復(fù)式雙循環(huán)欠平衡鉆井工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于石油鉆井，地?zé)峋l(fā)電井，煤田逃生井等鉆井作業(yè)的鉆井工藝，特別涉及一種復(fù)式雙循環(huán)欠平衡鉆井工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]欠平衡鉆井又叫負(fù)壓鉆井，是指在鉆井時(shí)井底壓力小于地層壓力，地底的流體有控制地進(jìn)入井筒并且循環(huán)到地面上的鉆井技術(shù)。目前，國內(nèi)外比較成熟的欠平衡鉆井工藝主要采用空氣潛孔錘鉆井工藝，其工藝流程為:(1)、鉆進(jìn)時(shí):啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)，壓縮空氣通過鉆桿內(nèi)部空間到達(dá)井底，推動(dòng)潛孔錘與鉆具工作。鉆具排出的空氣用來冷卻鉆頭并攜帶巖肩從鉆桿與井筒環(huán)空上返至地面；(2)、接單根時(shí):空氣壓縮機(jī)停止供氣，按正常操作規(guī)程接上鉆桿。重新啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)，待壓縮空氣循環(huán)正常后繼續(xù)鉆進(jìn)?？諝鉂摽族N鉆井工藝主要存在:1、只要符合欠平衡條件，所鉆裸眼井壁就容易塌方，縮徑，掉塊，井下出水與氣體產(chǎn)生汽化水，上返過程中沖蝕井壁加快塌方；2、裸眼孔徑比較大，地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加上井比較深等因素，用氣量太大，導(dǎo)致所需設(shè)備成本高昂，氣體所攜帶巖肩必須干燥，否則粘結(jié)鉆具導(dǎo)致卡鉆發(fā)生；3、井下地層出水，當(dāng)出水量越大，對(duì)所需要的氣體量也就越大，壓力越高。當(dāng)出水量大于氣體舉升能時(shí)，必須固井進(jìn)行二開或三四開，否則氣體鉆井失??；4、由于是欠平衡鉆井，當(dāng)鉆至高壓氣層及高溫水層時(shí)極易發(fā)生井噴事故，即使有防噴器和壓井泥漿控制，再加深鉆井時(shí)也必須改為泥漿常規(guī)鉆井，完全把氣體鉆井進(jìn)尺快的優(yōu)點(diǎn)抵消掉等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明克服了上述存在的缺陷，目的是通過采用多層管建立雙循環(huán)通道，使井下形成內(nèi)欠、外正的循環(huán)方式即內(nèi)管氣體欠平衡，外管與裸眼泥漿正平衡，實(shí)現(xiàn)一眼雙循環(huán)，提供一種復(fù)式雙循環(huán)欠平衡鉆井工藝。
[0004]本發(fā)明復(fù)式雙循環(huán)欠平衡鉆井工藝內(nèi)容簡述:
本發(fā)明復(fù)式雙循環(huán)欠平衡鉆井工藝，其特征在于:復(fù)式雙循環(huán)欠平衡鉆井工藝，按下述步驟:
(1)、鉆進(jìn):啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)與水泵，管路中形成汽化水，汽化水經(jīng)由進(jìn)氣管進(jìn)入汽水分離器，分離后的氣體推動(dòng)空氣錘帶動(dòng)復(fù)式雙循環(huán)鉆具工作，分離后的水與復(fù)式雙循環(huán)鉆具工作過程中形成的巖肩混合成泥漿通過整流罩，經(jīng)由鉆桿與進(jìn)氣管之間環(huán)空形成的反肩通道上返至上氣盒子，最終由排肩裝置排出；
(2)、接單根:當(dāng)接單根時(shí)為保證接鉆桿的同時(shí)不破壞鉆頭處的欠平衡狀態(tài)，整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)必須持續(xù)工作，其工作流程是:打開三通閥，空氣壓縮機(jī)與水泵形成的汽化水經(jīng)過三通閥換向，進(jìn)入連續(xù)送氣系統(tǒng)，經(jīng)由連續(xù)送氣系統(tǒng)、進(jìn)氣管進(jìn)入汽水分離器，分離后的氣體推動(dòng)空氣錘帶動(dòng)復(fù)式雙循環(huán)鉆具工作；分離后的水與復(fù)式雙循環(huán)鉆具工作過程中形成的巖肩混合成泥漿通過整流罩，經(jīng)由鉆桿與進(jìn)氣管之間環(huán)空形成的反肩通道上返至連續(xù)進(jìn)氣系統(tǒng)，最終由排肩裝置排出；
在鉆進(jìn)和接單根的同時(shí)，泥漿泵通過井口向井壁與鉆桿環(huán)空部分持續(xù)注入泥漿，用于保持井壁部分的壓力平衡狀態(tài)，鉆頭處由于有整流罩與復(fù)式雙循環(huán)鉆具的存在，使泥漿無法進(jìn)入鉆頭處的欠平衡區(qū)域，鉆頭一直工作在欠平衡狀態(tài)中形成內(nèi)欠外正的循環(huán)狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生井噴時(shí)只需上提鉆具，使泥漿錐透欠平衡區(qū)域即可控制井噴。
[0005]本發(fā)明復(fù)式雙循環(huán)欠平衡套管隨鉆鉆井工藝，解決了常規(guī)欠平衡鉆井過程中特別是地質(zhì)復(fù)雜地層普遍存在的塌方、漏氣、縮徑、掉塊、防斜、打直、水錐、卡鉆、井噴等難題，能夠大幅提高鉆井速度，避免了井壁塌方、卡主鉆桿等問題。在接單根時(shí)，汽化水通過連續(xù)送氣系統(tǒng)繼續(xù)供氣，使巖肩持續(xù)上返至地面。沒有因?yàn)榻訂胃袛嘌h(huán)系統(tǒng)，不會(huì)造成巖肩沉降，氣體回路壓力釋放接單根后需要重新加壓的問題。
【附圖說明】
[0006]圖1是復(fù)式雙循環(huán)欠平衡鉆井工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]本發(fā)明復(fù)式雙循環(huán)欠平衡鉆井工藝是這樣實(shí)現(xiàn)的，下面結(jié)合附圖作具體說明。
[0008]見圖1，復(fù)式雙循環(huán)欠平衡鉆井工藝，按下述步驟:
(1)、鉆進(jìn):啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)與水泵，管路中形成汽化水，汽化水經(jīng)由進(jìn)氣管進(jìn)入汽水分離器，分離后的氣體推動(dòng)空氣錘帶動(dòng)復(fù)式雙循環(huán)鉆具工作，分離后的水與復(fù)式雙循環(huán)鉆具工作過程中形成的巖肩混合成泥漿通過整流罩，經(jīng)由鉆桿與進(jìn)氣管之間環(huán)空形成的反肩通道上返至上氣盒子，最終由排肩裝置排出。
[0009](2)、接單根:當(dāng)接單根時(shí)為保證接鉆桿的同時(shí)不破壞鉆頭處的欠平衡狀態(tài)，整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)必須持續(xù)工作，其工作流程是:打開三通閥，空氣壓縮機(jī)與水泵形成的汽化水經(jīng)過三通閥換向，進(jìn)入連續(xù)送氣系統(tǒng)，經(jīng)由連續(xù)送氣系統(tǒng)、進(jìn)氣管進(jìn)入汽水分離器，分離后的氣體推動(dòng)空氣錘帶動(dòng)復(fù)式雙循環(huán)鉆具工作；分離后的水與復(fù)式雙循環(huán)鉆具工作過程中形成的巖肩混合成泥漿通過整流罩，經(jīng)由鉆桿與進(jìn)氣管之間環(huán)空形成的反肩通道上返至連續(xù)進(jìn)氣系統(tǒng)，最終由排肩裝置排出；
在鉆進(jìn)和接單根的同時(shí)，泥漿泵通過井口向井壁與鉆桿環(huán)空部分持續(xù)注入泥漿，用于保持井壁部分的壓力平衡狀態(tài)，鉆頭處由于有整流罩與復(fù)式雙循環(huán)鉆具的存在，使泥漿無法進(jìn)入鉆頭處的欠平衡區(qū)域，鉆頭一直工作在欠平衡狀態(tài)中形成內(nèi)欠外正的循環(huán)狀態(tài)，如果發(fā)生井噴，只需上提鉆具，使泥漿錐透欠平衡區(qū)域即可控制井噴。
[0010]本發(fā)明復(fù)式雙循環(huán)欠平衡鉆井工藝與現(xiàn)有技術(shù)傳統(tǒng)的欠平衡鉆井工藝比較有如下優(yōu)點(diǎn):
1、采用多層管建立雙循環(huán)通道，使井下形成內(nèi)欠，外正的循環(huán)方式內(nèi)管氣體欠平衡外管與裸眼泥漿正平衡，達(dá)到一眼雙循環(huán)的目的，并能解決常規(guī)欠平衡鉆井過程中特別是地質(zhì)復(fù)雜地層普遍存在的塌方、漏氣、縮徑、掉塊、防斜、打直、水錐、卡鉆、井噴等難題；
2、本發(fā)明采用了專用的復(fù)式雙循環(huán)鉆具與整流罩系統(tǒng)，無論鉆進(jìn)井深多少都能一直保證鉆頭處的欠平衡狀態(tài)，大幅地提高了鉆井速度；
3、本發(fā)明采用了專用的連續(xù)送氣系統(tǒng)，在接單根時(shí)系統(tǒng)正常送氣、循環(huán)，不會(huì)因?yàn)榻訂胃l(fā)生水錐，巖肩沉降等現(xiàn)象，很大程度提高了鉆井速度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種復(fù)式雙循環(huán)欠平衡鉆井工藝，其特征在于:復(fù)式雙循環(huán)欠平衡鉆井工藝，按下述步驟: (1)、鉆進(jìn):啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)與水泵，管路中形成汽化水，汽化水經(jīng)由進(jìn)氣管進(jìn)入汽水分離器，分離后的氣體推動(dòng)空氣錘帶動(dòng)復(fù)式雙循環(huán)鉆具工作，分離后的水與復(fù)式雙循環(huán)鉆具工作過程中形成的巖肩混合成泥漿通過整流罩，經(jīng)由鉆桿與進(jìn)氣管之間環(huán)空形成的反肩通道上返至上氣盒子，最終由排肩裝置排出； (2)、接單根:當(dāng)接單根時(shí)為保證接鉆桿的同時(shí)不破壞鉆頭處的欠平衡狀態(tài)，整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)必須持續(xù)工作，其工作流程是:打開三通閥，空氣壓縮機(jī)與水泵形成的汽化水經(jīng)過三通閥換向，進(jìn)入連續(xù)送氣系統(tǒng)，經(jīng)由連續(xù)送氣系統(tǒng)、進(jìn)氣管進(jìn)入汽水分離器，分離后的氣體推動(dòng)空氣錘帶動(dòng)復(fù)式雙循環(huán)鉆具工作；分離后的水與復(fù)式雙循環(huán)鉆具工作過程中形成的巖肩混合成泥漿通過整流罩，經(jīng)由鉆桿與進(jìn)氣管之間環(huán)空形成的反肩通道上返至連續(xù)進(jìn)氣系統(tǒng)，最終由排肩裝置排出； 在鉆進(jìn)和接單根的同時(shí)，泥漿泵通過井口向井壁與鉆桿環(huán)空部分持續(xù)注入泥漿，用于保持井壁部分的壓力平衡狀態(tài)，鉆頭處由于有整流罩與復(fù)式雙循環(huán)鉆具的存在，使泥漿無法進(jìn)入鉆頭處的欠平衡區(qū)域，鉆頭一直工作在欠平衡狀態(tài)中形成內(nèi)欠外正的循環(huán)狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生井噴時(shí)只需上提鉆具，使泥漿錐透欠平衡區(qū)域即可控制井噴。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種復(fù)式雙循環(huán)欠平衡鉆井工藝，其特征在于：采用鉆進(jìn)和接單根鉆井工藝步驟，啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)與水泵，管路中形成的汽化水經(jīng)由進(jìn)氣管進(jìn)入汽水分離器，分離后的氣體推動(dòng)空氣錘帶動(dòng)復(fù)式雙循環(huán)鉆具工作。分離后的水與復(fù)式雙循環(huán)鉆具工作過程中形成的巖屑混合成泥漿通過整流罩，經(jīng)由鉆桿與進(jìn)氣管之間形成的反屑通道上返至上氣盒子，由排屑裝置排出。接單根：汽化水經(jīng)過三通閥換向，進(jìn)入連續(xù)送氣系統(tǒng)，經(jīng)由進(jìn)氣管進(jìn)入汽水分離器，分離后的氣體推動(dòng)空氣錘帶動(dòng)復(fù)式雙循環(huán)鉆具工作。分離后的水與復(fù)式雙循環(huán)鉆具工作過程中形成的巖屑混合成泥漿通過整流罩，經(jīng)由鉆桿與進(jìn)氣管之間環(huán)空形成的反屑通道上返至連續(xù)進(jìn)氣系統(tǒng)，由排屑裝置排出。<b/>
【IPC分類】E21B4-14, E21B17-18
【公開號(hào)】CN104533282
【申請?zhí)枴緾N201410623953
【發(fā)明人】張朝純, 李萬昌, 鄭義, 劉 英, 車長偉, 張忠濤, 楊東, 賀群, 張公淳, 李守仁, 楊智光, 計(jì)萬仁, 張朝緒, 張曉 , 黃鴻森, 孫立達(dá), 張舒, 潘玉清, 董長舟
【申請人】張朝純
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年11月10日