The utility model discloses a double gradient drilling system. The system is mainly composed of top drive adapter, double-wall drill pipe, conversion short connection, data monitoring and control system and auxiliary pump device. The drilling pump group injects the first fluid through the double-wall drill pipe, converts the short connection, and then reaches the downstream mud processing system through the discharge pipeline; the auxiliary pump device is used to inject the second fluid into the annulus A to adjust the pressure gradient in the annulus A; the data monitoring control system is used to monitor the flow rate of the second fluid injected by the auxiliary pump device, so as to determine the height of the second fluid in the annulus A. The utility model has strong adaptability, can be applied to onshore drilling and offshore drilling, and can realize deep-water oil and gas exploration and development with lower cost, shorter construction time and safer operation.
【技术实现步骤摘要】
一种双梯度钻井系统
本技术涉及在钻井系统,尤其涉及一种基于双壁钻杆的双梯度钻井系统。
技术介绍
随着我国国民经济的持续快速发展,对石油天然气的需求不断增长,油气资源勘探开发向深海进军已成必然趋势。与陆地和浅海钻井相比,深海钻井环境更复杂,容易出现常规钻井装备和方法难以克服的技术难题。当前,海上钻井使用的主要是单梯度钻井技术。单梯度钻井技术在同尺寸的井眼中只有一个液柱梯度,即井底压力由海面到井底的钻井液柱压力来产生,钻井液柱压力梯度均以海面为参考点。在深水钻井中,由于海底疏松的沉积物和海水柱影响,地层压力和破裂压力之间的间隙很小,使得钻井非常困难。国外上世纪90年代发展的双梯度钻井(Dual-GradientDrilling,简称DGD)技术很好地解决了这个问题,采用该技术时,海底以上隔水管内流体密度与海水密度相近,钻井液柱的压力计算以海底为参考点,地层孔隙压力和破裂压力之间区域就相对变宽。井涌、井喷和井漏事故大大减少,不再需多层套管体系,节省下套管时间和固井时间,缩短建井周期,减少钻井时间和降低处理钻井事故的时间和成本,大大降低对钻井平台和钻机等钻井装备的要求。国外目前己开展多个双梯度钻井系统的研究和应用:Conoco领导的工业联合项目组研究的海底泥浆举升钻井(SubseaMudliftDrilling,简称SMD)系统,美国BakerHughes和Transocean公司研究的DeepVision双梯度钻井系统,Shell的海底泵系统(SubseaPumpingSystem,简称SSPS),Maurer公司的空心微球(HollowGlassSpheres ...
【技术保护点】
1.一种双梯度钻井系统,包括钻井泵组(1)、顶驱(2)、辅助泵装置(3)、数据监测控制系统(4)、顶驱适配装置(5)、隔水管(20)、常规防喷器组(7)、套管(8)、双壁钻杆(9)、转换短接(10)、常规钻具(11)和钻头(12),其特征在于:所述双壁钻杆(9)由同心的内钻杆(91)和外钻杆(90)组成,内钻杆(91)和外钻杆(90)之间构成环隙B(17),内钻杆(91)的内部形成孔道A(18);环隙B(17)用于向井底输送第一流体,孔道A(18)为第一流体返出流道,双壁钻杆(9)上部连接顶驱适配装置(5),下部连接转换短接(10);所述顶驱适配装置(5)安装在顶驱(2)和双壁钻杆(9)之间的旋转接头,顶驱适配装置(5)加工有孔道B(50)和孔道C(51),孔道B(50)连通顶驱泥浆通道和环隙B(17),孔道C(51)连通孔道A(18)和井口排出管线;所述转换短接(10)加工有孔道D(100)、孔道E(101)和单向阀(102),转换短接(10)下部连接常规钻具(11)和钻头(12);双壁钻杆(9)、转换短接(10)、常规钻具(11)和钻头(12)自上而下依此连接后构成井下钻具组合;所 ...
【技术特征摘要】
1.一种双梯度钻井系统,包括钻井泵组(1)、顶驱(2)、辅助泵装置(3)、数据监测控制系统(4)、顶驱适配装置(5)、隔水管(20)、常规防喷器组(7)、套管(8)、双壁钻杆(9)、转换短接(10)、常规钻具(11)和钻头(12),其特征在于:所述双壁钻杆(9)由同心的内钻杆(91)和外钻杆(90)组成,内钻杆(91)和外钻杆(90)之间构成环隙B(17),内钻杆(91)的内部形成孔道A(18);环隙B(17)用于向井底输送第一流体,孔道A(18)为第一流体返出流道,双壁钻杆(9)上部连接顶驱适配装置(5),下部连接转换短接(10);所述顶驱适配装置(5)安装在顶驱(2)和双壁钻杆(9)之间的旋转接头,顶驱适配装置(5)加工有孔道B(50)和孔道C(51),孔道B(50)连通顶驱泥浆通道和环隙B(17),孔道C(51)连通孔道A(18)和井口排出管线;所述转换短接(10)加工有孔道D(100)、孔道E(101)和单向阀(102),转换短接(10)下部连接常规钻具(11)和钻头(12);双壁钻杆(9)、转换短接(10)、常规钻具(11)和钻头(12)自上而下依此连接后构成井下钻具组合;所述钻井泵组(1)依此经过顶驱(2)、顶驱适配装置孔道B(50)、双壁钻杆环隙B(17)、转换短接孔道E(101)、常规钻具(11)和钻头(12)与井底连通;再由井底依此经过转换短接孔道D(100)、双壁钻杆孔道A(18)、顶驱适配装置孔道C(51)返回井口的排出管线;隔水管(20)连接在常规防喷器组(7)上方,辅助泵装置(3)通过隔水管(20)与双壁钻杆(9)外部的环空连通;数据监测控制系统(4)与辅助泵装置(3)连接并监测辅助泵装置(3)的流量。2.根据权利要求1所述的一种双梯度钻井系统,其特征在于:在顶驱适配装置(5)的井口排出管线上接入专用节流管汇(19)。3.根据权利要求2所述的一种双梯度钻井系统,其特征在于:专用节流管汇(19)配套钻井节流阀,数据监测控制系统(4)连接并监测钻井节流阀。4.一...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈永明,朱焕刚,王树江,康波,曹强,宋中文,李建新,张志强,李宗清,于海叶,宋荣荣,公培斌,
申请(专利权)人:中石化石油工程技术服务有限公司,中石化胜利石油工程有限公司,中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院,
类型:新型
国别省市:北京,11
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