无钻机钻探和井口安装制造技术

本发明专利技术涉及用于在不使用任何钻机的情况下建立井筒基础以及钻探和安装表层套管(21)的方法和系统。的方法和系统。的方法和系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无钻机钻探和井口安装
[0001]本专利技术涉及用于在不使用钻机的情况下建立井筒基础以及钻探和安装表层套管的方法和系统。更具体地，本专利技术涉及使用钻井船代替钻机来建立海底井筒基础的方法。
[0002]当在海床上建立油田时，通常的实践是将钻机放置在油田处并由该钻机来钻井。钻机是稳定的并且设置有用于补偿风和波浪的设备以确保钻井过程以受控方式执行。
[0003]然而，由于高日费率，用钻机钻探是昂贵的。这也可能是耗时的，因为必须将钻机运输到油田并在钻探开始之前锚定。在钻机的运输和锚定期间，由于天气状况或其他意外事故，可能发生延迟。在一定程度上，针对操作的一些部分建立钻机也是过犹不及的，尤其是在建立井筒基础的过程的第一部分。该初始井筒建立过程可在开放的水域中钻探而无需任何井控制。
[0004]多年来关注点在于位于可接受的深度处并且相对靠近陆地的大型油田，现在更关注也可位于更遥远位置的较小油田，因为石油技术的发展使得探索这些选项成为可能并且可行。同时，越来越多的小型石油公司试图进入石油领域，标志是其接管了具有推测的边际收入预期的油田。
[0005]在要求更高的环境中开发更小的油田也增加了对简化和成本节约的关注。在这种情况下，有必要关注即使在生产开始之前也造成大量成本的钻井操作。这可能是难以承受的障碍，尤其是对于较小的公司或边际油田而言。
[0006]在油井的建立过程中可能出现的另一个问题是浅层气的释出。
[0007]因此，本专利技术的目的是提供将降低油井的总成本的方法和系统，从而能够开发此前被认为是不可行的油田。
[0008]本专利技术的另一个目的是在释出浅层气的情况下使安装钻井船快速避开。
[0009]本专利技术的另一个目的是提供一种用于使用钻井船建立井筒基础以及钻探和安装表层套管的方法，从而无需使用钻机。
[0010]本专利技术的又一个目的是提供用于在不使用钻机的情况下建立井筒基础以及钻探和安装表层套管的系统。
[0011]根据本专利技术的第一方面，这通过使用钻井船而不是钻机来建立井筒基础以及钻探和安装表层套管的方法来实现。
[0012]根据本专利技术的第二方面，这通过使用此类方法的系统来实现。
[0013]本专利技术的主要特征在独立权利要求中给出。本专利技术的附加特征在从属权利要求中给出。
[0014]在不使用钻机的情况下建立井筒基础的方法可包括以下步骤：
[0015]·
在无钻机安装和/或钻孔操作期间，安装海底节点诸如例如抽吸锚定器或海底基盘作为基础；
[0016]·
具有钻头马达和方钻杆衬套适配器的底孔组件(BHA)允许非旋转或方钻杆管或柱自由地上下行进(即，轴向自由行进)并防止其旋转；此处，方钻杆管是非圆形的管以防止旋转。方钻杆衬套适配器允许方钻杆管自由地轴向行进，但防止其旋转。方钻杆衬套适配器可被构造成锁定到以下中的一者中：抽吸锚定件、低压壳体和/或高压壳体。如前所述，在该
阶段，钻探马达上方的底孔组件(BHA)可自由地轴向移动，但不会旋转。
[0017]·
非旋转或方钻杆管或柱以及方钻杆衬套适配器将由旋转钻头产生的反扭矩传递到海底节点(例如抽吸锚定件)并进入海床。
[0018]本文所述的使用钻井船建立井筒基础并钻出井眼的方法包括：
[0019]‑
将海底节点预安装在海床上；
[0020]‑
使用钻井船上的起重装置，将一组底孔组件、方钻杆衬套适配器和非旋转钻柱从钻井船降低到海中；
[0021]‑
将底孔组件设置到海底节点中；
[0022]‑
使用方钻杆衬套适配器将底孔组件联接到海底节点，方钻杆衬套适配器具有将方钻杆衬套适配器锁定到海底节点或壳体诸如高压壳体或低压壳体的锁定机构，从而确保至少底孔组件的竖直移动并防止其旋转；
[0023]‑
将配重设置在底孔组件中，
[0024]‑
将流体从钻井船上或海床上的泵泵送穿过软管进入底孔组件中并且沿着非旋转柱向下，以便驱动底孔组件的钻探马达，
[0025]‑
使用钻探马达钻出井眼。
[0026]方钻杆衬套适配器还可确保非旋转钻柱的竖直移动并防止其旋转。
[0027]当达到井眼的期望深度时，所述方法还可包括以下步骤中的一个步骤：
[0028]‑
使用钻井船上的起重装置将底孔组件拉回到钻井船，或者
[0029]‑
舍弃井筒中的底孔组件。
[0030]所述方法还可包括以下步骤：
[0031]‑
返回的钻屑通过海底节点中的水泥返回端口逸出。
[0032]在所述方法中，底孔组件包括钻头、钻探马达、非旋转柱、侧入口接头和升降接头。
[0033]起重装置可包括线缆和起重机或绞盘。
[0034]在该方法的一些方面，拉回步骤包括：
[0035]‑
当钻探马达到达方钻杆衬套适配器时，通过打开锁定机构来解锁方钻杆衬套适配器；
[0036]‑
进一步向上拉动底孔组件，从而从低压壳体释放方钻杆衬套适配器；以及
[0037]‑
通过使用钻井船上的起重装置将底孔组件进一步向上拉到水面，
[0038]从而使钻出的井眼准备好使表层套管或低压壳体及其后的外部导体管线下入。
[0039]在一些方面，该方法还包括：
[0040]‑
通过布置在钻井船或底孔组件上并与钻井船上的起重机或绞盘配合的蜂巢式补偿设备来调节钻头上的配重。
[0041]本专利技术还描述了一种用于使用钻井船来安装表层套管的方法，该方法包括：
[0042]‑
将井筒套管组件、高压壳体(HPH)下入工具、注水泥装置、高压壳体(HPH)侧入口接头和高压壳体(HPH)升降接头准备到一个陆上单元或在钻井船上；
[0043]‑
将钻井船的软管连接到表层套管组件的侧入口接头；
[0044]‑
从钻井船调度井筒套管组件；
[0045]‑
使用钻井船上的起重机或绞盘降低井筒套管组件；
[0046]‑
将井筒套管组件刺入低压壳体中并使其下入到由绳支撑的井眼中；
[0047]‑
将井筒套管组件的高压壳体闩锁并锁定到低压壳体中；
[0048]‑
通过将水泥从钻井船泵送穿过软管、进入侧入口接头、穿过HPH下入工具并且沿着注水泥装置向下并离开注水泥装置，来将井筒套管粘固在适当位置；
[0049]‑
释放HPH下入工具；以及
[0050]‑
通过使用钻井船上的起重装置连同升降接头、侧入口接头和注水泥装置一起拉出井眼。
[0051]在该方法中，井筒套管组件可以是包括高压壳体和表面套管的表面套管组件或包括低压壳体和外部导体管线的导体组件。
[0052]在本专利技术所述的使用钻井船安装表层套管的方法中，返回的水泥通过表层套管的止回阀沿着表层套管组件的外部返回，并且最后返回的水泥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.使用钻井船建立井筒基础并钻出井眼(20)的方法，所述方法包括：
‑
将海底节点(1)预安装在海床(12)上；
‑
使用所述钻井船(18)上的起重装置，将一组底孔组件(5)、方钻杆衬套适配器(3)和非旋转钻柱(7)从所述钻井船(18)降低到海中；
‑
将所述底孔组件(5)设置到所述海底节点(1)中；
‑
使用所述方钻杆衬套适配器(3)将所述底孔组件(5)联接到所述海底节点(1)，所述方钻杆衬套适配器具有将所述方钻杆衬套适配器(3)锁定到所述海底节点(1)或壳体(2)的锁定机构(4)，从而确保所述底孔组件(5)的竖直移动并防止其旋转；
‑
将配重设置在所述底孔组件(5)中，
‑
将流体从所述钻井船(18)上或所述海床(12)上的泵(24)泵送穿过软管(10)进入所述底孔组件(5)中并且沿着非旋转柱(7)向下，以便驱动所述底孔组件(5)的钻探马达(6)，
‑
使用所述钻探马达钻出所述井眼(20)。2.根据权利要求1所述的方法，当达到所述井眼(20)的期望深度时还包括以下步骤中的一个步骤：
‑
使用所述钻井船上的所述起重装置将所述底孔组件(5)拉回到所述钻井船(18)，或者
‑
舍弃所述井筒中的所述底孔组件(5)。3.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
‑
返回的钻屑通过所述海底节点(1)中的水泥返回端口逸出。4.根据权利要求1所述的方法，所述底孔组件(5)包括钻头、所述钻探马达(6)、所述非旋转柱(7)、侧入口接头(8)和升降接头(9)。5.根据权利要求1所述的方法，所述起重装置包括线缆(11)和起重机或绞盘(19)。6.根据权利要求2所述的方法，其中所述拉回步骤包括：
‑
当所述钻探马达(6)到达所述方钻杆衬套适配器(3)时，通过打开所述锁定机构(4)来解锁所述方钻杆衬套适配器(3)；
‑
进一步向上拉动所述底孔组件(5)，从而从所述低压壳体(2)释放所述方钻杆衬套适配器(3)；以及
‑
通过使用所述钻井船(11)上的所述起重装置将所述底孔组件(5)进一步向上拉到水面，从而使钻出的井眼(20)准备好使表层套管(21)或低压壳体(2)及其后的外部导体管线(32)下入。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述方法还包括：
‑
通过布置在所述钻井船(18)或所述底孔组件(5)上并与所述钻井船上的所述起重机或绞盘(19)配合的蜂巢式补偿设备来调节所述钻头上的所述配重。8.用于使用钻井船来安装表层套管的方法，所述方法包括：
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将井筒套管组件、HPH下入工具(15)、注水泥装置(14)、高压壳体(HPH)侧入口接头(16)和高压壳体(HPH)升降接头(17)准备到一个陆上单元或在钻井船(18)上；
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将所述钻井船(18)的软管(10)连接到所述表层套管组件的所述侧入口接头(16)；
‑
从所述钻井船(18)调度所述井筒套管组件；
‑
使用所述钻井船(18)上的起重机或绞盘(19)降低所述井筒套管组件；
‑
将所述井筒套管组件刺入所述低压壳体(2)中并使其下入到由所述绳(11)支撑的所述井眼(20)中；
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将所述井筒套管组件的所述高压壳体(13)闩锁并锁定到所述低压壳体(2)中；
‑
通过将水泥从所述钻井船(18)泵送穿过所述软管(10)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：韦特柯格雷斯堪的纳维亚有限公司，
类型：发明
国别省市：