適應在來自海上平臺的起下鉆程序中在鉆柱的底部鉆孔組件(BHA)處所經歷的浪涌和抽汲的裝置和方法。更具體地，本公開提供了一種浪涌減壓系統，該浪涌減壓系統由與鉆頭相鄰的鉆柱支撐以最小化對作為在起下鉆程序期間平臺的移動的結果而可能經歷的對地層的損害。

背景技術

海上油氣鉆井通過兩大類型的鉆井平臺中的一種來完成，所述兩大類型的鉆井平臺即：由海床支撐的平臺，諸如固定式鉆機和頂舉式鉆機；或浮在水面附近或浮在水面上的平臺，諸如鉆船、立柱式平臺、半潛式鉆井平臺等。雖然根據這些類型的鉆井平臺所進行的鉆井操作是類似的，但是存在至少一項主要差別：浮式平臺隨著海的波浪和風而移動，而固定式或頂舉式鉆機保持固定至海床。

在利用這些類型的平臺的鉆井中，由波浪和風引起的鉆井平臺的移動呈現出獨特的問題。在這些問題當中，最常見的是在鉆井期間鉆柱上的升沉，即，在鉆井操作期間鉆柱隨波浪的上下移動。具體地，隨著浮式鉆機上下移動，在鉆機下方延伸的鉆柱也將上下移動，相應地，處于鉆柱端部的鉆頭在它接觸地層時將移動。為了讓鉆頭盡可能有效地執行，鉆頭上所需的或最佳重量(“WOB”)，即，施加到鉆頭的向下力必須盡可能保持恒定。然而，在船或鉆機騎到波浪的波峰時，升沉從鉆頭移除重量，并且在船或鉆機向下騎到波浪之間的波谷中時，升沉將重量放回到鉆頭上。這種施加在鉆頭上的力的波動嚴重妨害操作員的鉆探井眼的能力。

為了補償與升沉相關聯的該問題，浮動鉆井平臺裝備有升沉補償系統。升沉補償系統通常為有源升沉絞車系統或作為鉆井架的不可分割的部分或直接安裝在游動滑車的延伸部上的系統的形式。這樣的系統旨在鉆井操作期間提供保護免受升沉效應以確保維持適當的WOB。

到目前為止，一直很少(如果有的話)關注在將鉆柱下放到井眼中以及從井眼起出時鉆柱上的升沉效應。鉆柱，具體地，底部鉆孔組件和鉆頭在被移動下鉆和起出時將經歷向上和向下運動。這將導致鉆頭和BHA充當井眼中流體上的活塞，驅使井眼流體在周圍的地層上產生浪涌和抽汲效應。隨著波浪運動將鉆柱向下驅動到井眼中，通過將井眼流體壓迫到地層中而替代地對地層施加超壓，這些效應會嚴重地損害地層，在這種情況下，在向上拉拔鉆柱時，由于減小的井眼壓力，鉆柱在井眼中被向上拉，井眼流體浪涌到地層中并且將地層流體強制地從地層吸出到井眼中。在井眼操作中，抽汲大致被認為是有害的，因為它會導致反沖和井眼穩定性問題。

因此，所需的是最小化在將鉆柱下放到井眼中以及從井眼中起出時由鉆柱上的升沉引起的抽汲和浪涌效應的系統。

附圖說明

圖1示出鉆柱將受到來自升沉的浪涌和抽汲效應的浮式平臺。

圖2示出鉆柱中的浪涌減壓系統。

圖3示出具有泥漿馬達的鉆柱中的浪涌減壓系統。

具體實施方式

前述公開內容可以在各示例中重復附圖標記和/或字母。該重復是為了簡單和清晰目的并且在本質上不決定所討論的各實施方案和/或構造之間的關系。此外，為了描述的方便，在本文中可以使用空間相對術語，諸如“在下方”、“下方”、“下”“上方”“上”、“井上”、“井下”等來描述如圖中所示的一個元件或結構與另一個(多個)元件或結構的關系。除圖中描述的定向之外，空間相對術語旨在包括在使用或操作中裝置的不同定向。例如，如果圖中的裝置被倒置，則被描述為在其它元件或結構“下方”或“下面”的元件因此將被定向為在另一元件或結構的“上方”。因此，示例性術語“下方”可以包括上方和下方的定向兩者。裝置可以另外被定向(旋轉90度或在其它定向上)，因此，可以以同樣的方式解釋在本文中所使用的空間相對敘述語。

參照圖1，示出大致浮在水體14的水面12處的浮式鉆井平臺10。井眼16從海床20延伸到地層18中并且包括被布置在其中的井眼流體22。鉆柱24從平臺10向下延伸并且到井眼16中。鉆柱24大致包括底部鉆孔組件(“BHA”)26和鉆頭28。在圖1的圖示中，本領域的普通技術人員應當理解，因為鉆頭28未與地層18接合，所以鉆柱24被示出為處于將鉆柱24下放到井眼16中或從井眼起出期間。