專利名稱：一種基于雙梯度的控制壓力鉆井裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種控制壓力鉆井的裝置，特別是關于一種基于雙梯度的控制 壓力鉆井裝置。
背景技術：
在常規(guī)深水鉆井中，鉆井船和海底井口用隔水管連接，鉆井液通過鉆桿向下流 動，通過鉆頭，再向上流經(jīng)鉆桿和井眼之間的環(huán)空、已下入的套管段(導管段)、 海底以上的隔水管，循環(huán)返回鉆井船。在整個鉆井回路中只有泥漿 一種壓力梯度。 在超過500m的深水中鉆井，采用隔水管系統(tǒng)的常規(guī)鉆井將容易出現(xiàn)常規(guī)鉆井裝備和 方法難以克服的技術難題，這包括1、錨泊鉆機本身必須承受錨泊系統(tǒng)的重量， 給鉆機穩(wěn)定性增加了難度；2、隔水管除了承受自身重量，還承受嚴重的機械載荷， 如海流惡劣的海況等，在這種情況下，防止隔水管脫扣是一個關鍵問題。為了避免 船舶起伏時造成的任何松弛或者動態(tài)屈曲，起伏不定的軸向拉力應當保持為正值； 3、海底泥線處高壓和低溫環(huán)境對鉆井液性能影響而產(chǎn)生特殊的難題；4、海底的不 穩(wěn)定性、淺層水流動、天然氣水合物對鉆井可能引起的風險等；5、特別難于控制 鉆井液當量密度在泥漿密度窗口 (地層孔隙壓力和破裂壓力間隙)，在淺水中，泥 漿密度窗口 (如圖12所示，傾斜的陰影線)"開"得非?？窟M水面，從而使得泥漿 壓力線(傾斜的虛線)保持在兩個邊界線之間，在很長的井段內可以使用單一泥槳 比重鉆井。而在深水中，泥漿窗口 (如圖13所示)向下平移，其"較小開口"使得 將泥漿比重調整非常困難，特別是在泥線附近(圖中"+ "字陰影區(qū)和水平點劃線 之間的分界線)，這主要是由于隔水管中的泥漿柱造成的。狹窄的泥漿密度窗口對 井身結構的質量和鉆井作業(yè)造成了很大的影響 一方面復雜的套管程序(通常采用 36 " 、 20 " 、 17 " 、 13-5/8 " 、 9-5/8 "和7 "套管)，對經(jīng)濟性造成了巨大的影響； 另一方面和傳統(tǒng)的淺水相比，由于在巨大的隔水管中流體流速非常緩慢，使得在深 水鉆井出現(xiàn)氣泡比淺水中要遲的多；另外通過很長的壓井管線壓力損失很大，限制 了壓井循環(huán)的流速，使得井涌頻繁而且控制非常困難。
為了解決以上問題，提出控制壓力鉆井技術(Managed Pressure Drilling, MPD)， MPD是一種適用的鉆井程序，用于精確地控制整個井眼環(huán)空的壓力剖面，目 的在于確定井底壓力范圍，從而控制環(huán)空液面剖面。當前實現(xiàn)MPD的方法主要有 (1)連續(xù)循環(huán)系統(tǒng)在常規(guī)鉆井操作中，在接單根的時候必須停泵，隨著泵 的不斷停止和開啟會產(chǎn)生很多問題。由謝非爾公司與BP公司、英國天然氣公司、殼 牌商業(yè)公司和道達爾公司合資開發(fā)的連續(xù)循環(huán)系統(tǒng)(Continuous Circulation System, CCS)，在接單根時保持連續(xù)循環(huán)，不需要停泵，可保持恒定的當量循環(huán) 密度，這就使我們很容易地在孔隙壓力與破裂壓力窗口很窄的條件下鉆進，而在此 之前在這些地區(qū)鉆進是困難的或用常規(guī)鉆井技術是無法鉆進的。連續(xù)循環(huán)系統(tǒng)還減 少了卡鉆事故。連續(xù)循環(huán)減輕了井眼的鼓脹效應并可避免油氣意外侵入井眼的可能
性。另外，攜巖能力和鉆屑清除能力也得到改善。
(2) 當量循環(huán)密度降低工具井眼壓力控制是鉆井過程中的關鍵環(huán)節(jié)。在常 規(guī)鉆井過程中，靜態(tài)和動態(tài)流體壓力是用來抑制地層壓力并保持井眼穩(wěn)定的。循環(huán) 時過高的流體壓力能導致破裂壓力和孔隙壓力之間的操作安全系數(shù)降低，嚴重的會 喪失循環(huán)。為解決上述問題，研制出降低當量循環(huán)密度的工具。當工具工作時，能 減輕下部裸眼段的當量鉆井液循環(huán)密度，同時加重上部套管段的當量鉆井液密度， 保持井筒上部較高壓力。
(3) 壓力泥漿帽鉆井當遇到嚴重的循環(huán)損失儲層，或由于其它井的生產(chǎn)形 成低的地層壓力的衰竭地層，經(jīng)常發(fā)生循環(huán)漏失，采用壓力泥漿帽鉆井技術。如果 地層壓力遠遠低于正常鉆井的井眼壓力，循環(huán)損失將十分嚴重，泥漿將會漏入衰竭 地層。井眼中的靜壓力將會減少平衡衰竭地層的儲層壓力。此時，在未達到鉆井液 漏失層的地層井眼壓力低于儲層壓力，將會導致氣體進入井眼。井控的方法之一是 以高于氣體滲透速率的速率灌漿。壓力泥漿帽鉆井方法使用重的泥漿從環(huán)空泵送以 防止氣侵到達鉆臺。
(4) 可控泥漿帽系統(tǒng)可控泥漿帽系統(tǒng)與壓力泥漿帽鉆井類似，不過該系統(tǒng) 是通過一個泥漿泵調節(jié)泥漿帽的水平面更好的控制井底壓力。現(xiàn)在還在進行測試的 一種新的鉆井概念是可控泥漿帽系統(tǒng)?？煽啬酀{帽系統(tǒng)與壓力泥漿帽鉆井的區(qū)別是 鉆井環(huán)空泥漿帽的液面可通過泥漿泵調節(jié)，可更好的控制井底壓力。
(5) 雙梯度鉆井技術雙梯度鉆井(也稱雙密度鉆井、無隔水管鉆井)是一 種控制壓力鉆井技術。該技術的主要思想是隔水管內充滿海水(或去除隔水管的 使用)，采用海底泵和小直徑回流管線旁路回輸鉆井液。或在隔水管中注入低密度 介質(空心微球、低密度流體、氣體)，來降低隔水管環(huán)空內返回流體的密度，使 之與海水相當，在整個鉆井液返回回路中保持雙密度鉆井液體系，有效控制井眼環(huán) 空壓力、井底壓力，克服深水鉆井中遇到的問題，實現(xiàn)安全、經(jīng)濟的鉆井。
上述各種技術方案中，連續(xù)循環(huán)系統(tǒng)并不能解決井眼地層孔隙壓力和破裂壓力 間隙狹小的問題；當量循環(huán)密度降低工具使用效果并不明顯；壓力泥漿帽鉆井和可
控泥漿帽系統(tǒng)將浪費大量的鉆井液，而且對地層條件有限制，雙梯度比較好的解決
問題，但成本較高。
發(fā)明內容
針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種設備簡單、費用低廉、性能良好， 一種基于雙梯度的控制壓力鉆井裝置。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術方案 一種基于雙梯度的控制壓力 鉆井裝置，其特征在于它包括由鉆桿、隨鉆注入接頭、井下安全閥、鉆頭組成的 鉆井裝置；泥漿處理裝置；中心控制系統(tǒng)，海面低密度流體流量控制裝置；所述鉆 桿為雙壁鉆桿，與其對應，所述隨鉆注入接頭為具有內、外管雙壁鉆桿段，所述內 外管之間連接有定心肋骨，所述內外管兩端分別通過螺紋與上下所述鉆桿雙層壁面 連接成一體；在外管的周向壁面設置有3 4處直通的注入口，所述每個注入口上方 的管壁內設置一壓力調節(jié)控制裝置，所述壓力調節(jié)控制裝置底面連接閘板驅動裝 置，所述閘板驅動裝置末端連接一弧形閘板；所述注入口底部設置一向下延伸的通 壓孔，所述通壓孔的末端徑向穿通所述外管外壁。
每一所述閘板底部設置一承壓板。
所述隨鉆注入接頭為間隔設置在所述鉆桿上的一個以上。
所述井下安全閥包括環(huán)形的閥體，設置在所述閥體內的閥芯，所述閥體上設置 有若干泄壓孔，所述閥芯上設置有若干鉆井液流通孔，所述閥體與所述閥芯之間設 置有一彈簧，所述彈簧被壓縮時，所述閥芯上的鉆井液流通孔連通所述上、下鉆桿。
所述井下安全閥的閥體由閥頭、閥座和連接所述閥頭、閥座的閥桿組成，所述 閥頭頂部和閥座底部分別設置有連接所述鉆桿的螺紋；所述閥頭內設置有一圈凸 環(huán)，所述閥芯的頂部位于所述凸環(huán)的底部，所述彈簧設置在所述閥芯頂部凸緣與所 述閥座之間；所述鉆井液流通孔設置在所述閥芯的末端。
所述井下安全閥的閥體由閥桿和連接在閥桿底部的閥座組成，所述閥桿頂端和 閥座底端封閉設置由連接所述鉆桿的螺紋；所述鉆井液流通孔設置在所述閥芯的上 部，所述閥桿內設置有一圈凸環(huán)，在所述凸環(huán)的上方設置一封閉所述閥芯上部鉆井 液流通孔的壓環(huán)，所述壓環(huán)的底部頂在一設置在所述凸環(huán)底部的彈簧固定塊，所述 彈簧點在所述彈簧固定座與所述閥座之間。
本實用新型方法具有以下優(yōu)點1、本實用新型具有雙梯度鉆井和控制壓力鉆 井的優(yōu)點，能更好的匹配地層孔隙壓力和破裂壓力窗口，簡化井身結構，減少套管 下入層數(shù)，節(jié)省時間和建井成本。2、本實用新型所占空間少，特別是隨鉆注入接 頭，結構簡單，通過設置在隨鉆注入接頭外管內的閘板開啟、提降的動作自動調節(jié)
低密度流通的混合流量，不但效果好，操作和控制也相對簡單。3、本實用新型可 以有效的控制由于地層孔隙壓力較大使油氣進入泥漿引起的井噴等事故，使不同壓 力調節(jié)下，可以根據(jù)不同的海水層面保持相應的海水的壓力梯度。4、本實用新型
通過控制注入點以及注入量，使整個環(huán)空剖面的壓力梯度呈線形變化，實現(xiàn)了井底
的壓力控制。5、本實用新型井下安全閥可以阻止鉆井液在鉆桿內自由下落，有效 地控制流經(jīng)井下安全閥的鉆井液壓力，使實用新型裝置使用更安全可靠。本實用新 型可以用于陸上鉆井也可以用于海洋鉆井，尤其用于深水鉆井將更有更好的經(jīng)濟優(yōu)勢。


圖l是本實用新型系統(tǒng)示意圖(用于海洋鉆井)
圖2是本實用新型系統(tǒng)示意圖(用于陸上鉆井)
圖3是本實用新型井下隨鉆注入接頭結構示意圖
圖4是圖4的A-A向截面圖
圖5是圖4的B-B向截面圖
圖6是本實用新型控制壓力鉆井模型
圖7是本實用新型井下安全閥結構示意圖
圖8是本實用新型井下安全閥的另一結構示意圖
圖9是本實用新型井下安全閥關閉狀態(tài)示意圖
圖10是本實用新型井下安全闊開啟狀態(tài)示意圖
圖ll是本實用新型海面鉆井液處理裝置示意圖 圖12是淺水井泥漿密度窗口 圖13是深水井泥漿密度窗口具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型進行詳細的描述。 如圖l、圖2所示，本實用新型既可以用于海上鉆井，也可以用于陸上鉆井。 深水鉆井平臺通常采用動態(tài)定位，并使用小直徑隔水管1 (例如13英寸)來連接鉆 井平臺2上的鉆井設備和海底井口的防噴器組，引導鉆桿和其它鉆井工具從鉆井平 臺2到海底井口，并傳導泥槳和鉆屑從海底井口到鉆井平臺2。隔水管l由多個管 段組成，各管段是帶有聯(lián)接器設備的特殊套管。隔水管1的底端連接在海底防噴器 組上，連接處通常包括一個可旋轉的柔性接頭，以隨著鉆井平臺2直接在海底井口 上面移動。隔水管1的上端有個伸縮接頭來補償鉆井平臺2的升沉。伸縮接頭通過 靠近平臺月池的隔水管張緊器滑輪上的管線來保護鉆井平臺2。鉆井平臺2上安裝 有鉆井裝置、泥漿處理裝置和控制裝置。鉆井裝置包括鉆桿3、隨鉆注入接頭4、
井下安全閥5和鉆頭6等；泥漿處理裝置7包括振動篩71、泥漿池72、輸送泵 73、水力旋流器74、離心分離機75和鉆井液池8;控制裝置包括低密度流體流 量控制裝置9，中心控制系統(tǒng)10，雙通道水龍頭11，設置在隨鉆注入接頭4處的傳 感器12和設置在井下安全閥5的傳感器13，以及連接傳感器12、 13的纜線14、
15等。
如圖3 5所示，本實用新型的鉆桿3是雙壁鉆桿，本實用新型的隨鉆注入接 頭4也是一具有內、外管41、 42的雙壁鉆桿段，內、外管41、 42之間連接有定心 肋骨43，內、外管41、 42兩端分別通過常用的雙壁鉆桿標準的六方結構的公母接 頭插接(圖中未示出)，與上下鉆桿3的雙層壁面連接成一體。在外管42的周向壁 面設置有3 4處直通的注入口 44，在每個注入口 44上方的管壁內設置一固定塊 45，固定塊45所受壓力由海面設置的低密度流體流量控制裝置9控制，固定塊45 的底面連接一彈簧46，在彈簧46的末端連接一弧形閘板47;在注入口 44的底部 設置一向下延伸的通壓孔48，通壓孔48的末端徑向穿通外管42外壁。為了使閘板 47底部承壓效果好，可以在閘板47底部設置一承壓板49。
使用時，如圖1所示，鉆桿3中心和隨鉆注入接頭4的內管41內流動的是密 度較大的鉆井液16，鉆桿3雙壁之間和隨鉆注入接頭4的內、外管41、 42之間的 環(huán)空中流動的是低密度流體(鉆井基液)17，從鉆桿3最底部的返回的鉆井液14 是經(jīng)過鉆桿3與井眼或鉆桿3與隔水管1之間的環(huán)空，返回鉆井平臺2。由于隨鉆 注入接頭4上的通壓孔48是連通環(huán)空中的返回鉆井液16，因此只要調節(jié)驅動閘板 47的壓力，就可以通過從通壓孔48進入的鉆井液16的壓力頂開閘板47，使隨鉆 注入接頭4內、外管41、 42之間的低密度流體17自動流入返回的鉆井液16，從而 形成隨鉆注入接頭4底部的返回的鉆井液16與隨鉆注入接頭4上部的混合鉆井液 18兩種不同的密度梯度。兩種密度梯度的密度差可以通過低密度流體調節(jié)控制裝置 9對壓力控制模塊45施加作用力的大小進行調整， 一經(jīng)調定，閘板47就可以在彈
簧的作用下自動上提、開啟等。
本實用新型可以根據(jù)需要設置一個隨鉆注入接頭4 (如圖6a所示)，或設置多 個隨鉆注入接頭4 (如圖6b、圖6c所示)，形成多梯度壓力鉆井。
如圖i、圖7所示，本實用新型的井下安全閥5安裝在鉆頭6上方，其作用是
在海面停泵情況下阻止鉆井液16在鉆桿3內自由下落，控制流經(jīng)井下安全閥5的 鉆井液16壓力。井下安全閥5由閥頭51、闊座52和閥桿53組成的一閥體，閥頭 51的上部和閥座52的下部分別設置有與鉆桿3連接的螺紋。在閥頭51內設置有一 圈凸環(huán)54，在凸環(huán)54底部的閥桿53內插設一閥芯55，在閥芯55頂部的凸緣56 底部和閥座52之間設置一彈簧57,在閥桿53的下部沿周向設置有幾個泄壓孔58， 以調節(jié)彈簧57壓縮或復位體積變化時，閥桿53與閥芯55之間的壓力始終處于與 閥桿53外部的壓力相同，在閥芯55的末端沿周向設置了幾個鉆井液流通孔59。
當鉆井平臺上的泥漿泵14處于關閉狀態(tài)時，作用在閥芯55上的鉆井液16不 足以克服彈簧57的預壓力，井下安全閥5處于關閉狀態(tài)，鉆井液16不能自由下落。 當泥漿泵工作，鉆井液16的壓力達到足夠大時，便會壓縮彈簧57推動閥芯55向 下運動，使閥芯55上的鉆井液流通孔59探出與閥座52之間的封閉區(qū)段，使井下 安全閥5處于打開狀態(tài)，鉆井液16可以通過井下安全閥5進入下部鉆桿。當井下 安全閥5下部的壓力大于上部壓力時，被壓縮的彈簧57便會帶動閥芯55逐漸復位， 直至使井下安全閥5完全關閉。當需要調節(jié)井下安全閥5上、下部壓力時，可以通 過更換彈簧57改變預緊力，進而改變井下安全閥5的打開壓力。
上述井下安全閥5的結構還可以采取其它結構形式，如圖8所示，閥桿53'連 接在閥座52'上，閥桿53'的頂部和閥座52'的底部分別設置有與鉆桿3連接的 螺紋，閥桿53，內設置有一圈凸環(huán)54，在閥桿53，內設置有一閥芯55'，閥芯55， 底部固定在閥座52上，在凸環(huán)54和閥芯55之間插設一壓環(huán)56，，壓環(huán)56，的底 部頂在一彈簧固定塊51'上，凸環(huán)54'上設置有若干通氣孔，以使壓環(huán)壓縮彈簧 固定塊51'時，沒有阻力。彈簧固定塊51'底部與閥座52'之間設置有一彈簧 57'，在閥桿53'的下部沿周向設置有幾個泄壓孔58'，在閥芯55'頂部沿周向 設置有幾個鉆井液流通孔59'。
上述結構的井下安全閥5，如圖9所示，當作用在閥芯55'上的鉆井液不足以 克服彈簧57的預壓力，壓環(huán)56'便從周向堵住閥芯55'上的鉆井液流通孔59'， 使井下安全閥5處于關閉狀態(tài)；如圖10所示，當泥漿泵工作，鉆井液的壓力達到 足夠大時，鉆井液便會驅動壓環(huán)56，向下運動，使閥芯55'上的鉆井液流通孔59， 開啟，鉆井液可以從井下安全閥5通過，并經(jīng)井下安全閥5下方的鉆桿3通過鉆頭 6，并如相應技術那樣從鉆頭6返回到鉆桿3與井眼14之間的環(huán)空。當井下安全閥 5下部的壓力大于上部壓力時，被壓縮的彈簧57'便會帶動彈簧座51'向上運動， 推動壓環(huán)56'逐漸復位，直至使井下安全閥5完全關閉(如圖9所示)。當需要調 節(jié)井下安全閥5上、下部壓力時，可以通過更換彈簧57改變預緊力，進而改變井 下安全閥5的打開壓力。
如圖1、圖11所示，從井眼環(huán)空返回含有低密度流體的鉆井液18鉆井平臺2， 需要經(jīng)過泥漿處理裝置7處理。含有低密度流體的鉆井液18首先經(jīng)過振動篩71進
行固相處理，大直徑的鉆屑被分離出來，鉆井液進入泥漿池72，重的小直徑鉆屑沉
入池底；從泥漿池72流出的鉆井液流通過輸送泵73驅動高速進入水力旋流器74 進行分離，低密度流體17和鉆井液16由于密度和性能的差異，鉆井液16通過底 流口進入鉆井液池8，低密度流體17和少量鉆井液混合液體通過溢流口進入離心機 75，進行二次分離，分離出的低密度流體17和鉆井液16分別進入低密度流體流量 控制裝置9和泥漿池8，繼續(xù)循環(huán)。
本實用新型的海面中心控制系統(tǒng)10為一計算機支持系統(tǒng)，海面中心控制系統(tǒng) 10的輸入為海底的壓力傳感器12、 13返回的數(shù)據(jù)，計算機軟件系統(tǒng)10根據(jù)鉆井地 質數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、工程數(shù)據(jù)進行綜合分析計算，優(yōu)選調節(jié)模式和調節(jié)量。海面中 心控制系統(tǒng)10為低密度流體流量控制裝置9和井下隨鉆注入接頭4提供控制信號， 控制低密度流體向井下的注入總量和在某一接頭處的注入量。
本實用新型實施時，包括以下步驟
(1) 通過現(xiàn)有技術中的井下隨鉆測量裝置中的壓力傳感器12，測定井下壓力 數(shù)據(jù)，并通過管線14傳送到海面的中心控制系統(tǒng)10;
(2) 海面中心控制系統(tǒng)10經(jīng)過計算、分析和處理，將控制信號傳送到低密度 流體(可以是鉆井基液或其它)流量控制裝置9和井下隨鉆注入接頭4，控制低密度 流體向井下的注入總量和在某一接頭處的注入量；
(3) 海面低密度流體流量控制裝置9控制低密度流體17的流量和流速，并通過 雙壁鉆桿泵送到井下；鉆井液16從鉆井液池8進入雙通道水龍頭11，通過鉆桿3進入 井下，通過井下隨鉆注入接頭4、井下安全閥5、鉆頭6到井底，并經(jīng)過鉆桿3與井眼 和隔水管1之間的環(huán)空返回鉆井平臺2;
(4) 返回的鉆井液16流經(jīng)連接在上、下鉆桿3之間的隨鉆注入接頭4時，隨鉆 注入接頭4根據(jù)中心控制系統(tǒng)10的流量指令，調節(jié)驅動閘板47的壓力，調節(jié)注入口 44的大小，將與雙壁鉆桿3連通的設置在隨鉆注入接頭4內、外管41、 42之間的低密 度流體17注入鉆桿3和井眼之間環(huán)空；
(5) 注入井眼環(huán)空的低密度流體17將稀釋從井底返回的鉆井液16，形成混合 鉆井液18，混合鉆井液18與返回鉆井液16在環(huán)空中形成兩個不同的壓力梯度，實現(xiàn) 雙梯度鉆井；
(6) 從環(huán)空返回的含低密度流體17的混合鉆井液18在海面通過鉆井液處理處 理裝置7，除去其中的鉆屑和廢棄物，進行分離處理，重新循環(huán)利用。
上述步驟實施例中，當有低密度流體17注入鉆井液16中，則混合鉆井液的密度 變?yōu)?br> (100 _ v) x / m + V X
式中，鉆井液密度，g/cm3; 注入前鉆井液的密度，g/cm3; / ,—低密 度流體的密度，g/cm3; r低密度流體的濃度(％)。
在深水井，水深為叢海底到井底的尺寸為力(t)，則鉆井的總深度"為
根據(jù)需要可以設置一個或多個注入點(如圖6所示)，這些注入點位置固定或
隨鉆井的不斷移動，井底壓力尸為
(1) 單注入點
(2) 雙注入點
由此可知，對多級多梯度鉆井，井底壓力尸為
本實用新型的壓力公式為海面控制系統(tǒng)計算井底壓力提供一個簡單模型，為系 統(tǒng)在整個回路注入點的注入量的控制提供計算依據(jù)。
權利要求1、一種基于雙梯度的控制壓力鉆井裝置，其特征在于它包括由鉆桿、隨鉆注入接頭、井下安全閥、鉆頭組成的鉆井裝置；泥漿處理裝置；中心控制系統(tǒng)，海面低密度流體流量控制裝置；所述鉆桿為雙壁鉆桿，與其對應，所述隨鉆注入接頭為具有內、外管雙壁鉆桿段，所述內外管之間連接有定心肋骨，所述內外管兩端分別通過螺紋與上下所述鉆桿雙層壁面連接成一體；在外管的周向壁面設置有3～4處直通的注入口，所述每個注入口上方的管壁內設置一壓力調節(jié)控制裝置，所述壓力調節(jié)控制裝置底面連接閘板驅動裝置，所述閘板驅動裝置末端連接一弧形閘板；所述注入口底部設置一向下延伸的通壓孔，所述通壓孔的末端徑向穿通所述外管外壁。
2、 如權利要求1所述的一種基于雙梯度鉆井的控制壓力鉆井裝置，其特征在于每一所述閘板底部設置一承壓板。
3、 如權利要求1所述的一種基于雙梯度鉆井的控制壓力鉆井裝置，其特征在 于所述隨鉆注入接頭為間隔設置在所述鉆桿上的一個以上。
4、 如權利要求1或2或3所述的一種基于雙梯度鉆井的控制壓力鉆井裝置， 其特征在于所述井下安全閥包括環(huán)形的閥體，設置在所述閥體內的閥芯，所述閥體上設置有若干泄壓孔，所述闊芯上設置有若干鉆井液流通孔，所述閥體與所述閥 芯之間設置有一彈簧，所述彈簧被壓縮時，所述閥芯上的鉆井液流通孔連通所述上、下鉆桿。
5、 如權利要求4所述的一種基于雙梯度鉆井的控制壓力鉆井裝置，其特征在于所述井下安全閥的閥體由閥頭、閥座和連接所述閥頭、閥座的閥桿組成，所述閥頭頂部和閥座底部分別設置有連接所述鉆桿的螺紋；所述閥頭內設置有一圈凸 環(huán)，所述閥芯的頂部位于所述凸環(huán)的底部，所述彈簧設置在所述閥芯頂部凸緣與所 述閥座之間；所述鉆井液流通孔設置在所述閥芯的末端。
6、 如權利要求4所述的一種基于雙梯度鉆井的控制壓力鉆井裝置，其特征在 于所述井下安全閥的閥體由閥桿和連接在閥桿底部的閥座組成，所述閥桿頂端和 閥座底端封閉設置由連接所述鉆桿的螺紋；所述鉆井液流通孔設置在所述閥芯的上 部，所述閥桿內設置有一圈凸環(huán)，在所述凸環(huán)的上方設置一封閉所述閥芯上部鉆井 液流通孔的壓環(huán)，所述壓環(huán)的底部頂在一設置在所述凸環(huán)底部的彈簧固定塊，所述 彈簧點在所述彈簧固定座與所述閥座之間。
專利摘要本實用新型涉及一種基于雙梯度的控制壓力鉆井裝置，其特征在于它包括由鉆桿、隨鉆注入接頭、井下安全閥、鉆頭組成的鉆井裝置；泥漿處理裝置；中心控制系統(tǒng)，海面低密度流體流量控制裝置；所述鉆桿為雙壁鉆桿，與其對應，所述隨鉆注入接頭為具有內、外管雙壁鉆桿段，所述內外管之間連接有定心肋骨，所述內外管兩端分別通過螺紋與上下所述鉆桿雙層壁面連接成一體；在外管的周向壁面設置有3～4處直通的注入口，所述每個注入口上方的管壁內設置一壓力調節(jié)控制裝置，所述壓力調節(jié)控制裝置底面連接閘板驅動裝置，所述閘板驅動裝置末端連接一弧形閘板；所述注入口底部設置一向下延伸的通壓孔，所述通壓孔的末端徑向穿通所述外管外壁。本實用新型可以用于海洋鉆井也可以用于陸上鉆井。
文檔編號E21B44/00GK201059187SQ20072015573
公開日2008年5月14日 申請日期2007年6月27日 優(yōu)先權日2006年11月24日
發(fā)明者偉 姜, 殷志明, 蔣世全, 許亮斌, 陳國明 申請人:中國海洋石油總公司;中海石油研究中心;中國石油大學(華東)