CN101636553A - 用于截断和转向液体循环流的设备 - Google Patents

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CN101636553A CN200880008565A CN200880008565A CN101636553A CN 101636553 A CN101636553 A CN 101636553A CN 200880008565 A CN200880008565 A CN 200880008565A CN 200880008565 A CN200880008565 A CN 200880008565A CN 101636553 A CN101636553 A CN 101636553A
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A·卡尔德罗尼
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Abstract

一种用于截断和转向液体循环流的设备，由三个流室和一系列阀构成，所述室装备有连接部件，所述连接部件具有到达管线或供给管线，所述室彼此连通，仅仅有一个室(I)与其它两个室(II)都(III)连通，借助至少两个阀实现各个所述室之间的连通，一个阀是流量阀(Q)，至少一个阀是平衡阀(E)，各个平衡阀(E)的上游或下游与固定的或可调节的流动阻塞装置(D)结合，两个不连通的室共同具有阀(V)或三通阀，或者两个不连通的室各具有一个单向阀，所述单向阀处于相反位置，当一个关闭时另一个打开，反之亦然，所述阀(V)与排出阀(S)结合。

Description

用于截断和转向液体循环流的设备
本发明涉及用于截断和转向液体循环流的设备以及相关的截断和转向方法。
在插入新的钻柱期间，这种设备可以用来发挥为安全的目的将泥浆流朝向称为E-CD的装置(如本申请人的专利申请IT-MI2005A001108中所述)转向的功能，而不会影响钻井承包商的钻井用泥浆泵管汇，因此保持其功能特性的完好无损(其不会磨损，不会改变)。
从超过一个世纪前称为“旋转钻井”的钻井开始，就已经存在每当需要为钻杆组增加新的钻杆用于钻井时就要中断泵送过程的问题，所述旋转钻井已经取代了那时用到的称为“冲击”的在先技术，引入了使用钻杆将旋转运动传递至钻头(与通过同一钻杆“组”将流体泵入井中相关联)的新型原理。
在给钻杆组增加新的单个元件之后，从将流体泵入井中被中断的时刻到重新开始泵入井中的时刻确定的这个过渡时间总是被认为是危险时间段。这个危险时间段一直保持到重新建立在将流体泵入井中被中断之前的时刻存在的状况。
在钻杆组中的元件的插入和连接或断开过程中，由传统的中断流体在井中的循环所导致的一些不期望的影响罗列如下：
·缺乏由循环在井中引起的动态压力，并且其结果导致传统地限定的ECD(当量循环密度)减小；
·在井底部引起的动态压力被消除，促使流体层可能进入井中(井涌)；
·在使用传统方法添加钻杆之后，当重新开始循环时，较强吸收的地层可能产生麻烦的过载，或者在较弱的地层中可能产生潜在的循环损失；
·在高的竖井中，钻屑无障碍的和快速的下落可能导致钻杆组出现“机械阻塞”状况(BHA)；
·在井具有大倾角的情况下，在延伸井中和在具有水平延伸的井中，钻屑有足够的时间沉积在井眼的下部上；
·在插入新的钻杆之后，在重新开始钻井时，钻头在能够再次到达新的地层之前“被迫”对井底处沉积钻屑的层重新进行打孔。
如上所述，在专利申请IT-MI2005A001108中，本申请人要求保护一种称为E-CD的装置，在所有实现将新的“单个元件”添加至钻杆组所必需的操作步骤期间，该装置允许泵送保持持续的活动，并由此允许井中的流体循环保持持续的活动，由此允许钻井作用到更深的深度。
通过采用相同的程序，可以实现相反的过程，允许取出钻头而不中断将流体泵送到井中。
从该装置提供的这个操作时机获得的关键结果在于消除(或排除)了用于从钻杆组添加或减少钻杆的传统方法所包含的所有危险方面。
下面对上述专利申请IT-MI2005A001108中所述的插入新的钻柱的E-CD装置和方法进行说明。
用于插入新的钻柱的装置基本上由为管道形式的短本体(C)构成，该短本体(C)的端部具有适合于拧入到钻杆上的部件，两个阀容纳在所述短本体中，其中一个阀(A)与所述短本体成径向，可以借助适配器从外部截断该阀(A)，该阀(A)装备有合适的优选地加压密封的安全顶部，另一个阀(B)与所述本体成轴向。
由此，阀系统允许在任何希望的时刻沿着下降流体的两个方向(径向和轴向)与通过钻杆组泵入井中的流体直接接触。
装置的短本体的长度范围优选地为50至100cm。
可以借助合适的适配器(例如快速连接器)从外部截断与钻杆组成径向的阀(A)，该阀(A)又与柔性管道结合，该柔性管道的功能是将所述装置与钻井设备自身的钻井泵送系统(“钻井用泥浆泵管汇”)相互连接。
因而，与钻杆组成轴向并且对所承受的压力具有“双向反应灵敏度”特性(因此对泵送到井中的钻井液的流动状态是敏感的)的阀(B)相对于流体依次定向地关闭和打开。
径向阀(A)和轴向阀(B)两者都优选地为蝶阀，更优选地采用弹簧预加载，当待用时关闭。
简言之，在所有实现将新的“单个钻杆元件”(或钻杆系列)添加至钻杆组所必需的操作步骤期间，上述容纳在短本体中的两个阀的结构允许钻井液易于保持不被中断地流向井，由此允许钻井作用到更深的深度。
除了概念上和结构上的简化之外，上述装置的内在优点之一在于，其能够即刻用于任何钻井设备，而不需要对设备自身的液压回路进行大的改动，或者不存在与将工具插入到钻杆组中的“竖直空间性”相关的问题。
所述装置可以用在世界上已有的任何类型的陆上和海上钻井设备中-没有例外-无论该设备是极端陈旧的还是完全现代化的，无论该设备装备有传统的“转盘系统”还是更加现代的“顶部驱动系统”。
通过选用质量较好的单个元件来组装期望的组件，显然可以获得较高的操作压力。
从不中断循环的事实中获得了大量的优点，并且这些优点还可以随着程序所应用的井的类型而变化。
在任何情况下，对所有类型的井共有的优点为在井眼的壁上和井底处获得的恒定压力状态，这提供了有价值的内在安全性。
让我们具体对高压和高温井(HPHT)进行分析检验。
在这种类型的井中，接近矿化岩石(油层)的被穿透地层的压裂梯度通常接近孔隙梯度的值。为此，必须强制对ECD(当量循环密度)进行小心的控制，以便避免循环损失和地层自身的结构弱化。
在循环中断(实现传统连接所必需的)期间，ECD被消除，为状态流体不希望地进入井中(流入)创造理想的条件。
该流入可直接来自于油层(主要是多孔性)或来自于引起的微裂缝；在任何情况下，观察到这种现象(和对新的连接所需的状况进行识别)意味着操作时间的浪费，并且由此导致非生产时间的浪费。
相反，借助上述装置的“不中断循环”确保了不受干扰的动态状况，允许新的钻杆安全且立即的插入，而没有任何时间的损失。
让我们具体对限定为欠平衡/接近平衡钻井(UBD)的钻井应用进行分析检验。
对于欠平衡钻井(UBD)及其衍生，至关重要的是要保持分布在井眼的壁上和井底上的压力状态的稳定的和受控制的状况。
失去这种状况可能危及UBD钻井上游至此已经实现的部分。给钻杆组添加钻杆是特别危险的时刻；只要危险方面一出现，上述装置的使用就消除所有的危险方面，因为其总是确保不受干扰的动态状况，允许新的钻杆安全且立即的插入，而没有任何时间的损失。确保在井眼的壁上和井底处维持稳定的和恒定的压力状态避免了气垫和钻屑“包”的堆积，而消除所述堆积并且在循环中断之前重新建立稳定状况是需要花费非操作时间的。在这个过程运行中的错误会导致妨碍整个UBD钻井规划，触发不期望的意外压井的风险。
使用所述装置的替换方案可以是在钻杆的建造阶段直接结合阀系统形成该装置自身；如果有必要的话，这种替换方案允许组合(钻杆+装置)的长度保持等于裸钻杆的长度。
在任何情况下，装备有所述装置的钻杆的组合长度将在任意长度的最前面容纳所述系统。因此对这种装置的替换方案可以是钻杆基本上由管道构成，该管道在其要螺接到其它钻杆中的端部处具有合适的螺纹，其中两个阀容纳在所述管道中，一个阀(A)与所述管道成径向，可以借助适配器从外部截断所述阀(A)，所述阀(A)装备有合适的优选地加压密封的安全顶部，另一个阀(B)与所述管道成轴向。
容纳在钻杆中的径向阀(A)和轴向阀(B)两者都优选地为蝶阀，更优选地采用弹簧预加载，当待用时关闭。
用于插入新的钻柱的方法在于使用上述装置或上述替换方案的钻杆，其中具有径向阀和轴向阀。
更具体地，该方法优选地包括以下步骤：
·借助合适的连接器将短本体或钻杆的径向阀(A)从外部截断，并且借助合适的部件将其连接至钻井设备的泵送系统；
·在钻杆组中的入口处主动地中断通过喷头的一次流体流，由此流体流仅仅通过径向阀(A)并且关闭轴向阀(B)；
·在短本体或钻杆上插入新的钻柱，与另一个容纳所述阀的短本体结合，或者与包含容纳所述阀的钻杆的新的钻柱结合；
·重新形成一次流体流，由此打开轴向阀(B)并且关闭径向阀(A)；
·断开连接器，采用安全顶部保护径向阀(A)；
·降低钻杆组。
最后，所述操作步骤的最终结果允许以全流量获得在钻杆组中的元件(单个钻杆或长度)插入和连接过程，而不会对连续性产生任何中断。
从上述内容可见，本专利申请的E-CD装置包括专利申请IT-MI2005A001108中要求保护的装置和钻杆两者，其中具有轴向阀和径向阀，该装置和钻杆形成了供选择的方案。
为了在使用E-CD装置期间不损害位于钻井设备上的钻井泵送系统(钻井用泥浆泵管汇)的探测阀的功能，现在说明一种新的用于截断和转向液体循环流的设备，其在更换钻杆期间执行使泥浆流安全地朝向E-CD阀转向的功能，而不影响钻井承包商的钻井用泥浆泵管汇，由此维持其功能特性完好无损。
本发明的目的在于提供一种用于截断和转向液体循环流的设备，称为“E-C管汇”，由三个流室和一系列阀构成，所述室装备有连接部件，所述连接部件具有到达管线或供给管线，所述室彼此连通，其中只有一个室(I)与其它两个室(II)(III)都连通，借助至少两个阀来实现各个所述室之间的连通，其中一个阀是流量阀(Q)，至少一个阀是平衡阀(E)，各个平衡阀(E)的上游或下游与固定的或可调节的流动阻塞装置(D)结合，两个不连通的室共同具有阀(V)或三通阀，或者两个不连通的室各具有一个单向阀，所述单向阀处于相反位置，即一个打开时另一个关闭，反之亦然，所述阀(V)与排出阀(S)结合。
所述流动阻塞装置(D)优选地位于所述平衡阀的下游。
所述相对于彼此处于相反位置的单向阀或者所述三通阀(V)可以选择性地在下游与所述固定的或可调节的流动阻塞装置(D)结合。
根据本发明的设备的安装不需要对钻井设备的结构进行改变。该设备利用各个钻井设备中的压缩空气起作用(压缩空气触发空气马达，空气马达接着带动液压泵，从而产生压力下的液压油流体源，接着触发阀)。
推荐的控制板的使用方便了对形成所要求保护的设备的各种阀的控制。
在采用E-CD装置的操作的末期，移除本发明所要求保护的设备，钻井设备结构回复到其初始状态。
在高压操作情形下，必须要保持钻井循环压力绝对恒定，已经设想在打开平衡所述室I和II之间的压力的阀E2之前实施标准结构，其预计了用低压流体填充“顶部驱动件侧”的可能性。
当给钻杆组增加新长度钻杆时，这个功能是重要的，这是因为该长度在井中探测水平处被“空”螺接在E-CD阀上。压力平衡(通过打开阀E2实现)之前的填充消除了水击作用，避免了引入井中的有用流体流量的减少，减少了给钻杆组增加新长度钻杆所需的总时间。
操作阀的液压活塞接收来自油泵的液压能量，接着通过每次使用都被触发的压缩空气马达进给。在将来的发展中，液压能量可由液压蓄能器(氮气压力气缸，在氮气和液压油之间具有分隔膜)供给，这将允许在必须再次充能之前有多次操作。其再次充能将借助诸如当前使用的泵/压缩空气马达系统来实现。
本发明的另一个目的涉及一种用于插入钻井的新钻柱的方法，其利用E-CD装置或基本上由短本体(C)构成的装置，所述短本体(C)为管道形式或者包含在基本上由管道构成的钻杆中，所述本体或所述管道在端部具有适合于螺接到其它钻杆上的螺纹，并且所述本体或所述管道容纳有两个阀，其中一个阀(A)与所述本体或所述管道成径向，能够借助适配器从外部截断所述阀(A)，所述阀(A)装备有合适的安全顶部，另一个阀(B)与所述本体或所述管道成轴向，
其特征在于，该方法还使用上述构成本发明主要目的的设备。
使用上述设备的用于插入新钻柱的方法，包括以下步骤：
·借助合适的连接器使短本体或钻杆的径向阀(A)从外部截断，并且借助合适的部件使其连接至钻井设备的泵送系统；
·在钻杆组中的入口处主动地中断通过喷头的一次流体流，由此流体流仅仅通过径向阀(A)并且关闭轴向阀(B)；
·在短本体或钻杆上插入新的钻柱，与另一个容纳所述阀的短本体结合，或者与包含容纳所述阀的钻杆的新的钻柱结合；
·重新形成一次流体流，由此打开轴向阀(B)并且关闭径向阀(A)；
·断开连接器，采用安全顶部保护径向阀(A)；
·降低钻杆组。
用于截断和转向来自所述钻井设备的泵的流体循环流(立管管汇或钻井用泥浆泵管汇)优选地顺序执行以下步骤：
·所述流至喷头(顶部驱动件)的“标准”循环：进入所述设备的室(I)，穿过将所述室(I)和所述室(II)彼此连通的打开的平衡阀和流量阀，从与通向所述喷头(顶部驱动件)的管线连接的所述室(II)离开，允许所述室(I)和所述室(III)之间连通的阀关闭，并且所述室(II)和所述室(III)的所述排出阀(S)关闭；
·开始所述流至所述喷头(顶部驱动件)和所述E-CD装置的“双”循环：进入所述室(I)，穿过将所述室(I)和所述室(II)彼此连通的打开的平衡阀和流量阀，从与通向所述喷头(顶部驱动件)的管线连接的所述室(II)离开，还穿过将所述室(I)和所述室(III)彼此连通的打开的平衡阀，从与所述E-CD装置连接的所述室(III)离开，允许所述室(I)和所述室(III)之间连通的流量阀关闭，并且所述室(II)和所述室(III)的所述排出阀(S)关闭；
·所述流至所述喷头(顶部驱动件)和所述E-CD装置的过渡“双”循环：进入所述室(I)，穿过将所述室(I)和所述室(II)彼此连通的打开的平衡阀和流量阀，从与通向所述喷头(顶部驱动件)的管线连接的所述室(II)离开，还穿过将所述室(I)和所述室(III)彼此连通的打开的平衡阀和流量阀，从与所述E-CD装置连接的所述室(III)离开，所述室(II)和所述室(III)的所述排出阀(S)关闭；
·所述流仅仅至所述E-CD装置的循环：进入所述室(I)，穿过将所述室(I)和所述室(III)彼此连通的打开的平衡阀和流量阀，从与所述E-CD装置连接的所述室(III)离开，允许所述室(I)和所述室(II)之间连通的阀关闭，并且所述室(II)和所述室(III)的所述排出阀(S)关闭；
·如前一步骤的所述流仅仅至所述E-CD装置的循环，同时通过打开所述室(II)的所述排出阀(S)实现所述室(II)的降压；
·开始所述流至所述喷头(顶部驱动件)和所述E-CD装置的“双”循环：进入所述室(I)，穿过将所述室(I)和所述室(II)彼此连通的打开的平衡阀，从与通向所述喷头(顶部驱动件)的管线连接的所述室(II)离开，还穿过将所述室(I)和所述室(III)彼此连通的打开的平衡阀和流量阀，从与所述E-CD装置连接的所述室(III)离开，允许所述室(I)和所述室(III)之间连通的流量阀关闭，并且所述室(II)和所述室(III)的所述排出阀(S)关闭；
·所述流至所述喷头(顶部驱动件)和所述E-CD装置的过渡“双”循环：进入所述室(I)，穿过将所述室(I)和所述室(II)彼此连通的打开的平衡阀和流量阀，从与通向所述喷头(顶部驱动件)的管线连接的所述室(II)离开，还穿过将所述室(I)和所述室(III)彼此连通的打开的平衡阀和流量阀，从与所述E-CD装置连接的所述室(III)离开，并且所述室(II)和所述室(III)的所述排出阀(S)关闭；
·重新形成所述流至喷头(顶部驱动件)的“标准”循环，同时通过打开所述室(III)的所述排出阀(S)实现所述室(III)的降压：进入所述设备的室(I)，穿过将所述室(I)和所述室(II)彼此连通的打开的平衡阀和流量阀，从与通向所述喷头(顶部驱动件)的管线连接的所述室(II)离开，允许所述室(I)和所述室(III)之间连通的阀关闭。
现在借助图1、2和3说明在上述专利申请IT-MI2005A001108中所述的E-CD装置。
图1示出了在钻井阶段期间的E-CD装置，其中仅仅一次流(F)轴向地穿过所述装置。
图2示出了在钻井阶段期间的E-CD装置，其中一次流(F)被中断，而二次流径向地进入所述装置。
图3示出了具有钻井泵送系统的E-CD装置的连接系统。
图1中的装置具有基本上由管道构成的短本体(C)，两个阀容纳在所述管道内，其中一个阀(A)与所述短本体成径向并关闭，另一个阀(B)与所述短本体成轴向并打开。
所述装置与传统的钻杆(P)螺接。在图2和3中，同一装置的轴向阀关闭，而径向阀打开，借助可为快速连接器的适配器从外部截断该径向阀，该适配器又与柔性管道(F)结合，该柔性管道的功能是将所述装置与钻井设备自身的钻井泵送系统(钻井用泥浆泵管汇)相互连接。
为了实现该连接，也就是将单个钻杆(或钻杆的整个长度)添加至钻杆组，而不会中断将钻井液泵送到井中，需要在过程的开始采用特定的措施来中断该一次流，同时将一次流替换为由装置产生的在流动分离点的下方进入钻杆组的等效的流。
借助在所述装置自身内部的两个阀的组合来满足这种需要，这两个阀相对于钻杆组合适地轴向和径向定位。
一旦与所述钻杆组成径向的阀(A)已经从外部被截断并连接至柔性管道，并且因此连接至钻井设备的整个钻井泵送系统(钻井用泥浆泵管汇)，那么钻井入口处的钻井液可以截断为两个独立的和分开的流，其中一个流与所述钻杆组成轴向，另一个流与所述钻杆组成径向。
通过接下来由关闭钻井用泥浆泵管汇上的相应阀而获得的对钻杆组入口处的一次流体流的主动中断，装置的阀“B”由此关闭，来自设备泵送系统的整个流被迫穿过装置的阀“A”，而没有来自外部的任何其它直接干涉。
在方法的这一点，隔离在装置的轴向阀“B”的上游的压力可释放至大气压(例如通过钻井用泥浆泵管汇的排出阀)，从而获得安全地实现单个钻杆(或钻杆的整个长度)连接在钻杆组中所需的状况。
一旦已经实现所述连接，顺序相反的重复将会重新形成朝向主路径的流，也就是通过装置的阀“B”的流。
现在将借助图4、5和6说明本发明的实施例。
图4示出了称为E-CD管汇的设备。
用于截断和转向液体循环流的设备由三个流室(I)、(II)和(III)以及组装在滑道上并且液压致动的一系列阀构成。
所述流室装备有连接部件，所述连接部件具有到达管线(从用于室(I)的泵)或供给管线(至用于室(II)的顶部驱动件和用于室(III)的E-CD装置)。
所述室彼此连通，但是只有一个室(I)与其它两个室(II)(III)都连通：借助两个阀来实现室(I)和(II)之间以及(I)和(III)之间每个的连通，一个阀是流量阀(Q)，另一个阀是平衡阀(E)(Q2和E2用于室(II)，Q3和E3用于室(III))。
平衡阀E2和E3与固定的或可调节的流动阻塞装置(D)结合。
两个不连通的室(II)和(III)彼此共同具有三通阀(V)，该三通阀(V)与排出阀(S)结合。
图5示出了E-CD装置借助E-CD管汇与钻井泵送系统连接的连接系统。
图6示出了包括室(I)、(II)和(III)以及阀在内，处于处理压力下的钻井流体流(泥浆)，从钻井设备泵至顶部驱动件的运行或者从钻井设备泵至E-CD阀的运行以及两种运行之间的过渡的视图。
a)至顶部驱动件的“标准”循环：流体进入室(I)，穿过阀Q2和E2，离开室(II)。
阀Q3、E3和S关闭。
室(III)不增压。
b)开始至顶部驱动件和E-CD阀的“双”循环：阀E3已经打开，流体主要进入室(I)，离开室(II)；通向E-CD阀的室(III)开始增压，E-CD阀同时已采用柔性管道连接至室(III)。
c)至顶部驱动件和E-CD阀的过渡“双”循环：流体进入室(I)，无差别地同时离开室(II)和(III)。阀Q2、E2、Q3和E3全部打开，而阀(S)关闭。
d)单独至E-CD阀的循环：流体进入室(I)，全部从室(III)离开。通过关闭的阀Q2和E2截断室(II)；隔离的压力保留在室(II)内部。阀(S)关闭。
e)单独至E-CD阀的循环并通过打开阀(S)实现室(II)的降压。(三通阀(V)处于适合于截断室(II)并隔离室(III)的位置上)。当完成操作时，能够添加螺接在E-CD阀上方的新长度钻杆。
f)开始至E-CD阀和顶部驱动件的“双”循环：阀E2已经打开，流体进入室(I)，主要离开室(III)；通过阀E2开始通向顶部驱动件的室(II)的增压(所述顶部驱动件同时螺接在先前螺接在E-CD阀上方的新长度钻杆的头部)，阀(S)关闭。室(I)(II)(III)增压。
g)至E-CD阀和顶部驱动件的过渡“双”循环：流体进入室(I)，无差别地同时离开室(II)和(III)。阀Q2、E2、Q3和E3全部打开，而阀(S)关闭。
三通阀(V)被操纵至处于适合于截断室(III)并隔离室(II)的位置上(这也可以在步骤(f)之前实现)。
h)重新形成至顶部驱动件的“标准”循环：流体进入室(I)，全部从室(II)离开。通过关闭的阀Q3和E3截断室(III)。隔离的压力保留在室(III)内部。阀(V)截断室(III)并隔离室(II)。阀(S)打开，以便排出隔离在室(III)内的压力。
返回至步骤(a)并结束操作顺序：现在可以重新形成钻井操作，钻井操作一直持续到刚刚添加的钻杆长度完全被钻入。
至于接下来添加的所有长度，新的E-CD阀定位在所述长度的头部，并且重复所述的顺序。

Claims (7)

1.一种用于截断和转向液体循环流的设备，由三个流室和一系列阀构成，所述室装备有连接部件，所述连接部件具有到达管线或供给管线，所述室彼此连通，仅仅有一个室(I)与其它两个室(II)(III)都连通，借助至少两个阀实现各个所述室之间的连通，一个阀是流量阀(Q)，至少一个阀是平衡阀(E)，各个平衡阀(E)在上游或下游与固定的或可调节的流动阻塞装置(D)结合，两个不连通的室共同具有阀(V)或三通阀，或者两个不连通的室各具有一个单向阀，所述单向阀处于相反位置，当一个关闭时另一个打开，反之亦然，所述阀(V)与排出阀(S)结合。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述流动阻塞装置(D)位于所述平衡阀的下游。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处于相反位置的单向阀或者所述三通阀(V)在下游与所述固定的或可调节的流动阻塞装置(D)结合。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述室(II)具有反向阀(Z)。
5.一种用于插入钻井的新钻柱的方法，其利用称为E-CD的装置或基本上由短本体(C)构成的装置，所述短本体(C)为管道形式或者包含在基本上由管道构成的钻杆中，所述本体或所述管道在端部具有适合于螺接到其它钻杆上的螺纹，并且所述本体或所述管道容纳有两个阀，其中一个阀(A)与所述本体或所述管道成径向，能够借助适配器从外部截断所述阀(A)，所述阀(A)装备有合适的安全顶部，另一个阀(B)与所述本体或所述管道成轴向，
其特征在于，该方法还使用根据权利要求1至4之一所述的设备。
6.根据权利要求5所述的用于插入新钻柱的方法，包括以下步骤：
·借助合适的连接器将短本体或钻杆的径向阀(A)从外部截断并且借助合适的部件将其连接至钻井设备的泵送系统；
·在钻杆组中的入口处主动地截断通过喷头的一次流体流，由此流体流仅仅通过径向阀(A)并且关闭轴向阀(B)；
·在短本体或钻杆上插入新的钻柱，与另一个容纳所述阀的短本体结合，或者与包含容纳所述阀的钻杆的新的钻柱结合；
·重新形成一次流体流，由此打开轴向阀(B)并且关闭径向阀(A)；
·断开连接器，采用安全顶部保护径向阀(A)；
·降低钻杆组。
其特征在于，该方法使用根据权利要求1至4之一所述的设备，用于截断和转向来自所述钻井设备的泵的流体循环流。
7.根据权利要求5或6所述的方法，为了截断和转向来自所述钻井设备的泵的流体循环流(竖管管汇或钻井用泥浆泵管汇)，顺序地执行以下步骤：
·所述流至喷头(顶部驱动件)的“标准”循环：进入所述设备的室(I)，穿过将所述室(I)和所述室(II)彼此连通的打开的平衡阀和流量阀，从与通向所述喷头(顶部驱动件)的管线连接的所述室(II)离开，允许所述室(I)和所述室(III)之间连通的两个阀关闭，并且所述室(II)和所述室(III)的所述排出阀(S)关闭；
·开始所述流至所述喷头(顶部驱动件)和所述E-CD装置的“双”循环：进入所述设备的室(I)，穿过将所述室(I)和所述室(II)彼此连通的打开的平衡阀和流量阀，从与通向所述喷头(顶部驱动件)的管线连接的所述室(II)离开，还穿过将所述室(I)和所述室(III)彼此连通的打开的平衡阀，从与所述E-CD装置连接的所述室(III)离开，允许所述室(I)和所述室(III)之间连通的流量阀关闭，并且所述室(II)和所述室(III)的所述排出阀(S)关闭；
·所述流至所述喷头(顶部驱动件)和所述E-CD装置的过渡“双”循环：进入所述设备的室(I)，穿过将所述室(I)和所述室(II)彼此连通的打开的平衡阀和流量阀，从与通向所述喷头(顶部驱动件)的管线连接的所述室(II)离开，还穿过将所述室(I)和所述室(III)彼此连通的打开的平衡阀和流量阀，从与所述E-CD装置连接的所述室(III)离开，所述室(II)和所述室(III)的所述排出阀(S)关闭；
·所述流仅仅至所述E-CD装置的循环：进入所述设备的室(I)，穿过将所述室(I)和所述室(III)彼此连通的打开的平衡阀和流量阀，从与所述E-CD装置连接的所述室(III)离开，允许所述室(I)和所述室(II)之间连通的两个阀关闭，并且所述室(II)和所述室(III)的所述排出阀(S)关闭；
·如前一步骤的所述流仅仅至所述E-CD装置的循环，同时通过打开所述室(II)的所述排出阀(S)实现所述室(II)的降压；
·开始所述流至所述喷头(顶部驱动件)和所述E-CD装置的“双”循环：进入所述设备的室(I)，穿过将所述室(I)和所述室(II)彼此连通的打开的平衡阀，从与通向所述喷头(顶部驱动件)的管线连接的所述室(II)离开，还穿过将所述室(I)和所述室(III)彼此连通的打开的平衡阀和流量阀，从与所述E-CD装置连接的所述室(III)离开，允许所述室(I)和所述室(III)之间连通的流量阀关闭，并且所述室(II)和所述室(III)的所述排出阀(S)关闭；
·所述流至所述喷头(顶部驱动件)和所述E-CD装置的过渡“双”循环：进入所述设备的室(I)，穿过将所述室(I)和所述室(II)彼此连通的打开的平衡阀和流量阀，从与通向所述喷头(顶部驱动件)的管线连接的所述室(II)离开，还穿过将所述室(I)和所述室(III)彼此连通的打开的平衡阀和流量阀，从与所述E-CD装置连接的所述室(III)离开，并且所述室(II)和所述室(III)的所述排出阀(S)关闭；
·重新形成所述流至喷头(顶部驱动件)的“标准”循环，同时通过打开所述室(III)的所述排出阀(S)实现所述室(III)的降压：进入所述设备的室(I)，穿过将所述室(I)和所述室(II)彼此连通的打开的平衡阀和流量阀，从与通向所述喷头(顶部驱动件)的管线连接的所述室(II)离开，允许所述室(I)和所述室(III)之间连通的阀关闭。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102400653A (zh) * 2011-11-09 2012-04-04 深圳市远东石油钻采工程有限公司 连续循环系统
CN102536143A (zh) * 2012-02-23 2012-07-04 中国海洋石油总公司 钻井不停泵连续循环及控制管汇的装置
CN102828711A (zh) * 2011-09-30 2012-12-19 南通新诚电子有限公司 采油循环钻井系统
CN103046883A (zh) * 2012-12-21 2013-04-17 成都欧迅海洋工程装备科技有限公司 一种适用于空气钻井的连续循环钻井工艺
CN103397860A (zh) * 2013-08-02 2013-11-20 张俊 泥浆分配远程控制器
CN103790530A (zh) * 2012-10-26 2014-05-14 中国石油天然气集团公司 钻井流体转向切换控制系统
CN105793517A (zh) * 2014-01-21 2016-07-20 海德工程公司 连续循环钻井方法和截留并再分配该方法所用流体的装置

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITMI20070228A1 (it) * 2007-02-08 2008-08-09 Eni Spa Apparecchiatura per intercettare e deviare un flusso di circolazione liquido
EP2532829B1 (en) * 2007-07-27 2016-09-14 Weatherford Technology Holdings, LLC Continuous flow drilling systems and methods
GB0819340D0 (en) 2008-10-22 2008-11-26 Managed Pressure Operations Ll Drill pipe
GB0905633D0 (en) 2009-04-01 2009-05-13 Managed Pressure Operations Ll Apparatus for and method of drilling a subterranean borehole
GB2469119B (en) 2009-04-03 2013-07-03 Managed Pressure Operations Drill pipe connector
WO2011033001A1 (en) 2009-09-15 2011-03-24 Managed Pressure Operations Pte. Ltd Method of drilling a subterranean borehole
US8684109B2 (en) 2010-11-16 2014-04-01 Managed Pressure Operations Pte Ltd Drilling method for drilling a subterranean borehole
US9458696B2 (en) 2010-12-24 2016-10-04 Managed Pressure Operations Pte. Ltd. Valve assembly
US8826992B2 (en) 2011-04-12 2014-09-09 Saudi Arabian Oil Company Circulation and rotation tool
US9080407B2 (en) 2011-05-09 2015-07-14 Halliburton Energy Services, Inc. Pressure and flow control in drilling operations
US9353587B2 (en) 2011-09-21 2016-05-31 Weatherford Technology Holdings, Llc Three-way flow sub for continuous circulation
US9823373B2 (en) 2012-11-08 2017-11-21 Halliburton Energy Services, Inc. Acoustic telemetry with distributed acoustic sensing system
SG11201601074RA (en) 2013-09-30 2016-03-30 Halliburton Energy Services Inc Synchronous continuous circulation subassembly with feedback
ITMI20131733A1 (it) 2013-10-17 2015-04-18 Eni Spa Procedimento per realizzare un pozzo per sfruttare un giacimento sotto un fondale marino o oceanico
WO2015107447A1 (en) * 2014-01-16 2015-07-23 Drillmec Spa Collector circuit for drilling fluid circulation system and method for diverting the circulation of the fluid
US10006262B2 (en) 2014-02-21 2018-06-26 Weatherford Technology Holdings, Llc Continuous flow system for drilling oil and gas wells
NO347497B1 (en) 2014-05-19 2023-11-27 Schlumberger Technology Bv Method and apparatus for continuosly controlling a well flow rate
GB2546216B (en) 2014-10-02 2019-06-12 Schlumberger Technology Bv Valve assembly for drilling systems
DK3234302T3 (en) * 2014-12-16 2019-04-29 Had Eng S R L A DEVICE TO ENSURE CONTINUOUS CIRCULATION IN BILLING
US10590719B2 (en) * 2017-02-23 2020-03-17 Cameron International Corporation Manifold assembly for a mineral extraction system
US10364622B2 (en) * 2017-02-23 2019-07-30 Cameron International Corporation Manifold assembly for a mineral extraction system
US11401759B2 (en) 2020-01-03 2022-08-02 Cable One, Inc. Horizontal directional drilling system and method of operating

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3215203A (en) * 1961-04-17 1965-11-02 Otis Eng Co Apparatus for moving a well flow conductor into or out of a well
US3559739A (en) * 1969-06-20 1971-02-02 Chevron Res Method and apparatus for providing continuous foam circulation in wells
SE381081B (sv) * 1972-08-07 1975-11-24 Atlas Copco Ab Driftpreventer for astadkommande av tetning mellan borrstreng och ett foderror vid djuphalsborrning under overtryck
US3999610A (en) * 1974-11-21 1976-12-28 Otis Engineering Corporation Pipe snubbing method and apparatus
US4315553A (en) * 1980-08-25 1982-02-16 Stallings Jimmie L Continuous circulation apparatus for air drilling well bore operations
US4643259A (en) * 1984-10-04 1987-02-17 Autobust, Inc. Hydraulic drill string breakdown and bleed off unit
US5568837A (en) * 1995-06-28 1996-10-29 Funk; Kelly Method of inserting tubing into live wells
US5832956A (en) * 1995-09-25 1998-11-10 Pgi International Ltd. Three valve controlled vent manifold
ATE293203T1 (de) * 1996-10-15 2005-04-15 Coupler Developments Ltd Bohrverfahren mit kontinuierlicher zirkulation
US6688394B1 (en) * 1996-10-15 2004-02-10 Coupler Developments Limited Drilling methods and apparatus
US6591916B1 (en) * 1998-10-14 2003-07-15 Coupler Developments Limited Drilling method
EP1125036B1 (en) * 1998-10-19 2003-05-28 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Making up and breaking out of a tubing string in a well while maintaining continuous circulation
GC0000342A (en) * 1999-06-22 2007-03-31 Shell Int Research Drilling system
US6412554B1 (en) * 2000-03-14 2002-07-02 Weatherford/Lamb, Inc. Wellbore circulation system
US7107875B2 (en) * 2000-03-14 2006-09-19 Weatherford/Lamb, Inc. Methods and apparatus for connecting tubulars while drilling
US6374925B1 (en) * 2000-09-22 2002-04-23 Varco Shaffer, Inc. Well drilling method and system
US7343933B2 (en) * 2004-04-27 2008-03-18 Cameron International Corporation Multi-port flow selector manifold valve and manifold system
CA2500253E (en) * 2005-03-10 2010-02-16 Vernon Robert Boscher Throttle limiting control box for snubbing units in conjunction with service or drilling rigs
ITMI20051108A1 (it) * 2005-06-14 2006-12-15 Eni Spa Dispositivo e procedimento per l'inserimento di una nuova stringa di perforazione di un pozzo
ITMI20070228A1 (it) * 2007-02-08 2008-08-09 Eni Spa Apparecchiatura per intercettare e deviare un flusso di circolazione liquido
NO327556B1 (no) * 2007-06-21 2009-08-10 Siem Wis As Anordning og fremgangsmate for a opprettholde hovedsakelig konstant trykk pa og stromning av borevaeske i en borestreng
EP2532829B1 (en) * 2007-07-27 2016-09-14 Weatherford Technology Holdings, LLC Continuous flow drilling systems and methods
NO328945B1 (no) * 2007-08-15 2010-06-21 I Tec As Ventilseksjon og fremgangsmate for a opprettholde konstant borevaeskesirkulasjon under en boreprosess
US7823634B2 (en) * 2007-10-04 2010-11-02 Vetco Gray Inc. Wellhead isolation sleeve assembly
US8100199B2 (en) * 2009-06-01 2012-01-24 Tiw Corporation Continuous fluid circulation valve for well drilling

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102828711A (zh) * 2011-09-30 2012-12-19 南通新诚电子有限公司 采油循环钻井系统
CN102400653A (zh) * 2011-11-09 2012-04-04 深圳市远东石油钻采工程有限公司 连续循环系统
CN102536143A (zh) * 2012-02-23 2012-07-04 中国海洋石油总公司 钻井不停泵连续循环及控制管汇的装置
CN103790530A (zh) * 2012-10-26 2014-05-14 中国石油天然气集团公司 钻井流体转向切换控制系统
CN103046883A (zh) * 2012-12-21 2013-04-17 成都欧迅海洋工程装备科技有限公司 一种适用于空气钻井的连续循环钻井工艺
CN103046883B (zh) * 2012-12-21 2015-07-08 成都欧迅海洋工程装备科技有限公司 一种适用于空气钻井的连续循环钻井工艺
CN103397860A (zh) * 2013-08-02 2013-11-20 张俊 泥浆分配远程控制器
CN103397860B (zh) * 2013-08-02 2015-09-02 张俊 泥浆分配远程控制器
CN105793517A (zh) * 2014-01-21 2016-07-20 海德工程公司 连续循环钻井方法和截留并再分配该方法所用流体的装置
CN105793517B (zh) * 2014-01-21 2021-02-02 海德工程公司 连续循环钻井方法和截留并再分配该方法所用流体的装置

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CA2677401A1 (en) 2008-08-14
CA2677401C (en) 2015-01-06
GB0913325D0 (en) 2009-09-16
MY147137A (en) 2012-10-31
AU2008213415B2 (en) 2013-05-02
CN103147704A (zh) 2013-06-12

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