[發明專利]液/氣雙介質連續循環控制系統、實現方法和鉆井系統

有效

• 申請號: 201310313609.X
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN103362466A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 賈銀鴿;張武輦;郭德琳
• 申請（專利權）人: 深圳市遠東石油鉆采工程有限公司
• 主分類號: E21B21/12
• 分類號: E21B21/12;E21B21/14
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所 44268
• 代理人: 王永文;楊宏

技術領域

本發明涉及連續循環鉆井技術領域，尤其涉及一種液/氣雙介質連續循環控制系統、實現方法和鉆井系統。

背景技術

石油鉆井是指石油工人在經過勘探含油的地方利用專用設備和技術，在預先選定的地表位置處，向下或一側鉆出一定直徑的孔眼，一直達到地下油氣層的工作。石油鉆井被譽為石油工業的鑰匙，也表明了鉆井在石油工業的關鍵地位。從勘探階段找油找氣，到開發生產油氣階段，直至油氣田增產階段的實施，都必須經鉆井來實現。

在鉆井過程接立柱(或單根)，或起下鉆作業中鉆柱上扣卸扣時保持井內循環介質(泥漿或氣體等)正常循環的技術稱連續循環鉆井技術。

連續循環鉆井技術使井底壓力保持恒定，不會產生或少發生壓力激動問題，是MPDT鉆井技術一種新方法。它解決鉆進過程中上卸扣因停泵開泵而產生的井下壓力激動，造成井底壓力失衡多變的問題。同時，避免因停泵泥漿靜止沉沙造成巖屑床或卡鉆等問題。

目前，連續循環鉆井技術有兩種裝備系統：一種是美國Varco公司開發的CCS系統；另一種是ENI集團開發的ECD系統。其中，ECD系統在2006年IADC年會上被授予：“世界石油工程技術創新特別貢獻獎”，該新技術開始在全世界引起重視。

連續循環鉆井技術的應用范圍十分廣泛：用于深水超深水鉆井、用于大位移井鉆井、欠平衡鉆井、對付易噴易漏井等。總之，連續循環鉆井技術對于保持井眼壓力穩定，防止井下垮塌，井漏，井涌井噴等復雜情況的發生，保證鉆井作業的安全順利實施，提高鉆井時效，降低鉆井成本，有著重要意義。特別是一些復雜工藝井，必須利用連續循環技術才能完成鉆井作業，連續循環鉆井技術是鉆井技術和工藝上一大進步，該技術無疑將得到廣泛的應用。該項技術在國外都還僅是少數國家掌握的技術。據文獻介紹，一般可以縮短鉆井周期?20-40%的時間，大大降低鉆井成本，特別是保證井下安全有著不可替代的作用。

現有的連續循環鉆井技術采用循環泥漿作為介質，如專利號ZL201110130139.4的《一種石油鉆井用不間斷循環短接及其連續循環泥漿方法》中所描述的，利用循環泥漿的壓力自動關閉側向常閉單流閥上方的自動中心閘閥，從而連續保持了井眼壓力的穩定。

然而，現有的連續循環鉆井技術中，必須使用泥漿作為循環介質，而且，對于泥漿的品質要求較高，無疑增加了整個鉆井的成本；同時，當循環泥漿出現問題時，循環中斷容易造成井下復雜問題。

有鑒于此，現有技術有待改進和提高。

發明內容

鑒于現有技術的不足，本發明目的在于提供一種液/氣雙介質連續循環控制系統、實現方法和鉆井系統。旨在解決現有技術中連續循環鉆井技術僅采用泥漿作為循環介質造成的成本高、效率偏低等問題。

本發明的技術方案如下：

一種循環鉆井系統的液/氣雙介質連續循環控制系統，其中，包括：

執行裝置，用于為循環介質提供正循環、側循環通道及轉換功能以及壓力釋放功能?；

控制裝置，用于通過輸入的用戶指令控制正循環及側循環的互相轉換及壓力釋放；

液/氣雙介質連續循環短接，用于實現正循環及側循環的自動轉換；

通過所述液/氣雙介質連續循環控制系統控制連續循環短接在不同鉆井工況下，根據需要實現正循環、側循環的轉換：正循環時側循環自動關閉和密封，側循環時正循環自動關閉和密封，從而循環介質始終處于連續循環狀態。

所述的循環鉆井系統的液/氣雙介質連續循環控制系統，其中，所述執行裝置進一步包括：若干個相互連接的單流閥、旋塞閥及管匯系統。

所述的循環鉆井系統的液/氣雙介質連續循環控制系統，其中，還包括緩沖過濾裝置，所述緩沖過濾裝置連接所述管匯系統。

所述的循環鉆井系統的液/氣雙介質連續循環控制系統，其中，還包括與執行裝置連接的用于將多余的氣體或液體介質排出的泄壓裝置。

所述的循環鉆井系統的液/氣雙介質連續循環控制系統，其中，所述控制裝置為液壓控制柜。

所述的液/氣雙介質連續循環短接，其中還包括：

液/氣雙介質橡膠及金屬雙密封常開中心蓋板閥；

液/氣雙介質橡膠及金屬雙密封常閉側面蓋板閥。

一種循環鉆井系統，其中，包括所述的液/氣雙介質連續循環控制系統。

所述的循環鉆井系統，其中，還包括：

氣體動力裝置，用于將空氣轉化為循環介質；

液體動力裝置，用于將泥漿轉化為循環介質；

氣液混合裝置，用于將壓縮氣體和液體進行均勻混合；