本发明专利技术公开了一种含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备及方法，其中含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备包括钻井平台、喷射钻具、表层套管和舱体型导向基座。本方案中表层套管下端带有喷射钻具，表层套管通过安装孔插入舱体型导向基座内，对舱体型导向基座覆盖范围内的地层利用喷射下表层套管技术钻井，表层套管通过水射流和表层套管的重力随喷射钻具下入井筒内，舱体型导向基座对罩设范围内的地层进行隔离和支撑作用，实现钻井和下表层套管的同时进行，完成在井眼上部地层内的钻井操作，实现在含浅层气或天然气水合物区域的表层钻井，加快含浅层气或天然气水合物区域的油气勘探开发。
【技术实现步骤摘要】
一种含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备及方法
本专利技术涉及海洋油气开采
，特别涉及一种含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备及方法。
技术介绍
随着海洋油气及水合物勘探开领域和施工范围的不断扩大，含浅层气和天然气水合物区域的开发力度越来越大，勘探开发施工过程中遇到的风险也越来越大。浅层气或天然气水合物资源占油气总资源的45％，覆盖区域广泛，在我国沿海的油气资源地区都会遇到浅层气或天然气水合物，增加了油气勘探开发的难度和风险，对相关区域的油气勘探开发构成了较大的威胁。这种严峻的形势迫使必须加快研发适合我国含浅层气和天然气水合物区域的钻井装备及技术，以满足我国海洋油气地层勘探开发的需求。因此，如何实现在含浅层气或天然气水合物区域的地层钻井，以加快含浅层气或天然气水合物区域的地层油气勘探开发，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备，以实现在含浅层气或天然气水合物区域的地层钻井，加快含浅层气或天然气水合物区域的地层勘探开发。本专利技术还提供了一种含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井方法。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备，包括钻井平台、带喷射钻具的表层套管和舱体型导向基座，所述表层套管为刚性表层套管，所述表层套管的下端设置所述喷射钻具，所述表层套管在重力作用下利用喷射下套管技术下入在含浅层气或天然气水合物区域地层内钻设的直井筒；所述舱体型导向基座包括：舱体型防喷罩，所述舱体型防喷罩的上端为封闭端，所述舱体型防喷罩的封闭端设置有多个用于安装表层套管的安装孔，所述表层套管与所述安装孔密封连接，所述舱体型防喷罩的下端为开放端，所述舱体型防喷罩通过所述开放端罩设在所述含浅层气或天然气水合物区域的地层上，所述舱体型防喷罩通过输气管路与所述钻井平台连接；胶囊型底座，所述胶囊型底座与所述舱体型防喷罩的开放端连接且沿所述舱体型防喷罩的开放端设置，所述胶囊型底座内能够充入海水、气体或水泥浆，所述胶囊型底座能够与所述含浅层气或天然气水合物区域的地层接触用于密封所述舱体型防喷罩的开放端与所述天然气水合物地层之间的缝隙同时使所述舱体型防喷罩沉在所述含浅层气或天然气水合物区域的地层上。优选的，在上述含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备中，所述舱体型防喷罩内设置有蹼型防喷器，所述蹼型防喷器位于所述舱体型防喷罩内且与所述舱体型防喷罩连接，所述蹼型防喷器包括法兰底座、多个莲瓣形防喷瓣和多个蹼型防喷瓣，所述法兰底座与所述舱体型防喷罩的内壁连接，多个所述莲瓣形防喷瓣和多个所述蹼型防喷瓣沿着所述法兰底座的周向设置且所述莲瓣形防喷瓣和所述蹼型防喷瓣间隔排布，多个所述莲瓣形防喷瓣和多个所述蹼型防喷瓣的一端与所述法兰底座通过弹性铰链连接，多个所述莲瓣形防喷瓣和多个所述蹼型防喷瓣远离所述法兰底座的一端为自由端，所述蹼型防喷瓣的自由端能够沿所述法兰底座的周向方向发生收缩，带动与所述蹼型防喷瓣连接的所述莲瓣形防喷瓣的自由端沿着垂直于所述法兰底座的轴线方向运动，多个所述莲瓣形防喷瓣和多个所述蹼型防喷瓣能够在所述弹性铰链的回复力所述舱体型防喷罩内气体压力的作用下与表层套管的外壁贴合。优选的，在上述含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备中，所述莲瓣形防喷瓣的个数至少为四个，所述蹼型防喷瓣的个数至少为四个，所述蹼型防喷瓣的数量至少与所述莲瓣形防喷瓣的数量相等，或者，所述蹼型防喷瓣的数量是所述莲瓣形防喷瓣的数量的两倍，相邻两个所述莲瓣形防喷瓣之间设置两个所述蹼型防喷瓣。优选的，在上述含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备中，所述莲瓣形防喷瓣为金属防喷瓣，所述蹼型防喷瓣为橡胶防喷瓣。优选的，在上述含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备中，所述固定座与所述防喷罩之间设置有密封圈。优选的，在上述含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备中，所述密封圈的个数至少为两个。优选的，在上述含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备中，所述舱体型防喷罩为棱柱形舱体型防喷罩，所述胶囊型底座沿所述舱体型防喷罩的开放端设置，所述胶囊型底座的数量与所述舱体型防喷罩的棱边的数量相等。一种含浅层气或天然气水合物区域的地层钻井方法，采用上述任意一个方案中记载的所述的含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备对含浅层气或天然气水合物区域的地层内钻井，包括步骤：1)将舱体型导向基座安置在规定井位，并建立浮标；2)将钻井平台漂浮置于舱体型导向基座的上方就位，通过牵引链条连接所述钻井平台与所述舱体型导向基座，使所述钻井平台维持一定的吃水深度；3)连接所述舱体型导向基座(2)与所述钻井平台(1)之间的输气管线及电缆；4)向所述舱体型导向基座的胶囊型底座内注入海水或者气体，调整所述舱体型导向基座与含浅层气或天然气水合物区域的地层之间的密封；5)将带喷射钻具的表层套管通过蹼型防喷器送入舱体型导向基座内，带喷射钻具的所述表层套管在含浅层气或天然气水合物区域内钻设直井筒地层；6)将带喷射钻具的表层套管钻设至预设深度后，停止喷射钻具钻进，可通过注水泥的方式，封固所述表层套管与所述井筒之间的环空；7)完成布置在所述舱体型导向基座上所有井筒的钻井施工后，可向所述胶囊型底座内注入可凝固的水泥浆，提高舱体型导向基座的稳固性及其对井筒的和水下生产设施的支撑能力。从上述技术方案可以看出，本专利技术提供的含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备，包括钻井平台、带喷射钻具的表层套管和舱体型导向基座。其中，表层套管为刚性表层套管，能够抵抗井筒附近地层施加的压力，不会发生变形；带喷射钻具的表层套管通过蹼型防喷器进入舱体型导向基座，采用喷射下表层套管技术同时利用表层套管自身的重力进入含浅层气或天然气水合物区域的地层井筒内，实现在井筒钻进的同时下入表层套管，解决了含浅层气或天然气水合物区域的地层的成井和表层套管下入困难的问题；同时喷射下表层套管作业结合舱体型导向基座，舱体型导向基座在含浅层气或天然气水合物区域的地层上形成一个独立的空间，减小因钻井引起的地层滑坡，保证钻井作业的顺利进行。本方案公开的含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备能够保证钻井作业在含浅层气或天然气水合物区域的地层内顺利钻进，同时舱体型导向基座内聚集作业过程中产出的气体，减小舱体型导向基座罩设范围内浅层气或天然气水合物向海水中的溢出及分解释放，有益于降低井壁坍塌，保证深海区域油气勘探开发的顺利进行。本方案还公开了一种含浅层气或天然气水合物区域的地层的钻井方法，利用上述任意一个方案中记载的含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备进行开采。由于含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备具有上述技术效果，采用该含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备的含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井方法也具有同样的技术效果，在此不再赘述。附图说明为了更本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备，其特征在于，包括钻井平台(1)、带喷射钻具的表层套管(4)和舱体型导向基座(2)，/n所述表层套管(4)为刚性表层套管(4)，所述表层套管(4)的下端设置所述喷射钻具，所述表层套管(4)在重力作用下利用喷射下套管技术下入含浅层气或天然气水合物区域地层内钻设的直井筒；/n所述舱体型导向基座(2)包括：/n舱体型防喷罩(21)，所述舱体型防喷罩(21)的上端为封闭端，所述舱体型防喷罩(21)的封闭端设置有多个用于安装表层套管(4)的安装孔，所述表层套管(4)与所述安装孔密封连接，所述舱体型防喷罩(21)的下端为开放端，所述舱体型防喷罩(21)通过所述开放端罩设在所述含浅层气或天然气水合物区域的地层上，所述舱体型防喷罩(21)通过输气管路与所述钻井平台连接；/n胶囊型底座(22)，所述胶囊型底座(22)与所述舱体型防喷罩(21)的开放端连接且沿所述舱体型防喷罩(21)的开放端设置，所述胶囊型底座(22)内能够充入海水、气体或水泥浆，所述胶囊型底座(22)能够与所述含浅层气或天然气水合物区域的地层接触用于密封所述舱体型防喷罩(21)的开放端与所述天然气水合物地层之间的缝隙同时使所述舱体型防喷罩沉在所述含浅层气或天然气水合物区域的地层上。/n...
【技术特征摘要】
1.一种含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备，其特征在于，包括钻井平台(1)、带喷射钻具的表层套管(4)和舱体型导向基座(2)，
所述表层套管(4)为刚性表层套管(4)，所述表层套管(4)的下端设置所述喷射钻具，所述表层套管(4)在重力作用下利用喷射下套管技术下入含浅层气或天然气水合物区域地层内钻设的直井筒；
所述舱体型导向基座(2)包括：
舱体型防喷罩(21)，所述舱体型防喷罩(21)的上端为封闭端，所述舱体型防喷罩(21)的封闭端设置有多个用于安装表层套管(4)的安装孔，所述表层套管(4)与所述安装孔密封连接，所述舱体型防喷罩(21)的下端为开放端，所述舱体型防喷罩(21)通过所述开放端罩设在所述含浅层气或天然气水合物区域的地层上，所述舱体型防喷罩(21)通过输气管路与所述钻井平台连接；
胶囊型底座(22)，所述胶囊型底座(22)与所述舱体型防喷罩(21)的开放端连接且沿所述舱体型防喷罩(21)的开放端设置，所述胶囊型底座(22)内能够充入海水、气体或水泥浆，所述胶囊型底座(22)能够与所述含浅层气或天然气水合物区域的地层接触用于密封所述舱体型防喷罩(21)的开放端与所述天然气水合物地层之间的缝隙同时使所述舱体型防喷罩沉在所述含浅层气或天然气水合物区域的地层上。
2.根据权利要求1所述的含浅层气或天然气水合物区域地层的钻井设备，其特征在于，所述舱体型防喷罩(21)内设置有蹼型防喷器(3)，所述蹼型防喷器(3)位于所述舱体型防喷罩(21)内且与所述舱体型防喷罩(21)连接，
所述蹼型防喷器(3)包括法兰底座(31)、多个莲瓣形防喷瓣(32)和多个蹼型防喷瓣(33)，所述法兰底座(31)与所述舱体型防喷罩(21)的内壁连接，多个所述莲瓣形防喷瓣(32)和多个所述蹼型防喷瓣(33)沿着所述法兰底座(31)的周向设置且所述莲瓣形防喷瓣(32)和所述蹼型防喷瓣(33)间隔排布，多个所述莲瓣形防喷瓣(32)和多个所述蹼型防喷瓣(33)的一端与所述法兰底座(31)通过弹性铰链连接，多个所述莲瓣形防喷瓣(32)和多个所述蹼型防喷瓣(33)远离所述法兰底座(31)的一端为自由端，所述蹼型防喷瓣(33)的自由端能够沿所述法兰底座(31)的周向方向发生收缩，带动与所述蹼型防喷瓣(33)连接的所述莲瓣形防喷瓣(32)的自由端沿着垂直于所述法兰底座(31)的轴线方向运动，多个所述莲瓣形防喷瓣(32)和多个所述蹼型防喷瓣(33)能够在所述弹性铰链的回复力所述舱体型防喷罩(21)内气体压力的作用下与表层套管(4)的外壁贴合。
3.根据权利要求2所述的含浅层气...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘刚，
申请(专利权)人：刘刚，
类型：发明
国别省市：山东;37
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