[發(fā)明專利]一種含淺層氣或天然氣水合物區(qū)域地層的鉆井設(shè)備及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110486412.0
• 申請(qǐng)日: 2021-04-30
• 公開（公告）號(hào): CN113187443B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 劉剛
• 主分類號(hào): E21B43/01
• 分類號(hào): E21B43/01;E21B33/064;E21B7/12;E21B41/08
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 李宏志

1.一種含淺層氣或天然氣水合物區(qū)域地層的鉆井設(shè)備，其特征在于，包括鉆井平臺(tái)(1)、帶噴射鉆具的表層套管(4)和艙體型導(dǎo)向基座(2)，

所述表層套管(4)為剛性表層套管(4)，所述表層套管(4)的下端設(shè)置所述噴射鉆具，所述表層套管(4)在重力作用下利用噴射下套管技術(shù)下入含淺層氣或天然氣水合物區(qū)域地層內(nèi)鉆設(shè)的直井筒；

所述艙體型導(dǎo)向基座(2)包括：

艙體型防噴罩(21)，所述艙體型防噴罩(21)的上端為封閉端，所述艙體型防噴罩(21)的封閉端設(shè)置有多個(gè)用于安裝表層套管(4)的安裝孔，所述表層套管(4)與所述安裝孔密封連接，所述艙體型防噴罩(21)的下端為開放端，所述艙體型防噴罩(21)通過所述開放端罩設(shè)在所述含淺層氣或天然氣水合物區(qū)域的地層上，所述艙體型防噴罩(21)通過輸氣管路與所述鉆井平臺(tái)連接；

膠囊型底座(22)，所述膠囊型底座(22)與所述艙體型防噴罩(21)的開放端連接且沿所述艙體型防噴罩(21)的開放端設(shè)置，所述膠囊型底座(22)內(nèi)能夠充入海水、氣體或水泥漿，所述膠囊型底座(22)能夠與所述含淺層氣或天然氣水合物區(qū)域的地層接觸用于密封所述艙體型防噴罩(21)的開放端與所述天然氣水合物地層之間的縫隙同時(shí)使所述艙體型防噴罩沉在所述含淺層氣或天然氣水合物區(qū)域的地層上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含淺層氣或天然氣水合物區(qū)域地層的鉆井設(shè)備，其特征在于，所述艙體型防噴罩(21)內(nèi)設(shè)置有蹼型防噴器(3)，所述蹼型防噴器(3)位于所述艙體型防噴罩(21)內(nèi)且與所述艙體型防噴罩(21)連接，

所述蹼型防噴器(3)包括法蘭底座(31)、多個(gè)蓮瓣形防噴瓣(32)和多個(gè)蹼型防噴瓣(33)，所述法蘭底座(31)與所述艙體型防噴罩(21)的內(nèi)壁連接，多個(gè)所述蓮瓣形防噴瓣(32)和多個(gè)所述蹼型防噴瓣(33)沿著所述法蘭底座(31)的周向設(shè)置且所述蓮瓣形防噴瓣(32)和所述蹼型防噴瓣(33)間隔排布，多個(gè)所述蓮瓣形防噴瓣(32)和多個(gè)所述蹼型防噴瓣(33)的一端與所述法蘭底座(31)通過彈性鉸鏈連接，多個(gè)所述蓮瓣形防噴瓣(32)和多個(gè)所述蹼型防噴瓣(33)遠(yuǎn)離所述法蘭底座(31)的一端為自由端，所述蹼型防噴瓣(33)的自由端能夠沿所述法蘭底座(31)的周向方向發(fā)生收縮，帶動(dòng)與所述蹼型防噴瓣(33)連接的所述蓮瓣形防噴瓣(32)的自由端沿著垂直于所述法蘭底座(31)的軸線方向運(yùn)動(dòng)，多個(gè)所述蓮瓣形防噴瓣(32)和多個(gè)所述蹼型防噴瓣(33)能夠在所述彈性鉸鏈的回復(fù)力所述艙體型防噴罩(21)內(nèi)氣體壓力的作用下與表層套管(4)的外壁貼合。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含淺層氣或天然氣水合物區(qū)域地層的鉆井設(shè)備，其特征在于，所述蓮瓣形防噴瓣(32)的個(gè)數(shù)至少為四個(gè)，所述蹼型防噴瓣(33)的個(gè)數(shù)至少為四個(gè)，所述蹼型防噴瓣(33)的數(shù)量至少與所述蓮瓣形防噴瓣(32)的數(shù)量相等，或者，所述蹼型防噴瓣(33)的數(shù)量是所述蓮瓣形防噴瓣(32)的數(shù)量的兩倍，相鄰兩個(gè)所述蓮瓣形防噴瓣(32)之間設(shè)置兩個(gè)所述蹼型防噴瓣(33)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含淺層氣或天然氣水合物區(qū)域地層的鉆井設(shè)備，其特征在于，所述蓮瓣形防噴瓣(32)為金屬防噴瓣，所述蹼型防噴瓣(33)為橡膠防噴瓣。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含淺層氣或天然氣水合物區(qū)域地層的鉆井設(shè)備，其特征在于，所述法蘭底座(31)與所述防噴罩(32)之間設(shè)置有密封圈。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的含淺層氣或天然氣水合物區(qū)域地層的鉆井設(shè)備，其特征在于，所述密封圈的個(gè)數(shù)至少為兩個(gè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含淺層氣或天然氣水合物區(qū)域地層的鉆井設(shè)備，其特征在于，所述艙體型防噴罩(21)為棱柱形艙體型防噴罩，所述膠囊型底座(22)沿所述艙體型防噴罩(21)的開放端設(shè)置，所述膠囊型底座(22)的數(shù)量與所述艙體型防噴罩(21)的棱邊的數(shù)量相等。

8.一種含淺層氣或天然氣水合物區(qū)域地層的鉆井方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的含淺層氣或天然氣水合物區(qū)域地層的鉆井設(shè)備對(duì)含淺層氣或天然氣水合物區(qū)域的地層內(nèi)鉆井，包括步驟：

1)將艙體型導(dǎo)向基座(2)安置在規(guī)定井位，并建立浮標(biāo)；

2)將鉆井平臺(tái)(1)漂浮置于艙體型導(dǎo)向基座(2)的上方就位，通過牽引鏈條連接所述鉆井平臺(tái)(1)與所述艙體型導(dǎo)向基座(2)，使所述鉆井平臺(tái)(1)維持一定的吃水深度；

3)連接所述艙體型導(dǎo)向基座(2)與所述鉆井平臺(tái)(1)之間的輸氣管線及電纜；

4)向所述艙體型導(dǎo)向基座(2)的膠囊型底座(22)內(nèi)注入海水或者氣體，調(diào)整所述艙體型導(dǎo)向基座(2)與含淺層氣或天然氣水合物區(qū)域的地層之間的密封；

5)將帶噴射鉆具的表層套管(4)通過蹼型防噴器(3)送入艙體型導(dǎo)向基座(2)內(nèi)，帶噴射鉆具的所述表層套管(4)在含淺層氣或天然氣水合物區(qū)域地層內(nèi)鉆設(shè)直井筒；

6)將帶噴射鉆具的表層套管(4)鉆設(shè)至預(yù)設(shè)深度后，停止噴射鉆具鉆進(jìn)，可通過注水泥的方式，封固所述表層套管(4)與所述井筒之間的環(huán)空；

7)完成布置在所述艙體型導(dǎo)向基座上所有井筒的鉆井施工后，可向所述膠囊型底座(22)內(nèi)注入可凝固的水泥漿，提高艙體型導(dǎo)向基座(2)的穩(wěn)固性及其對(duì)井筒的和水下生產(chǎn)設(shè)施的支撐能力。