[發(fā)明專利]隔水管單元系統(tǒng)、鉆井系統(tǒng)和用于鉆井系統(tǒng)的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201610786925.2 | 申請日： | 2016-08-31 |
| 公開（公告）號： | CN107780849B | 公開（公告）日： | 2019-11-19 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 牛冉;尚衛(wèi)華;梅艷;葉菁;宇星;吳恒;格雷戈里·R·吉列特;羅伯特·A·喬吉;格雷戈里·J·邁爾斯 | 申請（專利權(quán)）人： | 通用電氣公司 |
| 主分類號： | E21B17/00 | 分類號： | E21B17/00 |
| 代理公司： | 31100 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 | 代理人： | 侯穎媖<國際申請>=<國際公布>=<進(jìn)入 |
| 地址： | 美國*** | 國省代碼： | 美國;US |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 水管 單元 系統(tǒng) 鉆井 用于 方法 | ||
一種隔水管單元系統(tǒng)，其包括：隔水管單元部件，其具有通道，并包含用于發(fā)送第一超聲信號來獲得第一超聲數(shù)據(jù)的第一超聲模塊以及用于發(fā)送第二超聲信號來獲得第二超聲數(shù)據(jù)的第二超聲模塊，其中，所述第一超聲信號的波束方向垂直于所述通道的軸線，所述第二超聲信號的波束方向傾斜于所述通道的所述軸線；及處理模塊，用于接收所述第一超聲數(shù)據(jù)和所述第二超聲數(shù)據(jù)，并獲得第一信息和第二信息。還描述了一種鉆井系統(tǒng)和用于鉆井系統(tǒng)的方法。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明通常涉及隔水管單元系統(tǒng)、鉆井系統(tǒng)和用于鉆井系統(tǒng)的方法。
背景技術(shù)
對于來自地下地層的碳?xì)浠衔锏目碧胶烷_采已經(jīng)進(jìn)行了長達(dá)數(shù)十年。因老化陸基開采井的受限的產(chǎn)率，對于來自海底井孔的碳?xì)浠衔锘厥赵桨l(fā)關(guān)注。通常，為了鉆探海上井孔，附于鉆柱(drill pipe)的可旋轉(zhuǎn)的鉆頭(drill bit)被用于開鑿海底之下的井孔。鉆柱允許從表面位置(通常，從海上平臺或鉆井船)對鉆頭進(jìn)行控制。此外，部署隔水管(riser)以將表面處的平臺連接到海底上的井口。鉆柱穿過隔水管從而將鉆頭引導(dǎo)到井孔。
在鉆井期間，鉆頭旋轉(zhuǎn)，同時鉆柱傳遞來自表面平臺的必要的功率。同時，鉆井流體從表面平臺通過鉆柱循環(huán)至鉆頭，并然后通過鉆柱和套管(casing)或隔水管之間的空間返回到表面平臺。鉆井流體保持靜壓以抗衡來自井孔的流體壓力，并在操作期間對鉆頭進(jìn)行冷卻。另外，鉆井流體與在開鑿井孔期間挖掘的材料混合，并將材料運(yùn)載到表面以進(jìn)行處理。
在某些情況下，從地層進(jìn)入井孔的流體壓力可高于鉆井流體的壓力。這可能導(dǎo)致不期望的流體涌入到井孔中，在產(chǎn)業(yè)中被稱為“井涌”。在一些情況下，發(fā)生井涌導(dǎo)致潛在的毀滅性的設(shè)備失效和伴隨而來的對鉆井操作者和環(huán)境的潛在傷害。
井孔操作員對這樣的不期望的涌入而帶來潛在毀滅性保持警覺，并在海面處連續(xù)地監(jiān)視鉆井流體的流入和流出，以檢測井涌。然而，因傳統(tǒng)裝置的體積和復(fù)雜性而難以采用傳統(tǒng)的裝置來監(jiān)視表面平臺中的鉆井流體。此外，在井孔處發(fā)生流體的擾動的時刻與在海面處檢測到擾動的時刻之間存在相對長的時間(例如，數(shù)十分鐘)，即，當(dāng)在海面處的操作者得到井涌警告時，可能已經(jīng)發(fā)生了井涌。因此，盡早檢測到井涌是數(shù)十年來期望的目標(biāo)。此外，防噴器(blow out preventer，以下簡稱“BOP”)通常在檢測到井涌風(fēng)險時被使用來封井或剪切(shear)所述鉆桿。然而，鉆桿的一些部位可能難以剪切，因而可導(dǎo)致BOP無法防止井涌。
因此，期望提供新的和改進(jìn)的系統(tǒng)和方法來監(jiān)控返回自井孔的流體和鉆桿位置。
發(fā)明內(nèi)容
在一方面中，本發(fā)明的具體實施方式涉及一種隔水管單元系統(tǒng)，其包括：隔水管單元部件，其具有通道，并包含用于發(fā)送第一超聲信號來獲得第一超聲數(shù)據(jù)的第一超聲模塊以及用于發(fā)送第二超聲信號來獲得第二超聲數(shù)據(jù)的第二超聲模塊，其中，所述第一超聲信號的波束方向垂直于所述通道的軸線，所述第二超聲信號的波束方向傾斜于所述通道的所述軸線；及處理模塊，用于接收所述第一超聲數(shù)據(jù)和所述第二超聲數(shù)據(jù)，并獲得第一信息和第二信息。
在另一方面中，本發(fā)明的具體實施方式涉及一種鉆井系統(tǒng)，其包括：隔水管；鉆桿，用于將鉆井流體引導(dǎo)到井孔；隔水管單元部件，其與所述隔水管連接，所述隔水管與所述隔水管單元部件具有通道，所述通道用于容納所述鉆桿，并允許返回自所述井孔的流體通過由所述隔水管單元部件和所述鉆桿形成的環(huán)形空間，所述隔水管單元部件包含用于發(fā)送第一超聲信號來獲得第一超聲數(shù)據(jù)的第一超聲模塊以及用于發(fā)送第二超聲信號來獲得第二超聲數(shù)據(jù)的第二超聲模塊，其中，所述第一超聲信號的波束方向垂直于所述通道的軸線，所述第二超聲信號的波束方向傾斜于所述通道的所述軸線；及處理模塊，用于接收所述第一超聲數(shù)據(jù)和所述第二超聲數(shù)據(jù)，并獲得與所述鉆桿有關(guān)的第一信息和與所述返回自井孔的流體有關(guān)的第二信息。
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