The invention relates to a drilling fluid density sectional control device, which comprises a joint body and a plurality of hollow spheres whose density is less than the drilling fluid density; a central hole through the joint body is arranged along the axial direction; the central hole is composed of a straight hole of equal diameter and a conical hole connected; a drainage through hole is arranged on the side wall of the joint body; and a flow guide is arranged in the equal diameter straight hole; The top of the diversion impeller barrel is fixed with a discharge pipe. The top of the discharge pipe is sealed and connected with each discharge hole through the transition pipe. The bottom of the diversion impeller barrel is fixed with a downward extension overflow pipe. The inner cavity of the overflow pipe and the overflow pipe are connected with each other. The bottom of the liquid return hole is sealed and connected. Through this device, variable gradient deep water drilling can be realized, and the problem of excessive casing layers in single gradient drilling can be well solved. At the same time, the problem of large equipment needed in double gradient drilling can be solved, the drilling cost can be reduced, and the problem of narrow density window in deep water drilling can be solved.
【技术实现步骤摘要】
钻井液密度分段调控装置
本专利技术涉及石油钻井
,尤其涉及一种钻井液密度分段调控装置。
技术介绍
近年来,全球获得的重大油气勘探开发中,有50%来自海洋,主要是深水海域,深水海域已经成为国际上油气勘探开发的重要接替区。深水油气勘探开发正成为世界石油的主要增长点和科技创新的前沿,深水将成为未来油气资源争夺的主战场。钻井是深水油气勘探开发的关键环节,深水钻井面临诸多挑战和风险:(1)水深带来的挑战。随着水深的增加,对钻具、钻井液、隔水管、平台的承载能力、钻机载荷、甲板空间等提出了更高的要求,成本相应增加。(2)风浪带来的挑战。深水环境的风浪会引起钻井船的移动,导致隔水管出现变形和涡激振动,需要更高的疲劳强度设计;风浪流对隔水管系统与水下防喷器的连接也会有影响;海洋风暴对钻井平台更是灾难性的破坏。(3)低温带来的挑战。海水温度随井深增加而降低,海底温度一般在4℃左右,并可以影响到海底泥线以下约数百米的岩层,导致隔水管中钻井液的流变性发生变化,使钻井液的粘度和密度增大,出现凝胶效应,对井筒压力控制带来了困难,而且低温导致水钻井液的凝固时间加长,容易出现流体的窜流,导致水泥的强度下降。(4)水合物带来的挑战。如果钻井过程中井内含有天然气,那么水合物极容易出现。使得节流管汇、压井管汇、液气分离器、防喷器阻塞,妨碍油井的压力监测。(5)窄钻井液安全密度窗口带来的挑战。深水造成的欠压实使得破裂压力梯度与地层孔隙压力梯度之间的窗口较窄,容易造成漏喷塌卡等事故,导致套管层次增加,甚至无法钻达目的层,使钻井深度和建井周期受到很大的影响。其中,地层窄安全密度窗口问题最为突出 ...
【技术保护点】
1.一种钻井液密度分段调控装置,其特征在于,所述钻井液密度分段调控装置包括呈筒状设置的接头本体和多个密度小于钻井液密度的空心球体;所述接头本体上设置沿轴向贯通的中心孔,所述中心孔由等径直孔和直径向下减缩的锥孔上下连通构成,所述接头本体位于所述等径直孔的顶部的侧壁上设置多个排液透孔,各所述排液透孔的内径尺寸大于所述空心球体的直径尺寸;所述等径直孔内靠近所述锥孔的一端套设有导流叶轮筒,所述导流叶轮筒内设置多个沿轴向倾斜设置的叶片,各所述叶片沿周向间隔设置,相邻所述叶片之间构成允许空心球体和钻井液下行的轴向通道,所述导流叶轮筒内设置轴向贯通的返流过液孔,所述返流过液孔能允许空心球体和钻井液返流上行;所述导流叶轮筒的顶部固定设有向上延伸设置的排液管,所述排液管的内腔与所述返流过液孔的顶部密封连通设置,所述排液管的顶部通过多个过渡管与各所述排液透孔密封连通,各过渡管之间呈周向间隔设置;所述导流叶轮筒的底部固定设有向下延伸设置的溢流管,所述溢流管的内腔与所述返流过液孔的底部密封连通设置,所述溢流管的底部开口位于所述锥孔内;所述排液管和所述溢流管的内径尺寸大于所述空心球体的直径尺寸。
【技术特征摘要】
1.一种钻井液密度分段调控装置,其特征在于,所述钻井液密度分段调控装置包括呈筒状设置的接头本体和多个密度小于钻井液密度的空心球体;所述接头本体上设置沿轴向贯通的中心孔,所述中心孔由等径直孔和直径向下减缩的锥孔上下连通构成,所述接头本体位于所述等径直孔的顶部的侧壁上设置多个排液透孔,各所述排液透孔的内径尺寸大于所述空心球体的直径尺寸;所述等径直孔内靠近所述锥孔的一端套设有导流叶轮筒,所述导流叶轮筒内设置多个沿轴向倾斜设置的叶片,各所述叶片沿周向间隔设置,相邻所述叶片之间构成允许空心球体和钻井液下行的轴向通道,所述导流叶轮筒内设置轴向贯通的返流过液孔,所述返流过液孔能允许空心球体和钻井液返流上行;所述导流叶轮筒的顶部固定设有向上延伸设置的排液管,所述排液管的内腔与所述返流过液孔的顶部密封连通设置,所述排液管的顶部通过多个过渡管与各所述排液透孔密封连通,各过渡管之间呈周向间隔设置;所述导流叶轮筒的底部固定设有向下延伸设置的溢流管,所述溢流管的内腔与所述返流过液孔的底部密封连通设置,所述溢流管的底部开口位于所述锥孔内;所述排液管和所述溢流管的内径尺寸大于所述空心球体的直径尺寸。2.如权利要求1所述的钻井液密度分段调控装置,其特征在于,所...
【专利技术属性】
技术研发人员:李军,黄涛,张辉,
申请(专利权)人:中国石油大学北京,
类型:发明
国别省市:北京,11
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