CN106320983A - 一种超深水随钻下套管的方法及装置 - Google Patents

一种超深水随钻下套管的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超深水随钻下套管的方法及装置，该装置包括导管以及连接在导管上端的低压井口头，在导管内设置有表层套管，在表层套管的上端连接有高压井口头，所述的高压井口头与低压井口头连接固定，在表层套管内设置有中层技术套管，在中层技术套管上端连接有中层套管挂，中层套管挂坐落在高压井口头内，并且中层套管挂通过反扣螺纹与双管悬挂旋转接头的外管连接，同时双管悬挂旋转接头的内管通过一对推力轴承与钻具转换接头的上端连接，钻具转换接头的下端与内部钻具连接。本发明可实现边钻井眼、边下套管，并在达到设计钻深后进行固井，进而大大提高钻进效率。

Description

一种超深水随钻下套管的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种超深水随钻下套管的方法及装置，属于海上油田钻井技术领域。
背景技术
根据2016年2月26日中国海洋石油報報道：中海油业内将水深500m以上称为深水(国际上1500英尺＝457m以上称为深水)，水深1500m以上称为超深水(国际上3000英尺＝1360.8m以上称为超深水)。在标题“我国海洋石油工业进入超深水时代”中報道：海洋石油981超深水半潜式钻井平台2015年12月在南海水深1688m的超深水海域发现了陵水18-1天然气田，将我国海洋油气勘探水平推向历史高点，这是一个令人鼓舞的特大好消息。
到目前为止，我国深水半潜式钻井平台有：南海2号、南海5号、南海6号、勘探3号……,超深水半潜式钻井平台有：南海8号、南海9号、海洋石油981号、海洋石油982号、兴旺号……等7座。兴旺号半潜式钻井平台最大工作水深1500m，最大钻井深度7600m,可变甲板载荷5000吨，可在零下20℃的环境下进行钻井作业，具有自航能力和先进的DP3动力定位系统，是世界一流的超深水半潜式钻井平台之一，具备极地海域作业能力，可在全球90％的海域进行钻井作业。今后我国到超深水海域钻井将是个常态，而且会越来越多。到目前为止，由于技术上的原因，世界上任何国家的深水海洋钻井一般先分别钻相应尺寸的井眼到设计深度，钻进中途进行多次起下钻，完钻后进行通井和进行电测井，电测井后再进行通井，然后再分别下入相应规格的套管和尾管进行固井。因此，现有的钻井眼和下入套管作业是分开进行的，导致钻进效率低下。目前正值石油界“寒冬”，提高钻井效率迫在眉睫。如果深水、超深水海洋钻井的钻井眼和下套管及固井三个作业程序由分开进行合并变为一次性进行，即边钻井眼、边下套管，并在达到设计钻深后进行固井，从而大大提高钻进效率。
发明内容
为了解决现有的钻井眼和下套管作业是分开进行而导致钻进效率低的技术问题，本发明提供了一种超深水随钻下套管的方法及装置，从而实现边钻井眼、边下套管，并在达到设计钻深后进行固井，进而大大提高钻进效率。
本发明的技术方案：一种超深水随钻下套管的方法，包括以下步骤：
(1)采用喷射法随内部钻具下入导管以及连接在导管上端的低压井口头，使导管穿过海底淤泥层后坐落在岩石层上，然后取出内部钻具；
(2)从低压井口头的口部随内部钻具下入表层套管和以及连接在表层套管上端的高压井口头，并使高压井口头连接在低压井口头上；
(3)向内部钻具内投入钢球打开旁通阀，然后向内部钻具内注入高压水泥浆，水泥浆沿着内部钻具的水眼进入导管与表层套管之间的空隙，完成第一级固井作业，然后取出内部钻具；
(4)从高压井口头的口部随内部钻具下入中层技术套管以及连接在中层技术套管上端的中层套管挂，使中层套管挂坐落在高压井口头内，并且中层套管挂通过反扣螺纹与双管悬挂旋转接头的外管连接，同时双管悬挂旋转接头的内管通过一对推力轴承与内部钻具连接；此时向内部钻具内投入钢球打开旁通阀，然后向内部钻具内注入高压水泥浆，水泥浆沿着内部钻具的水眼进入表层套管与中层技术套管之间的空隙，完成第二级固井作业；此时旋转内部钻具，使中层套管挂与双管悬挂旋转接头的外管脱开，然后取出内部钻具；
(5)再次从高压井口头的口部随内部钻具下入内层技术套管以及连接在内层技术套管上端的内层套管挂，使内层套管挂坐落在高压井口头内的中层套管挂之上，并且内层套管挂通过反扣螺纹与套管转换接头的下端连接，套管转换接头的上端与双管悬挂旋转接头的外管连接，同时双管悬挂旋转接头的内管通过一对推力轴承与内部钻具连接；此时向内部钻具内投入钢球打开旁通阀，然后向内部钻具内注入高压水泥浆，水泥浆沿着内部钻具的水眼进入中层技术套管与内层技术套管之间的空隙，完成第三级固井作业。
上述方法中，所述内层技术套管的长度大于中层技术套管的长度，中层技术套管的长度大于表层套管的长度。
同时，本发明还提供一种超深水随钻下套管的装置，包括导管以及连接在导管上端的低压井口头，在导管内设置有表层套管，在表层套管的上端连接有高压井口头，所述的高压井口头与低压井口头连接固定，在表层套管内设置有中层技术套管，在中层技术套管上端连接有中层套管挂，中层套管挂坐落在高压井口头内，并且中层套管挂通过反扣螺纹与双管悬挂旋转接头的外管连接，同时双管悬挂旋转接头的内管通过一对推力轴承与钻具转换接头的上端连接，钻具转换接头的下端与内部钻具连接。
上述装置中，所述中层技术套管内还设置有内层技术套管，在内层技术套管上端连接有内层套管挂，内层套管挂坐落在高压井口头内的中层套管挂之上，并且内层套管挂通过反扣螺纹与套管转换接头的下端连接，套管转换接头的上端与双管悬挂旋转接头的外管连接，同时双管悬挂旋转接头的内管通过一对推力轴承与钻具转换接头的上端连接，钻具转换接头的下端与内部钻具连接。
上述装置中，所述中层套管挂与双管悬挂旋转接头的外管的连接处设置有密封总成。
上述装置中，所述内层套管挂与套管转换接头下端的连接处设置有密封总成。
上述装置中，所述内部钻具从上至下依次设置有旁通阀、水力扩眼器以及钻头。
上述装置中，所述双管悬挂旋转接头包括上接头以及连接在上接头下端的外管和内管，外管的下端与中层套管挂或套管转换接头螺纹连接，在内管的上端外壁上通过一对推力轴承连接有轴承短节，轴承短节通过连接短节与钻具转换接头连接，钻具转换接头与内部钻具螺纹连接。
上述装置中，所述轴承短节上设置有油堵。
由于采用上述技术方案，本发明的优点在于：本发明可实现边钻井眼、边下套管，并在达到设计钻深后进行固井，进而大大提高钻进效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中用双管悬挂旋转接头下中层技术套管的内外管柱连接示意图；
图3为本发明中用双管悬挂旋转接头下内层技术套管的内外管柱连接构示意图；
图4为本发明中双管悬挂旋转接头的结构示意图。
附图标记说明：1-导管，2-低压井口头，3-表层套管，4-高压井口头，5-中层技术套管，6-中层套管挂，7-内层技术套管，8-内层套管挂，9-双管悬挂旋转接头，10-推力轴承，11-外管，12-内管，13-密封总成，14-反扣螺纹，15-内部钻具，15.1、旁通阀，15.2-水力扩眼器，15.2-钻头，16-套管转换接头，17-上接头，18-轴承短节，19-油堵，20-连接短节，21-钻具转换接头。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明的实施例：超深水随钻下套管的装置的结构示意图如图1～3所示，包括导管1以及连接在导管上端的低压井口头2，在导管1内设置有表层套管3，在表层套管3的上端连接有高压井口头4，所述的高压井口头4与低压井口头2连接固定，在表层套管3内设置有中层技术套管5，在中层技术套管5上端连接有中层套管挂6，中层套管挂6坐落在高压井口头4内，并且中层套管挂6通过反扣螺纹14与双管悬挂旋转接头9的外管11连接，所述中层套管挂6与双管悬挂旋转接头9的外管11的连接处设置有密封总成13；同时双管悬挂旋转接头9的内管12通过一对推力轴承10与钻具转换接头21的上端连接，钻具转换接头21的下端与内部钻具15连接。所述中层技术套管5内还设置有内层技术套管7，在内层技术套管7上端连接有内层套管挂8，内层套管挂8坐落在高压井口头4内的中层套管挂6之上，并且内层套管挂6通过反扣螺纹14与套管转换接头16的下端连接，所述内层套管挂6与套管转换接头16下端的连接处设置有密封总成13，套管转换接头16的上端与双管悬挂旋转接头9的外管11连接，同时双管悬挂旋转接头9的内管12通过一对推力轴承10与钻具转换接头21的上端连接，钻具转换接头21的下端与内部钻具15连接；所述内部钻具15从上至下依次设置有有旁通阀15.1、水力扩眼器15.2以及钻头15.3。参见图4，所述双管悬挂旋转接头9包括上接头17以及连接在上接头17下端的外管11和内管12，外管11的下端与中层套管挂6或套管转换接头18螺纹连接，在内管12的上端外壁上通过一对推力轴承10连接有轴承短节18，轴承短节18通过连接短节20与钻具转换接头21连接，钻具转换接头21与内部钻具15螺纹连接，所述轴承短节18上设置有油堵19。
本发明的超深水随钻下套管的方法，包括以下步骤：
(1)采用喷射法随内部钻具15下入导管1以及连接在导管1上端的低压井口头2，使导管1穿过海底淤泥层后坐落在岩石层上，然后取出内部钻具15；
(2)从低压井口头2的口部随内部钻具15下入表层套管3和以及连接在表层套管3上端的高压井口头4，并使高压井口头4连接在低压井口头2上；
(3)向内部钻具15内投入钢球打开旁通阀15.1，然后向内部钻具15内注入高压水泥浆，水泥浆沿着内部钻具15的水眼进入导管1与表层套管3之间的空隙，完成第一级固井作业，然后取出内部钻具15；
(4)从高压井口头4的口部随内部钻具15下入中层技术套管5以及连接在中层技术套管5上端的中层套管挂6，使中层套管挂6坐落在高压井口头4内，并且中层套管挂6通过反扣螺纹14与双管悬挂旋转接头9的外管11连接，同时双管悬挂旋转接头9的内管12通过一对推力轴承10与钻具转换接头21的上端连接，钻具转换接头21的下端与内部钻具15连接；此时向内部钻具15内投入钢球打开旁通阀15.1，然后向内部钻具13内注入高压水泥浆，水泥浆沿着内部钻具15的水眼进入表层套管3与中层技术套管5之间的空隙，完成第二级固井作业；此时旋转内部钻具15，使中层套管挂6与双管悬挂旋转接头9的外管11脱开，然后取出内部钻具15；
(5)再次从高压井口头4的口部随内部钻具15下入内层技术套管7以及连接在内层技术套管7上端的内层套管挂8，使内层套管挂8坐落在高压井口头4内的中层套管挂6之上，并且内层套管挂8通过反扣螺纹14与套管转换接头16的下端连接，套管转换接头16的上端与双管悬挂旋转接头9的外管11连接，同时双管悬挂旋转接头9的内管12通过一对推力轴承10与钻具转换接头21的上端连接，钻具转换接头21的下端与内部钻具15连接；此时向内部钻具15内投入钢球打开旁通阀15.1，然后向内部钻具15内注入高压水泥浆，水泥浆沿着内部钻具15的水眼进入中层技术套管5与内层技术套管7之间的空隙，完成第三级固井作业。

Claims (9)

1.一种超深水随钻下套管的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)采用喷射法随内部钻具下入导管以及连接在导管上端的低压井口头，使导管穿过海底淤泥层后坐落在岩石层上，然后取出内部钻具；
(2)从低压井口头的口部随内部钻具下入表层套管和以及连接在表层套管上端的高压井口头，并使高压井口头连接在低压井口头上；
(3)向内部钻具内投入钢球打开旁通阀，然后向内部钻具内注入高压水泥浆，水泥浆沿着内部钻具的水眼进入导管与表层套管之间的空隙，完成第一级固井作业，然后取出内部钻具；
(4)从高压井口头的口部随内部钻具下入中层技术套管以及连接在中层技术套管上端的中层套管挂，使中层套管挂坐落在高压井口头内，并且中层套管挂通过反扣螺纹与双管悬挂旋转接头的外管连接，同时双管悬挂旋转接头的内管通过一对推力轴承与内部钻具连接；此时向内部钻具内投入钢球打开旁通阀，然后向内部钻具内注入高压水泥浆，水泥浆沿着内部钻具的水眼进入表层套管与中层技术套管之间的空隙，完成第二级固井作业；此时旋转内部钻具，使中层套管挂与双管悬挂旋转接头的外管脱开，然后取出内部钻具；
(5)再次从高压井口头的口部随内部钻具下入内层技术套管以及连接在内层技术套管上端的内层套管挂，使内层套管挂坐落在高压井口头内的中层套管挂之上，并且内层套管挂通过反扣螺纹与套管转换接头的下端连接，套管转换接头的上端与双管悬挂旋转接头的外管连接，同时双管悬挂旋转接头的内管通过一对推力轴承与内部钻具连接；此时向内部钻具内投入钢球打开旁通阀，然后向内部钻具内注入高压水泥浆，水泥浆沿着内部钻具的水眼进入中层技术套管与内层技术套管之间的空隙，完成第三级固井作业。
2.根据权利要求1所述的超深水随钻下套管的方法，其特征在于：所述内层技术套管的长度大于中层技术套管的长度，中层技术套管的长度大于表层套管的长度。
3.一种超深水随钻下套管的装置，包括导管(1)以及连接在导管上端的低压井口头(2)，其特征在于：在导管(1)内设置有表层套管(3)，在表层套管(3)的上端连接有高压井口头(4)，所述的高压井口头(4)与低压井口头(2)连接固定，在表层套管(3)内设置有中层技术套管(5)，在中层技术套管(5)上端连接有中层套管挂(6)，中层套管挂(6)坐落在高压井口头(4)内，并且中层套管挂(6)通过反扣螺纹(14)与双管悬挂旋转接头(9)的外管(11)连接，同时双管悬挂旋转接头(9)的内管(12)通过一对推力轴承(10)与钻具转换接头(21)的上端连接，钻具转换接头(21)的下端与内部钻具(15)连接。
4.根据权利要求3所述的超深水随钻下套管的装置，其特征在于：所述中层技术套管(5)内还设置有内层技术套管(7)，在内层技术套管(7)上端连接有内层套管挂(8)，内层套管挂(8)坐落在高压井口头(4)内的中层套管挂(6)之上，并且内层套管挂(6)通过反扣螺纹(14)与套管转换接头(18)的下端连接，套管转换接头(16)的上端与双管悬挂旋转接头(9)的外管(11)连接，同时双管悬挂旋转接头(9)的内管(12)通过一对推力轴承(10)与钻具转换接头(21)的上端连接，钻具转换接头(21)的下端与内部钻具(15)连接。
5.根据权利要求3所述的超深水随钻下套管的装置，其特征在于：所述中层套管挂(6)与双管悬挂旋转接头(9)的外管(11)的连接处设置有密封总成(13)。
6.根据权利要求4所述的超深水随钻下套管的装置，其特征在于：所述内层套管挂(6)与套管转换接头(16)下端的连接处设置有密封总成(13)。
7.根据权利要求3或4所述的超深水随钻下套管的装置，其特征在于：所述内部钻具(15)从上至下依次设置有旁通阀(15.1)、水力扩眼器(15.2)以及钻头(15.3)。
8.根据权利要求3或4所述的超深水随钻下套管的装置，其特征在于：所述双管悬挂旋转接头(9)包括上接头(17)以及连接在上接头(17)下端的外管(11)和内管(12)，外管(11)的下端与中层套管挂(6)或套管转换接头(18)螺纹连接，在内管(12)的上端外壁上通过一对推力轴承(10)连接有轴承短节(18)，轴承短节(18)通过连接短节(20)与钻具转换接头(21)连接，钻具转换接头(21)与内部钻具(15)螺纹连接。
9.根据权利要求8所述的超深水随钻下套管的装置，其特征在于：所述轴承短节(18)上设置有油堵(19)。
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