CN101139919B - 负压固井系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了负压固井系统及其控制方法，它包括：钻杆、尾管悬挂器、尾管、灌入装置和封井装置，钻杆、尾管悬挂器和尾管依次连接，灌入装置与钻杆相连，它还包括：声纳测深器、流体流量计、气体流量计和压力传感器、泄压阀门、气体压缩装置和计算机，声纳测深器放置在井口附近的地面上，流体流量计安装在灌入装置和钻杆之间的管道上，泄压阀门、气体压缩装置、气体流量计和压力传感器通过管道依次相连，气体流量计和压力传感器通过管道与封井装置相连，灌入装置、流体流量计、声纳测深器、气体流量计和压力传感器、泄压阀门和气体压缩装置分别通过电缆与计算机相连，本发明有效地实现井漏情况下的固井作业，提高固井质量，解决井漏时的固井问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油钻井工程的负压固井系统，具体涉及了负压固井系统及其控制方法。
背景技术
固井是石油钻井工程中的一道非常重要的工序，其主要作法就是把套管(一种特殊钢管)下到井下，从套管内泵入水泥浆，水泥浆从套管外和井壁间的间隙返出来，水泥浆停留在这个环形间隙中凝固成水泥石，水泥石把不稳定的井壁固住，或是把深度部地层的流体(油气水)分隔开，便于采油时分层开采。
但是，由于不同深度的地层的压力的不均匀性，钻井过程中极易出现井漏现象，井漏后，按现在常规的固井作业方法和工艺，水泥浆很难返到地面或指定的位置，这对固井作业带来极大的困难，目前油公司主要采用裸眼完井(不固井)和低密度水泥浆的办法来固井，由于低密度水泥浆强度低，加上其使用的密度减轻剂主要是漂珠(粉煤灰)，漂珠本身的强度很低，在井底液柱压力作用上易破碎，对于浅井固井有一定的作用，但对于深井，其作用效果很差，固井质量差，即使固了井，固井质量不好，导致很多后续采油难题：如采油时油水层分不开，不同油层间相互串通，不利于提高采收率，同时不利于计算各层产量和储量。
图1为井漏时，现有的井下固井管串示意图，常规固井作业时，用钻杆1将尾管悬挂器2和尾管3送到井底后，尾管悬挂器2座挂在上层套管15内壁上，并承受其下部的尾管3的重量，整个下部的尾管3处于裸眼段13内，固井的目的是希望在地面用灌入装置4将水泥浆从钻杆1内泵入井下，水泥浆经过尾管悬挂器2和尾管3，从尾管3内向上返流，经过裸眼段13和上层套管与15尾管之间的环形间隙向上流动。施工结束后，如果水泥浆能顺利返流到尾管悬挂器2上部，则水泥浆16就会把整个尾管悬挂器2下部的环形间隙(即环空12)填满，水泥浆凝固后，尾管3就被固结在裸眼段13了，这是固井的目的，且要求固结得越严实越好。
但是如果裸眼段13内有漏失层14或压力敏感性地层，水泥浆16就很难返流到尾管悬挂器2上面了，这是因为，没有发生泥浆漏失的油井，其井筒内泥浆静液面应该处于封井装置5的位置，但发生井漏失后，由于漏失层14的地层压强P小于整个井筒内泥浆柱所产生的压强，井筒内泥浆静液面应该低于封井装置5的位置，它距地面的高度为H1，它距井底的距离为H2，假高泥浆密度为R1，则P＝R1*H2，此种情况下固井，水泥浆16从漏失层14向尾管悬挂器2上返时就会遇到困难。
如图2所示，它是井漏时，现有技术中水泥浆无法上返至理想高度示意图，当水泥浆被泵到漏失层14和尾管3之间环空12且到达漏失层14高度后，此时如果水泥要继续上返，则井筒内泥浆静液面必须要上升，假如在注入水泥浆过程中，井筒内泥浆动液面升高到距地面高度H3，它到井底的距离为H4，由于H3小于H1，H4大于H2，而漏失层14的地层压强为P＝R1*H2，显然P＜R1*H4，也即是说如果水泥浆16要继续上返，则环空12内的液面压强会大于漏失层14的地层压强，那么环空12内的流体就会向漏失层14内漏失，相当于水泥浆将会直接被泵入漏失层14内的地层深部去，水泥浆16根本无法上返到尾管悬挂器2上部位置，即尾管悬挂器2到井底的距离H5的位置以上，达不到尾管3固井的目的，这就是目前常规固井作业面临的一个困难。
因此，需要一种新的技术来解决这一问题，提高固井成功率和固井质量。
发明内容
本发明目的是提供一种井漏后负压固井系统及其控制方法。
本发明的一种负压固井系统，它包括：钻杆、尾管悬挂器、尾管、灌入装置和封井装置，钻杆、尾管悬挂器和尾管依次连接，灌入装置与钻杆相连，其中：它还包括：声纳测深器、流体流量计、气体流量计和压力传感器、泄压阀门、气体压缩装置和计算机，声纳测深器放置在井口附近的地面上，流体流量计安装在灌入装置和钻杆之间的管道上，泄压阀门、气体压缩装置和气体流量计和压力传感器通过管道依次相连，气体流量计和压力传感器通过管道与封井装置相连，灌入装置、流体流量计、声纳测深器、气体流量计和压力传感器、泄压阀门和气体压缩装置分别通过电缆与计算机相连。
本发明的一种负压固井系统，它包括：钻杆、尾管悬挂器、尾管、灌入装置和封井装置，钻杆、尾管悬挂器和尾管依次连接，灌入装置与封井装置相连，其中：它还包括：声纳测深器、流体流量计、气体流量计和压力传感器、泄压阀门、气体压缩装置和计算机，声纳测深器放置在井附近的地面上，流体流量计安装在灌入装置和封井装置之间的管道上，泄压阀门、气体压缩装置和气体流量计和压力传感器通过管道依次相连，气体流量计和压力传感器通过管道与钻杆相连，灌入装置、流体流量计、声纳测深器、气体流量计和压力传感器、泄压阀门和气体压缩装置分别通过电缆与计算机相连。
本发明的一种负压固井系统，其中：所述的灌入装置为水泥车，或者为水泥车和泥浆泵。
本发明的一种负压固井系统，其中：所述的气体压缩装置为空气压缩机或注氮车。
本发明的一种负压固井系统，其中：所述的封井装置为地面放喷管线或封井器。
本发明的一种负压固井系统的控制方法，其中：
(1)将钻杆、尾管悬挂器和尾管下到井内预定位置，用声纳测深器测出环空井下泥浆静液面的高度，计算出漏失层的压强，确定水泥浆的预定高度，并且计算出要注入的压缩气体(17)的预定压强P0；
(2)用气体压缩装置向环空内注入压缩气体，气体流量计和压力传感器将注入压缩气体的体积和压强传输给计算机，用声纳测深器实测出环空井下泥浆静液面的高度，计算环空液面的下降高度，并将注入压强与预定压强P0进行比较，调整注入压强，直到达到预定压强P0为止；
(3)用灌入装置向钻杆注入预定数量的水泥浆，流体流量计将注入的水泥浆的体积传输给计算机；
(4)注入完预定水泥浆后，用灌入装置向钻杆注入顶替泥浆，流体流量计将注入的顶替泥浆的体积和排量传输给计算机，用声纳测深器实测出环空井下泥浆静液面的高度并传输给计算机，计算机根据注入水泥浆体积、顶替泥浆的体积和环空井下泥浆静液面的高度，计算出水泥浆的实际高度，当水泥浆进入漏失层时，计算机报警并打开泄压阀门，使环空内水泥浆和泥浆单位时间上升的体积小于钻杆内灌入的顶替泥浆的单位时间的排量，直到环空内的压强与外界压强相同为止；
(5)环空泄压完成后，用声纳测深器对环空井下泥浆静液面的高度进行监测，计算出水泥浆的实际高度，在拔出钻杆的同时，向环空内吊灌泥浆，以控制水泥浆的高度；
(6)起出钻杆到安全位置，等候水泥浆凝固，用声纳测深器测量环空井下泥浆静液面的高度，直到水泥浆初步凝固。
本发明的一种负压固井系统的控制方法，其中：
(1)将钻杆、尾管悬挂器和尾管下到井内预定位置，用声纳测深器测出环空井下泥浆静液面的高度，计算出漏失层的压强，确定水泥浆的预定高度，并且计算出要注入的压缩气体(17)的预定压强P0；
(2)用气体压缩装置向钻杆内注入压缩气体，气体流量计和压力传感器将注入压缩气体的体积和压强传输给计算机，用声纳测深器实测出环空井下泥浆静液面的高度，计算环空液面的上升高度，并将注入压强与预定压强P0进行比较，调整注入压强，直到达到预定压强P0为止；
(3)用灌入装置向环空注入预定数量的水泥浆，流体流量计将注入的水泥浆的体积传输给计算机；
(4)注入完预定水泥浆后，用灌入装置向环空注入顶替泥浆，流体流量计将注入的顶替泥浆的体积和排量传输给计算机，用声纳测深器实测出环空井下泥浆静液面的高度并传输给计算机，计算机根据注入水泥浆体积、顶替泥浆的体积和环空井下泥浆静液面的高度，计算出水泥浆的实际下降高度，当水泥浆进入漏失层时，计算机报警并打开泄压阀门，使钻杆内泥浆单位时间上升的体积小于环空内灌入的顶替泥浆的单位时间的排量，直到钻杆内的压强与外界压强相同为止；
(5)钻杆泄压完成后，用声纳测深器对环空井下泥浆静液面的高度进行监测，计算出水泥浆的实际高度，在拔出钻杆的同时，向环空内吊灌泥浆，以控制水泥浆的高度；
(6)起出钻杆到安全位置，等候水泥浆凝固，用声纳测深器测量环空井下泥浆静液面的高度，直到水泥浆初步凝固。
本发明的一种负压固井系统的控制方法，其中：所述的预定压强P0为水泥浆的预定高度乘以水泥浆的密度。
本发明的一种负压固井系统的控制方法，其中：所述的预定数量的水泥浆为在环空中的水泥浆预定高度所占的体积、存留在尾管中的水泥浆的体积和进入漏失层的水泥浆的体积之和的1.1至1.2倍。
本发明的一种负压固井系统的控制方法，其中：所述的压缩气体为空气或氮气。
利用本发明负压固井系统及其控制方法，主要是利用U型管压强平衡原理和气体比重低，可以被释放出地面的优点，有效地实现井漏情况下的固井作业，提高固井质量，解决井漏时的固井问题。
附图说明
图1为井漏时，现有的井下固井管串示意图；
图2为井漏时，在现有的井下固井管串中，水泥浆无法上返至理想高度示意图；
图3为本发明第一实施例的负压固井系统的示意图；
图4为本发明第一实施例的负压固井系统，在负压固井施工前设备准备示意图；
图5为本发明第一实施例的负压固井系统，在负压固井施工过程中水泥浆被泵送到漏失层位置图；
图6为本发明第一实施例的负压固井系统，在负压固井施工水泥浆面上返示意图；
图7为本发明第一实施例的负压固井系统，在负压固井施工结束示意图；
图8为本发明第二实施例的负压固井系统的示意图。
具体实施方式
实施例1
图3为本发明第一实施例的负压固井系统的示意图，本发明的负压固井系统包括：钻杆1、尾管悬挂器2、尾管3、灌入装置4、封井装置5、声纳测深器6、流体流量计7、气体流量计和压力传感器8、泄压阀门9、气体压缩装置10和计算机11，钻杆1、尾管悬挂器2和尾管3依次用螺纹连接，灌入装置4与钻杆1相连，声纳测深器6放置在井口附近的地面上，流体流量计7安装在灌入装置4和钻杆1之间的管道上，泄压阀门9、气体压缩装置10和气体流量计和压力传感器8通过管道依次相连，气体流量计和压力传感器8通过管道与封井装置5相连，灌入装置4、流体流量计7、声纳测深器6、气体流量计和压力传感器8、泄压阀门9和气体压缩装置10分别通过电缆与计算机11相连。灌入装置4为水泥车，或者为水泥车和泥浆泵；气体压缩装置10为空气压缩机或注氮车，封井装置5为地面放喷管线或封井器。
上述连接方法具两种功能：一是气体压缩装置10能将空气或氮气通过管线直接注入到井筒内的钻杆1和套管间的环空12内；二是无论是气体压缩装置10向环空12内注气过程还是从泄压阀9将环空12内气体释放大气中的过程中，气体流量计和压力传感器8都能监测到注气、放气时的流量和压强。
下面描述一下负压固井系统的控制方法，它们按照以下步骤进行：
(1)如图3所示，将钻杆1、尾管悬挂器2和尾管3下到井内预定位置，即井底，用声纳测深器6测出环空12井下泥浆18静液面距地面的高度H1，计算出井下泥浆18静液面的高度H2，计算出漏失层14的压强P＝H2*R1，其中R1为泥浆18的密度，然后利用压强平衡关系和水泥浆16预定高度设计要求，确定水泥浆16的预定上返高度H9，必须要保证水泥浆16能上返到尾管悬挂器2以上，计算出要注入环空12内的压缩气体17的预定压强P0，P0＝H9*R2，其中R2为水泥浆16的密度；
(2)如图4所示，用气体压缩装置10向环空12内注入压缩气体17，该压缩气体17为空气或氮气，气体流量计和压力传感器8将注入压缩气体的体积和压强传输给计算机11，注入压缩气体17后，由于环空12内上部的气体压强增高，环空12内的泥浆18就会被压入漏失层14，环空12内泥浆18液面到地面高度为H7，到井底高度为H8，用声纳测深器6实测出环空12井下泥浆18静液面的高度H7，计算出环空12液面的下降高度H7-H1，此时漏失层14的压强P＝P1+R1*H8，显然，由于环空12上部气体压强P1的存在，H8肯定小于H2，将注入压强P1与预定压强P0进行比较，调整注入压强，直到达到预定压强P0为止；
(3)如图5所示，用灌入装置4向钻杆1注入预定数量的水泥浆16，预定数量的水泥浆16为在环空12中的水泥浆16预定高度所占的体积、存留在尾管3中的水泥浆16的体积和进入漏失层14的水泥浆16的体积之和的1.1至1.2倍，流体流量计7将注入的水泥浆16的体积传输给计算机11；
(4)如图5所示，在注入完预定水泥浆16后，用灌入装置4向钻杆1注入顶替泥浆19，流体流量计7将注入的顶替泥浆19的体积和排量传输给计算机11，用声纳测深器6实测出环空12井下泥浆18静液面的高度并传输给计算机11，计算机11会不断接受从液体流量计7传来泵入顶替泥浆19排量Q，计算机11根据注入水泥浆16体积、顶替泥浆19的体积和排量和环空12井下泥浆18静液面的高度，计算出水泥浆16的实际高度，当水泥浆16进入漏失层14时，计算机11报警并且打开泄压阀门9，使环空12内水泥浆16和泥浆18单位时间上升的体积小于钻杆1内灌入的顶替泥浆19的单位时间排量，直到环空12内的压强与外界压强相同为止，环空12中泄压出来的气体被直接释放大气中，环空12泄压后，井筒内泥浆18的液面向上升；
如图6所示，它是负压固井施工水泥浆面上返示意图，由于P＝P1+R1*H8，随着环空内气体被泄压，其压强P1就会降低，整个环空内的气体压强和液柱压强之和就会降低，而且会低于钻杆内的液柱压强，同时也会低于漏失层14的地层压强，加上钻杆1内用泵不停地灌入顶替泥浆19，钻杆1内的液柱压强会高于环空内的液柱和气柱压强之和，环空12内的泥浆18液面就会上升，漏层下面环空12空间内从钻杆1内泵出来的水泥浆16就会上升，环空12中的水泥浆16面就会上升至井底距离为H6，在此过程中，计算机会适时根据收集到的数据进行计算，适时调整泄压阀门9开度，控制环空中流体向上返的速度V，始终保持V＜Q，也即是说，整个水泥浆16上返过程中，通过控制泄压阀门9来控制放气速度，也就是控制环空中液面上升速度，保持泥浆泵顶替泥浆16排量适当大于环空中流体上升的排量，让部分水泥浆16进入漏层，以维持整个环空12内的气、液柱压强适当大于漏失层14压强，防止井喷或溢流，保证井控安全。
如图7所示，随灌入装置4按设计体积将顶替泥浆19注入钻杆1，钻杆1内的水泥浆16不断地被顶替到环空12，随着环空12内气体按控制的速度被释放到大气中，直到其压强降到大气压，漏失层14以上的水泥浆16也不断上升到距井底的高度H9，H9就会大于接近于尾管悬挂器2到井底的距离H5，因为此时环空12内的泥浆18和水泥浆16柱的压强和已经等于漏失层14压强P，泥浆泵顶替量达到设计要求后，停泵，环空14内水泥浆16液面到井底的高度H9应该与设计的要求上返的水泥浆16高度基本一致；
(5)环空12泄压完成后，用声纳测深器6对环空12井下泥浆18静液面的高度进行监测，计算出水泥浆16的实际高度，在拔出钻杆1的同时，向环空12内吊灌泥浆，以控制水泥浆16的高度，向环空12内吊灌泥浆的量根据拔出钻杆1所带出的泥浆量和水泥浆16的上返实际高度而定，一般来说，若水泥浆16的上返实际高度大于预定上返高度，可以多加入一些泥浆，若水泥浆16的上返实际高度小于预定上返高度，可以少加入一些泥浆1，但是以不发生井喷为底线；
(6)起出钻杆1到安全位置，等候水泥浆16凝固，用声纳测深器6测量环空12井下泥浆18静液面的高度，直到水泥浆16初步凝固。
实施例2
实施例2与实施例1基本相同，只是将灌入装置4与钻杆1相连，将气体压缩装置10与封井装置5相连，具体内容如图8所示，本发明的一种负压固井系统，它包括：钻杆1、尾管悬挂器2、尾管3、灌入装置4、封井装置5、声纳测深器6、流体流量计7、气体流量计和压力传感器8、泄压阀门9、气体压缩装置10和计算机11，钻杆1、尾管悬挂器2和尾管3依次连接，灌入装置4通过管道与封井装置5相连，声纳测深器6放置在井附近的地面上，流体流量计7安装在灌入装置4和封井装置5之间的管道上，泄压阀门9、气体压缩装置10、气体流量计和压力传感器8通过管道依次相连，气体流量计和压力传感器8通过管道与钻杆1相连，灌入装置4、流体流量计7、声纳测深器6、气体流量计和压力传感器8、泄压阀门9和气体压缩装置10分别通过电缆与计算机11相连。灌入装置4为水泥车，或者为水泥车和泥浆泵；气体压缩装置10为空气压缩机或注氮车，封井装置5为地面放喷管线或封井器。
其负压固井系统的控制方法，如下：
(1)将钻杆1、尾管悬挂器2和尾管3下到井内预定位置，用声纳测深器6测出环空12井下泥浆18静液面的高度，计算出漏失层14的压强，确定水泥浆16的预定高度，并且计算出要注入的压缩气体17的预定压强P0；
(2)用气体压缩装置10向钻杆1内注入压缩气体17，该压缩气体为空气或氮气，气体流量计和压力传感器8将注入压缩气体的体积和压强传输给计算机11，用声纳测深器6实测出环空12井下泥浆18静液面的高度，计算环空液面的上升高度，并将注入压强与预定压强P0进行比较，调整注入压强，直到达到预定压强P0为止；
(3)用灌入装置4向环空12注入预定数量的水泥浆16，预定数量的水泥浆16为在环空12中的水泥浆16预定高度所占的体积、存留在尾管3中的水泥浆16的体积和进入漏失层14的水泥浆16的体积之和的1.1至1.2倍，流体流量计7将注入的水泥浆16的体积传输给计算机11；
(4)注入完预定水泥浆16后，用灌入装置4向环空12注入顶替泥浆19，流体流量计7将注入的顶替泥浆19的体积和排量传输给计算机11，用声纳测深器6实测出环空12井下泥浆18静液面的高度并传输给计算机11，计算机11根据注入水泥浆16体积、顶替泥浆19的体积和环空12井下泥浆18静液面的高度，计算出水泥浆16的实际下降高度，当水泥浆16进入漏失层14时，计算机11报警并打开泄压阀门9，使钻杆1内泥浆18单位时间上升的体积小于环空12内灌入的顶替泥浆19的单位时间排量，直到钻杆1内的压强与外界压强相同为止；
(5)钻杆1泄压完成后，用声纳测深器6对环空12井下泥浆静液面的高度进行监测，计算出水泥浆16的实际高度，在拔出钻杆1的同时，向环空12内吊灌泥浆，以控制水泥浆16的高度；
(6)起出钻杆1到安全位置，等候水泥浆16凝固，用声纳测深器6测量环空12井下泥浆静液面的高度，直到水泥浆16初步凝固。
以上实施例只是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。
Claims (10)
1.一种负压固井系统，它包括：钻杆(1)、尾管悬挂器(2)、尾管(3)、灌入装置(4)和封井装置(5)，钻杆(1)、尾管悬挂器(2)和尾管(3)依次连接，灌入装置(4)与钻杆(1)相连，其特征在于：它还包括：声纳测深器(6)、流体流量计(7)、气体流量计和压力传感器(8)、泄压阀门(9)、气体压缩装置(10)和计算机(11)，声纳测深器(6)放置在井口附近的地面上，流体流量计(7)安装在灌入装置(4)和钻杆(1)之间的管道上，泄压阀门(9)、气体压缩装置(10)和气体流量计和压力传感器(8)通过管道依次相连，气体流量计和压力传感器(8)通过管道与封井装置(5)相连，灌入装置(4)、流体流量计(7)、声纳测深器(6)、气体流量计和压力传感器(8)、泄压阀门(9)和气体压缩装置(10)分别通过电缆与计算机(11)相连。
2.一种负压固井系统，它包括：钻杆(1)、尾管悬挂器(2)、尾管(3)、灌入装置(4)和封井装置(5)，钻杆(1)、尾管悬挂器(2)和尾管(3)依次连接，灌入装置(4)与封井装置(5)相连，其特征在于：它还包括：声纳测深器(6)、流体流量计(7)、气体流量计和压力传感器(8)、泄压阀门(9)、气体压缩装置(10)和计算机(11)，声纳测深器(6)放置在井附近的地面上，流体流量计(7)安装在灌入装置(4)和封井装置(5)之间的管道上，泄压阀门(9)、气体压缩装置(10)和气体流量计和压力传感器(8)通过管道依次相连，气体流量计和压力传感器(8)通过管道与钻杆(1)相连，灌入装置(4)、流体流量计(7)、声纳测深器(6)、气体流量计和压力传感器(8)、泄压阀门(9)和气体压缩装置(10)分别通过电缆与计算机(11)相连。
3.如权利要求1或2所述的负压固井系统，其特征在于：所述的灌入装置(4)为水泥车，或者为水泥车和泥浆泵。
4.如权利要求1或2所述的负压固井系统，其特征在于：所述的气体压缩装置(10)为空气压缩机或注氮车。
5.如权利要求1或2所述的负压固井系统，其特征在于：所述的封井装置(5)为地面放喷管线或封井器。
6.如权利要求1所述的负压固井系统的控制方法，其特征在于：
(1)将钻杆(1)、尾管悬挂器(2)和尾管(3)下到井内预定位置，用声纳测深器(6)测出环空(12)井下泥浆(18)静液面的高度，计算出漏失层(14)的压强，确定水泥浆(16)的预定高度，并且计算出要注入的压缩气体(17)的预定压强P0；
(2)用气体压缩装置(10)向环空(12)内注入压缩气体(17)，气体流量计和压力传感器(8)将注入压缩气体的体积和压强传输给计算机(11)，用声纳测深器(6)实测出环空(12)井下泥浆(18)静液面的高度，计算环空(12)液面的下降高度，并将注入压强与预定压强P0进行比较，调整注入压强，直到达到预定压强P0为止；
(3)用灌入装置(4)向钻杆(1)注入预定数量的水泥浆(16)，流体流量计(7)将注入的水泥浆(16)的体积传输给计算机(11)；
(4)注入完预定水泥浆(16)后，用灌入装置(4)向钻杆(1)注入顶替泥浆(19)，流体流量计(7)将注入的顶替泥浆(19)的体积和排量传输给计算机(11)，用声纳测深器(6)实测出环空(12)井下泥浆(18)静液面的高度并传输给计算机(11)，计算机(11)根据注入水泥浆(16)体积、顶替泥浆(19)的体积和环空(12)井下泥浆(18)静液面的高度，计算出水泥浆(16)的实际高度，当水泥浆(16)进入漏失层(14)时，计算机(11)报警并打开泄压阀门(9)，使环空(12)内水泥浆(16)和泥浆(18)单位时间上升的体积小于钻杆(1)内灌入的顶替泥浆(19)的单位时间排量，直到环空(12)内的压强与外界压强相同为止；
(5)环空(12)泄压完成后，用声纳测深器(6)对环空(12)井下泥浆(18)静液面的高度进行监测，计算出水泥浆(16)的实际高度，在拔出钻杆(1)的同时，向环空(12)内吊灌泥浆，以控制水泥浆(16)的高度；
(6)起出钻杆(1)到安全位置，等候水泥浆(16)凝固，用声纳测深器(6)测量环空(12)井下泥浆(18)静液面的高度，直到水泥浆(16)初步凝固。
7.如权利要求2所述的负压固井系统的控制方法，其特征在于：
(1)将钻杆(1)、尾管悬挂器(2)和尾管(3)下到井内预定位置，用声纳测深器(6)测出环空(12)井下泥浆(18)静液面的高度，计算出漏失层(14)的压强，确定水泥浆(16)的预定高度，并且计算出要注入的压缩气体(17)的预定压强P0；
(2)用气体压缩装置(10)向钻杆(1)内注入压缩气体(17)，气体流量计和压力传感器(8)将注入压缩气体的体积和压强传输给计算机(11)，用声纳测深器(6)实测出环空(12)井下泥浆(18)静液面的高度，计算环空液面的上升高度，并将注入压强与预定压强P0进行比较，调整注入压强，直到达到预定压强P0为止；
(3)用灌入装置(4)向环空(12)注入预定数量的水泥浆(16)，流体流量计(7)将注入的水泥浆(16)的体积传输给计算机(11)；
(4)注入完预定水泥浆(16)后，用灌入装置(4)向环空(12)注入顶替泥浆(19)，流体流量计(7)将注入的顶替泥浆(19)的体积和排量传输给计算机(11)，用声纳测深器(6)实测出环空(12)井下泥浆(18)静液面的高度并传输给计算机(11)，计算机(11)根据注入水泥浆(16)体积、顶替泥浆(19)的体积和环空(12)井下泥浆静液面的高度，计算出水泥浆(16)的实际下降高度，当水泥浆(16)进入漏失层(14)时，计算机(11)报警并打开泄压阀门(9)，使钻杆(1)内泥浆(18)单位时间上升的体积小于环空(12)内灌入的顶替泥浆(19)的单位时间排量，直到钻杆(1)内的压强与外界压强相同为止；
(5)钻杆(1)泄压完成后，用声纳测深器(6)对环空(12)井下泥浆(18)静液面的高度进行监测，计算出水泥浆(16)的实际高度，在拔出钻杆(1)的同时，向环空(12)内吊灌泥浆，以控制水泥浆(16)的高度；
(6)起出钻杆(1)到安全位置，等候水泥浆(16)凝固，用声纳测深器(6)测量环空(12)井下泥浆静液面的高度，直到水泥浆(16)初步凝固。
8.如权利要求6或7所述的控制方法，其特征在于：所述的预定压强P0为水泥浆(16)的预定高度乘以水泥浆(16)的密度。
9.如权利要求6或7所述的控制方法，其特征在于：所述的预定数量的水泥浆(16)为在环空(12)中的水泥浆(16)预定高度所占的体积、存留在尾管(3)中的水泥浆(16)的体积和进入漏失层(14)的水泥浆(16)的体积之和的1.1至1.2倍。
10.如权利要求6或7所述的控制方法，其特征在于：所述的压缩气体(17)为空气或氮气。
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