[發明專利]關于浮動閥保持打開裝置及其方法或其改進

在審

• 申請號: 201380047870.8
• 申請日: 2013-09-04
• 公開（公告）號: CN104822896A
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發明（設計）人: 馬克·格拉哈姆·霍韋爾
• 申請（專利權）人: 轉換浮動控股有限公司
• 主分類號: E21B34/12
• 分類號: E21B34/12;E21B34/14;E21B43/12;E21B21/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王艷江;郎志濤

技術領域

本發明涉及用于烴類儲層、水儲層和地熱儲層的井眼的鉆井作業。

特別地，本發明為能夠在鉆柱中保持多個浮動閥打開的裝置。

背景技術

當鉆鑿井眼——作為鉆井作業的一部分(與完井作業不同)——時，通常在鉆柱中使用浮動閥。浮動閥允許沿一個方向流動而不允許沿另一方向流動。

浮動閥允許沿著鉆柱向下泵送流體。當沿著鉆柱向下的流體流動停止時，浮動閥關閉。浮動閥下方的比浮動閥上方的壓力更高的壓力保持浮動閥關閉。因而防止了流體沿鉆柱向上反向移動。這允許在地表處對鉆柱進行操作，比如增加或移除鉆桿。在鉆井作業中，通常的作業成本為每天NZ$100,000。因此，在鉆機閑置或者未進行鉆井所花費的任何時間都是昂貴的。

然而，常常有一些會導致鉆機閑置或至少鉆井未進行的對鉆機進行的操作是必須的，為了使鉆桿的連接在地表處斷開，鉆柱中的壓力首先必須被泄放至大氣壓力。通過將多個浮動閥包括在鉆柱中，需要泄放的體積更少，由此減少了執行該過程所需的時間。

出于各方面原因，可能必須通過滑線(slickline)、鋼絲繩或其他方法例如勘探設備來在鉆柱中運送物體。如果浮動閥存在于鉆柱中，則其對于沿鉆柱上下移動的設備造成障礙或阻礙。

目前，當必須沿鉆柱向下運送物體時，需要將浮動閥從鉆柱中移除。這涉及將鉆柱從鉆井中移除，從而增加了操作的時間和成本。這也因鉆柱部件使用壽命的縮短而增加了成本。為了獲得與移除浮動閥以執行例如勘探并將所述浮動閥再次放回相關聯的成本的指示，我們檢查了用于地熱井的通常程序。通常必須隨鉆柱沿井向下行進以規則的距離進行勘測，例如，可在深度每增加300米處進行勘測。套管靴的深度為1500米，總深度為2800米，勘測頻率為300米，鉆桿長度為13.4米，鉆桿起下鉆速度為180m/hr。

其中，鉆井要求在鉆桿內進行沿滑線方向的勘測或P/T測井，必須將浮動閥從鉆柱移除并隨后將其重新安裝在鉆柱內。為了定向勘測而進行上述操作，將鉆頭向上反向起出至套管靴內部以移除浮動閥接頭，在滑線上將勘測工具運送到BHA中的接頭，將鉆柱下鉆至底部然后反向向上進入套筒靴，在滑線上收回勘測工具，然后將鉆柱下鉆回至底部以繼續鉆井，將浮動閥插入到位。這從勘測深度至套管靴的距離進行4次起下鉆。因此若考慮在1800米、2100米、2400米及2800米處進行勘測的井，則因勘測而起下鉆的總距離為：

4×300米+4×600米+4×900米+4×1300米＝12400米

12400/180米/每小時＝每井68小時或2.9天

鉆柱浮動閥通常以150m間隔安裝，鉆柱浮動閥將被移除或安裝(4+8+12+16＝40)次。每次更換花費5分鐘，則產生另外3小時的安裝鉆機時間。

假定每年鉆6個井并且每天的鉆機成本為$100,000，則這將省出6×3×100000＝$180萬/年。

通過降低當前與勘測相關聯的時間和成本，在需要時/若需要的話可以進行另外的勘測。

因此可以看出，即使僅對一個鉆機而言，成本也會迅速攀升，更別提一隊鉆機在作業中成本的迅速攀升。

與鉆鑿不穩定地層相關聯的風險為鉆柱周圍的鉆井的潛在塌陷。在一些情況下，這會導致鉆柱卡在孔中。如果發生這種情況，那么會產生嘗試取出鉆柱的額外的成本和時間。沿著鉆柱向下運送工具和炸藥以幫助恢復會是必須的。在這些情況下，浮動閥會阻礙井下作業和恢復。如果恢復是不成功的，則會產生沿著鉆井向下的丟失的工具的成本。

目前使用的另一部分解決方案為沿著鉆桿向下運送“保持打開裝置”，該裝置坐置在浮動閥的最頂部中。這使得能夠接近第一浮動閥下面的鉆桿但不能將鉆柱中的任何另外的浮動閥保持打開。

在本說明書中，對專利說明書、其他外部文獻或其他信息源進行了參照，這基本上是出于提供用于討論本發明特征的背景的目的。除非有另外的具體說明，否則對于這種外部文獻的參照不應解釋為承認這種文獻或這種信息源在任何司法管轄區為現有技術或形成本領域中公知常識的一部分。

本發明的目的為提供一種改進的浮動閥保持打開裝置或者克服以上缺陷或解決以上迫切要求，或者至少向公眾提供有用的選擇。

發明內容

在本發明的第一方面中，包括一種下述的浮動閥，所述浮動閥適于在井眼內定位在井下作為鉆柱的一部分，所述浮動閥包括或包含：