[發明專利]一種基于循環鉆井液的無隔水管快速取心鉆進系統及方法

在審

• 申請號: 201810490709.2
• 申請日: 2018-05-21
• 公開（公告）號: CN108547587A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 葉建良;秦緒文;邱海峻;張偉;謝文衛;王偲
• 申請（專利權）人: 廣州海洋地質調查局
• 主分類號: E21B25/00
• 分類號: E21B25/00;E21B4/14
• 代理公司: 廣州君咨知識產權代理有限公司 44437
• 代理人: 江超

1.一種基于循環鉆井液的無隔水管快速取心鉆進系統，其特征在于：包括泥漿循環系統和取心鉆進系統，所述泥漿循環系統包括重返錐、回收泵、泥漿罐、泥漿泵和輸送管線組，所述輸送管線組包括第一輸送管線、第二輸送管線和第三輸送管線；

所述回收泵的輸出端連接第二輸送管線的輸入端，第二輸送管線的輸出端與泥漿罐的輸入端連接，泥漿罐的輸出端與泥漿泵的輸入端連接，泥漿泵的輸出端與設置在頂驅上的側面入口連接，頂驅的下端與鉆桿連接，鉆桿從海面鉆井船向下穿過，在鉆桿的外表面設有重返錐，重返錐與第三輸送管線的輸入端連接，第三輸送管線的輸出端與回收泵的輸入端連接；

泥漿罐、泥漿泵、鉆桿、重返錐和輸送管線組連通形成泥漿循環通道；

所述取心鉆進系統包括鉆桿以及位于鉆桿內部從上至下依次連接的打撈矛頭、驅動裝置、液動潛孔錘、巖心管和鉆頭；向下流動的泥漿對驅動裝置產生動力，使得驅動裝置輸出扭矩和轉速來驅動鉆頭在巖層中鉆進。

2.根據權利要求1所述的基于循環鉆井液的無隔水管快速取心鉆進系統，其特征在于：所述驅動裝置和巖心管之間設有對巖心管內的巖心產生間隔沖擊的液動潛孔錘，用于防止巖心堵塞。

3.根據權利要求1或2所述的基于循環鉆井液的無隔水管快速取心鉆進系統，其特征在于：所述驅動裝置為中空式螺桿或渦輪馬達。

4.根據權利要求1所述的基于循環鉆井液的無隔水管快速取心鉆進系統，其特征在于：所述側面入口與頂驅的連接處設有防噴接頭，用于防止泥漿噴出。

5.根據權利要求1所述的基于循環鉆井液的無隔水管快速取心鉆進系統，其特征在于：所述第二輸送管線與泥漿罐之間設有用于分離巖屑的固控設備，固控設備的輸入接口與第二輸送管線連接，固控設備的輸出接口與泥漿罐連接。

6.根據權利要求1所述的基于循環鉆井液的無隔水管快速取心鉆進系統，其特征在于：所述海面鉆井船上設置有臍帶纜絞車，臍帶纜絞車通過臍帶纜與所述回收泵連接。

7.根據權利要求1至6任一項所述的基于循環鉆井液的無隔水管快速取心鉆進系統的方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：將重返錐放入海底泥面預定位置，并進行固定；

S2：通過臍帶纜絞車將回收泵投放至海底；

S3：通過輸送管線組將重返錐、回收泵和位于海面鉆井船上的固控設備、泥漿罐、泥漿泵和頂驅進行連接，將取心鉆進系統的各部件安裝完成后，將鉆桿與頂驅連接，取心鉆進系統依次從海面鉆井船和重返錐穿過后投放至孔井內；

S4:啟動泥漿泵，泥漿通過輸送管線組進入鉆桿和重返錐內，啟動取心鉆進系統開始鉆井工作，鉆頭鉆進地層，產生的巖屑跟隨著從鉆頭水眼處返出的泥漿一起重新進入重返錐內，泥漿被回收泵回收后輸送至海面鉆井船實現循環利用。