泵機(jī)組、海上完井設(shè)備和輸送泥漿和水泥漿到井筒的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于向井筒輸送泥漿和水泥漿的泵機(jī)組，所述泵機(jī)組包括：用于向井筒輸送泥漿的泥漿泵；原動(dòng)機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)所述泥漿泵并機(jī)械地連接到泥漿泵上；用于向井筒輸送水泥漿的水泥泵，所述水泥泵包括活塞機(jī)構(gòu)；和液壓連接線，其一端連接到泥漿泵并且另一端連接到水泥泵；其中，所述液壓連接線接收來(lái)自泥漿泵的加壓流體并將所述加壓流體輸送至水泥泵以作為原動(dòng)機(jī)，使得所述活塞機(jī)構(gòu)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)所述水泥泵，并且其中，所述泥漿與所述泵機(jī)組中和所述井筒中的水泥漿大致隔離。
【專(zhuān)利說(shuō)明】泵機(jī)組、海上完井設(shè)備和輸送泥漿和水泥漿到井筒的方法
[0001 ] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2007年6月14日、申請(qǐng)?zhí)枮?00780019895.1、發(fā)明名稱(chēng)為“用于完井的集成栗機(jī)組”的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種泥漿栗送和水泥栗送設(shè)備，以及在對(duì)烴井完井中的應(yīng)用。具體來(lái)說(shuō)，描述了海上(offshore)的經(jīng)井(hydrocarbon well)、其完井技術(shù)和例如提到的栗送設(shè)備之類(lèi)的完井設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0003]烴井的探測(cè)、鉆井和完井通常復(fù)雜、費(fèi)時(shí)的和最終非常昂貴的努力。這在那些結(jié)構(gòu)或操作環(huán)境或生產(chǎn)地點(diǎn)帶來(lái)增加挑戰(zhàn)的某些鉆井和完井操作的例子中尤其真實(shí)。
[0004]就海上和某些其它鉆井操作而言，操作環(huán)境可以帶來(lái)幾個(gè)顯著地影響操作費(fèi)用的自然挑戰(zhàn)。就海上鉆井而言，經(jīng)常進(jìn)行測(cè)量以縮減的費(fèi)用比如保持設(shè)備和設(shè)備空間最小。簡(jiǎn)而言之，對(duì)于給定的海上作業(yè)，所需設(shè)備數(shù)量或類(lèi)型的任何增加，以及因此產(chǎn)生的必需空間的增加，都將帶來(lái)了海上設(shè)備以及運(yùn)行費(fèi)用的相當(dāng)大的增加。在某些情況下，可以通過(guò)限制使用的設(shè)備而節(jié)約費(fèi)用。但是，即便在設(shè)備選擇上作出一些犧牲，在海上作業(yè)中可用的底部空間(f ootspace)仍然是十分珍貴的。
[0005]不管海上平臺(tái)的可獲得的底部空間的珍貴，如大多數(shù)鉆井平臺(tái)一樣，海上鉆井平臺(tái)通常既包括泥漿循環(huán)系統(tǒng)和水泥灌漿(cementing)系統(tǒng)以及許多其它鉆井設(shè)備。這些系統(tǒng)尤其在地下的井的完井并因此而提供套管的過(guò)程中被交替地使用。簡(jiǎn)而言之，隨著鉆頭向下鉆進(jìn)以形成和延伸地下的井筒，泥漿循環(huán)系統(tǒng)被用于既提供流體又除去相對(duì)于前進(jìn)的鉆頭附近位置的碎肩。一旦鉆孔已經(jīng)由鉆頭鉆到預(yù)定深度，泥漿循環(huán)暫時(shí)停止，同時(shí)鉆頭和相關(guān)的鉆桿被帶回地面。接著井筒套管節(jié)段被向下放入井筒。一旦井筒套管被恰當(dāng)?shù)囟ㄎ欢夷酀{循環(huán)終止，水泥灌漿系統(tǒng)被運(yùn)行以通過(guò)井筒栗入水泥漿，把井筒套管固定在恰當(dāng)位置。這個(gè)過(guò)程接著可能被重復(fù)直到預(yù)定深度的井已經(jīng)完成完井為止。也就是說(shuō)，將繼續(xù)進(jìn)行另外的鉆井、泥漿循環(huán)和另外的井筒套管的下入，其被描述的后來(lái)的水泥灌漿和固定套管周期性地打斷。
[0006]在上面的完井的方法中，兩種不同類(lèi)型的流體，泥漿和水泥漿，取決于在進(jìn)行什么階段的操作而出現(xiàn)在井筒內(nèi)。但是，這些流體用于完全不同的目的。泥漿通過(guò)井筒循環(huán)以潤(rùn)滑、冷卻和促進(jìn)鉆頭的前進(jìn)。另一方面，水泥被引入井筒內(nèi)以把井筒套管固定在安全并且最終的位置。因此，這些流體中的一種在錯(cuò)誤時(shí)間的引入對(duì)于正確的完井都有可怕的后果。例如，不超過(guò)大約1% — 3%的泥漿出現(xiàn)在用于水泥灌漿的位置將阻止水泥漿在那個(gè)位置的井筒套管和井筒壁之間凝固并形成適當(dāng)?shù)倪B接。替代地，在鉆井過(guò)程中泥漿的水泥污染可以阻止鉆井和停止井筒套管的前進(jìn)。這些情況中的每一個(gè)很可能具有嚴(yán)重的后果，可能需要關(guān)閉整個(gè)作業(yè)以在新的位置重新鉆井，很可能最少也要幾十萬(wàn)美元的代價(jià)。
[0007]鑒于水泥漿或泥漿污染在完井的不適當(dāng)?shù)碾A段的潛在的災(zāi)難性后果，泥漿循環(huán)系統(tǒng)和水泥灌漿系統(tǒng)在鉆井平臺(tái)上被分別地維持和互相隔離。因此，在有源鉆井作業(yè)(activedrilling operat1n)中運(yùn)行90% — 97%時(shí)間的泥楽循環(huán)系統(tǒng)在鉆井平臺(tái)上的一個(gè)位置利用幾個(gè)高馬力的原動(dòng)機(jī)、栗和其它設(shè)備運(yùn)行。當(dāng)接近水泥灌漿時(shí)間時(shí)，泥漿循環(huán)結(jié)束，從鉆井平臺(tái)的單獨(dú)的水泥灌漿室，上面描述的水泥灌漿系統(tǒng)被運(yùn)行，使用其自身的相對(duì)低馬力的原動(dòng)機(jī)、栗和相關(guān)設(shè)備。雖然鑒于正如上面描述的污染的潛在后果這樣是可以理解的，但是，就海洋鉆井平臺(tái)而言，這種完全分開(kāi)的系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)備的維護(hù)給早已稀缺的底部空間帶來(lái)的巨大的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供一種用于向井筒輸送泥漿和水泥漿的栗機(jī)組。栗機(jī)組包括連接到泥漿栗的原動(dòng)機(jī)。水泥栗連接到原動(dòng)機(jī)和泥漿栗自身中的一個(gè)以向井筒輸送水泥。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是用于在井筒的泥漿栗送和水泥栗送應(yīng)用的現(xiàn)有技術(shù)中的栗機(jī)組的側(cè)視圖。
[0010]圖2是用于在圖1的井筒的泥漿栗送和水泥栗送應(yīng)用的栗機(jī)組實(shí)施例的側(cè)視圖。
[0011]圖3是在圖1的井筒的泥漿栗送應(yīng)用過(guò)程中圖2的栗機(jī)組的側(cè)視圖。
[0012]圖4是在圖1的井筒的水泥栗送應(yīng)用過(guò)程中圖2的栗機(jī)組的側(cè)視圖。
[0013]圖5是用于在圖1的泥漿栗送和水泥栗送應(yīng)用過(guò)程中的栗機(jī)組替換實(shí)施例的側(cè)視圖。
[0014]圖6是概括了使用用于在井筒的泥漿栗送和水泥栗送的栗機(jī)組的實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例是參考例如半潛式鉆井平臺(tái)之類(lèi)的某些海上烴完井或生產(chǎn)設(shè)備描述的。但是，包括自舉鉆井平臺(tái)和駁船鉆井平臺(tái)在內(nèi)的其它類(lèi)型的海上生產(chǎn)設(shè)備可以使用這里描述的實(shí)施例。此外陸上的完井和生產(chǎn)設(shè)備可以使用這樣的實(shí)施例。無(wú)論如何，這里描述的實(shí)施例可以被使用以減少完井作業(yè)所需的總的設(shè)備，從而提供就資金成本、某些低效運(yùn)行、底部空間和總設(shè)備重量而言的節(jié)約。因此，這里描述的實(shí)施例尤其對(duì)海上作業(yè)有利。
[0016]現(xiàn)在參見(jiàn)圖1和2，包括完全分離水泥栗送和泥漿栗送設(shè)備125、150在內(nèi)的栗機(jī)組100的現(xiàn)有技術(shù)的使用可以通過(guò)對(duì)比具有集成或連接的水泥栗送和泥漿栗送設(shè)備225、150的栗機(jī)組200來(lái)觀察。由于水泥栗送和泥漿栗送設(shè)備225、150的連接，圖2的栗機(jī)組200與圖1的栗機(jī)組100比較起來(lái)更小并更重量輕。因此，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)正如這里進(jìn)一步詳細(xì)描述的可以節(jié)約大量的底部空間和重量。
[0017]上面指出的空間和重量的節(jié)約最終減少了運(yùn)行成本并向完井作業(yè)提供了其它優(yōu)勢(shì)。例如，正如圖1和2所示的，栗機(jī)組100、200通過(guò)半潛式鉆井平臺(tái)101提供到海上生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。為了費(fèi)用和實(shí)用性問(wèn)題，由于其海上、半潛式性質(zhì)，這樣的鉆井平臺(tái)101固有地伴隨著顯著的空間和重量限制。也就是說(shuō)，不像陸地生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，設(shè)備空間限制到平臺(tái)175上的底部空間的量。此外，為了保證半潛式鉆井平臺(tái)101的穩(wěn)定性，可以實(shí)行對(duì)包括其所有設(shè)備的鉆井平臺(tái)101的重量的相當(dāng)嚴(yán)格的控制。因此，圖2的實(shí)施例中所示的更小并更輕重量的栗機(jī)組200的可獲得性如下進(jìn)一步描述那樣具有顯著優(yōu)勢(shì)。
[0018]現(xiàn)在繼續(xù)參照?qǐng)D2，如上所述，半潛式鉆井平臺(tái)101被顯示為在平臺(tái)175上容納的栗機(jī)組200。與圖1的栗機(jī)組100不同，圖2的栗機(jī)組200包括經(jīng)液壓連接管路250直接連接到泥漿栗送設(shè)備150的水泥栗送設(shè)備225。具體地，液壓連接管路250把水泥栗送設(shè)備225的水泥栗128連接到泥漿栗送設(shè)備150的泥漿栗154上。這種連接允許泥漿栗154用作水泥栗128的原動(dòng)機(jī)。
[0019]如圖2— 4所示，液壓連接管路250循環(huán)流體往返于水泥栗128以便通過(guò)傳統(tǒng)的方法使那里的活塞機(jī)構(gòu)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)水泥栗128。通過(guò)液壓連接管路250驅(qū)動(dòng)的液壓流體可以是液壓油或甚至是如下面描述的在鉆井應(yīng)用過(guò)程中使用的相同泥漿300。然而，更優(yōu)選地，水可以被使用，部分因?yàn)檎缦旅嬖敿?xì)描述的這有助于在泥漿栗154栗送泥漿300后進(jìn)一步清除泥漿栗154。無(wú)論如何，使用的流體在活塞機(jī)構(gòu)而不是在可能存在水泥漿400的水泥栗128的其它部分被引導(dǎo)。因此，挑選的液壓流體對(duì)水泥漿400的污染可以被避免。
[0020]作為上面描述的連接的結(jié)果，顯示的實(shí)施例中的水泥栗送設(shè)備225不像圖1的現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施例那樣需要水泥原動(dòng)機(jī)127。假設(shè)傳統(tǒng)的水泥栗送設(shè)備125很可能包括多個(gè)栗128和原動(dòng)機(jī)127，去除這樣水泥原動(dòng)機(jī)127具有可觀的意義。正如下面進(jìn)一步描述的，容納水泥栗送設(shè)備225所需要的底部空間的量可以減少大約40%到大約65%?？捎玫撞靠臻g201的增加作為結(jié)果可以看到。
[0021]除了上面提到的可獲得底部空間201的增加的利益外，從圖2中所示的實(shí)施例中去掉圖1的水泥原動(dòng)機(jī)127可以獲得其它好處。例如，傳統(tǒng)的水泥原動(dòng)機(jī)127重量超過(guò)大約12，000鎊。因此，去掉每個(gè)水泥原動(dòng)機(jī)不但節(jié)省空間，而且提供了鉆井平臺(tái)101的半潛式部分180必須支撐的設(shè)備重量的顯著減少。因此，一定程度的控制可以提供給半潛式部分180，導(dǎo)致部分浮式鉆井平臺(tái)101整體上穩(wěn)定性的增加。
[0022]繼續(xù)參見(jiàn)圖2，并附加參見(jiàn)圖1，從如上面所示的把水泥栗送設(shè)備225連接到泥漿栗送設(shè)備150可以意識(shí)到更多的優(yōu)勢(shì)。簡(jiǎn)而言之、如圖1所示，水泥栗送控制單元126如下面進(jìn)一步描述地被提供以控制水泥灌漿應(yīng)用。分離的泥漿栗送控制單元155類(lèi)似地被提供以控制泥漿栗送應(yīng)用(同樣在下面進(jìn)一步描述)。但是，在不需要的時(shí)候，圖2的實(shí)施例顯示單個(gè)完井控制單元255被提供以引導(dǎo)完井作業(yè)的泥漿栗送和水泥灌漿部分。因此，單個(gè)操作員可以從鉆井平臺(tái)101的單個(gè)位置引導(dǎo)完井作業(yè)，從而有效地使操作員與栗機(jī)組200的連接流水化。此外，通過(guò)去掉平臺(tái)175上的又一件設(shè)備(也就是去掉水泥栗送控制單元126)可以節(jié)約增加程度的底部空間和重量。
[0023]繼續(xù)參見(jiàn)圖2，水泥栗送設(shè)備225與泥漿栗送設(shè)備150的集成或連接被進(jìn)一步詳細(xì)描述。值得注意的是這個(gè)事實(shí):雖然設(shè)備225、150在圖2的實(shí)施例中被連接，這種集成是通過(guò)在完井應(yīng)用過(guò)程中保持泥漿300與水泥漿400相互隔離的方式實(shí)現(xiàn)的(參見(jiàn)圖3和4)。因此，上面描述的優(yōu)勢(shì)例如增加的可獲得的底部空間201、減少的設(shè)備重量、以及其它是在不犧牲這種應(yīng)用的完善性的情況下實(shí)現(xiàn)的。
[0024]如圖2所示，水泥灌漿設(shè)備225是被提供在平臺(tái)175的水泥灌漿室220上。在顯示的實(shí)施例中，水泥灌漿設(shè)備225包括在底座(skid base)222頂上的水泥栗128和水泥漿攪拌機(jī)129。但是，正如顯示的，已經(jīng)消除了對(duì)圖1所示的分離的水泥原動(dòng)機(jī)127和水泥控制單元126的需要。因此，底座222的尺寸，甚至整個(gè)水泥灌漿室220已經(jīng)相對(duì)于圖1中的底座222和水泥灌漿室120顯著地減少了，如圖2中的實(shí)施例所示的留下了增加的可獲得底部空間201。
[0025]在底座122頂上的傳統(tǒng)的水泥灌漿設(shè)備125如圖1所示可以延伸到大約30英尺長(zhǎng)度。然而，在這里描述的實(shí)施例中，水泥灌漿設(shè)備225和底座222在其最大尺寸上僅延伸從大約5英尺至大約15英尺。簡(jiǎn)而言之，正如上面提到的，通過(guò)去除圖1中的水泥原動(dòng)機(jī)127和水泥控制單元126以及相關(guān)隔音和其它材料，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備所需要空間的大約40%到大約65%的減少。這樣去除的效果可以通過(guò)這樣的事實(shí)而放大:水泥灌漿設(shè)備具有不止一個(gè)水泥栗，因此這里描述的實(shí)施例包括多于一個(gè)相應(yīng)的水泥原動(dòng)機(jī)127的消除。
[0026]繼續(xù)參見(jiàn)圖1和圖2，為了去除對(duì)更大的水泥原動(dòng)機(jī)127的需要，液壓連接管路250被提供以連接水泥栗128和泥漿栗154。在栗128、154液壓相容的實(shí)施例中，上面提到的它們之間的液壓連接管路250允許兩個(gè)栗128、154都最終被同一原動(dòng)機(jī)153驅(qū)動(dòng)。在圖2所示的實(shí)施例中，泥漿栗154比水泥栗128的馬力大，從而如參照下面的圖3和4所描述的保證了對(duì)泥漿栗送或水泥栗送的動(dòng)力的充足供應(yīng)。此外，雖然在圖2的實(shí)施例中單個(gè)的水泥栗128被顯示連接到單個(gè)的泥漿栗154上，在替換的實(shí)施例中，多個(gè)水泥栗128被提供作為水泥灌漿設(shè)備225的一部分連接到泥漿栗送設(shè)備150的單個(gè)或多個(gè)泥漿栗154上。
[0027]正如上面所示的使用液壓連接管路250以連接栗128、154也允許水泥灌漿設(shè)備225某種程度上相對(duì)于原動(dòng)機(jī)153遙遠(yuǎn)地布置。簡(jiǎn)而言之，傳統(tǒng)的液壓傳動(dòng)裝置的固有的動(dòng)力的輸送能力是這樣以致于使用例如那些所示的液壓連接管路250將允許把液壓相容的栗128、154可以相對(duì)彼此放置在傳統(tǒng)海洋鉆井設(shè)備101上的任何位置。因此，用于帶有相對(duì)獨(dú)立的栗送設(shè)備的傳統(tǒng)鉆井平臺(tái)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖不需要徹底地修改以容納這里描述的如圖所示使用了連接的栗送設(shè)備的實(shí)施例。
[0028]繼續(xù)參見(jiàn)圖2，并附加參見(jiàn)圖1，上面描述的泥漿栗154被顯示為還包括原動(dòng)機(jī)153和泥漿罐151的泥漿栗設(shè)備150的組件的一部分。泥漿栗154直接連接到可以是大的傳統(tǒng)的柴油機(jī)、電的或其它發(fā)動(dòng)機(jī)的原動(dòng)機(jī)153上。泥漿栗154還通過(guò)循環(huán)管路152連接到泥漿罐151上。正如下面描述的，這些循環(huán)管路提供了泥漿和水或其它液體進(jìn)出罐151和形成的井筒197的流體流動(dòng)。
[0029]栗機(jī)組200的運(yùn)行是由單個(gè)整體的完井控制單元255指引的，而不是遍布鉆井平臺(tái)101分布的多個(gè)控制單元。除了指引泥漿栗送作業(yè)，完井控制單元255被構(gòu)造以連接到水泥栗送設(shè)備225以按照下面進(jìn)一步描述的指引水泥灌漿應(yīng)用。在顯示的實(shí)施例中，鉆塔110在中間位置與鉆井平臺(tái)101的平臺(tái)175接觸。鉆塔110被使用以支撐各種用于形成或進(jìn)入其下的井筒197的工具。這種進(jìn)入可以用于下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的完井、用于井生產(chǎn)或各種進(jìn)入井的應(yīng)用。
[0030]鉆井平臺(tái)101包括可浸入水中的部分180，其構(gòu)造為一直支撐平臺(tái)175在水面190上。鉆井平臺(tái)1I的可浸入水中的部分180或其它部分可以被錨定、栓在或否則固定在海洋或其它水體190的海床195上。把可浸入水中的部分180錨定的有效性尤其通過(guò)去掉其上的非常大的設(shè)備例如任何水泥原動(dòng)機(jī)127(參見(jiàn)圖1)而被一定程度地改善。如圖2所示，鉆井平臺(tái)101可以顯示所示的改善穩(wěn)定性的優(yōu)勢(shì)同時(shí)包括了可用底部空間201增加的額外的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)被穩(wěn)定地定位和固定的鉆井平臺(tái)101在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的恰當(dāng)位置，井筒197可以利用在其內(nèi)前進(jìn)的井筒套管185開(kāi)始。完井作業(yè)接著按照下面進(jìn)一步詳細(xì)描述地而隨之發(fā)生。
[0031]現(xiàn)在參見(jiàn)圖3，泥漿栗送應(yīng)用被描述，其中上面描述的栗機(jī)組200的實(shí)施例被使用。在顯示的實(shí)施例中，栗機(jī)組200的泥漿栗154是用于引導(dǎo)泥漿300沿著隔水管(marine riserpipe) 182內(nèi)的鉆桿325向下的1500到2500馬力的栗。同時(shí)，鉆頭350旋轉(zhuǎn)以研磨并切削巖石碎片和地層巖肩，增加井筒197的深度。在顯示的實(shí)施例中，當(dāng)井筒197被形成時(shí)，泥漿300以高至大約5000PSI的壓力由泥漿栗154引導(dǎo)朝向鉆頭350。
[0032]繼續(xù)參見(jiàn)圖3，泥漿300由所示的鉆桿325運(yùn)載并在井筒197的底部離開(kāi)鉆頭350。通過(guò)這種方式，當(dāng)鉆頭研磨并切削巖石和其它地層時(shí)，可以向鉆頭350提供潤(rùn)滑和一定程度的熱調(diào)節(jié)。此外，泥漿300以這樣的壓力被輸送，該壓力足以迫使這些巖石和地層巖肩向上返回鉆桿325附近的隔水管182。通過(guò)這種方式，泥漿300和巖肩通過(guò)回流管路375被移走。在顯示的實(shí)施例中，回流管路375注入泥漿罐151。泥漿篩或其它篩分機(jī)構(gòu)可以被使用以保證較大巖肩從回流的泥漿300中分離出來(lái)。因此，如上面顯示的，泥漿300可以通過(guò)循環(huán)管路152重新循環(huán)回到泥漿栗154，并最終回到鉆桿325中以用于繼續(xù)的鉆井中。
[0033]如上面顯示的，在使用循環(huán)泥漿300同時(shí)的鉆井提供了潤(rùn)滑和對(duì)研磨鉆頭350—定程度地冷卻。在井筒197在海底195之下向更深延伸時(shí)，泥漿300的循環(huán)也允許移走巖肩和碎肩。在顯示的實(shí)施例中，這樣的泥漿循環(huán)和鉆井由完井控制單元255指引。一旦已經(jīng)達(dá)到井筒的給定深度，可以使用完井控制單元255以停止泥漿300的所示的循環(huán)并收回鉆桿325。因此，井筒套管節(jié)段185的水泥灌漿可以緊隨而來(lái)。正如下面附加地參見(jiàn)圖4，完井控制單元255也用于指引下面的水泥灌漿應(yīng)用。
[0034]現(xiàn)在參見(jiàn)圖4，完井控制單元255如圖所示地指引水泥灌漿。在井筒197中基本沒(méi)有泥漿300的情況下(參見(jiàn)圖3)，水泥灌漿管425向著海底井口裝置183下面的已送進(jìn)的井筒下套管部分186的末端和隔水管182送進(jìn)。如圖4所示，塞子(plug)460被定位在已送進(jìn)的井筒套管節(jié)段186的末端以密封它，這與以前對(duì)上述的井筒套管節(jié)段185已經(jīng)做的一樣。通過(guò)這種方式，刺穿塞子460的水泥灌漿管425可以被使用以運(yùn)載水泥漿400到其井下。因此，水泥漿400被迫使在已送進(jìn)的井筒套管節(jié)段186附近沿井筒向上返回，以把已送進(jìn)的井筒套管節(jié)段186穩(wěn)定并固定在恰當(dāng)位置。
[0035]在上面描述的一個(gè)實(shí)施例中，水泥栗128由泥漿栗154供應(yīng)在大約200馬力到大約800馬力之間運(yùn)行，優(yōu)選為大約300馬力，以按照所示地引導(dǎo)水泥漿400。以這種方式可以產(chǎn)生大約1500到15000PSI以如圖所示地驅(qū)動(dòng)水泥漿400。此外，在把水泥漿400驅(qū)動(dòng)進(jìn)入井筒197之前或在這個(gè)過(guò)程中以低壓驅(qū)動(dòng)水泥攪拌機(jī)129。事實(shí)上，在一個(gè)實(shí)施例中，水泥攪拌機(jī)129可以由水泥栗128驅(qū)動(dòng)。此外，在這樣的實(shí)施例中，為這樣的任務(wù)而給水泥栗128供給動(dòng)力通過(guò)水泥栗128與泥漿栗154經(jīng)由液壓連接管路250的連接而實(shí)現(xiàn)。
[0036]如上面所示的，在引導(dǎo)泥漿循環(huán)中使用的同樣的完井控制單元255也用于引導(dǎo)描述的水泥灌漿。因此，節(jié)省了水泥灌漿室220中的一些設(shè)備空間。但是，甚至更顯著地，栗機(jī)組200自身的結(jié)構(gòu)是這樣的以致于描述的水泥灌漿應(yīng)用可以不使用例如現(xiàn)有技術(shù)中那樣(參見(jiàn)圖1的原動(dòng)機(jī)127)的專(zhuān)用的水泥原動(dòng)機(jī)而進(jìn)行。因此，在平臺(tái)201上可以獲得可用底部空間201尺寸的進(jìn)一步增加。
[0037]正如上面所示的，去除專(zhuān)用的水泥原動(dòng)機(jī)可以通過(guò)利用泥漿栗154驅(qū)動(dòng)水泥栗128而實(shí)現(xiàn)。如圖4所示，這可以通過(guò)利用液壓連接管路250把栗128、154連接起來(lái)而實(shí)現(xiàn)，在該液壓連接管路250處栗128、154液壓相容。但是，可供選擇地，如圖5所示，水泥栗128可以與原動(dòng)機(jī)153結(jié)合在一起以便去除對(duì)專(zhuān)用水泥原動(dòng)機(jī)的需要。簡(jiǎn)而言之，水泥栗128可以直接由原動(dòng)機(jī)153驅(qū)動(dòng)，而不用在栗128、154之間運(yùn)行長(zhǎng)的液壓連接管路250。事實(shí)上，在圖5顯示的實(shí)施例中，整個(gè)水泥灌漿室220定位在原動(dòng)機(jī)153附近而泥漿罐151重新布置在鉆塔110的另一面。這可以通過(guò)如圖所示重新構(gòu)造循環(huán)管路552而實(shí)現(xiàn)。無(wú)論如何，由于缺少對(duì)專(zhuān)用水泥原動(dòng)機(jī)的需要，提供了增加的可用底部空間501。
[0038]在上面描述的實(shí)施例中，為了簡(jiǎn)化完井并減少該工藝中需要的總的設(shè)備，泥漿栗送設(shè)備150和水泥栗送設(shè)備225被連接到一起。但是，這以這樣的方式進(jìn)行以便保持泥漿300與水泥漿400的隔離。也就是說(shuō)，例如水泥栗128之類(lèi)的分離栗被保留為栗機(jī)組200的部件，而不是使用例如泥漿栗154之類(lèi)的單個(gè)栗來(lái)既直接驅(qū)動(dòng)泥漿300的循環(huán)又驅(qū)動(dòng)水泥漿400。通過(guò)這種方式，泥漿300的循環(huán)保持與水泥漿400的驅(qū)動(dòng)物理隔離開(kāi)。因此，在鉆井過(guò)程中被水泥漿400污染或在水泥灌漿過(guò)程中被泥漿300污染的風(fēng)險(xiǎn)沒(méi)有由于使用這里描述的栗機(jī)組200的實(shí)施例而增加。盡管如此，通過(guò)把水泥栗128直接連接到泥漿栗154和/或其原動(dòng)機(jī)153之一，去掉了大量的設(shè)備(例如圖1中的水泥原動(dòng)機(jī)127)。
[0039]現(xiàn)在參見(jiàn)圖6，同時(shí)還參見(jiàn)圖1一5，一種完井方法以流程圖的形式被概述。概述的方法使用上面描述的栗機(jī)組200、500的實(shí)施例用于鉆井和完井作業(yè)的水泥灌漿應(yīng)用。例如，如圖所示的在600栗機(jī)組被運(yùn)送到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，在這里栗機(jī)組的原動(dòng)機(jī)被起動(dòng)(參見(jiàn)620)。正如640到660所示的，原動(dòng)機(jī)的起動(dòng)驅(qū)動(dòng)栗機(jī)組的泥漿栗在鉆井應(yīng)用過(guò)程中栗送泥漿(參見(jiàn)圖3)。
[0040]與上面參見(jiàn)圖1描述的傳統(tǒng)的栗機(jī)組不同，用于在鉆井后對(duì)井筒套管水泥灌漿的水泥栗的實(shí)施例可以被唯一地驅(qū)動(dòng)。也就是說(shuō)，如680所示，栗機(jī)組的水泥栗可以由上面提到的泥漿栗驅(qū)動(dòng)(參見(jiàn)圖2 — 4)。可供選擇地，正如參見(jiàn)680也顯然的，水泥栗可以由與泥漿栗相同的原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)(參見(jiàn)圖5)。無(wú)論如何，消除了對(duì)專(zhuān)門(mén)用于單獨(dú)驅(qū)動(dòng)水泥栗的分離的水泥栗原動(dòng)機(jī)的需要。正如上面描述的，這通過(guò)把水泥栗與特定泥漿栗設(shè)備按照在作業(yè)過(guò)程中保持泥漿與水泥漿隔離的方式結(jié)合或連接到一起而實(shí)現(xiàn)。
[0041]正如指出的，這里描述的用在完井作業(yè)中的栗機(jī)組的實(shí)施例按照避免在完井的不恰當(dāng)階段潛在的水泥漿或泥漿污染災(zāi)難性后果的方式被使用。描述的栗機(jī)組在包括策略地連接的泥漿栗送設(shè)備和水泥栗送設(shè)備的同時(shí)保持了基本隔離的泥漿循環(huán)和水泥漿應(yīng)用。因此，單個(gè)集成完井組件被提供，其具備減少數(shù)量的設(shè)備、減小的設(shè)備總重量和減少的設(shè)備所需的底部空間，而沒(méi)有冒所述污染可能性的風(fēng)險(xiǎn)。
[0042]雖然示例性實(shí)施例描述了包括在半潛式鉆井平臺(tái)上的栗機(jī)組的具體的集成完井組件，此外的實(shí)施例是可能的。例如，除了陸地完井組件外可以使用許多變換類(lèi)型的鉆井平臺(tái)。此外，為了說(shuō)明，實(shí)施例基本參照包括單個(gè)栗和/或原動(dòng)機(jī)的栗設(shè)備進(jìn)行描述。但是，提供的栗設(shè)備事實(shí)上可以包括多個(gè)栗或原動(dòng)機(jī)。例如，多個(gè)水泥栗可以連接到多個(gè)泥漿栗或更直接地連接到它們的多個(gè)原動(dòng)機(jī)上以便提供上面涉及的栗機(jī)組的實(shí)施例。此外，可以在未脫離描述的實(shí)施例的范圍的情況下，進(jìn)行許多變化、修改和替換。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于向井筒輸送泥漿和水泥漿的栗機(jī)組，所述栗機(jī)組包括: 用于向井筒輸送泥漿的泥漿栗； 原動(dòng)機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)所述泥漿栗并機(jī)械地連接到泥漿栗上； 用于向井筒輸送水泥漿的水泥栗，所述水泥栗包括活塞機(jī)構(gòu);和 液壓連接線，其一端連接到泥漿栗并且另一端連接到水泥栗； 其中，所述液壓連接線接收來(lái)自泥漿栗的加壓流體并將所述加壓流體輸送至水泥栗以作為原動(dòng)機(jī)，使得所述活塞機(jī)構(gòu)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)所述水泥栗，并且其中，所述泥漿與所述栗機(jī)組中和所述井筒中的水泥漿大致隔離。2.如權(quán)利要求1所述的栗機(jī)組，其中，所述栗機(jī)組是完井設(shè)備，在該設(shè)備中所述水泥栗相對(duì)于所述泥漿栗遠(yuǎn)離地布置。3.如權(quán)利要求1所述的栗機(jī)組，其中，所述泥漿栗是第一泥漿栗，所述原動(dòng)機(jī)是第一原動(dòng)機(jī)，而所述水泥栗是第一水泥栗，所述栗機(jī)組還包括: 用于向井筒輸送泥漿的第二泥漿栗； 第二原動(dòng)機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)所述第二泥漿栗，并連接到第二泥漿栗上;和用于向井筒輸送水泥漿的第二水泥栗，其連接到所述第二泥漿栗和所述第二原動(dòng)機(jī)之一，以驅(qū)動(dòng)所述第二水泥栗。4.如權(quán)利要求1所述的栗機(jī)組，其中，還包括: 水泥攪拌機(jī);和 底座，其中，所述水泥攪拌機(jī)和水泥栗被置于底座上。5.如權(quán)利要求4所述的栗機(jī)組，其中，所述底座在5英尺長(zhǎng)到15英尺長(zhǎng)之間。6.如權(quán)利要求4所述的栗機(jī)組，其中，所述底座少于10英尺長(zhǎng)。7.如權(quán)利要求6所述的栗機(jī)組，其中，還包括連接到所述泥漿栗用于從井筒到所述泥漿栗循環(huán)泥漿的泥漿罐，并且其中，所述泥漿罐包括篩分機(jī)構(gòu)，以從泥漿分離井筒巖肩。8.一種海上完井設(shè)備，包括: 存在于水下的可浸入水中部分； 平臺(tái)，位于所述可浸入水中部分的頂上，用于存在于水上;和 固定在所述平臺(tái)上的栗機(jī)組，所述栗機(jī)組包括: 用于把泥漿引導(dǎo)進(jìn)入井筒的泥漿栗， 原動(dòng)機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)所述泥漿栗并連接到泥漿栗上;和 用于把水泥漿引導(dǎo)進(jìn)入井筒的水泥栗，所述水泥栗包括活塞機(jī)構(gòu)，以及 液壓連接線，其一端連接到泥漿栗并且另一端連接到水泥栗， 其中，所述液壓連接線接收來(lái)自泥漿栗的加壓流體并將所述加壓流體輸送至水泥栗以作為原動(dòng)機(jī)，使得所述活塞機(jī)構(gòu)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)所述水泥栗，并且其中所述泥漿與所述栗機(jī)組中和所述井筒中的水泥漿大致隔離。9.如權(quán)利要求8所述的海上完井設(shè)備，其中，所述水泥栗以增加所述平臺(tái)上的可用底部空間的方式連接到所述泥漿栗。10.如權(quán)利要求8所述的海上完井設(shè)備，其中，所述水泥栗以降低所述海上完井設(shè)備的總設(shè)備重量的方式連接到所述泥漿栗。11.如權(quán)利要求8所述的海上完井設(shè)備，其中，該設(shè)備是半潛式鉆井平臺(tái)、自舉式鉆井平臺(tái)和駁船鉆井平臺(tái)之一。12.如權(quán)利要求8所述的海上完井設(shè)備，其中，還包括: 固定在所述平臺(tái)上的鉆塔； 用于下放到所述鉆塔下面的隔水管;和 用于通過(guò)所述隔水管推進(jìn)并進(jìn)入井筒的井筒套管。13.如權(quán)利要求12所述的海上完井設(shè)備，其中，還包括在鉆頭處終止的鉆桿，用于下放到所述井筒套管中進(jìn)行鉆井并運(yùn)載泥漿進(jìn)去。14.如權(quán)利要求12所述的海上完井設(shè)備，還包括: 塞子，用于密封所述井筒套管的末端;和 水泥灌漿管，用于下放到所述井筒套管并刺穿所述塞子以運(yùn)載水泥漿到井筒。15.一種輸送泥楽和水泥楽到井筒的方法，該方法包括: 起動(dòng)原動(dòng)機(jī)以驅(qū)動(dòng)連接到該原動(dòng)機(jī)上的泥楽栗； 使用所述泥漿栗以引導(dǎo)泥漿進(jìn)入井筒； 操作單個(gè)完井控制單元以利用所述泥漿栗通過(guò)液壓連接線驅(qū)動(dòng)水泥栗，其中，所述液壓連接線一端連接到泥漿栗并且另一端連接到水泥栗，所述水泥栗包括活塞機(jī)構(gòu)，其中，所述液壓連接線接收來(lái)自泥漿栗的加壓流體并將所述加壓流體輸送至水泥栗，并且其中所述加壓流體作為原動(dòng)機(jī)，使得所述活塞機(jī)構(gòu)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)所述水泥栗； 操作所述單個(gè)完井控制單元以在預(yù)定壓力驅(qū)動(dòng)泥漿栗，從而引導(dǎo)水泥漿進(jìn)入井筒;和 保持泥漿與井筒中的使用的泥漿栗和使用的水泥栗之間的水泥漿大致隔離。16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述泥漿通過(guò)鉆桿被引導(dǎo)進(jìn)入井筒，該方法還包括旋轉(zhuǎn)在鉆桿末端的鉆頭以增加井筒的深度。17.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括: 從井筒移走泥漿和巖肩到泥漿罐； 從泥漿中分離巖肩;和 從泥漿罐向泥漿栗循環(huán)泥漿。18.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述井筒襯有井筒套管，該方法還包括: 從井筒收回鉆桿;和 在井筒套管的末端定位塞子以密封井筒套管。19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，還包括利用水泥灌漿管刺穿所述塞子，所述水泥灌漿管用于運(yùn)載水泥漿到井筒，以用于所述井筒套管到所述井筒的水泥膠結(jié)。20.如權(quán)利要求4所述的栗機(jī)組，其中所述水泥攪拌機(jī)由所述水泥栗驅(qū)動(dòng)。21.如權(quán)利要求1所述的栗機(jī)組，還包括單個(gè)完井控制單元，適于操作泥漿栗以引導(dǎo)所述泥漿的輸送，并且適于操作所述泥漿栗以引導(dǎo)所述水泥漿的輸送。22.如權(quán)利要求8所述的海上完井設(shè)備，還包括單個(gè)完井控制單元，適于操作泥漿栗以引導(dǎo)所述泥漿的輸送，并且適于操作所述泥漿栗以引導(dǎo)所述水泥漿的輸送。23.如權(quán)利要求1所述的栗機(jī)組，其中，所述水泥栗的加壓流體作為唯一的原動(dòng)機(jī)，以使得活塞機(jī)構(gòu)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)所述水泥栗。24.如權(quán)利要求8所述的海上完井設(shè)備，其中，所述水泥栗的加壓流體作為唯一的原動(dòng)機(jī)，以使得活塞機(jī)構(gòu)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)所述水泥栗。25.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所加壓流體作為唯一的原動(dòng)機(jī)，以使得活塞機(jī)構(gòu)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)水泥栗。
【文檔編號(hào)】E21B21/01GK105840136SQ201610212850
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2007年6月14日
【發(fā)明人】讓-路易斯.佩辛, 勞倫特.科奎爾利厄
【申請(qǐng)人】普拉德研究及開(kāi)發(fā)股份有限公司