CN106968626A - 一种注稀释液双密度钻井系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及深海油气钻井装备领域，特别涉及一种注稀释液双密度钻井系统。包括钻井平台、稀释液注入管线上、稀释液注入泵、泥浆泵、泥浆池、稀释液池、离心机组、泥浆清洁器、除气器、振动筛、钻井液管汇、旋转防喷器、钻杆、上部隔水管、改造的隔水管单根、井口装置、套管、钻杆阀、井下钻具、单向阀、注入软管、锚链、注入管线下部接头、稀释液注入管线下、注入管线悬挂装置；所述稀释液注入泵由常规泥浆泵组成，出入口设置有压力和流量传感器，稀释液注入通道由远离隔水管的单独管线或者隔水管辅助管线组成，离心机组由一系列的高规格离心机组成。通过注入稀释液控制环空和井底压力，解决深海钻井压力窗口窄的难题。

Description

一种注稀释液双密度钻井系统

技术领域

本发明涉及深海油气钻井装备领域，特别涉及一种注稀释液双密度钻井系统。

背景技术

海洋钻井水深已经超出3000m，钻井深度超出10000m，海洋钻井正朝着深水、超深水方向发展。随着海洋钻井水深不断加深，面临深水钻井难题，作业压力窗口狭窄，井身结构复杂，带来一系列井控问题，因此深海钻井勘探面临巨大挑战。如在海上实施钻采则需要动用深水浮式钻井装备和常规深水测试装备，如深水半潜式平台、隔水管系统，投资大，风险高。目前国内尚缺乏成熟的安全、经济、高效的深海油气双密度钻井系统与方案。

发明内容

本发明的目的就是克服深海油气钻井中存在的技术难题，提供一种安全高效、费用低廉的深海油气钻井系统，能有效解决深海油气钻井过程中作业压力窗口狭窄、钻遇浅层气、浅层流的难题。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种注稀释液双密度钻井系统，包括钻井平台、稀释液注入管线上、稀释液注入泵、泥浆泵、泥浆池、稀释液池、离心机组、泥浆清洁器、除气器、振动筛、钻井液管汇、旋转防喷器、钻杆、隔水管、单向阀、井口装置、套管、钻杆阀、井下钻具、注入软管、锚链、注入管线下部接头、稀释液注入管线下、注入管线悬挂装置；其中，所述稀释液注入管线上、注入管线悬挂装置、和稀释液注入管线下依次连接形成上下连接钻井平台和海底隔水管环空注入稀释液的通道；所述钻杆顶端悬挂在井架上，下端连接有井下钻具，钻杆穿过上述通道后伸至井底；所述稀释液注入泵连接稀释液注入管线、和平台软管一端；所述稀释液注入管线设置在远离隔水管处；所述振动筛、除气器、泥浆清洁器、离心机组经所述泥浆管汇依次连接形成双密度系统固控处理系统。

所述钻井平台为半潜式钻井平台。

所述井下钻具采用井下动力钻具。

所述稀释液注入泵由常规泥浆泵组成，出入口设置有压力和流量传感器。

所述稀释液注入通道由远离隔水管的单独管线或者隔水管辅助管线组成。

所述离心机组由一系列的高规格离心机组成。

本发明的有益效果是：1．在海底附近将稀释液注入到隔水管环空，将环空中的泥浆密度稀释到海水密附近，有效地控制环空和井底压力，解决深海钻井压力窗口窄的难题。2．结合控压钻井，及早发现井涌，减少浅层气、浅层流危害，提高钻井效率和安全性。3．本系统对常规钻井平台改造较小，钻井液循环利用，可大大降低钻井成本。

附图说明

图1是本发明钻探井眼的结构示意图

图中：1钻井平台、2稀释液注入管线上、3稀释液注入泵、4泥浆泵、5泥浆池、6稀释液池、7离心机组、8泥浆清洁器、9除气器、10振动筛、11钻井液管汇、12旋转防喷器、13钻杆、14上部隔水管、15改造的隔水管单根、16井口装置、17套管、18钻杆阀、19井下钻具、20单向阀、21注入软管、22锚链、23注入管线下部接头、24稀释液注入管线下、25注入管线悬挂装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

如图1所示，本发明主要包括钻井平台1、稀释液注入管线上2、稀释液注入泵3、泥浆泵4、泥浆池5、稀释液池6、离心机组7、泥浆清洁器8、除气器9、振动筛10、钻井液管汇11、旋转防喷器12、钻杆13、上部隔水管14、改造的隔水管单根15、井口装置16、套管17、钻杆阀18、井下钻具19、单向阀20、注入软管21、锚链22、注入管线下部接头23、稀释液注入管线下24、注入管线悬挂装置25。

钻井平台1为半潜式钻井平台，井下钻具19采用井下动力钻具，隔水管14采用常规英寸的隔水管，依次连接形成上下连接钻井平台1和海底井口装置16的通道；将下端连接有井下钻具19的钻杆13穿过上述通道后下放至井底；稀释液注入管线下24、注入管线下部接头23、注入软管21与单向阀20依次连接形成稀释液注入到隔水管底部的通道；稀释液注入泵3由一台或多台常规的平台泥浆泵组成，出入口设置有压力和流量传感器实时监测泵进出口压力与流量参数；稀释液注入管线下24由下放到海底的锚链22固定；常规密度的钻井液通过泥浆泵泵入到钻杆，到达井底，通过井底环空上返到隔水管底部，与注入软管21注入的稀释液混合，混合后的泥浆密度降低到海水密度附近，混合泥浆通过隔水管环空，达到钻井平台1，通过钻井液管汇11，依次通过振动筛10、除气器9、泥浆清洁器8常规泥浆固控系统处理净化再进入离心机组分离成高密度的钻井液和低密度的钻井液，高密度的钻井液进入泥浆池、低密度的钻井液进入稀释液池。

实施例：

钻井平台1航行至钻位，采用动力定位系统定位，使用喷射钻井方式钻进，安装导管，安装井口装置16，从钻井平台1上下放安装上部隔水管14、改造的隔水管单根15，形成上下连接钻井平台1和海底井口部件16的隔水管通道；利用井架将携带井下钻具19的钻杆13经上述隔水管通道下放至井底，钻井液从钻杆13中空流下，驱动井下钻具19钻进井眼，钻井液携带钻屑通过井筒环空进入隔水管；稀释液通过稀释液泵注入稀释液注入管线上2、稀释液注入管线下24进入底部隔水管环空，稀释隔水管环空泥浆接近海水密度；隔水管环空泥浆上返至井口，通过振动筛10、除气器9、泥浆清洁器8常规泥浆固控系统处理净化再进入离心机组7分离成高密度的钻井液和低密度的钻井液，高密度的钻井液进入泥浆池、低密度的钻井液进入稀释液池，实现钻井液循环，每钻完一井段下入相应尺寸套管17。

钻井过程中，可根据地层钻井条件调整稀释液注入泵3注入速率，实现对稀释液注入量控制，当井底压力过大时，通过调节稀释液注入泵3注入速率，降低隔水管环空泥浆密度，从而降低井底压力；当井底压力过低时，通过调节稀释液注入泵3注入速率，提高隔水管环空泥浆密度，从而提高井底压力，实现井底压力的动态控制。

综上所述，本发明通过调节稀释液注入泵速率，有效地控制环空和井底压力，解决深海钻井压力窗口窄的难题；结合控压钻井及早发现井涌，减少浅层气、浅层流危害，提高钻井效率和安全性；此外，本系统对常规钻井平台改造较小，钻井液循环利用，可大大降低钻井成本。

Claims (4)

1.一种注稀释液双密度钻井系统，包括钻井平台（1）、泥浆泵（4）、泥浆池（5）、上部隔水管（14）、离心机组（7）、泥浆清洁器（8）、除气器（9）、振动筛（10）、钻井液管汇（11）、旋转防喷器（12）、钻杆（13）、井口装置（16）、套管（17）、钻杆阀（18）和井下钻具（19），隔水管（14）形成连接钻井平台1和海底井口装置（16）的通道；将下端连接有井下钻具（19）的钻杆（13）穿过隔水管（14）下放至井底，其特征在于：还包括稀释液注入管线上（2）、稀释液注入泵（3）、稀释液池（6）、单向阀（20）、注入软管（21）、锚链（22）、注入管线下部接头（23）、稀释液注入管线下（24）、注入管线悬挂装置（25）；在钻井平台（1）上，注入管线悬挂装置（25）通过释液注入管线上（2）和稀释液注入泵（3）连接稀释液池（6），释液池（6）和离心机组（7）也通过管线连接；其中，稀释液注入管线下（24）、注入管线下部接头（23）、注入软管（21）与单向阀（20）依次连接并接入到隔水管（14）底部；稀释液注入管线下（24）由下放到海底的锚链（22）固定；稀释液注入泵（3）出入口设置有压力和流量传感器。

2.根据权利要求1所述的注稀释液双密度钻井系统，其特征在于：所述钻井平台（1）为半潜式钻井平台。

3.根据权利要求1或2所述的注稀释液双密度钻井系统，其特征在于：所述井下钻具（19）采用井下动力钻具。

4.根据权利要求3所述的注稀释液双密度钻井系统，其特征在于：所述井下钻具（19）采用的井下动力钻具为螺杆。