專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)無(wú)隔水管泥漿回收鉆井的海底泥漿吸入系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種深水鉆井設(shè)備，特別是關(guān)于一種實(shí)現(xiàn)無(wú)隔水管泥漿回收鉆井的海底泥漿吸入系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著陸地和淺海油氣儲(chǔ)量的減少及其開采難度的增大，深水區(qū)域逐漸成為世界油氣勘探的熱點(diǎn)。而傳統(tǒng)海洋鉆井技術(shù)由于受到水深、地層等因素的制約，難以滿足深水鉆井的需要。在常規(guī)深水鉆井中，鉆井船和井口通過(guò)隔水管連接。但是當(dāng)水深超過(guò)500米時(shí)，采用傳統(tǒng)隔水管鉆井方法將會(huì)存在許多難以克服的問(wèn)題1)深水鉆井時(shí)，需要大直徑隔水管連接鉆井船和井口，需要更多的泥漿填充隔水管和鉆桿之間環(huán)空，這就需要更高級(jí)別的鉆井船承載隔水管和泥漿?；蒙钏@井中，大尺寸隔水管除承受更大的自身載荷外，還要承受復(fù)雜的外部環(huán)境載荷，需要使用更高成本的浮力和補(bǔ)償裝置輔助隔水管作業(yè)，增加隔水管成本。；3)深水鉆井用隔水管具有較大長(zhǎng)度，在惡劣天氣中回收困難，增加作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。4)深水鉆井中，地層破裂壓力和孔隙壓力之間壓力窗口狹窄，泥漿可調(diào)范圍小，需要下更多套管柱維持井眼穩(wěn)定。5)某些區(qū)域的地質(zhì)狀況要求在鉆探頂部井眼時(shí)使用昂貴的水基或合成泥漿，如果將井眼環(huán)空返回的鉆井液直接排放到海底，不僅浪費(fèi)鉆井液而且污染環(huán)境。6)在某些區(qū)域，環(huán)境法規(guī)不允許將井眼環(huán)空返回的鉆井液排放到海底。因此，需要一種新的鉆井裝置或方法，既能實(shí)現(xiàn)不使用隔水管又能將井眼環(huán)空返回的泥漿回收到海面鉆井船循環(huán)使用，即滿足無(wú)隔水管泥漿回收鉆井的目的。目前，在國(guó)外主要存在如下方法或裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)隔水管或泥漿回收鉆井專利 US. 6745851提出了一種回收和處理鉆探頂部井眼用泥漿的方法和系統(tǒng)。但是該方法和系統(tǒng)只是用于頂部井眼鉆探，即安裝海底防噴器組及在鉆井船和井口之間連接隔水管之前使用，只能回收鉆探頂部井眼時(shí)的鉆井液。專利NO. 20035172介紹了一種清除和過(guò)濾頂部井眼鉆井液的方法，同樣只能回收頂部井眼返回鉆井液。專利US. 4149603提出了一種水下鉆井系統(tǒng)和方法，其主要思想是不再使用傳統(tǒng)海洋隔水管，在海底防噴器組頂部安裝泥漿池裝置。使用海底泥漿舉升泵抽吸泥漿池中的返回泥漿，通過(guò)返回管線返回到海面。但是該方法和系統(tǒng)是在安裝海底防噴器組之后使用，不能返回頂部井眼鉆井泥漿。專利EP. 0290250 提出了一種深水鉆井方法和裝置。其主要思想是利用海底離心泵和返回管線將鉆井泥漿返回到海面。但該系統(tǒng)同樣是在安裝海底防噴器組后使用，不能返回頂部井眼鉆探時(shí)的鉆井液。上述各種專利中提到的泥漿回收技術(shù)都不能應(yīng)用于全部井眼段鉆探作業(yè)中，而且除專利NO. 20035172外，其余專利中提到的技術(shù)沒用在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)用或體現(xiàn)。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種操作簡(jiǎn)單，并且可以實(shí)現(xiàn)全部井眼段無(wú)隔水管泥漿回收鉆井的海底泥漿吸入裝置，返回鉆井用鉆井液。[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案一種實(shí)現(xiàn)無(wú)隔水管泥漿回收鉆井的海底泥漿吸入系統(tǒng)，其特征在于它包括海底泥漿吸入裝置，所述海底泥漿吸入裝置包括一外殼體，所述外殼體下端連接海底井口頭，所述外殼體下部側(cè)壁上向外延伸設(shè)置有側(cè)面出口，所述側(cè)面出口的側(cè)壁上設(shè)置有鉆井液壓力監(jiān)控系統(tǒng)；所述側(cè)面出口通過(guò)海底鉆井液輸送管線連接海底泥漿舉升泵的入口，所述海底泥漿舉升泵的出口通過(guò)鉆井液返回管線連接海面鉆井船上的鉆井液處理設(shè)備；所述外殼體內(nèi)設(shè)置有用于海面鉆井船上的鉆桿下端穿過(guò)的通孔。所述海底泥漿吸入裝置的所述外殼體的上部為兩級(jí)漏斗段，下部為直筒段；所述外殼體內(nèi)密封設(shè)置有旋轉(zhuǎn)總成，所述旋轉(zhuǎn)總成將所述外殼體下部與所述外殼體上部隔離， 所述外殼體下部連接海底防噴器組上端，所述海底防噴器組下端連接海底井口頭。所述旋轉(zhuǎn)總成包括外筒體、內(nèi)筒體和冷卻液輸送裝置；所述外筒體呈漏斗形密封設(shè)置在所述外殼體的二級(jí)漏斗段和下部直筒段；所述內(nèi)筒體通過(guò)若干間隔設(shè)置的軸承轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在外筒體內(nèi)，所述內(nèi)筒體與外筒體之間的上、下端分別設(shè)置有軸承定位裝置，兩所述軸承定位裝置內(nèi)側(cè)分別設(shè)置有軸承密封裝置；所述內(nèi)筒體的上、下端對(duì)稱設(shè)置有膠芯固板，所述兩膠芯固板上設(shè)置有用于密封所述鉆桿的密封膠芯；所述冷卻液輸送裝置包括分別設(shè)置在上、下端所述軸承密封裝置上的環(huán)形流道，冷卻液注入流道，冷卻液輸出流道，以及平行相對(duì)設(shè)置在所述外筒體上的兩豎向流道；所述冷卻液注入流道一端連通上部的所述環(huán)形流道，另一端穿出所述外筒體和外殼體連接冷卻液源；所述冷卻液輸出流道設(shè)置在所述冷卻液注入流道下方的所述外筒體上，且穿出所述外殼體；其中一所述豎向流道的上、下兩端分別連通所述冷卻液輸出流道和下部的所述環(huán)形流道，另一所述豎向流道的上、下兩端分別連通上部的所述環(huán)形流道和下部的所述環(huán)形流道。所述海底泥漿吸入裝置上設(shè)置有液壓鎖緊機(jī)構(gòu)，所述液壓鎖緊機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在外殼體外部的缸體、所述缸體內(nèi)設(shè)置有密封活塞桿，所述密封活塞桿的密封端連接液壓系統(tǒng)， 活塞桿端用于穿設(shè)在所述外殼體和外筒體內(nèi)，且所述活塞桿端與所述缸體之間設(shè)置有恢復(fù)彈簧。所述海底泥漿吸入裝置的所述外殼體上設(shè)置有泄流通道，所述泄流通道連通所述外殼體與所述外筒體之間，所述泄流通道內(nèi)設(shè)置有彈簧，所述彈簧靠近所述外筒體的一端設(shè)置有閥芯。所述內(nèi)筒體與所述外筒體之間的軸承密封裝置和軸承定位裝置上設(shè)有潤(rùn)滑油通道；所述軸承之間設(shè)置有潤(rùn)滑壓力平衡裝置，所述潤(rùn)滑壓力平衡裝置包括平衡活塞，所述平衡活塞上設(shè)置有平衡腔室，所述平衡腔室內(nèi)設(shè)置有壓縮彈簧，所述外殼體與外筒體上設(shè)置有一連通所述平衡腔室與所述外殼體外部海水的流道。所述海底泥漿吸入裝置的所述外殼體下部的側(cè)壁上，向外延伸設(shè)置的所述側(cè)面出口有兩個(gè)，兩所述側(cè)面出口的側(cè)壁上均設(shè)置有鉆井液壓力監(jiān)控系統(tǒng)；所述外殼體的外壁上， 兩所述側(cè)面出口的上方，對(duì)稱設(shè)置有兩海底支架，各所述海底支架上均設(shè)置有海底照明及錄像設(shè)備。本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型的外殼體內(nèi)可以放置旋轉(zhuǎn)總成，也可以不放置旋轉(zhuǎn)總成，因此，具有兩種工作方式，可以實(shí)現(xiàn)全部井眼段鉆探用鉆井液的回收，減少鉆井成本，降低環(huán)境污染。2、本實(shí)用新型由于設(shè)置有兩個(gè)側(cè)面出口、兩鉆井液壓力監(jiān)控系統(tǒng)，因此，可以方便ROV連接外殼體和海底泥漿舉升泵之間的鉆井液輸送管線，或當(dāng)其中一側(cè)面出口發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)可以使用。3、本實(shí)用新型由于在外殼體上設(shè)置有泄流及導(dǎo)流裝置，因此，可以用于排放旋轉(zhuǎn)總成下放進(jìn)外殼體時(shí)遺留在外殼體內(nèi)的海水。4、本實(shí)用新型由于在側(cè)面出口的側(cè)壁上設(shè)置有壓差變送器組成的鉆井液壓力監(jiān)控系統(tǒng)，因此，能夠測(cè)量外殼體內(nèi)鉆井液與外部海水靜壓力間的差值，調(diào)節(jié)海底泥漿舉升泵的轉(zhuǎn)速，控制外殼體內(nèi)的鉆井液液位，實(shí)現(xiàn)雙梯度鉆井。5、本實(shí)用新型的外筒體與外殼體之間設(shè)置有靜密封件，因此，不僅可以防止外殼體旋轉(zhuǎn)，而且還可以防止海水滲透進(jìn)外殼體中，并防止外殼體中的鉆井液泄漏。本實(shí)用新型不僅可以實(shí)現(xiàn)無(wú)隔水管泥漿回收鉆井的目的，而且還可以實(shí)現(xiàn)雙梯度鉆井，鉆井成本低，能夠維持井眼穩(wěn)定，降低淺層風(fēng)險(xiǎn)，保持井底壓力位于地層孔隙壓力和破裂壓力之間，因此，可廣泛用于深水鉆井，甚至超深水鉆井過(guò)程中。

圖1是本實(shí)用新型安裝海底防噴器組前鉆探井眼的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本實(shí)用新型安裝海底防噴器組后鉆探井眼的結(jié)構(gòu)示意圖圖3是本實(shí)用新型海底泥漿吸入裝置外部示意圖圖4是本實(shí)用新型封閉式海底泥漿吸入裝置剖視示意圖圖5是圖4左旋90的半剖視示意圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖1所示，本實(shí)用新型系統(tǒng)包括海底泥漿吸入裝置1，海底泥漿吸入裝置1包括一中空的外殼體2，外殼體2下端通過(guò)液壓連接器(或其他現(xiàn)有連接裝置，圖中未示出)連接海底井口頭3，外殼體2的下部側(cè)壁上向外延伸對(duì)稱設(shè)置有兩帶有開關(guān)閥門的側(cè)面出口 4，兩側(cè)面出口 4的側(cè)壁上分別設(shè)置有鉆井液壓力監(jiān)控系統(tǒng)5，鉆井液壓力監(jiān)控系統(tǒng)5用于監(jiān)控海底泥漿吸入裝置1內(nèi)的鉆井液壓力。其中一側(cè)面出口 4和與其對(duì)應(yīng)的鉆井液壓力監(jiān)控系統(tǒng)5為工作狀態(tài)，另一側(cè)面出口 4和與其對(duì)應(yīng)的鉆井液壓力監(jiān)控系統(tǒng)5為備用狀態(tài)；處于工作狀態(tài)的側(cè)面出口 4通過(guò)海底鉆井液輸送管線6連接海底泥漿舉升泵7的入口，海底泥漿舉升泵7的出口通過(guò)鉆井液返回管線8連接海面鉆井船9上的鉆井液處理設(shè)備10 ；外殼體2內(nèi)設(shè)置有用于海面鉆井船9上的鉆桿11下端穿過(guò)的通孔，鉆桿11下部末端設(shè)置在井眼12內(nèi)，且鉆桿上設(shè)置有鉆頭13。如圖2、圖3所示，海底泥漿吸入裝置1的外殼體2的上部為兩級(jí)漏斗段I、II，下部為直筒段III ；外殼體2內(nèi)密封設(shè)置有旋轉(zhuǎn)總成，旋轉(zhuǎn)總成將外殼體2的下部與外殼體2 的上部隔離，外殼體2下部連接海底防噴器組14的上端，海底防噴器組14的下端連接海底井口頭3。海底泥漿吸入裝置1的外殼體2內(nèi)設(shè)置旋轉(zhuǎn)總成為封閉式海底泥漿吸入裝置，沒有設(shè)置旋轉(zhuǎn)總成為開放式海底泥漿吸入裝置。如圖3所示，海底泥漿吸入裝置1的外殼體2下部的直筒段III外壁上，側(cè)面出口 4的上方，間隔側(cè)面出口 4，對(duì)稱設(shè)置有兩海底支架15，各海底支架15上均設(shè)置有海底照明及錄像設(shè)備16。在開放式海底泥漿吸入裝置中，海底照明及錄像設(shè)備16用于監(jiān)控外殼體 2內(nèi)鉆井液的液位；在封閉式海底泥漿吸入裝置中，海底照明及錄像設(shè)備16用于輔助鉆井， 輔助旋轉(zhuǎn)總成放入外殼體2中。外殼體2的第二級(jí)漏斗段II的外壁周向間隔設(shè)置有若干液壓鎖緊機(jī)構(gòu)17，根據(jù)工作狀態(tài)可布置4 6個(gè)液壓鎖緊機(jī)構(gòu)17。如圖4所示，海底泥漿吸入裝置1的外殼體2內(nèi)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)總成，為封閉式海底泥漿吸入裝置，旋轉(zhuǎn)總成包括外筒體18、內(nèi)筒體19、冷卻液輸送裝置和潤(rùn)滑壓力平衡裝置。外筒體18呈漏斗形，設(shè)置在外殼體2內(nèi)第二級(jí)漏斗段II和下部直筒段III內(nèi)。外筒體18與外殼體2之間設(shè)置有靜密封件，用于密封外筒體18與外殼體2之間的縫隙，同時(shí)增大外筒體18的旋轉(zhuǎn)阻力，防止其旋轉(zhuǎn)。內(nèi)筒體19通過(guò)間隔設(shè)置的軸承20轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在外筒體18內(nèi)。外筒體18的上、下兩端與內(nèi)筒體19之間分別設(shè)置有一軸承定位裝置21，兩軸承定位裝置21內(nèi)側(cè)的外筒體18 與內(nèi)筒體19之間分別設(shè)置有一軸承密封裝置22。內(nèi)筒體19的上、下兩端對(duì)稱設(shè)置有膠芯固板23，兩膠芯固板23分別通過(guò)法蘭和螺栓連接密封膠芯對(duì)，且兩膠芯固板23分別與相應(yīng)的密封膠芯M硫化在一起。工作時(shí)，鉆桿11穿設(shè)在內(nèi)筒體19內(nèi)，且穿過(guò)上、下密封膠芯對(duì)。鉆桿11通過(guò)與上、下密封膠芯M之間的摩擦力帶動(dòng)內(nèi)筒體19在外筒體18內(nèi)旋轉(zhuǎn)。 上、下密封膠芯M在自身彈性變形以及外部海水和井眼返回鉆井液壓力的作用下抱緊鉆桿11，隔離外部海水和返回鉆井液。冷卻液輸送裝置包括分別設(shè)置在上、下兩軸承密封裝置22上的環(huán)形流道25，穿設(shè)在外筒體18和外殼體2上的冷卻液注入流道沈和冷卻液輸出流道27，以及平行相對(duì)設(shè)置在外筒體18上的兩豎向流道28。冷卻液注入流道沈的一端連通上部的環(huán)形流道25，另一端穿出外筒體18和外殼體2連接冷卻液源；冷卻液輸出流道27設(shè)置在冷卻液注入流道沈下方，穿出外殼體2 ；其中一豎向流道觀的上、下兩端分別連通冷卻液輸出流道27和下部的環(huán)形流道25，另一豎向流道觀的上、下兩端分別連通上部和下部的環(huán)形流道25。冷卻液通過(guò)冷卻液注入流道沈注入上部環(huán)形流道25后，通過(guò)豎向流道28向下流入下部環(huán)形流道 25，最后通過(guò)另一豎向流道25向上流入冷卻液輸出流道27后排出。內(nèi)筒體19通過(guò)間隔設(shè)置的軸承20轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在外筒體18內(nèi)，潤(rùn)滑壓力平衡裝置設(shè)置在軸承20之間。潤(rùn)滑壓力平衡裝置包括設(shè)置在內(nèi)筒體19和外筒體18之間的平衡活塞四，平衡活塞四上設(shè)置有平衡腔室，平衡腔室內(nèi)設(shè)置有壓縮彈簧30，外殼體2與外筒體18 上設(shè)置有一連通平衡腔室與外殼體2外部海水的流道31 (如圖5所示)。內(nèi)筒體19與外筒體18之間的軸承密封裝置22和軸承定位裝置21上設(shè)有潤(rùn)滑油通道32，用于注入軸承系統(tǒng)潤(rùn)滑油。無(wú)隔水管泥漿回收鉆井時(shí)，外部海水由外殼體2和外筒體18上的流道31流入平衡腔室，平衡潤(rùn)滑油壓力與外部環(huán)境壓力，防止外部海水和鉆井液進(jìn)入軸承20之間的腔室。外殼體2的第二級(jí)漏斗段II與下部直筒段III的交接處周向間隔設(shè)置有若干泄流及導(dǎo)流裝置33，根據(jù)工況可布置2 4個(gè)。泄流及導(dǎo)流裝置33包括設(shè)置在外殼體2的泄流孔，泄流孔連通外殼體與外筒體之間，泄流孔內(nèi)設(shè)置有彈簧，彈簧靠近外筒體的一端設(shè)置有閥芯。初始狀態(tài)下彈簧擠壓閥芯封閉泄流孔，當(dāng)向外殼體2內(nèi)下放旋轉(zhuǎn)總成時(shí)，內(nèi)部壓力推動(dòng)閥芯向外壓縮彈簧，導(dǎo)通泄流孔，以便排放旋轉(zhuǎn)總成下放進(jìn)外殼體2時(shí)遺留在外殼體2 內(nèi)的海水。[0030]如圖3、圖5所示，外殼體2的第二級(jí)漏斗段II的外壁上設(shè)置的液壓鎖緊機(jī)構(gòu)17 包括設(shè)置在外殼體2外部的缸體34，缸體34內(nèi)設(shè)置有密封活塞桿35，密封活塞桿35的密封端連接液壓系統(tǒng)(圖中未示出)，活塞桿端用于穿設(shè)在外殼體2和外筒體18內(nèi)，且活塞桿端與缸體34之間設(shè)置有恢復(fù)彈簧36。初始狀態(tài)下密封活塞桿35完全處于缸體34和外殼體2中；旋轉(zhuǎn)總成放入后，液壓力驅(qū)動(dòng)密封活塞桿35伸入外筒體18上的鎖緊孔眼中，鎖緊旋轉(zhuǎn)總成。上述實(shí)施例中，外筒體18與內(nèi)筒體19之間設(shè)置的軸承20包括徑向扶正軸承和止推軸承。各軸承20通過(guò)軸承定位裝置21進(jìn)行軸向固定，軸承定位裝置21固定在外筒體18 上。軸承定位裝置21和軸承密封裝置22之間設(shè)置有靜密封件。上述實(shí)施例中，上、下軸承密封裝置22與內(nèi)筒體19之間設(shè)置有旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封件，上、 下環(huán)形流道25的兩側(cè)與外筒體18之間設(shè)置有靜密封件。上述實(shí)施例中，封閉式海底泥漿吸入裝置的外殼體2作為開放式海底泥漿泥漿吸入裝置使用時(shí)，需要封閉冷卻液注入流道26和冷卻液輸出流道27，泄流及導(dǎo)流裝置33的泄流孔，潤(rùn)滑油壓力平衡裝置的流道31。本實(shí)用新型方法包括兩種工作方式，用于回收不同井眼段鉆探時(shí)的鉆井液。方式一如圖1、圖3所示，將表層井眼返回的鉆井液返回到海面鉆井船9循環(huán)利用時(shí)，不需要安裝海底防噴器組14，采用開放式海底泥漿吸入裝置回收井眼返回鉆井液，其具體包括以下步驟；1)鉆井船9動(dòng)力定位。2)利用纜索(圖中未示出)將開放式海底泥漿吸入裝置通過(guò)鉆井船9上的月池下放到海底井口頭3上，通過(guò)液壓連接器(圖中未示出)與海底井口頭3連接，同時(shí)使用海底支架15固定?；猛ㄟ^(guò)ROV(Remote Operated Vehicle，水下機(jī)器人)將開放式海底泥漿吸入裝置其中一側(cè)面出口 4通過(guò)海底鉆井液輸送管線6與海底泥漿舉升泵7的入口連接，將海底泥漿舉升泵7的出口通過(guò)鉆井液返回管線8與鉆井船9上的鉆井液處理設(shè)備10連接。4)鉆桿11從鉆井船8下放到海底鉆探井眼12中，鉆井液從鉆桿11中空流下，由鉆頭13噴射進(jìn)井眼12，鉆井液及泥漿沿井眼12上返至外殼體2中。5)在海底泥漿舉升泵7的抽吸作用下，鉆井液經(jīng)側(cè)面出口 4和海底鉆井液輸送管線6，流入海底泥漿舉升泵7，繼而通過(guò)鉆井液返回管線8返回到海面鉆井船9，經(jīng)海面鉆井液處理設(shè)備10處理后循環(huán)利用。 6)在鉆井液返回過(guò)程中，通過(guò)海底照明及錄像設(shè)備16監(jiān)測(cè)外殼體2中的鉆井液液位，鉆井液壓力監(jiān)控系統(tǒng)5監(jiān)控外殼體2中的鉆井液壓力與同一水平面海水靜壓力間的差值，通過(guò)信號(hào)線(圖中未示出)將壓差信號(hào)傳輸給鉆井操作人員或海底泥漿舉升泵7的變頻裝置(圖中未示出)，調(diào)節(jié)海底泥漿舉升泵7的轉(zhuǎn)速，使鉆井液壓力等于海水靜壓力，實(shí)現(xiàn)雙梯度鉆井。方式二 如圖2 圖5所示，將深層井眼返回鉆井液返回到海面鉆井船9循環(huán)利用時(shí)，需要安裝海底防噴器組14，采用封閉式海底泥漿吸入裝置回收井眼返回鉆井液，其具體包括以下步驟；1)通過(guò)鉆井船9進(jìn)行動(dòng)力定位；[0044]2)將海底防噴器組14安裝在海底井口頭3上；3)利用纜索(圖中未示出)下放外殼體2，通過(guò)液壓連接器(圖中未示出)與海底防噴器組14的上端連接；4)將旋轉(zhuǎn)總成通過(guò)鉆桿11下放進(jìn)外殼體2中，封閉外殼體2的上端，并通過(guò)液壓鎖緊機(jī)構(gòu)17鎖緊；5)通過(guò)ROV將外殼體10的其中一側(cè)面出口 4通過(guò)海底鉆井液輸送管線6與海底泥漿舉升泵7的口連接；將海底泥漿舉升泵7的出口連接鉆井液返回管線8，鉆井液返回管線8的另一端連接海面鉆井船8上鉆井液處理設(shè)備10 ；6)鉆井液從鉆桿11中空流下，由鉆頭13噴射進(jìn)井眼12，鉆井液及泥漿沿井眼12 上返至外殼體2中；7)在海底泥漿舉升泵7的抽吸作用下，鉆井液經(jīng)外殼體10的側(cè)面出口 4和海底鉆井液輸送管線6流入海底泥漿舉升泵7，繼而通過(guò)鉆井液返回管線8被舉升返回到海面鉆井船8上的鉆井液處理設(shè)備10中，經(jīng)處理后循環(huán)利用；8)在鉆井液返回過(guò)程中，通過(guò)海底照明及錄像設(shè)備16監(jiān)測(cè)外殼體2中的鉆井液液位，鉆井液壓力監(jiān)控系統(tǒng)4監(jiān)控外殼體10中的鉆井液壓力與同一水平面海水靜壓力間的差值，通過(guò)海底信號(hào)線將壓力差信號(hào)輸送給鉆井操作人員或海底泥漿舉升泵7的變頻裝置 (圖中未示出)，調(diào)節(jié)海底泥漿舉升泵7的轉(zhuǎn)速使鉆井液壓力等于同一水平面海水靜壓力， 實(shí)現(xiàn)雙梯度鉆井；9)當(dāng)需要下套管及其它操作時(shí)，回收旋轉(zhuǎn)總成，下套管完畢后，再次下放旋轉(zhuǎn)總成，繼續(xù)鉆井。上述各實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本實(shí)用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求1.一種實(shí)現(xiàn)無(wú)隔水管泥漿回收鉆井的海底泥漿吸入系統(tǒng)，其特征在于它包括海底泥漿吸入裝置，所述海底泥漿吸入裝置包括一外殼體，所述外殼體下端連接海底井口頭，所述外殼體下部側(cè)壁上向外延伸設(shè)置有側(cè)面出口，所述側(cè)面出口的側(cè)壁上設(shè)置有鉆井液壓力監(jiān)控系統(tǒng)；所述側(cè)面出口通過(guò)海底鉆井液輸送管線連接海底泥漿舉升泵的入口，所述海底泥漿舉升泵的出口通過(guò)鉆井液返回管線連接海面鉆井船上的鉆井液處理設(shè)備；所述外殼體內(nèi)設(shè)置有用于海面鉆井船上的鉆桿下端穿過(guò)的通孔。
2.如權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)無(wú)隔水管泥漿回收鉆井的海底泥漿吸入系統(tǒng)，其特征在于所述海底泥漿吸入裝置的所述外殼體的上部為兩級(jí)漏斗段，下部為直筒段；所述外殼體內(nèi)密封設(shè)置有旋轉(zhuǎn)總成，所述旋轉(zhuǎn)總成將所述外殼體下部與所述外殼體上部隔離，所述外殼體下部連接海底防噴器組上端，所述海底防噴器組下端連接海底井口頭。
3.如權(quán)利要求2所述的一種實(shí)現(xiàn)無(wú)隔水管泥漿回收鉆井的海底泥漿吸入系統(tǒng)，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)總成包括外筒體、內(nèi)筒體和冷卻液輸送裝置；所述外筒體呈漏斗形密封設(shè)置在所述外殼體的二級(jí)漏斗段和下部直筒段；所述內(nèi)筒體通過(guò)若干間隔設(shè)置的軸承轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在外筒體內(nèi)，所述內(nèi)筒體與外筒體之間的上、下端分別設(shè)置有軸承定位裝置，兩所述軸承定位裝置內(nèi)側(cè)分別設(shè)置有軸承密封裝置；所述內(nèi)筒體的上、下端對(duì)稱設(shè)置有膠芯固板，所述兩膠芯固板上設(shè)置有用于密封所述鉆桿的密封膠芯；所述冷卻液輸送裝置包括分別設(shè)置在上、下端所述軸承密封裝置上的環(huán)形流道，冷卻液注入流道，冷卻液輸出流道，以及平行相對(duì)設(shè)置在所述外筒體上的兩豎向流道；所述冷卻液注入流道一端連通上部的所述環(huán)形流道，另一端穿出所述外筒體和外殼體連接冷卻液源；所述冷卻液輸出流道設(shè)置在所述冷卻液注入流道下方的所述外筒體上，且穿出所述外殼體；其中一所述豎向流道的上、下兩端分別連通所述冷卻液輸出流道和下部的所述環(huán)形流道，另一所述豎向流道的上、下兩端分別連通上部的所述環(huán)形流道和下部的所述環(huán)形流道。
4.如權(quán)利要求3所述的一種實(shí)現(xiàn)無(wú)隔水管泥漿回收鉆井的海底泥漿吸入系統(tǒng)，其特征在于所述海底泥漿吸入裝置上設(shè)置有液壓鎖緊機(jī)構(gòu)，所述液壓鎖緊機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在外殼體外部的缸體、所述缸體內(nèi)設(shè)置有密封活塞桿，所述密封活塞桿的密封端連接液壓系統(tǒng)，活塞桿端用于穿設(shè)在所述外殼體和外筒體內(nèi)，且所述活塞桿端與所述缸體之間設(shè)置有恢復(fù)彈簧。
5.如權(quán)利要求3所述的一種實(shí)現(xiàn)無(wú)隔水管泥漿回收鉆井的海底泥漿吸入系統(tǒng)，其特征在于所述海底泥漿吸入裝置的所述外殼體上設(shè)置有泄流通道，所述泄流通道連通所述外殼體與所述外筒體之間，所述泄流通道內(nèi)設(shè)置有彈簧，所述彈簧靠近所述外筒體的一端設(shè)置有閥芯。
6.如權(quán)利要求4所述的一種實(shí)現(xiàn)無(wú)隔水管泥漿回收鉆井的海底泥漿吸入系統(tǒng)，其特征在于所述海底泥漿吸入裝置的所述外殼體上設(shè)置有泄流通道，所述泄流通道連通所述外殼體與所述外筒體之間，所述泄流通道內(nèi)設(shè)置有彈簧，所述彈簧靠近所述外筒體的一端設(shè)置有閥芯。
7.如權(quán)利要求3或4或5或6所述的一種實(shí)現(xiàn)無(wú)隔水管泥漿回收鉆井的海底泥漿吸入系統(tǒng)，其特征在于所述內(nèi)筒體與所述外筒體之間的軸承密封裝置和軸承定位裝置上設(shè)有潤(rùn)滑油通道；所述軸承之間設(shè)置有潤(rùn)滑壓力平衡裝置，所述潤(rùn)滑壓力平衡裝置包括平衡活塞，所述平衡活塞上設(shè)置有平衡腔室，所述平衡腔室內(nèi)設(shè)置有壓縮彈簧，所述外殼體與外筒體上設(shè)置有一連通所述平衡腔室與所述外殼體外部海水的流道。
8.如權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述的一種實(shí)現(xiàn)無(wú)隔水管泥漿回收鉆井的海底泥漿吸入系統(tǒng)，其特征在于所述海底泥漿吸入裝置的所述外殼體下部的側(cè)壁上，向外延伸設(shè)置的所述側(cè)面出口有兩個(gè)，兩所述側(cè)面出口的側(cè)壁上均設(shè)置有鉆井液壓力監(jiān)控系統(tǒng)；所述外殼體的外壁上，兩所述側(cè)面出口的上方，對(duì)稱設(shè)置有兩海底支架，各所述海底支架上均設(shè)置有海底照明及錄像設(shè)備。
9.如權(quán)利要求7所述的一種實(shí)現(xiàn)無(wú)隔水管泥漿回收鉆井的海底泥漿吸入系統(tǒng)，其特征在于所述海底泥漿吸入裝置的所述外殼體下部的側(cè)壁上，向外延伸設(shè)置的所述側(cè)面出口有兩個(gè)，兩所述側(cè)面出口的側(cè)壁上均設(shè)置有鉆井液壓力監(jiān)控系統(tǒng)；所述外殼體的外壁上，兩所述側(cè)面出口的上方，對(duì)稱設(shè)置有兩海底支架，各所述海底支架上均設(shè)置有海底照明及錄像設(shè)備。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種實(shí)現(xiàn)無(wú)隔水管泥漿回收鉆井的海底泥漿吸入系統(tǒng)，其特征在于用于淺水層時(shí)，海底泥漿吸入裝置包括外殼體，外殼體下端通過(guò)液壓連接器連接海底井口頭，外殼體下部側(cè)壁上向外延伸設(shè)置有側(cè)面出口，側(cè)面出口的側(cè)壁上設(shè)置有鉆井液壓力監(jiān)控系統(tǒng)；側(cè)面出口通過(guò)海底鉆井液輸送管線連接海底泥漿舉升泵的入口，海底泥漿舉升泵的出口通過(guò)鉆井液返回管線連接海面鉆井船上的鉆井液處理設(shè)備；外殼體上設(shè)置有用于海面鉆井船上的鉆桿下端穿過(guò)的通孔；用于深水層時(shí)，海底泥漿吸入裝置的外殼體的上部為兩級(jí)漏斗段，下部為直筒段；外殼體內(nèi)密封設(shè)置有旋轉(zhuǎn)總成，旋轉(zhuǎn)總成將外殼體下部與外殼體上部隔離，外殼體下部與海底井口頭之間設(shè)置海底防噴器組。
文檔編號(hào)E21B21/12GK201963231SQ20102067636
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者張彥廷, 徐群, 殷志明, 盛磊祥, 蔣世全, 許亮斌, 陳國(guó)明 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中國(guó)石油大學(xué)(華東), 中海石油研究中心