CN103132956A - 海床井流入量控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及海床井流入量控制系统。提供一种设备，其可在接近海床的近海钻探装备中用于控制井眼内的井流入量。设备包括居中和限流组件、传感器和控制器。居中和限流组件构造成使钻杆柱在钻探立管内居中，以及调控回行泥浆流。传感器位于居中和限流组件附近，并且构造成获取与回行泥浆流有关的至少一个参数的值。控制器联接到居中和限流组件和传感器上。控制器构造成基于由传感器获取的值来控制居中和限流组件，以获得接近预定值的控制参数值。
Description
相关申请的交叉引用
本申请是非临时申请，本申请要求2011年12月2日提交的美国临时专利申请No. 61/566,091的优先权；该申请的公开通过引用而结合在本文中。
技术领域
本文公开的实施例大体涉及用于控制井眼内的井流入量的方法和设备。具体而言，本文公开的实施例涉及用以设计和组装井流入量控制系统的方法。
背景技术
在过去的几年间，随着化石燃料价格的上涨，对开发新生产田的关注已经大大增加。但是，基于陆地的生产田的可用性有限。因而，行业现在已经扩展到钻探近海位置，近海位置看来拥有大量化石燃料。
如图1中示出的那样，传统的近海油气装备10包括通过立管30连接到海床50上的井口40上的平台20(或水面上的任何其它类型的船舶)。要注意的是，图1中显示的元件未按比例绘制，并且不应根据图1中示出的相对大小和距离来推断尺寸。
如横截面图中显示的那样，在立管30的内部，存在钻杆柱32，在钻杆柱32的端部处，钻头(未显示)旋转，以使海底井延伸通过海床50下面的岩层。泥浆通过钻杆柱32从钻探平台20上的泥浆罐(未显示)循环到钻头，并且通过钻杆柱32和立管30的壳体36之间的环形空间34回到钻探平台20。泥浆保持静水压力，以使从井中出来的流体的压力平衡，并且冷却钻头，同时还将粉碎或切碎的石头带到水面。在水面处，过滤从井中返回的泥浆，以移除石头，并且进行再循环。
在钻探活动期间，近海油气开采需要许多安全井控制装置就位，以防止损伤工作人员和损坏装备。在油气开采期间，许多被钻穿的岩层可包含处于不同压力的截留流体或气体。为了平衡这些不定的压力，在钻探过程期间，一般将井眼中的压力调节成至少平衡地层压力。可用来平衡这些压力的一些方法包括(但不限于)提高井眼中的钻探泥浆的密度，或者提高井的表面处的泵压力。
在钻探过程期间，当遇到包括基本比井眼的压力更高的压力的岩层时，可将井描述成遇到“井涌”。通常通过在钻探船上监测从环带返回的钻探泥浆的水平以及井压力的变化来检测井涌。如果不迅速控制迸发，则可损害井和装备的装置。防喷器(BOP)是一种类型的井控制装置，它常常用来在高压事件或井涌期间关闭、隔离和密封井眼。防喷器典型地安装在水面处，或者以深水钻探布置安装在海床上，使得可充分地控制井涌，以及使井涌“循环出”系统。防喷器以与大型阀类似的方式运行，大型阀连接到井口上，并且包括构造成密封和关闭井的关闭部件，以便防止从井中释放出高压气体或液体。另外，通过添加较浓稠的泥浆，使用扼流管线(choke line)和压井管线(kill line)来控制井涌。虽然有多种类型的防喷器，但最普遍的是环形防喷器和闸板型防喷器。在优选布置中，环形防喷器典型地位于防喷器组的顶部处，其中，一个或两个环形防喷器定位在一系列若干个闸板型防喷器的上方。
再次参照图1，在钻探期间，处于高压的气体、油或其它井流体可从被钻探的地层迸发到立管30中，并且可在无法预计的时刻发生。为了保护可能受损的井和/或装备，防喷器(BOP)组60位于海床50附近。BOP组可包括附连到井口40上的低位BOP组62，以及附连到立管30的远端上的低位海底立管总成(“LMRP”)64。在钻探期间，连接低位BOP组62和LMRP 64。
位于低位BOP组62或LMRP 64中的多个防喷器(BOP)66在正常运行期间处于打开状态，但可关闭(即，切换到关闭状态)，以在发生“井涌”时中断通过立管30的流体流。电缆和/或液压管线70将控制信号从钻探平台20传送到控制器80，控制器80位于BOP组60上。根据通过电缆和/或液压管线70接收自平台20的信号，控制器80控制BOP 66处于打开状态或关闭状态。控制器80还获取与BOP的当前状态(打开或关闭)有关的信息，并且将其发送到平台20。在这里使用的用语“控制器”涵盖了具有两个冗余吊舱的众所周知的构造。
传统上，如例如美国专利No. 7395,878、No. 7,562,723和No. 7,650,950(其整体内容通过引用而结合在本文中)中描述的那样，用感测装置(包括泥浆罐中的浮子)在水面处测量来自井的泥浆流输出。可调节输入到井中的泥浆流，以将井的底部处的压力保持在目标范围内或者在期望值附近，或者补偿井涌和流体损耗。
在一个特定的情形中，当基于来自感测装置的反馈检测到井涌时，停止钻探，关闭防喷器阀(在钻管的内部和外部)，并且通过压井管线将较重的钻探泥浆向下泵送到井眼中，同时使用扼流管线来控制流量。当井涌已经得到控制时，较重的钻探泥浆代替钻管中的较轻的泥浆，扼流管线和压井管线关闭，防喷器打开，钻探恢复。如所陈述的那样，当检测到井涌时，必须停止钻探，一部分是因为缺乏旋转井口。已经提出备选装置，其允许通过使用这样的旋转井口来持续进行钻探，即，该旋转井口必须构造成在钻船的下面作为钻杆柱的一部分且在钻探开始之前组装的额外的单独的装置。旋转井口未构造成BOP组的整体部分，并且需要大量额外的密封件，以使泥浆流停止通过环带。另外，需要静压承载件和外部润滑系统，以允许钻管在旋转井口内旋转。
关于现有方法和装置的另一个问题是当在井的底部处出现泥浆流干扰的时刻和当在水面处测量泥浆流的变化的时刻之间有较长的时间(例如，十分钟)。即使迅速地从控制器80接收指示泥浆流的潜在紊乱的信息，在当输入泥浆流改变和当此改变对井的底部处有平衡影响之间也会过去较长的时间。
因此，存在对这样的流入量控制系统的需要，即，该系统允许在存在显著高于井眼的压力的压力期间持续进行钻探活动。更具体而言，存在对这样的流入量控制系统的需要，即，该系统消除在存在潜在井喷状况期间以及在调控泥浆流以防止发生井喷的期间停止钻探的需要。另外，存在对这样的流入量控制系统的需要，即，该系统允许以允许响应时间较目前的技术有所减少的方式感测显著更高的压力的存在。
发明内容
根据实施例，提供一种设备，其可在接近海床的近海钻探装备中用于控制井眼内的井流入量。该设备包括居中和限流组件、传感器和控制器。居中和限流组件构造成使钻杆柱在钻探立管内居中，以及调控回行泥浆流。传感器位于居中和限流组件附近，并且构造成获取与回行泥浆流有关的至少一个参数的值。控制器联接到居中和限流组件和传感器上。控制器构造成基于由传感器获取的值来控制居中和限流组件，以获得接近预定值的控制参数值。
根据另一个实施例，提供一种设备，其可在接近海床的近海钻探装备中用于控制井眼内的井流入量。该设备包括钻探立管、居中和限流组件、传感器和控制器。钻探立管包括从环形空间延伸的腔体，回行泥浆流穿过该环形空间。环形空间包围钻杆柱，泥浆通过钻杆柱流向井的顶部。居中和限流组件包括构造成使钻杆柱在钻探立管内居中的居中构件和构造成调控回行泥浆流的限流构件。传感器位于海床附近，并且构造成获取与回行泥浆流有关的至少一个参数的值。控制器联接到居中和限流组件和传感器上。控制器构造成基于由传感器获取的值来控制居中和限流组件，以获得接近预定值的控制参数值。
根据另一个实施例，提供一种设备，其可在接近海床的近海钻探装备中用于控制井眼内的井流入量。该设备包括钻探立管、居中和限流组件、传感器和控制器。钻探立管包括从环形空间延伸的腔体，回行泥浆流穿过该环形空间。环形空间包围钻杆柱，泥浆通过钻杆柱流向井的顶部。居中和限流组件包括第一居中构件、间隔开的第二居中构件和限流构件。传感器设置第一居中构件和第二居中构件之间。限流构件包括节流板，节流板设置在第二居中构件的最上部表面上，并且在其中包括用于回行泥浆流的开口。节流板可操作来调控回行泥浆流。居中和限流组件进一步包括柔性承载件和闸板。柔性承载件包括承载表面，承载表面构造成在钻杆柱周围进行密封，同时允许钻杆柱旋转。闸板在其中具有用于回行泥浆流的开口。传感器位于海床附近，并且构造成获取与回行泥浆流有关的至少一个参数的值。控制器联接到居中和限流组件和传感器上。控制器构造成基于由传感器获取的值来控制居中和限流组件，以获得接近预定值的控制参数值。
在参照附图阅读以下详细描述和所附权利要求之后，本发明的其它方面和优点将显而易见。
附图说明
当参照附图来阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面与优点将变得更好理解，在附图中，相同符号在所有图中表示相同部件，其中：
图1是传统的近海钻探设备的示意图；
图2是根据示例性实施例的、用于控制井眼内的井流入量的设备的示意图；
图3是根据示例性实施例的、围绕图2的钻杆柱安装的居中和限流组件的一部分的示意图；
图4是示出了根据示例性实施例的、图2的闸板和柔性元件承载件中的润滑馈送口的示意图；
图5是示出了根据示例性实施例的、图2的柔性元件承载件的一部分的示意图；以及
图6是根据另一个示例性实施例的、用于控制井眼内的井流入量的设备的示意图；以及
图7是根据另一个示例性实施例的、用于控制井眼内的井流入量的设备的示意图。
部件列表：
10 近海油气装备
20 平台
30 立管
32 钻杆柱
34 环形空间
36 壳体
40 井口
50 海床
60 BOP组
62 低位BOP组
64 低位海底立管总成(LMRP)
66 防喷器
70 电缆和/或液压管线
80 控制器
100 设备
101 居中构件
102 海床井流入量控制系统
103 限流构件
104 水面
106 立管
108 井口
110 海床
112 钻杆柱
114 钻头
116 岩层
118 泥浆
120 环形空间
122 壳体
124 钻杆柱工具接头
128 多个居中和限流组件
130 多个柔性元件承载件
131 柔性节段
132 柔性面
133 片簧
134 高压润滑馈送口
136 形成于各个防喷器140中的多个高压流体馈送口136
140 防喷器
142 第一闸板
144 第二闸板
146 开口
148 节流板
149 促动器
150 144的最上部表面
152 148中的开口
154 感测装置
156 壳体的外表面
157 控制器
158 扼流管线
160 压井管线。
具体实施方式
在图中示出了本公开的优选实施例，相同标号用来指示多个图的相同和对应的部件。还理解的是，诸如“顶部”、“底部”、“向外”、“向内”等用语是方便词语，并且不应理解为限制性用语。要注意的是，如本文所用，用语“第一”“第二”等不表示任何顺序、数量或重要性，而是相反，它们用来区分一个元件与另一个元件。用语“一个”和“一种”不表示数量限制，而是相反，它们表示存在所指项目中的至少一个。与数量结合起来使用的修饰语“大约”包括本数，并且具有上下文所规定的含义(例如，包括与特定的数量的测量相关联的误差程度)。
在一方面，本文公开的实施例涉及海底堆叠组件。图2-5示出了可在近海钻探装备中使用的设备100且更具体而言用于控制井眼内的井流入量的海床井流入量控制系统102的示例性实施例的示意图。图3是设备100的居中和限流组件的局部剖视图。图4是示出了设备100中的多个润滑馈送口的示意图，并且图5是示出了全部都根据示例性实施例的、设备100的柔性元件承载件的一部分的示意图。
设备100包括居中构件101和限流构件103，并且构造成自动地感测和调控泥浆回路中的回行泥浆流，作为用于检测压力的增加和防止潜在井喷状况的手段。如图2中示出的那样，设备包括在水面104处通过立管106连接到海床110上的井口108上的平台(未显示)或任何其它类型的船舶。要注意的是，图中显示的元件未按比例绘制，并且不应根据图中示出的相对大小和距离来推断尺寸。
在立管106的内部，设置有钻杆柱112，钻头114在钻杆柱112的端部处旋转，以使海底井延伸通过海床110下面的岩层116。由箭头118指示的泥浆在泥浆回路中通过钻杆柱112从钻探平台上的泥浆罐(未显示)循环到钻头114，并且通过钻杆柱112和立管106的壳体122之间的环形空间120回到钻探平台。为了保护在压力升高的状况期间可能损坏的井和/或装备，海床井流入量控制系统102包括定位成紧邻钻杆柱112且位于海床110附近的多个间隔开的居中和限流组件128。多个居中和限流组件128构造成以沿竖向间隔开的关系围绕钻杆柱112，以及使钻杆柱112居中且保持在壳体122内，并且如期望的那样对通过其中的泥浆流提供限制。
居中和限流组件128中的各个，以及更具体而言，居中构件101，包括与防喷器(BOP)140一体地形成的柔性元件承载件130。如图3-5中最佳地示出的那样，柔性元件承载件130中的各个包括柔性面132和通过柔性面132形成的多个高压润滑馈送口或者孔口134。在实施例中，多个柔性元件承载件130中的各个由多个节段131形成，节段131中的各个可包括钢质插件，诸如钢质弹簧、楔形物，或者如图5中示出的那样，片簧133。多个柔性元件承载件中的各个由柔性材料形成，诸如弹性体、橡胶等。
在钻探过程期间，柔性元件承载件130能够弯曲，以允许钻杆柱工具接头124插入其中。各个柔性承载件130的柔性面132构造成在钻探操作期间在钻杆柱112和柔性面134之间提供密封。多个高压润滑馈送口134构造成与形成于各个防喷器140以及更具体而言闸板(目前描述的)中的多个高压流体馈送口136处于流体连通。可通过泵送处于井眼的压力之上的压力的钻探泥浆或者外部流体来提供润滑，以确保泥浆/流体以偏压的方式泄漏到井中，从而密封由于井涌的原因而沿向上方向以及围绕钻杆柱112运动的任何泥浆118。在实施例中，高压润滑馈送口134、136构造成供应钻探流体，钻探流体在钻探操作期间在钻杆柱112和柔性面132之间用作润滑剂，以及在钻探操作期间在柔性元件承载件130和钻杆柱工具接头124之间用作润滑剂。
在公开的实施例中，多个柔性元件承载件130中的各个与多个防喷器(BOP)140中的一个一体地形成。多个防喷器140中的各个构造成拼合式闸板防喷器，诸如本领域中普遍已知的那些，并且另外用来使钻杆柱112在立管106内居中和使钻杆柱112在立管106内保持居中。在实施例中，第一闸板142定位成紧邻海床110，并且第二闸板144定位成相对于海床110与第一闸板142成间隔开的关系且在第一闸板142之上。第一闸板142和第二闸板144中的各个包括形成于其中的开口146，以允许最初沿向下方向被泵送通过钻杆柱112的泥浆流118沿相反的向上方向流动，并且通过立管106经由开口146流回水面104。
另外，在示出的实施例中，至少上部居中和限流组件128，以及更具体而言限流构件103，包括节流板148。在实施例中节流板148设置在第二闸板144的最上部表面150上，并且在其中设有开口152。节流板148可操作来在泥浆流118通过立管106朝水面104返回时对泥浆流118提供调节和/或限制。虽然在图2中示出了仅单个节流板152，但预计在备选实施例中，第二冗余节流板(未显示)可定位在第一闸板142的最上部表面上，并且可在主节流板148失效的情况下操作。节流板148构造成阀，并且能够通过这样来调控回行泥浆流118，即，修改(增大或减小)形成于其中并且与形成于第二闸板144中的开口146可操作地对准/失准的环形开口152的表面，以在大小上进行增大或减小。在正常运行期间，节流板148处于打开状态，开口152对准开口146，但在高压事件下时，诸如当发生“井涌”时，节流板148可关闭(即，切换到关闭状态)，开口152与开口146失准或者至少部分地失准，以中断通过立管106的流体流。
使用节流板来对流进行节流只是控制流的一种方式。可在闸板中设计/结合其它阀类型，以允许控制流。
传感器154位于立管106上，以及更具体而言，位于设置在第一闸板142和第二闸板144之间的壳体122的外表面156上。传感器154构造成获取与从井的底部返回的泥浆流有关的信息。从泥浆源(即，在水面处的平台的泥浆罐)到海床的距离可为数千英尺。因此，在与泥浆流有关的参数(例如，压力或流率)的变化变得在水面处可测量之前，可能花费很长的时间间隔(几分钟或者甚至几十分钟)。在第一闸板142和第二闸板144之间放置传感器会最大程度地减少在流率读取时由于钻杆柱112沿轨道运行而引起的误差，并且最大程度地减少响应时间。
在接收到来自控制器157的命令(其已经接收到来自传感器154的信号)之后，通过促动器149(以液压或电力的方式)促动节流板148。传感器154主要测量流速，作为检测井涌的手段。速度在正常速度的某个百分比以上的变化被认为是井涌，井涌会启动控制过程。在实施例中，控制器156构造成基于由传感器154接收的值来自动地控制节流板148，以便调控回行泥浆流，以获得接近预定值的控制参数值。自动控制意味着不期望或不需要来自水面的信号。但是，这个工作模式不排除控制回路和外部操作者之间的连接，外部操作者可偶尔启用人工操作或接收新参数，诸如，预定值。
在一个实施例中，传感器154可包括压力传感器，并且控制参数可为实测压力或者可基于实测压力计算出来的另一个参数。控制器156控制节流板148，以使开口152相对于开口146可滑动地失准，从而减少流量，因而，在压力大于设定值的情况下，诸如当在高压事件下时，降低动态压力。同样，控制器156控制节流板148，以使开口152相对于开口146可滑动地对准，从而增加流量，因而，在压力小于设定值的情况下，提高动态压力。受控压力可为在节流板148下面或者在井的底部附近的压力。
在另一个实施例中，传感器154也可包括测量通过其中的泥浆流的流量计，并且控制参数可为泥浆流量本身。然后控制器156控制节流板148在泥浆流量大于设定值的情况下关闭开口152，或者在泥浆流量小于设定值的情况下使开口152保持在打开位置上。而在另一个实施例中，控制器156可接收关于来自泥浆流量计的回行泥浆流量和来自压力传感器的压力两者的信息。
另外，如图2中示出的那样，分别包括与钻探立管106的外部并排地延伸的扼流和压井(C/K)馈通件(或管线)158、160，如本领域通常知道的那样。C/K馈通件158、160起作用来允许通过压井馈通件160朝井眼向下输入较重的钻探泥浆，而在钻探和高压事件期间使用扼流馈通件158来控制流量。
现在参照图6，示出了可用于近海钻探装备中的设备200以及更具体而言海床井流入量控制系统202的示例性实施例的示意图。如之前指示的那样，应当理解，相同标号用来表示各种图的相同和对应的部件。
与之前公开的实施例相反，设备200包括单个居中和限流组件228，以及更具体而言，单个居中构件101和单个限流构件103。如图6中示出的那样，设备包括用以将平台等(未显示)连接到海床110上的井口108上的立管106。在立管106的内部是钻杆柱112，钻头114在钻杆柱112的端部处，以使海底井通过岩层116延伸到海床110下面。由箭头118指示的泥浆通过钻杆柱112循环到钻头114，并且通过钻杆柱112和立管106的壳体122之间的环形空间120经由单个限流构件103回到钻探平台。为了保护在压力升高的状况期间可能受损的井和/或装备，海床井流入量控制系统202包括定位成紧邻钻杆柱112且位于海床110附近的单个居中和限流组件228。居中和限流组件228构造成围绕钻杆柱112且使钻杆柱112在壳体122内居中和保持在壳体122内，并且对通过其中的流提供限制。
居中和限流组件228包括与防喷器(BOP)140一体地形成的柔性元件承载件130，如前面关于图2-5所描述的那样。柔性元件承载件130包括柔性面132和通过柔性面132而形成的多个高压润滑馈送口或孔口134。柔性元件130构造成能够弯曲，以插入和润滑钻杆柱工具接头124。柔性元件承载件130在钻探操作期间在钻杆柱112和柔性面132之间提供密封。多个高压润滑馈送口134构造成与形成于闸板(目前描述的)中的多个高压流体馈送口136处于流体连通。
类似于前面公开的实施例，防喷器140构造成拼合式闸板防喷器，并且用来使钻杆柱112在立管106内居中和使钻杆柱112在立管106内保持居中。在这个特定的实施例中，由于包括将描述的旁通组件，通过使用单个居中构件101，钻杆柱112充分地保持在居中位置上。图6中示出的是定位成紧邻海床110的闸板242。与前面描述的实施例相反，闸板242不包括形成于闸板242中以允许泥浆流118在回到水面104时通过其中的开口。在这个特定的实施例中，泥浆流118最初沿向下方向泵送通过钻杆柱112，以沿相反的向上方向流动，并且通过旁通组件244流回水面104且进入到立管106中。
在实施例中，旁通组件244包括在管道入口248和管道出口250处与立管106处于流体连通的管道246。管道246包括设置在其中的节流组件252。节流组件252包括多个节流板148，多个节流板148各自在其中设置有开口152。节流板148可操作来在泥浆流118通过立管106经由管道246朝水面104返回以及更具体而言从单个居中构件101的第一侧255到单个居中构件101的第二侧257时对泥浆流118提供调节和/或限制。更具体而言，节流板252中的至少一个能够相对于额外的节流板148移动，以分别与形成于其中的开口152对准/失准。节流组件252在正常运行期间处于打开状态，但可关闭(即，切换到关闭状态)，以在高压事件下时(诸如当发生“井涌”时)中断通过立管106的流体流。
传感器154位于管道246上，以及更具体而言，位于管道246的外表面254上。传感器154构造成类似于图2中描述的那个。传感器布置在旁通组件244上，以及更具体而言布置在管道246上，允许降低传感器154对由于钻杆柱112沿轨道运行而引起的移动或振动的敏感度，并且最大程度地减少节流限制响应时间。
节流板148构造成阀，并且能够通过这样来调控回行泥浆流118，即，修改(增大或减小)形成于其中并且与开口152可操作地对准/失准的环形开口152的表面，以在大小上进行增加或减小。在备选实施例中预见到，节流板148可由用来限制通过管道246的流的任何类型的阀代替，诸如闸门阀等等。在实施例中，节流板148由控制器156控制，控制器156连接到传感器154上，并且如前面描述的那样运行。更具体而言，控制器156控制节流板148，以可滑动地与开口152失准，从而减少流量，并且因而，在压力大于设定值的情况下降低动态压力。控制器156控制节流板148，以可滑动地与开口152对准，从而增加流量，并且因而，在压力小于设定值的情况下提高动态压力。另外，如图6中示出的那样，分别包括与钻探立管106的外部并排地延伸的压井管线158和扼流管线160，如现有技术中通常知道的那样。
现在参照图7，示出了类似于图6中示出的实施例的实施例，只是在这个特定的实施例中，公开了包括单个居中和限流组件228以及更具体而言单个限流构件103和单个居中构件101(其包括整体式环形头部302和用于润滑的器件)的设备300。如图7中示出的那样，设备构造成大体类似于前面描述的图6中示出的实施例，包括立管106、钻杆柱112、闸板242和旁通组件244。
在图7中示出的实施例中，居中构件101包括整体式环形承载件302，在环形承载件302中形成有对准形成于闸板140中的多个高压馈送口136的多个高压流体馈送口134。例如在美国公开No. 2008/0023917(其整体内容通过引用而结合在本文中)中可找到关于整体式环形承载件302的额外信息。包括整体式环形承载件302提供了改进的设计，该设计用来改进钻杆柱112和承载表面在钻杆柱112沿轨道运行期间的稳定性。
虽然已经针对近海钻探装备来描述了上面描述的实施例，但类似的实施例可结合在陆上钻探装备中。
公开的示例性实施例提供用于井流入量控制的设备，以及更具体而言，当在近海装备中检测到井眼井涌状况时允许持续进行钻探操作。另外，由于传感器、限流器组件和控制器的接近性的原因，迅速(例如，与传统方法中的几分钟相反，在检测和修正行动之间小于十分之一秒)执行控制，并且可频繁地(例如，每秒几次)执行控制。
实施例中的至少一些会使安全性提高。回行流变化的响应时间显著减少，而不需要昂贵的装备或停止钻探操作。旋转井口构造成BOP组的整体部分，并且因此需要最少密封件来使泥浆流停止通过环带。这些提高使得可更好地控制井的底部的压力，以及使相当的循环压力保持在较窄的范围内。由于对井的底部处的压力有较好的控制，所以地层损害和停机事件减少，并且钻管卡住的情形较少发生。
应当理解，此描述不意图限制本发明。相反，示例性实施例意图覆盖包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的备选方案、修改和等效物。另外，在示例性实施例的详细描述中，阐述了许多具体细节，以便提供声明的发明的综合理解。但是，本领域技术人员将理解，可在没有这样的具体细节的情况下实践各种实施例。
虽然在实施例中以特定的组合描述了目前的示例性实施例的特征和元件，但可在没有实施例的其它特征和元件的情况下单独使用各个特征或元件，或者可在有或没有本文公开的其它特征和元件的情况下以各种组合的方式使用各个特征或元件。
本书面描述使用公开的主题的示例来使本领域任何技术人员能够实践公开的主题，包括制造和使用任何装置或系统，以及实行任何结合的方法。本主题的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。这样的其它示例意图处在权利要求的范围之内。
虽然已经关于有限数量的实施例对本公开进行了描述，但受益于本公开的本领域技术人员将理解，可设计不偏离本文描述的公开的范围的其它实施例，虽然已经参照示例性实施例对本公开进行了描述，但本领域技术人员将理解，可在不偏离本公开的范围的情况下作出各种修改，而且等效物可代替本公开的元件。另外，可在不偏离本公开的实质范围的情况下作出许多修改，以使具体情形或内容适于本公开的教导。因此，意图的是本公开不限于被公开为为了执行本公开而构想的最佳模式的特定实施例。因此，要理解的是，所附权利要求意图覆盖落在本公开的真实精神内的所有这样的修改和改变。
Claims (10)
1. 一种设备(100，200，300)，能够在接近海床(110)的近海钻探装备中用于控制井眼内的井流入量，所述设备包括：
居中和限流组件(128，228)，其构造成使钻杆柱(112)在钻探立管(106)内居中，以及调控回行泥浆流(118)；
传感器(154)，其位于所述居中和限流组件(128，228)附近，并且构造成获取与所述回行泥浆流(118)有关的至少一个参数的值；以及
联接到所述居中和限流组件(128，228)和所述传感器(154)上的控制器(157)，所述控制器(157)构造成基于由所述传感器(154)获取的值来控制所述居中和限流组件(128，228)，以获得接近预定值的控制参数值。
2. 根据权利要求1所述的设备(100，200，300)，其特征在于，所述居中和限流组件(128，228)包括：
至少一个居中构件(101)；以及
限流构件(103)。
3. 根据权利要求2所述的设备(100，200，300)，其特征在于，所述居中构件(101)由闸板(142，242)和一体地形成的柔性元件承载件(130)组成，所述柔性元件承载件(130)包括承载表面(134)，所述承载表面(134)构造成在所述钻杆柱(112)周围进行密封，同时允许所述钻杆柱(112)的低摩擦旋转。
4. 根据权利要求3所述的设备(100，200，300)，其特征在于，所述限流构件(103)由至少一个节流板(148)组成，所述节流板(148)在其中包括用于所述回行泥浆流(118)的开口(152)，所述节流板(148)能够操作来调控所述回行泥浆流(118)。
5. 根据权利要求4所述的设备(100)，其特征在于，所述居中和限流组件包括：
第一居中构件(101)；
间隔开的第二居中构件(101)；以及
设置在所述第二居中构件(101)的最上部表面(150)上的节流板(148)，
其中，所述第一和第二居中构件(101)各自包括其中具有用于所述回行泥浆流(118)的开口(146)的闸板(140)。
6. 根据权利要求5所述的设备(100)，其特征在于，所述传感器(154)在所述第一居中构件(101)和所述第二居中构件(101)之间设置在所述钻探立管(112)上。
7. 根据权利要求3所述的设备(200，300)，其特征在于，所述居中和限流组件(228)包括单个居中构件(101)和旁通组件(244)，所述旁通组件(244)构造成将回行泥浆流(118)从所述单个居中构件(101)的第一侧(255)提供到所述单个居中构件(101)的第二侧(257)。
8. 根据权利要求7所述的设备(200，300)，其特征在于，所述旁通组件(244)包括管道(246)，所述管道(246)具有设置在管道入口(248)和管道出口(250)之间并且能够操作来调控所述回行泥浆流(118)的阀(252)，其中，所述阀(252)由多个节流板(148)组成，所述多个节流板(148)各自在其中包括用于所述回行泥浆流(118)的开口(152)。
9. 根据权利要求8所述的设备(200，200)，其特征在于，所述传感器(154)在所述管道入口(248)和所述阀(252)之间设置在所述管道(246)上。
10. 一种设备(100，200，300)，能够在接近海床(110)的近海钻探装备中用于控制井眼内的井流入量，所述设备包括：
钻探立管(106)，其包括从环形空间(120)延伸的腔体，回行泥浆流(118)穿过所述环形空间(120)，所述环形空间(120)包围钻杆柱(112)，泥浆流(118)通过钻杆柱(112)流向井的顶部；
居中和限流组件(128，228)，其包括构造成使所述钻杆柱(112)在所述钻探立管(106)内居中的居中构件(101)和构造成调控所述回行泥浆流(118)的限流构件(103)；
传感器(154)，其位于所述海床(110)附近，并且构造成获取与所述回行泥浆流(118)有关的至少一个参数的值；以及
联接到所述居中和限流组件(128，228)和所述传感器(154)上的控制器(157)，所述控制器(157)构造成基于由所述传感器(154)获取的值来控制所述居中和限流组件(128，228)，以获得接近预定值的控制参数值。
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