專利名稱：鉆井控壓裝置及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制井底壓力波動的鉆井技術(shù)領(lǐng)域，是一種鉆井控壓裝置及使用方法。
背景技術(shù)：
控壓鉆井技術(shù)是21世紀(jì)鉆井新技術(shù)發(fā)展的重要內(nèi)容之一，國際-國內(nèi)大量的應(yīng)用實踐表明，控壓鉆井技術(shù)對窄密度窗口井眼的安全鉆井、預(yù)防井況復(fù)雜具有現(xiàn)實意義?？貕恒@井開泵和停泵過程要求鉆井泵能夠按規(guī)定的泵沖數(shù)分步開泵和停泵，以實現(xiàn)進(jìn)入井筒內(nèi)的鉆井液按規(guī)定的階梯式增加和減少，但電動鉆機特別是機械鉆機的開泵和停泵無法精確控制，不能滿足控壓鉆井對鉆井泵開泵合停泵的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種鉆井控壓裝置及使用方法，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決鉆井過程中開泵和停泵無法精確控制、無法滿足控壓鉆井對鉆井泵開泵和停泵的要求的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案之一是通過以下措施來實現(xiàn)的一種鉆井控壓裝置，包括井口旋轉(zhuǎn)防噴器、鉆井四通、鉆井泵、循環(huán)鉆井液罐、控壓鉆井節(jié)流管匯、井隊節(jié)流管匯、液氣分離器、沉淀罐和回壓泵；井口旋轉(zhuǎn)防噴器與鉆井四通固定安裝在一起，鉆井泵的進(jìn)口固定連接有進(jìn)液管，鉆井泵的出口與井口旋轉(zhuǎn)防噴器之間固定連接有第一管線，進(jìn)液管與循環(huán)鉆井液罐之間固定連接有第二管線，第一管線與循環(huán)鉆井液罐之間固定連接有第三管線，井口旋轉(zhuǎn)防噴器與控壓鉆井節(jié)流管匯的進(jìn)口之間固定連接有第四管線，鉆井四通與井隊節(jié)流管匯之間固定連接有第五管線，井隊節(jié)流管匯的出口與液氣分離器之間固定連接有第六管線，液氣分離器的液體出口與沉淀罐之間固定連接有第七管線，沉淀罐與循環(huán)鉆井液罐之間固定連接有第八管線，控壓鉆井節(jié)流管匯的出口與第七管線之間固定連接有第九管線， 回壓泵通過第十管線與控壓鉆井節(jié)流管匯固定連接在一起，自第一管線向循環(huán)鉆井液罐的第三管線上依次固定安裝有閘板閥、單流閥和節(jié)流閥。下面是對上述發(fā)明技術(shù)方案之一的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)
上述沉淀罐可為錐形沉淀罐。上述第一管線可為硬管。上述第四管線可為高壓軟管。本發(fā)明的技術(shù)方案之二是通過以下措施來實現(xiàn)的一種鉆井控壓裝置的使用方法按下述步驟進(jìn)行
(O當(dāng)為正常鉆井或鉆井液循環(huán)的工作狀態(tài)時，閘板閥處于關(guān)閉狀態(tài)，由控壓鉆井節(jié)流管匯單獨控制井底壓力波動，實現(xiàn)控壓鉆井；
(2)當(dāng)為開泵工作狀態(tài)時，鉆井泵按泵沖數(shù)分步開啟，打開閘板閥使進(jìn)入井筒內(nèi)的鉆井液排量階梯式增加，通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥對進(jìn)入井筒內(nèi)的鉆井液進(jìn)行分流，同時配合控壓鉆井
3節(jié)流管匯和回壓泵的操作，進(jìn)行回壓控制，使整個井筒內(nèi)壓力平穩(wěn)過渡，保持壓力平衡，待開泵工作結(jié)束泵進(jìn)入正常工作狀態(tài)時，將回壓泵、閘板閥關(guān)閉，由控壓鉆井節(jié)流管匯單獨控制井底壓力波動，實現(xiàn)控壓鉆井；
(3)當(dāng)為關(guān)泵工作狀態(tài)時，鉆井泵按泵沖數(shù)逐步關(guān)小，打開閘板閥使進(jìn)入井筒內(nèi)的鉆井液排量階梯式減小，通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥對進(jìn)入井筒內(nèi)的鉆井液進(jìn)行分流，同時開啟回壓泵以配合控制控壓鉆井節(jié)流管匯，進(jìn)行回壓控制，使整個井筒內(nèi)壓力的平穩(wěn)過渡，以達(dá)到壓力平衡，待關(guān)泵結(jié)束，關(guān)閉閘板閥，由控壓鉆井節(jié)流管匯和回壓泵控制回壓。本發(fā)明通過增加進(jìn)入井筒的鉆井液的分流回路，以減小控壓鉆井節(jié)流管匯控制井筒壓力的難度和對控壓鉆井節(jié)流管匯各閥的損害，降低控壓鉆井作業(yè)對鉆機的要求，更利于控壓鉆井作業(yè)的實施，同時實現(xiàn)控壓鉆井作業(yè)過程中進(jìn)入井筒內(nèi)的鉆井液達(dá)到規(guī)定的要求，以實現(xiàn)控壓鉆井的目標(biāo)，并且地面設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便。


附圖I為本發(fā)明的工藝流程示意圖。附圖中的編碼分別為1為井口旋轉(zhuǎn)防噴器，2為鉆井四通，3為鉆井泵，4為進(jìn)液管，5為第一管線，6為循環(huán)鉆井液罐，7為第二管線，8為第三管線，9為控壓鉆井節(jié)流管匯， 10為第四管線，11為井隊節(jié)流管匯，12為第五管線，13為液氣分離器，14為第六管線，15為沉淀罐，16為第七管線，17為第八管線，18為第九管線，19為回壓泵，20為第十管線，21為閘板閥，22為單流閥，23為節(jié)流閥。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述
實施例一如附圖I所示，該鉆井控壓裝置包括井口旋轉(zhuǎn)防噴器I、鉆井四通2、鉆井泵
3、循環(huán)鉆井液罐6、控壓鉆井節(jié)流管匯9、井隊節(jié)流管匯11、液氣分離器13、沉淀罐15和回壓泵19 ;井口旋轉(zhuǎn)防噴器I與鉆井四通2固定安裝在一起，鉆井泵3的進(jìn)口固定連接有進(jìn)液管4，鉆井泵3的出口與井口旋轉(zhuǎn)防噴器I之間固定連接有第一管線5，進(jìn)液管4與循環(huán)鉆井液罐6之間固定連接有第二管線7，第一管線5與循環(huán)鉆井液罐6之間固定連接有第三管線8，井口旋轉(zhuǎn)防噴器I與控壓鉆井節(jié)流管匯9的進(jìn)口之間固定連接有第四管線10，鉆井四通2與井隊節(jié)流管匯11之間固定連接有第五管線12，井隊節(jié)流管匯11的出口與液氣分離器13之間固定連接有第六管線14，液氣分離器13的液體出口與沉淀罐15之間固定連接有第七管線16，沉淀罐15與循環(huán)鉆井液罐6之間固定連接有第八管線17，控壓鉆井節(jié)流管匯9的出口與第七管線16之間固定連接有第九管線18，回壓泵19通過第十管線20與控壓鉆井節(jié)流管匯9固定連接在一起，自第一管線5向循環(huán)鉆井液罐6的第三管線8上依次固定安裝有閘板閥21、單流閥22和節(jié)流閥23。通過鉆井泵3、循環(huán)鉆井液罐6和第三管線8 建立鉆井液分流回路，閘板閥21、節(jié)流閥23可進(jìn)行自動控制，閘板閥21、單流閥22、節(jié)流閥 23、第三管線8要求的最小承壓能力為35兆帕。可根據(jù)實際需要，對上述鉆井控壓裝置作進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)
如圖I所示,沉淀罐15為錐形沉淀罐。如圖I所示，第一管線5為硬管。
如圖I所示，第四管線10為高壓軟管。實施例二 該鉆井控壓裝置的使用方法按下述步驟進(jìn)行
(O當(dāng)為正常鉆井或鉆井液循環(huán)的工作狀態(tài)時，閘板閥21處于關(guān)閉狀態(tài)，由控壓鉆井節(jié)流管匯9單獨控制井底壓力波動，實現(xiàn)控壓鉆井；
(2)當(dāng)為開泵工作狀態(tài)時，鉆井泵3按泵沖數(shù)分步開啟，打開閘板閥21使進(jìn)入井筒內(nèi)的鉆井液排量階梯式增加，通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥23對進(jìn)入井筒內(nèi)的鉆井液進(jìn)行分流，同時配合控壓鉆井節(jié)流管匯9和回壓泵19的操作，進(jìn)行回壓控制，使整個井筒內(nèi)壓力平穩(wěn)過渡，保持壓力平衡，待開泵工作結(jié)束泵進(jìn)入正常工作狀態(tài)時，將回壓泵19、閘板閥21關(guān)閉，由控壓鉆井節(jié)流管匯9單獨控制井底壓力波動，實現(xiàn)控壓鉆井；
(3)當(dāng)為關(guān)泵工作狀態(tài)時，鉆井泵3按泵沖數(shù)逐步關(guān)小，打開閘板閥21使進(jìn)入井筒內(nèi)的鉆井液排量階梯式減小，通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥23對進(jìn)入井筒內(nèi)的鉆井液進(jìn)行分流，同時開啟回壓泵19以配合控制控壓鉆井節(jié)流管匯9，進(jìn)行回壓控制，使整個井筒內(nèi)壓力的平穩(wěn)過渡，以達(dá)到壓力平衡，待關(guān)泵結(jié)束，關(guān)閉閘板閥21，由控壓鉆井節(jié)流管匯9和回壓泵19控制回壓。以上技術(shù)特征構(gòu)成了本發(fā)明的實施例，其具有較強的適應(yīng)性和實施效果，可根據(jù)實際需要增減非必要的技術(shù)特征，來滿足不同情況的需求。
權(quán)利要求
1.一種鉆井控壓裝置，其特征在于包括井口旋轉(zhuǎn)防噴器、鉆井四通、鉆井泵、循環(huán)鉆井 液罐、控壓鉆井節(jié)流管匯、井隊節(jié)流管匯、液氣分離器、沉淀罐和回壓泵；井口旋轉(zhuǎn)防噴器與 鉆井四通固定安裝在一起，鉆井泵的進(jìn)口固定連接有進(jìn)液管，鉆井泵的出口與井口旋轉(zhuǎn)防 噴器之間固定連接有第一管線，進(jìn)液管與循環(huán)鉆井液罐之間固定連接有第二管線，第一管 線與循環(huán)鉆井液罐之間固定連接有第三管線，井口旋轉(zhuǎn)防噴器與控壓鉆井節(jié)流管匯的進(jìn)口 之間固定連接有第四管線，鉆井四通與井隊節(jié)流管匯之間固定連接有第五管線，井隊節(jié)流 管匯的出口與液氣分離器之間固定連接有第六管線，液氣分離器的液體出口與沉淀罐之間 固定連接有第七管線，沉淀罐與循環(huán)鉆井液罐之間固定連接有第八管線，控壓鉆井節(jié)流管 匯的出口與第七管線之間固定連接有第九管線，回壓泵通過第十管線與控壓鉆井節(jié)流管匯 固定連接在一起，自第一管線向循環(huán)鉆井液罐的第三管線上依次固定安裝有閘板閥、單流 閥和節(jié)流閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井控壓裝置，其特征在于沉淀罐為錐形沉淀罐。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆井控壓裝置，其特征在于第一管線為硬管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆井控壓裝置，其特征在于第四管線為高壓軟管。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉆井控壓裝置，其特征在于第四管線為高壓軟管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意所述的鉆井控壓裝置的使用方法，其特征在于按下述步 驟進(jìn)行(1)當(dāng)為正常鉆井或鉆井液循環(huán)的工作狀態(tài)時，閘板閥處于關(guān)閉狀態(tài)，由控壓鉆井節(jié)流 管匯單獨控制井底壓力波動，實現(xiàn)控壓鉆井；(2)當(dāng)為開泵工作狀態(tài)時，鉆井泵按泵沖數(shù)分步開啟，打開閘板閥使進(jìn)入井筒內(nèi)的鉆井 液排量階梯式增加，通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥對進(jìn)入井筒內(nèi)的鉆井液進(jìn)行分流，同時配合控壓鉆井 節(jié)流管匯和回壓泵的操作，進(jìn)行回壓控制，使整個井筒內(nèi)壓力平穩(wěn)過渡，保持壓力平衡，待 開泵工作結(jié)束泵進(jìn)入正常工作狀態(tài)時，將回壓泵、閘板閥關(guān)閉，由控壓鉆井節(jié)流管匯單獨控 制井底壓力波動，實現(xiàn)控壓鉆井；(3)當(dāng)為關(guān)泵工作狀態(tài)時，鉆井泵按泵沖數(shù)逐步關(guān)小，打開閘板閥使進(jìn)入井筒內(nèi)的鉆井 液排量階梯式減小，通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥對進(jìn)入井筒內(nèi)的鉆井液進(jìn)行分流，同時開啟回壓泵以 配合控制控壓鉆井節(jié)流管匯，進(jìn)行回壓控制，使整個井筒內(nèi)壓力的平穩(wěn)過渡，以達(dá)到壓力平 衡，待關(guān)泵結(jié)束，關(guān)閉閘板閥，由控壓鉆井節(jié)流管匯和回壓泵控制回壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及控制井底壓力波動的鉆井技術(shù)領(lǐng)域，是一種鉆井控壓裝置及使用方法；其包括鉆井泵、井口旋轉(zhuǎn)防噴器、循環(huán)鉆井液罐、回壓泵、控壓鉆井節(jié)流管匯、井隊節(jié)流管匯、沉淀罐和液氣分離器；井口旋轉(zhuǎn)防噴器與鉆井四通固定安裝在一起，鉆井泵的進(jìn)口連接有進(jìn)液管。本發(fā)明通過增加進(jìn)入井筒的鉆井液的分流回路，以減小控壓鉆井節(jié)流管匯控制井筒壓力的難度和對控壓鉆井節(jié)流管匯各閥的損害，降低控壓鉆井作業(yè)對鉆機的要求，更利于控壓鉆井作業(yè)的實施，同時實現(xiàn)控壓鉆井作業(yè)過程中進(jìn)入井筒內(nèi)的鉆井液達(dá)到規(guī)定的要求，以實現(xiàn)控壓鉆井的目標(biāo)，并且地面設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便。
文檔編號E21B21/12GK102606098SQ20121009534
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者伊明, 蘭作軍, 劉永偉, 戴勇, 楊兆亮, 楊剛, 陳若銘 申請人:中國石油集團西部鉆探工程有限公司