CN104533282A - 复式双循环欠平衡钻井工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复式双循环欠平衡钻井工艺，其特征在于：采用钻进和接单根钻井工艺步骤，启动空气压缩机与水泵，管路中形成的汽化水经由进气管进入汽水分离器，分离后的气体推动空气锤带动复式双循环钻具工作。分离后的水与复式双循环钻具工作过程中形成的岩屑混合成泥浆通过整流罩，经由钻杆与进气管之间形成的反屑通道上返至上气盒子，由排屑装置排出。接单根：汽化水经过三通阀换向，进入连续送气系统，经由进气管进入汽水分离器，分离后的气体推动空气锤带动复式双循环钻具工作。分离后的水与复式双循环钻具工作过程中形成的岩屑混合成泥浆通过整流罩，经由钻杆与进气管之间环空形成的反屑通道上返至连续进气系统，由排屑装置排出。<b/>

Description

复式双循环欠平衡钻井工艺
技术领域
本发明涉及一种适用于石油钻井，地热井，发电井，煤田逃生井等钻井作业的钻井工艺，特别涉及一种复式双循环欠平衡钻井工艺。
背景技术
欠平衡钻井又叫负压钻井，是指在钻井时井底压力小于地层压力，地底的流体有控制地进入井筒并且循环到地面上的钻井技术。目前，国内外比较成熟的欠平衡钻井工艺主要采用空气潜孔锤钻井工艺，其工艺流程为：（1）、钻进时：启动空气压缩机，压缩空气通过钻杆内部空间到达井底，推动潜孔锤与钻具工作。钻具排出的空气用来冷却钻头并携带岩屑从钻杆与井筒环空上返至地面；（2）、接单根时：空气压缩机停止供气，按正常操作规程接上钻杆。重新启动空气压缩机，待压缩空气循环正常后继续钻进。空气潜孔锤钻井工艺主要存在：1、只要符合欠平衡条件，所钻裸眼井壁就容易塌方，缩径，掉块，井下出水与气体产生汽化水，上返过程中冲蚀井壁加快塌方；2、裸眼孔径比较大，地质结构比较复杂，加上井比较深等因素，用气量太大，导致所需设备成本高昂，气体所携带岩屑必须干燥，否则粘结钻具导致卡钻发生；3、井下地层出水，当出水量越大，对所需要的气体量也就越大，压力越高。当出水量大于气体举升能时，必须固井进行二开或三四开，否则气体钻井失败；4、由于是欠平衡钻井，当钻至高压气层及高温水层时极易发生井喷事故，即使有防喷器和压井泥浆控制，再加深钻井时也必须改为泥浆常规钻井，完全把气体钻井进尺快的优点抵消掉等问题。
发明内容
本发明克服了上述存在的缺陷，目的是通过采用多层管建立双循环通道，使井下形成内欠、外正的循环方式即内管气体欠平衡，外管与裸眼泥浆正平衡，实现一眼双循环，提供一种复式双循环欠平衡钻井工艺。
本发明复式双循环欠平衡钻井工艺内容简述：
本发明复式双循环欠平衡钻井工艺，其特征在于：复式双循环欠平衡钻井工艺，按下述步骤：
（1）、钻进：启动空气压缩机与水泵，管路中形成汽化水，汽化水经由进气管进入汽水分离器，分离后的气体推动空气锤带动复式双循环钻具工作，分离后的水与复式双循环钻具工作过程中形成的岩屑混合成泥浆通过整流罩，经由钻杆与进气管之间环空形成的反屑通道上返至上气盒子，最终由排屑装置排出；
（2）、接单根：当接单根时为保证接钻杆的同时不破坏钻头处的欠平衡状态，整个循环系统必须持续工作，其工作流程是：打开三通阀，空气压缩机与水泵形成的汽化水经过三通阀换向，进入连续送气系统，经由连续送气系统、进气管进入汽水分离器，分离后的气体推动空气锤带动复式双循环钻具工作；分离后的水与复式双循环钻具工作过程中形成的岩屑混合成泥浆通过整流罩，经由钻杆与进气管之间环空形成的反屑通道上返至连续进气系统，最终由排屑装置排出；
在钻进和接单根的同时，泥浆泵通过井口向井壁与钻杆环空部分持续注入泥浆，用于保持井壁部分的压力平衡状态，钻头处由于有整流罩与复式双循环钻具的存在，使泥浆无法进入钻头处的欠平衡区域，钻头一直工作在欠平衡状态中形成内欠外正的循环状态，当发生井喷时只需上提钻具，使泥浆锥透欠平衡区域即可控制井喷。
本发明复式双循环欠平衡套管随钻钻井工艺，解决了常规欠平衡钻井过程中特别是地质复杂地层普遍存在的塌方、漏气、缩径、掉块、防斜、打直、水锥、卡钻、井喷等难题，能够大幅提高钻井速度，避免了井壁塌方、卡主钻杆等问题。在接单根时，汽化水通过连续送气系统继续供气，使岩屑持续上返至地面。没有因为接单根而中断循环系统，不会造成岩屑沉降，气体回路压力释放接单根后需要重新加压的问题。
附图说明
图1是复式双循环欠平衡钻井工艺流程图。
具体实施方式
本发明复式双循环欠平衡钻井工艺是这样实现的，下面结合附图作具体说明。
见图1，复式双循环欠平衡钻井工艺，按下述步骤：
（1）、钻进：启动空气压缩机与水泵，管路中形成汽化水，汽化水经由进气管进入汽水分离器，分离后的气体推动空气锤带动复式双循环钻具工作，分离后的水与复式双循环钻具工作过程中形成的岩屑混合成泥浆通过整流罩，经由钻杆与进气管之间环空形成的反屑通道上返至上气盒子，最终由排屑装置排出。
（2）、接单根：当接单根时为保证接钻杆的同时不破坏钻头处的欠平衡状态，整个循环系统必须持续工作，其工作流程是：打开三通阀，空气压缩机与水泵形成的汽化水经过三通阀换向，进入连续送气系统，经由连续送气系统、进气管进入汽水分离器，分离后的气体推动空气锤带动复式双循环钻具工作；分离后的水与复式双循环钻具工作过程中形成的岩屑混合成泥浆通过整流罩，经由钻杆与进气管之间环空形成的反屑通道上返至连续进气系统，最终由排屑装置排出；
在钻进和接单根的同时，泥浆泵通过井口向井壁与钻杆环空部分持续注入泥浆，用于保持井壁部分的压力平衡状态，钻头处由于有整流罩与复式双循环钻具的存在，使泥浆无法进入钻头处的欠平衡区域，钻头一直工作在欠平衡状态中形成内欠外正的循环状态，如果发生井喷，只需上提钻具，使泥浆锥透欠平衡区域即可控制井喷。
本发明复式双循环欠平衡钻井工艺与现有技术传统的欠平衡钻井工艺比较有如下优点：
1、采用多层管建立双循环通道，使井下形成内欠，外正的循环方式内管气体欠平衡外管与裸眼泥浆正平衡，达到一眼双循环的目的，并能解决常规欠平衡钻井过程中特别是地质复杂地层普遍存在的塌方、漏气、缩径、掉块、防斜、打直、水锥、卡钻、井喷等难题；
2、本发明采用了专用的复式双循环钻具与整流罩系统，无论钻进井深多少都能一直保证钻头处的欠平衡状态，大幅地提高了钻井速度；
3、本发明采用了专用的连续送气系统，在接单根时系统正常送气、循环，不会因为接单根发生水锥，岩屑沉降等现象，很大程度提高了钻井速度。

Claims (1)

1.一种复式双循环欠平衡钻井工艺，其特征在于：复式双循环欠平衡钻井工艺，按下述步骤：
（1）、钻进：启动空气压缩机与水泵，管路中形成汽化水，汽化水经由进气管进入汽水分离器，分离后的气体推动空气锤带动复式双循环钻具工作，分离后的水与复式双循环钻具工作过程中形成的岩屑混合成泥浆通过整流罩，经由钻杆与进气管之间环空形成的反屑通道上返至上气盒子，最终由排屑装置排出；
（2）、接单根：当接单根时为保证接钻杆的同时不破坏钻头处的欠平衡状态，整个循环系统必须持续工作，其工作流程是：打开三通阀，空气压缩机与水泵形成的汽化水经过三通阀换向，进入连续送气系统，经由连续送气系统、进气管进入汽水分离器，分离后的气体推动空气锤带动复式双循环钻具工作；分离后的水与复式双循环钻具工作过程中形成的岩屑混合成泥浆通过整流罩，经由钻杆与进气管之间环空形成的反屑通道上返至连续进气系统，最终由排屑装置排出；
在钻进和接单根的同时，泥浆泵通过井口向井壁与钻杆环空部分持续注入泥浆，用于保持井壁部分的压力平衡状态，钻头处由于有整流罩与复式双循环钻具的存在，使泥浆无法进入钻头处的欠平衡区域，钻头一直工作在欠平衡状态中形成内欠外正的循环状态，当发生井喷时只需上提钻具，使泥浆锥透欠平衡区域即可控制井喷。
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