[發明專利]一種氣體鉆井井筒排液系統及氣舉優化方法

在審

• 申請號: 201711222321.6
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN108005621A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 徐朝陽;馬金山;郗鳳亮;齊金濤;徐海潮;劉剛;陳國棟;馬龍;楊桓;胡友文;欒家翠;王越;陳佳良;馬一鳴;熊雯;鄭燕陽
• 申請（專利權）人: 中國石油集團渤海鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B43/12
• 分類號: E21B43/12
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 楊寶蘭

1.一種氣體鉆井井筒排液系統，其特征在于，包括，壓力傳感器（1）、氣體流量計（2）、第一液體流量計（3）、第二液體流量計（4）、氣體設備（5）和數據處理與控制系統（6）；所述第一液體流量計（3）安裝在鉆井泵（7）的下游方向，所述壓力傳感器（1）安裝在第一液體流量計（3）下游方向的管路上，所述氣體設備（5）的氣體注入管線與壓力傳感器（1）與第一液體流量計（3）之間的管路連通，氣體流量計（2）安裝在氣體設備（5）的出口，所述第二液體流量計（4）安裝在液氣分離器（10）與泥漿罐（8）之間的管路上。

2.根據權利要求1所述的氣體鉆井井筒排液系統，其特征在于，旋轉控制頭（9）的旁通口與液氣分離器（10）通過管路連接。

3.根據權利要求1所述的氣體鉆井井筒排液系統，其特征在于，所述壓力傳感器（1）、氣體流量計（2）、第一液體流量計（3）、第二液體流量計（4）、氣體設備（5）和鉆井泵（7）分別和數據處理與控制系統（6）通過信號線連接；將測出的壓力傳感器（1）、氣體流量計（2）、第一液體流量計（3）和第二液體流量計（4）數據傳入數據處理與控制系統（6）；計算井筒內剩余鉆井液量，追蹤氣液界面，優化調節氣體設備（5）的注氣量；確定是否需要鉆井泵（7）注液，并調節注液量。

4.根據權利要求3所述的氣體鉆井井筒排液系統，其特征在于，所述井筒內剩余鉆井液量Vt，

　　　　（1）

其中，Vt為此時井筒內剩余鉆井液的體積，單位為m3；

Qlo為流出井筒鉆井液的流量，單位為m3/s；

Qli為注入井筒內的鉆井液的流量，單位為m3/s；

Δt為流量計測量的時間間隔，單位為s。

5.一種利用權利要求1所述的氣體鉆井井筒排液系統的氣舉優化方法，其特征在于，氣體氣舉排液方法包括，純氣體氣舉和脈沖注氣氣舉。

6.根據權利要求5所述的氣體鉆井井筒排液系統的氣舉優化方法，其特征在于，所述純氣體氣舉包括以下步驟，

（a）計算增壓機90%最大額定工作壓力（Pm）條件下純氣體氣舉的最大井深；

（b）判定井深小于等于純氣體氣舉的最大井深，采用一次純氣舉；

（c）計算總井筒體積V，計算最佳注入氣體流量；

（d）開啟氣體設備，逐步增大氣量注氣量至（c）步驟計算值；

（e）當立壓小于90％Pm時，保持穩定的注氣量；當立壓大于90％Pm時，逐步減小氣量注氣量，直至立壓小于90％Pm；

（f）判斷井口返出鉆井液總體積是否等于V；當小于V時，返回（e）步驟繼續注氣，直至井口返出鉆井液總體積等于V，一次純氣舉排液結束。