CN102080510A - 实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统及方法 - Google Patents

实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102080510A
CN102080510A CN2010106012682A CN201010601268A CN102080510A CN 102080510 A CN102080510 A CN 102080510A CN 2010106012682 A CN2010106012682 A CN 2010106012682A CN 201010601268 A CN201010601268 A CN 201010601268A CN 102080510 A CN102080510 A CN 102080510A
Authority
CN
China
Prior art keywords
drilling
shell body
seabed
mud
seabed mud
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2010106012682A
Other languages
English (en)
Inventor
蒋世全
陈国明
徐群
张彦廷
许亮斌
殷志明
盛磊祥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Petroleum East China
China National Offshore Oil Corp CNOOC
CNOOC Research Center
Original Assignee
China University of Petroleum East China
China National Offshore Oil Corp CNOOC
CNOOC Research Center
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Petroleum East China, China National Offshore Oil Corp CNOOC, CNOOC Research Center filed Critical China University of Petroleum East China
Priority to CN2010106012682A priority Critical patent/CN102080510A/zh
Publication of CN102080510A publication Critical patent/CN102080510A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

本发明涉及一种实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统及方法,其特征在于:用于浅水层时,海底泥浆吸入装置包括外壳体,外壳体下端通过液压连接器连接海底井口头,外壳体下部侧壁上向外延伸设置有侧面出口,侧面出口的侧壁上设置有钻井液压力监控系统;侧面出口通过海底钻井液输送管线连接海底泥浆举升泵的入口,海底泥浆举升泵的出口通过钻井液返回管线连接海面钻井船上的钻井液处理设备;外壳体上设置有用于海面钻井船上的钻杆下端穿过的通孔;用于深水层时,海底泥浆吸入装置的外壳体的上部为两级漏斗段,下部为直筒段;外壳体内密封设置有旋转总成,旋转总成将外壳体下部与外壳体上部隔离,外壳体下部与海底井口头之间设置海底防喷器组。

Description

实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统及方法
技术领域
本发明涉及一种深水钻井设备,特别是关于一种实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统及方法。
背景技术
随着陆地和浅海油气储量的减少及其开采难度的增大,深水区域逐渐成为世界油气勘探的热点。而传统海洋钻井技术由于受到水深、地层等因素的制约,难以满足深水钻井的需要。
在常规深水钻井中,钻井船和井口通过隔水管连接。但是当水深超过500米时,采用传统隔水管钻井方法将会存在许多难以克服的问题:1)深水钻井时,需要大直径隔水管连接钻井船和井口,需要更多的泥浆填充隔水管和钻杆之间环空,这就需要更高级别的钻井船承载隔水管和泥浆。2)深水钻井中,大尺寸隔水管除承受更大的自身载荷外,还要承受复杂的外部环境载荷,需要使用更高成本的浮力和补偿装置辅助隔水管作业,增加隔水管成本。3)深水钻井用隔水管具有较大长度,在恶劣天气中回收困难,增加作业风险。4)深水钻井中,地层破裂压力和孔隙压力之间压力窗口狭窄,泥浆可调范围小,需要下更多套管柱维持井眼稳定。5)某些区域的地质状况要求在钻探顶部井眼时使用昂贵的水基或合成泥浆,如果将井眼环空返回的钻井液直接排放到海底,不仅浪费钻井液而且污染环境。6)在某些区域,环境法规不允许将井眼环空返回的钻井液排放到海底。因此,需要一种新的钻井装置或方法,既能实现不使用隔水管又能将井眼环空返回的泥浆回收到海面钻井船循环使用,即满足无隔水管泥浆回收钻井的目的。
目前,在国外主要存在如下方法或装置来实现无隔水管或泥浆回收钻井:专利US.6745851提出了一种回收和处理钻探顶部井眼用泥浆的方法和系统。但是该方法和系统只是用于顶部井眼钻探,即安装海底防喷器组及在钻井船和井口之间连接隔水管之前使用,只能回收钻探顶部井眼时的钻井液。专利N0.20035172介绍了一种清除和过滤顶部井眼钻井液的方法,同样只能回收顶部井眼返回钻井液。专利US.4149603提出了一种水下钻井系统和方法,其主要思想是:不再使用传统海洋隔水管,在海底防喷器组顶部安装泥浆池装置。使用海底泥浆举升泵抽吸泥浆池中的返回泥浆,通过返回管线返回到海面。但是该方法和系统是在安装海底防喷器组之后使用,不能返回顶部井眼钻井泥浆。专利EP.0290250提出了一种深水钻井方法和装置。其主要思想是:利用海底离心泵和返回管线将钻井泥浆返回到海面。但该系统同样是在安装海底防喷器组后使用,不能返回顶部井眼钻探时的钻井液。上述各种专利中提到的泥浆回收技术都不能应用于全部井眼段钻探作业中,而且除专利NO.20035172外,其余专利中提到的技术没用在实际应用中应用或体现。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的是提供一种操作简单,并且可以实现全部井眼段无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入装置,返回钻井用钻井液。
为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:一种实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统,其特征在于:它包括海底泥浆吸入装置,所述海底泥浆吸入装置包括一外壳体,所述外壳体下端连接海底井口头,所述外壳体下部侧壁上向外延伸设置有侧面出口,所述侧面出口的侧壁上设置有钻井液压力监控系统;所述侧面出口通过海底钻井液输送管线连接海底泥浆举升泵的入口,所述海底泥浆举升泵的出口通过钻井液返回管线连接海面钻井船上的钻井液处理设备;所述外壳体内设置有用于海面钻井船上的钻杆下端穿过的通孔。
所述海底泥浆吸入装置的所述外壳体的上部为两级漏斗段,下部为直筒段;所述外壳体内密封设置有旋转总成,所述旋转总成将所述外壳体下部与所述外壳体上部隔离,所述外壳体下部连接海底防喷器组上端,所述海底防喷器组下端连接海底井口头。
所述旋转总成包括外筒体、内筒体和冷却液输送装置;所述外筒体呈漏斗形密封设置在所述外壳体的二级漏斗段和下部直筒段;所述内筒体通过若干间隔设置的轴承转动设置在外筒体内,所述内筒体与外筒体之间的上、下端分别设置有轴承定位装置,两所述轴承定位装置内侧分别设置有轴承密封装置;所述内筒体的上、下端对称设置有胶芯固板,所述两胶芯固板上设置有用于密封所述钻杆的密封胶芯;所述冷却液输送装置包括分别设置在上、下端所述轴承密封装置上的环形流道,冷却液注入流道,冷却液输出流道,以及平行相对设置在所述外筒体上的两竖向流道;所述冷却液注入流道一端连通上部的所述环形流道,另一端穿出所述外筒体和外壳体连接冷却液源;所述冷却液输出流道设置在所述冷却液注入流道下方的所述外筒体上,且穿出所述外壳体;其中一所述竖向流道的上、下两端分别连通所述冷却液输出流道和下部的所述环形流道,另一所述竖向流道的上、下两端分别连通上部的所述环形流道和下部的所述环形流道。
所述海底泥浆吸入装置上设置有液压锁紧机构,所述液压锁紧机构包括设置在外壳体外部的缸体、所述缸体内设置有密封活塞杆,所述密封活塞杆的密封端连接液压系统,活塞杆端用于穿设在所述外壳体和外筒体内,且所述活塞杆端与所述缸体之间设置有恢复弹簧。
所述海底泥浆吸入装置的所述外壳体上设置有泄流通道,所述泄流通道连通所述外壳体与所述外筒体之间,所述泄流通道内设置有弹簧,所述弹簧靠近所述外筒体的一端设置有阀芯。
所述内筒体与所述外筒体之间的轴承密封装置和轴承定位装置上设有润滑油通道;所述轴承之间设置有润滑压力平衡装置,所述润滑压力平衡装置包括平衡活塞,所述平衡活塞上设置有平衡腔室,所述平衡腔室内设置有压缩弹簧,所述外壳体与外筒体上设置有一连通所述平衡腔室与所述外壳体外部海水的流道。
所述海底泥浆吸入装置的所述外壳体的外壁上,所述侧面出口的上方,对称设置有两海底支架,各所述海底支架上均设置有海底照明及录像设备。
所述海底泥浆吸入装置的所述外壳体下部的侧壁上,向外延伸设置的所述侧面出口有两个,两所述侧面出口的侧壁上均设置有钻井液压力监控系统。
上述实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统的方法,其包括以下步骤:1)将海底泥浆吸入装置下放到海底,通过液压连接器与海底井口头连接;2)将钻杆从钻井船下放到海底井眼,钻井液沿钻杆中空流下,经钻头喷射进井眼后,沿井眼环空上返至海底泥浆吸入装置的外壳体中;3)启动海底泥浆举升泵,钻井液通过外壳体下部的侧面出口流入海底钻井液输送管线,通过海底钻井液输送管线进入海底泥浆举升泵,继而被举升返回到海面钻井船循环利用;4)在钻井液返回过程中,通过海底照明及录像设备监测外壳体中的钻井液液位,通过钻井液压力监控系统监控外壳体中的钻井液压力与同一水平面海水静压力间的差值,通过信号线将压差信号传输给钻井操作人员或海底泥浆举升泵的变频装置,调节海底泥浆举升泵的转速,使钻井液压力等于海水静压力,实现双梯度钻井。
所述步骤1)中,下放海底泥浆吸入装置前,先将海底防喷器组下放安装在海底井口头上,海底泥浆吸入装置连接海底防喷器上端,然后将旋转总成下放到海底泥浆吸入装置的外壳体内,并通过锁紧机构锁紧。
本发明由于采取以上技术方案,其具有以下优点:1、本发明的外壳体内可以放置旋转总成,也可以不放置旋转总成,因此,具有两种工作方式,可以实现全部井眼段钻探用钻井液的回收,减少钻井成本,降低环境污染。2、本发明由于设置有两个侧面出口、两钻井液压力监控系统,因此,可以方便ROV连接外壳体和海底泥浆举升泵之间的钻井液输送管线,或当其中一侧面出口发生故障时,另一个可以使用。3、本发明由于在外壳体上设置有泄流及导流装置,因此,可以用于排放旋转总成下放进外壳体时遗留在外壳体内的海水。4、本发明由于在侧面出口的侧壁上设置有压差变送器组成的钻井液压力监控系统,因此,能够测量外壳体内钻井液与外部海水静压力间的差值,调节海底泥浆举升泵的转速,控制外壳体内的钻井液液位,实现双梯度钻井。5、本发明的外筒体与外壳体之间设置有静密封件,因此,不仅可以防止外壳体旋转,而且还可以防止海水渗透进外壳体中,并防止外壳体中的钻井液泄漏。本发明不仅可以实现无隔水管泥浆回收钻井的目的,而且还可以实现双梯度钻井,钻井成本低,能够维持井眼稳定,降低浅层风险,保持井底压力位于地层孔隙压力和破裂压力之间,因此,可广泛用于深水钻井,甚至超深水钻井过程中。
附图说明
图1是本发明安装海底防喷器组前钻探井眼的结构示意图
图2是本发明安装海底防喷器组后钻探井眼的结构示意图
图3是本发明海底泥浆吸入装置外部示意图
图4是本发明封闭式海底泥浆吸入装置剖视示意图
图5是图4左旋90的半剖视示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示,本发明系统包括海底泥浆吸入装置1,海底泥浆吸入装置1包括一中空的外壳体2,外壳体2下端通过液压连接器(或其他现有连接装置,图中未示出)连接海底井口头3,外壳体2的下部侧壁上向外延伸对称设置有两带有开关阀门的侧面出口4,两侧面出口4的侧壁上分别设置有钻井液压力监控系统5,钻井液压力监控系统5用于监控海底泥浆吸入装置1内的钻井液压力。其中一侧面出口4和与其对应的钻井液压力监控系统5为工作状态,另一侧面出口4和与其对应的钻井液压力监控系统5为备用状态;处于工作状态的侧面出口4通过海底钻井液输送管线6连接海底泥浆举升泵7的入口,海底泥浆举升泵7的出口通过钻井液返回管线8连接海面钻井船9上的钻井液处理设备10;外壳体2内设置有用于海面钻井船9上的钻杆11下端穿过的通孔,钻杆11下部末端设置在井眼12内,且钻杆上设置有钻头13。
如图2、图3所示,海底泥浆吸入装置1的外壳体2的上部为两级漏斗段I、II,下部为直筒段III;外壳体2内密封设置有旋转总成,旋转总成将外壳体2的下部与外壳体2的上部隔离,外壳体2下部连接海底防喷器组14的上端,海底防喷器组14的下端连接海底井口头3。
海底泥浆吸入装置1的外壳体2内设置旋转总成为封闭式海底泥浆吸入装置,没有设置旋转总成为开放式海底泥浆吸入装置。
如图3所示,海底泥浆吸入装置1的外壳体2下部的直筒段III外壁上,侧面出口4的上方,间隔侧面出口4,对称设置有两海底支架15,各海底支架15上均设置有海底照明及录像设备16。在开放式海底泥浆吸入装置中,海底照明及录像设备16用于监控外壳体2内钻井液的液位;在封闭式海底泥浆吸入装置中,海底照明及录像设备16用于辅助钻井,辅助旋转总成放入外壳体2中。外壳体2的第二级漏斗段II的外壁周向间隔设置有若干液压锁紧机构17,根据工作状态可布置4~6个液压锁紧机构17。
如图4所示,海底泥浆吸入装置1的外壳体2内设置有旋转总成,为封闭式海底泥浆吸入装置,旋转总成包括外筒体18、内筒体19、冷却液输送装置和润滑压力平衡装置。
外筒体18呈漏斗形,设置在外壳体2内第二级漏斗段II和下部直筒段III内。外筒体18与外壳体2之间设置有静密封件,用于密封外筒体18与外壳体2之间的缝隙,同时增大外筒体18的旋转阻力,防止其旋转。
内筒体19通过间隔设置的轴承20转动设置在外筒体18内。外筒体18的上、下两端与内筒体19之间分别设置有一轴承定位装置21,两轴承定位装置21内侧的外筒体18与内筒体19之间分别设置有一轴承密封装置22。内筒体19的上、下两端对称设置有胶芯固板23,两胶芯固板23分别通过法兰和螺栓连接密封胶芯24,且两胶芯固板23分别与相应的密封胶芯24硫化在一起。工作时,钻杆11穿设在内筒体19内,且穿过上、下密封胶芯24。钻杆11通过与上、下密封胶芯24之间的摩擦力带动内筒体19在外筒体18内旋转。上、下密封胶芯24在自身弹性变形以及外部海水和井眼返回钻井液压力的作用下抱紧钻杆11,隔离外部海水和返回钻井液。
冷却液输送装置包括分别设置在上、下两轴承密封装置22上的环形流道25,穿设在外筒体18和外壳体2上的冷却液注入流道26和冷却液输出流道27,以及平行相对设置在外筒体18上的两竖向流道28。冷却液注入流道26的一端连通上部的环形流道25,另一端穿出外筒体18和外壳体2连接冷却液源;冷却液输出流道27设置在冷却液注入流道26下方,穿出外壳体2;其中一竖向流道28的上、下两端分别连通冷却液输出流道27和下部的环形流道25,另一竖向流道28的上、下两端分别连通上部和下部的环形流道25。冷却液通过冷却液注入流道26注入上部环形流道25后,通过竖向流道28向下流入下部环形流道25,最后通过另一竖向流道25向上流入冷却液输出流道27后排出。
内筒体19通过间隔设置的轴承20转动设置在外筒体18内,润滑压力平衡装置设置在轴承20之间。润滑压力平衡装置包括设置在内筒体19和外筒体18之间的平衡活塞29,平衡活塞29上设置有平衡腔室,平衡腔室内设置有压缩弹簧30,外壳体2与外筒体18上设置有一连通平衡腔室与外壳体2外部海水的流道31(如图5所示)。内筒体19与外筒体18之间的轴承密封装置22和轴承定位装置21上设有润滑油通道32,用于注入轴承系统润滑油。无隔水管泥浆回收钻井时,外部海水由外壳体2和外筒体18上的流道31流入平衡腔室,平衡润滑油压力与外部环境压力,防止外部海水和钻井液进入轴承20之间的腔室。
外壳体2的第二级漏斗段II与下部直筒段III的交接处周向间隔设置有若干泄流及导流装置33,根据工况可布置2~4个。泄流及导流装置33包括设置在外壳体2的泄流孔,泄流孔连通外壳体与外筒体之间,泄流孔内设置有弹簧,弹簧靠近外筒体的一端设置有阀芯。初始状态下弹簧挤压阀芯封闭泄流孔,当向外壳体2内下放旋转总成时,内部压力推动阀芯向外压缩弹簧,导通泄流孔,以便排放旋转总成下放进外壳体2时遗留在外壳体2内的海水。
如图3、图5所示,外壳体2的第二级漏斗段II的外壁上设置的液压锁紧机构17包括设置在外壳体2外部的缸体34,缸体34内设置有密封活塞杆35,密封活塞杆35的密封端连接液压系统(图中未示出),活塞杆端用于穿设在外壳体2和外筒体18内,且活塞杆端与缸体34之间设置有恢复弹簧36。初始状态下密封活塞杆35完全处于缸体34和外壳体2中;旋转总成放入后,液压力驱动密封活塞杆35伸入外筒体18上的锁紧孔眼中,锁紧旋转总成。
上述实施例中,外筒体18与内筒体19之间设置的轴承20包括径向扶正轴承和止推轴承。各轴承20通过轴承定位装置21进行轴向固定,轴承定位装置21固定在外筒体18上。轴承定位装置21和轴承密封装置22之间设置有静密封件。
上述实施例中,上、下轴承密封装置22与内筒体19之间设置有旋转动密封件,上、下环形流道25的两侧与外筒体18之间设置有静密封件。
上述实施例中,封闭式海底泥浆吸入装置的外壳体2作为开放式海底泥浆泥浆吸入装置使用时,需要封闭冷却液注入流道26和冷却液输出流道27,泄流及导流装置33的泄流孔,润滑油压力平衡装置的流道31。
本发明方法包括两种工作方式,用于回收不同井眼段钻探时的钻井液。
方式一:如图1、图3所示,将表层井眼返回的钻井液返回到海面钻井船9循环利用时,不需要安装海底防喷器组14,采用开放式海底泥浆吸入装置回收井眼返回钻井液,其具体包括以下步骤;
1)钻井船9动力定位。
2)利用缆索(图中未示出)将开放式海底泥浆吸入装置通过钻井船9上的月池下放到海底井口头3上,通过液压连接器(图中未示出)与海底井口头3连接,同时使用海底支架15固定。
3)通过ROV(Remote Operated Vehicle,水下机器人)将开放式海底泥浆吸入装置其中一侧面出口4通过海底钻井液输送管线6与海底泥浆举升泵7的入口连接,将海底泥浆举升泵7的出口通过钻井液返回管线8与钻井船9上的钻井液处理设备10连接。
4)钻杆11从钻井船8下放到海底钻探井眼12中,钻井液从钻杆11中空流下,由钻头13喷射进井眼12,钻井液及泥浆沿井眼12上返至外壳体2中。
5)在海底泥浆举升泵7的抽吸作用下,钻井液经侧面出口4和海底钻井液输送管线6,流入海底泥浆举升泵7,继而通过钻井液返回管线8返回到海面钻井船9,经海面钻井液处理设备10处理后循环利用。
6)在钻井液返回过程中,通过海底照明及录像设备16监测外壳体2中的钻井液液位,钻井液压力监控系统5监控外壳体2中的钻井液压力与同一水平面海水静压力间的差值,通过信号线(图中未示出)将压差信号传输给钻井操作人员或海底泥浆举升泵7的变频装置(图中未示出),调节海底泥浆举升泵7的转速,使钻井液压力等于海水静压力,实现双梯度钻井。
方式二:如图2~图5所示,将深层井眼返回钻井液返回到海面钻井船9循环利用时,需要安装海底防喷器组14,采用封闭式海底泥浆吸入装置回收井眼返回钻井液,其具体包括以下步骤;
1)通过钻井船9进行动力定位;
2)将海底防喷器组14安装在海底井口头3上;
3)利用缆索(图中未示出)下放外壳体2,通过液压连接器(图中未示出)与海底防喷器组14的上端连接;
4)将旋转总成通过钻杆11下放进外壳体2中,封闭外壳体2的上端,并通过液压锁紧机构17锁紧;
5)通过ROV将外壳体10的其中一侧面出口4通过海底钻井液输送管线6与海底泥浆举升泵7的口连接;将海底泥浆举升泵7的出口连接钻井液返回管线8,钻井液返回管线8的另一端连接海面钻井船8上钻井液处理设备10;
6)钻井液从钻杆11中空流下,由钻头13喷射进井眼12,钻井液及泥浆沿井眼12上返至外壳体2中;
7)在海底泥浆举升泵7的抽吸作用下,钻井液经外壳体10的侧面出口4和海底钻井液输送管线6流入海底泥浆举升泵7,继而通过钻井液返回管线8被举升返回到海面钻井船8上的钻井液处理设备10中,经处理后循环利用;
8)在钻井液返回过程中,通过海底照明及录像设备16监测外壳体2中的钻井液液位,钻井液压力监控系统4监控外壳体10中的钻井液压力与同一水平面海水静压力间的差值,通过海底信号线将压力差信号输送给钻井操作人员或海底泥浆举升泵7的变频装置(图中未示出),调节海底泥浆举升泵7的转速使钻井液压力等于同一水平面海水静压力,实现双梯度钻井;
9)当需要下套管及其它操作时,回收旋转总成,下套管完毕后,再次下放旋转总成,继续钻井。
上述各实施例仅用于说明本发明,其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的,凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进,均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (14)

1.一种实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统,其特征在于:它包括海底泥浆吸入装置,所述海底泥浆吸入装置包括一外壳体,所述外壳体下端连接海底井口头,所述外壳体下部侧壁上向外延伸设置有侧面出口,所述侧面出口的侧壁上设置有钻井液压力监控系统;所述侧面出口通过海底钻井液输送管线连接海底泥浆举升泵的入口,所述海底泥浆举升泵的出口通过钻井液返回管线连接海面钻井船上的钻井液处理设备;所述外壳体内设置有用于海面钻井船上的钻杆下端穿过的通孔。
2.如权利要求1所述的实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统,其特征在于:所述海底泥浆吸入装置的所述外壳体的上部为两级漏斗段,下部为直筒段;所述外壳体内密封设置有旋转总成,所述旋转总成将所述外壳体下部与所述外壳体上部隔离,所述外壳体下部连接海底防喷器组上端,所述海底防喷器组下端连接海底井口头。
3.如权利要求2所述的实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统,其特征在于:所述旋转总成包括外筒体、内筒体和冷却液输送装置;所述外筒体呈漏斗形密封设置在所述外壳体的二级漏斗段和下部直筒段;所述内筒体通过若干间隔设置的轴承转动设置在外筒体内,所述内筒体与外筒体之间的上、下端分别设置有轴承定位装置,两所述轴承定位装置内侧分别设置有轴承密封装置;所述内筒体的上、下端对称设置有胶芯固板,所述两胶芯固板上设置有用于密封所述钻杆的密封胶芯;所述冷却液输送装置包括分别设置在上、下端所述轴承密封装置上的环形流道,冷却液注入流道,冷却液输出流道,以及平行相对设置在所述外筒体上的两竖向流道;所述冷却液注入流道一端连通上部的所述环形流道,另一端穿出所述外筒体和外壳体连接冷却液源;所述冷却液输出流道设置在所述冷却液注入流道下方的所述外筒体上,且穿出所述外壳体;其中一所述竖向流道的上、下两端分别连通所述冷却液输出流道和下部的所述环形流道,另一所述竖向流道的上、下两端分别连通上部的所述环形流道和下部的所述环形流道。
4.如权利要求3所述的实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统,其特征在于:所述海底泥浆吸入装置上设置有液压锁紧机构,所述液压锁紧机构包括设置在外壳体外部的缸体、所述缸体内设置有密封活塞杆,所述密封活塞杆的密封端连接液压系统,活塞杆端用于穿设在所述外壳体和外筒体内,且所述活塞杆端与所述缸体之间设置有恢复弹簧。
5.如权利要求3所述的实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统,其特征在于:所述海底泥浆吸入装置的所述外壳体上设置有泄流通道,所述泄流通道连通所述外壳体与所述外筒体之间,所述泄流通道内设置有弹簧,所述弹簧靠近所述外筒体的一端设置有阀芯。
6.如权利要求4所述的实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统,其特征在于:所述海底泥浆吸入装置的所述外壳体上设置有泄流通道,所述泄流通道连通所述外壳体与所述外筒体之间,所述泄流通道内设置有弹簧,所述弹簧靠近所述外筒体的一端设置有阀芯。
7.如权利要求3或4或5或6所述的实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统,其特征在于:所述内筒体与所述外筒体之间的轴承密封装置和轴承定位装置上设有润滑油通道;所述轴承之间设置有润滑压力平衡装置,所述润滑压力平衡装置包括平衡活塞,所述平衡活塞上设置有平衡腔室,所述平衡腔室内设置有压缩弹簧,所述外壳体与外筒体上设置有一连通所述平衡腔室与所述外壳体外部海水的流道。
8.如权利要求1或2或3或4或5或6所述的实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统,其特征在于:所述海底泥浆吸入装置的所述外壳体的外壁上,所述侧面出口的上方,对称设置有两海底支架,各所述海底支架上均设置有海底照明及录像设备。
9.如权利要求7所述的实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统,其特征在于:所述海底泥浆吸入装置的所述外壳体的外壁上,所述侧面出口的上方,对称设置有两海底支架,各所述海底支架上均设置有海底照明及录像设备。
10.如权利要求1或2或3或4或5或6或9所述的实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统,其特征在于:所述海底泥浆吸入装置的所述外壳体下部的侧壁上,向外延伸设置的所述侧面出口有两个,两所述侧面出口的侧壁上均设置有钻井液压力监控系统。
11.如权利要求7所述的实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统,其特征在于:所述海底泥浆吸入装置的所述外壳体下部的侧壁上,向外延伸设置的所述侧面出口有两个,两所述侧面出口的侧壁上均设置有钻井液压力监控系统。
12.如权利要求8所述的实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统,其特征在于:所述海底泥浆吸入装置的所述外壳体下部的侧壁上,向外延伸设置的所述侧面出口有两个,两所述侧面出口的侧壁上均设置有钻井液压力监控系统。
13.一种如权利要求1~12任一项所述实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统的方法,其包括以下步骤:
1)将海底泥浆吸入装置下放到海底,通过液压连接器与海底井口头连接;
2)将钻杆从钻井船下放到海底井眼,钻井液沿钻杆中空流下,经钻头喷射进井眼后,沿井眼环空上返至海底泥浆吸入装置的外壳体中;
3)启动海底泥浆举升泵,钻井液通过外壳体下部的侧面出口流入海底钻井液输送管线,通过海底钻井液输送管线进入海底泥浆举升泵,继而被举升返回到海面钻井船循环利用;
4)在钻井液返回过程中,通过海底照明及录像设备监测外壳体中的钻井液液位,通过钻井液压力监控系统监控外壳体中的钻井液压力与同一水平面海水静压力间的差值,通过信号线将压差信号传输给钻井操作人员或海底泥浆举升泵的变频装置,调节海底泥浆举升泵的转速,使钻井液压力等于海水静压力,实现双梯度钻井。
14.如权利要求13所述的实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入方法,其特征在于:所述步骤1)中,下放海底泥浆吸入装置前,先将海底防喷器组下放安装在海底井口头上,海底泥浆吸入装置连接海底防喷器上端,然后将旋转总成下放到海底泥浆吸入装置的外壳体内,并通过锁紧机构锁紧。
CN2010106012682A 2010-12-22 2010-12-22 实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统及方法 Pending CN102080510A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010106012682A CN102080510A (zh) 2010-12-22 2010-12-22 实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010106012682A CN102080510A (zh) 2010-12-22 2010-12-22 实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102080510A true CN102080510A (zh) 2011-06-01

Family

ID=44086674

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010106012682A Pending CN102080510A (zh) 2010-12-22 2010-12-22 实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102080510A (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103184841A (zh) * 2011-12-28 2013-07-03 海德里尔美国制造业有限责任公司 用于使用定性指示确定井孔涌入状态的设备和方法
CN103790528A (zh) * 2014-01-21 2014-05-14 中国石油大学(华东) 基于fpga的海底泥浆举升泵控制技术
CN104895548A (zh) * 2015-06-15 2015-09-09 中国石油大学(华东) 深水双梯度钻井用海底井口压力指示及自动调节装置
CN105143600A (zh) * 2013-05-31 2015-12-09 哈利伯顿能源服务公司 关于双梯度钻井的井监测、感测、控制和泥浆测井
CN108729890A (zh) * 2018-05-23 2018-11-02 杨兰保 一种石油开采用抽油装置
CN108894776A (zh) * 2018-07-06 2018-11-27 常州大学 一种模拟深水无隔水管钻井水力设计的实验装置
CN114542004A (zh) * 2022-01-11 2022-05-27 中海油能源发展股份有限公司 一种用于海上平台分流器井口安装旋转防喷器的可调节导流管工具
CN114718458A (zh) * 2022-04-01 2022-07-08 中国石油大学(华东) 一种无隔水管气举、泵举联合举升的钻井装置及其参数设计方法
CN114837587A (zh) * 2022-06-02 2022-08-02 中国地质科学院勘探技术研究所 一种无隔水管泥浆闭路循环钻井可回收式井口模块
CN115075763A (zh) * 2022-06-02 2022-09-20 中国地质科学院勘探技术研究所 一种可重复下入密封装置的吸入模块及工艺方法
CN115142816A (zh) * 2021-03-31 2022-10-04 派格水下技术(广州)有限公司 无需水下机器人或潜水员协助清理废物的浅水钻井系统及钻井方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4063602A (en) * 1975-08-13 1977-12-20 Exxon Production Research Company Drilling fluid diverter system
SU717281A1 (ru) * 1978-01-06 1980-02-25 Предприятие П/Я М-5616 Вращающийс превентор
US5251869A (en) * 1992-07-16 1993-10-12 Mason Benny M Rotary blowout preventer
CN1254052A (zh) * 1999-11-24 2000-05-24 四川石油管理局 一种钻井旋转防喷器
US20010050185A1 (en) * 2000-02-17 2001-12-13 Calder Ian Douglas Apparatus and method for returning drilling fluid from a subsea wellbore
US20020070014A1 (en) * 2000-12-12 2002-06-13 Joseph Kinder Rotating blowout preventer with independent cooling circuits and thrust bearing
WO2005049958A1 (en) * 2003-11-21 2005-06-02 Agr Services Device for removal and filtration of drilling fluid
WO2006031119A1 (en) * 2004-08-19 2006-03-23 Agr Subsea As Method and system for return of drilling fluid
US20080210471A1 (en) * 2004-11-23 2008-09-04 Weatherford/Lamb, Inc. Rotating control device docking station
US20080230228A1 (en) * 2005-02-15 2008-09-25 Tom Kjetil Askeland System and Method For Well Intervention
US20090151956A1 (en) * 2007-12-12 2009-06-18 John Johansen Grease injection system for riserless light well intervention
CN201288527Y (zh) * 2008-11-12 2009-08-12 任丘市博鑫石油机械配件有限公司 石油注水井旋转钻进防喷器
CN201963231U (zh) * 2010-12-22 2011-09-07 中国海洋石油总公司 一种实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4063602A (en) * 1975-08-13 1977-12-20 Exxon Production Research Company Drilling fluid diverter system
SU717281A1 (ru) * 1978-01-06 1980-02-25 Предприятие П/Я М-5616 Вращающийс превентор
US5251869A (en) * 1992-07-16 1993-10-12 Mason Benny M Rotary blowout preventer
CN1254052A (zh) * 1999-11-24 2000-05-24 四川石油管理局 一种钻井旋转防喷器
US20010050185A1 (en) * 2000-02-17 2001-12-13 Calder Ian Douglas Apparatus and method for returning drilling fluid from a subsea wellbore
US20020070014A1 (en) * 2000-12-12 2002-06-13 Joseph Kinder Rotating blowout preventer with independent cooling circuits and thrust bearing
US20040222393A1 (en) * 2000-12-12 2004-11-11 Precision Drilling Technology Services Group Inc. Rotating blowout preventer with independent cooling circuits and thrust bearing
WO2005049958A1 (en) * 2003-11-21 2005-06-02 Agr Services Device for removal and filtration of drilling fluid
WO2006031119A1 (en) * 2004-08-19 2006-03-23 Agr Subsea As Method and system for return of drilling fluid
US20080210471A1 (en) * 2004-11-23 2008-09-04 Weatherford/Lamb, Inc. Rotating control device docking station
US20080230228A1 (en) * 2005-02-15 2008-09-25 Tom Kjetil Askeland System and Method For Well Intervention
US20090151956A1 (en) * 2007-12-12 2009-06-18 John Johansen Grease injection system for riserless light well intervention
CN201288527Y (zh) * 2008-11-12 2009-08-12 任丘市博鑫石油机械配件有限公司 石油注水井旋转钻进防喷器
CN201963231U (zh) * 2010-12-22 2011-09-07 中国海洋石油总公司 一种实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
徐群等: "海底泥浆举升钻井系统泥浆吸入模块数字样机开发", 《中国造船》 *
高本金等: "深水无隔水管钻井液回收钻井技术", 《石油钻采工艺》 *

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103184841B (zh) * 2011-12-28 2017-09-26 海德里尔美国制造业有限责任公司 用于使用定性指示确定井孔涌入状态的设备和方法
CN103184841A (zh) * 2011-12-28 2013-07-03 海德里尔美国制造业有限责任公司 用于使用定性指示确定井孔涌入状态的设备和方法
US10233741B2 (en) 2013-05-31 2019-03-19 Halliburton Energy Services, Inc. Well monitoring, sensing, control and mud logging on dual gradient drilling
CN105143600A (zh) * 2013-05-31 2015-12-09 哈利伯顿能源服务公司 关于双梯度钻井的井监测、感测、控制和泥浆测井
CN105143600B (zh) * 2013-05-31 2018-11-16 哈利伯顿能源服务公司 关于双梯度钻井的井监测、感测、控制和泥浆测井
CN103790528A (zh) * 2014-01-21 2014-05-14 中国石油大学(华东) 基于fpga的海底泥浆举升泵控制技术
CN104895548A (zh) * 2015-06-15 2015-09-09 中国石油大学(华东) 深水双梯度钻井用海底井口压力指示及自动调节装置
CN104895548B (zh) * 2015-06-15 2017-11-03 中国石油大学(华东) 深水双梯度钻井用海底井口压力指示及自动调节装置
CN108729890A (zh) * 2018-05-23 2018-11-02 杨兰保 一种石油开采用抽油装置
CN108894776A (zh) * 2018-07-06 2018-11-27 常州大学 一种模拟深水无隔水管钻井水力设计的实验装置
CN108894776B (zh) * 2018-07-06 2023-02-17 常州大学 一种模拟深水无隔水管钻井水力设计的实验装置
CN115142816A (zh) * 2021-03-31 2022-10-04 派格水下技术(广州)有限公司 无需水下机器人或潜水员协助清理废物的浅水钻井系统及钻井方法
CN115142816B (zh) * 2021-03-31 2024-05-14 派格水下技术(广州)有限公司 无需水下机器人或潜水员协助清理废物的浅水钻井系统及钻井方法
CN114542004A (zh) * 2022-01-11 2022-05-27 中海油能源发展股份有限公司 一种用于海上平台分流器井口安装旋转防喷器的可调节导流管工具
CN114718458A (zh) * 2022-04-01 2022-07-08 中国石油大学(华东) 一种无隔水管气举、泵举联合举升的钻井装置及其参数设计方法
CN114837587A (zh) * 2022-06-02 2022-08-02 中国地质科学院勘探技术研究所 一种无隔水管泥浆闭路循环钻井可回收式井口模块
CN115075763A (zh) * 2022-06-02 2022-09-20 中国地质科学院勘探技术研究所 一种可重复下入密封装置的吸入模块及工艺方法
CN114837587B (zh) * 2022-06-02 2024-04-02 中国地质科学院勘探技术研究所 一种无隔水管泥浆闭路循环钻井可回收式井口模块

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201963231U (zh) 一种实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统
CN102080510A (zh) 实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统及方法
US6230824B1 (en) Rotating subsea diverter
EP1075582B1 (en) Subsea mud pump
US6325159B1 (en) Offshore drilling system
CN101070755B (zh) 一种基于双梯度的控制压力钻井装置
US8403059B2 (en) External jet pump for dual gradient drilling
CN102155163B (zh) 一种深水多功能水中泵钻井系统及其安装方法
CN104763333B (zh) 一种基于海底泵控压的钻井系统及钻井方法
CN101586462A (zh) 一种井暂停、完井和修井的方法
NO20120189A1 (no) Offshoreboresystem
CN101701520A (zh) 深水钻井液循环携岩与井壁稳定模拟实验装置
CN102296950B (zh) 一种液压剪切式取样钻具
CN111021958A (zh) 一种双层连续管双梯度钻井系统
CN110067512A (zh) 一种双梯度钻井系统及其钻井方法
CN208900028U (zh) 一种双梯度钻井系统
WO2012115810A1 (en) System and method for high-pressure high-temperature tieback
CN204532070U (zh) 一种基于海底泵控压的钻井系统
CN116263084A (zh) 一种海上天然气水合物开发的钻采系统及方法
CN114635663A (zh) 一种旋转防喷器的闭环控制方法
CN114635662A (zh) 能够监测胶芯状态和防止钻井液漫流的旋转防喷器及系统
CN202000892U (zh) 一种深水多功能水中泵钻井系统
CN108086924B (zh) 一种深水钻井平台悬挂隔水管移井位的方法
US11773653B2 (en) Double-layer coiled tubing double-gradient drilling system
CN102116148A (zh) 一种浮式钻井装置使用的机采测试管串

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20110601

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication