一种井底举升助排反循环钻井井控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种井底举升助排反循环钻井井控系统，涉及油气钻井

【技术实现步骤摘要】
一种井底举升助排反循环钻井井控系统


[0001]本专利技术涉及油气钻井
、
钻探工程
，更具体地说涉及一种井底举升助排反循环钻井井控系统，可用于双层管反循环钻井时关井，控制进
、
出的流量，调整环空重浆高度，从而达到关闭流道，调控井底压力，提高返排能力的效果
。

技术介绍

[0002]反循环钻井技术在勘探取样
、
油气和矿产开采
、
水文钻井
、
工程施工等领域具有重要应用价值
。
经过多年的现场试验和工程应用，反循环钻井技术表现出减少岩屑重复破碎
、
保持井筒清洁
、
保护井壁和储层
、
提高钻进效率
、
实现漏失地层钻进
、
节约钻井液用量
、
降低钻井成本等优点，具有较好的发展前景
。
目前已形成了泵吸反循环钻井技术
、
气举反循环钻井技术和全井反循环钻井技术
。
[0003]双层管反循环钻井技术采用双层管（双壁钻杆或双层连续管），高压钻井液由钻井泵通过高压管汇注入双层管内外管环空，再依次通过举升泵
、
井下工具管串
、
钻头
、
井底，再从井底通过举升泵
、
双层管内管返回至井口
。
井下举升泵可以降低井底压力，抵消反循环钻井从内管上返增加的磨阻
。
通过控制钻井液排量和井口回压，可以有效的调控井底压力
。
反循环钻井技术与常规钻井技术在系统组成和工艺方案等上存在较大差异，导致现有常规钻井井控工艺方案及设备无法直接应用，不能有效实施油气井压力控制，难以应对井下复杂情况
。
[0004]为了提高双层管反循环钻井技术的井控能力，有必要设计一种针对双壁钻杆井底举升助排反循环钻井的井控系统，以对双层管内管水眼
、
双层管内外管环空
、
井眼环空三个通道进行压力调控和开关，以应对井下复杂情况
。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术公开了一种井底举升助排反循环钻井井控系统
。
本专利技术通过平板阀组的开关可在正循环
、
反循环钻井工艺之间切换
。
本专利技术井下举升助排机构解决泥浆反循环过程中井下泥浆举升动力不足问题，实现对工具下部钻井液抽吸，同时对上部钻井液向上推送，从而促使内管上返的建立，填补泥浆反循环技术没有井下动力工具的空白
。
本专利技术通过改变排量和调节节流阀开度，配合井下举升助排机构，可控制进
、
出的流量，调整环空重浆高度，达到调控井底压力的目的
。
本专利技术通过关闭钻杆旋塞阀
、
环形单向阀
、
单向止回阀实现井眼环空
、
钻具外管环空以及钻具内管水眼同时关闭
。
本专利技术根据不同井下复杂情况，如井漏
、
溢流等，采取相应的措施，调控井底压力，使其恢复正常钻进
。
[0006]为了实现以上目的，本专利技术采用的技术方案：一种井底举升助排反循环钻井井控系统，包括：用于控制钻井液泵入和返出的循环泥浆控制系统；用于平衡井底压力
、
并进行压井作业的大环空补液系统；
与所述循环泥浆控制系统和大环空补液系统连接的控制终端，所述控制终端通过控制循环泥浆控制系统和大环空补液系统运行，进行正循环钻井工况
、
反循环钻井工况
、
溢流处理工况
、
关井处理工况
、
井漏处理工况
。
[0007]优选的，所述循环泥浆控制系统包括依次通过管路连接的钻杆旋塞阀
、
一号平板阀
、
钻井液返出压力表
、
钻井液返出流量计
、
钻井液返出节流阀
、
钻井液固控装置
、
泥浆池
、
钻井泵
、
钻井液泵入流量计
、
钻井液泵入压力表
、
四号平板阀，所述钻杆旋塞阀和四号平板阀连接的管路均连通至双层管顶端的顶驱适配器内
。
[0008]优选的，所述钻杆旋塞阀后端的管路与钻井液泵入压力表后端的管路间设置有第一管路，所述第一管路上设置有二号平板阀；所述一号平板阀后端的管路与四号平板阀后端的管路上设置有第二管路，所述第二管路上设置有三号平板阀
。
[0009]优选的，所述双层管下部插入至套管内，双层管内设置有井下举升助排机构
、
单向止回阀以及连通套管的环形单向阀，所述套管顶端设置有地面防喷器组
。
[0010]优选的，所述大环空补液系统包括依次通过管路连接的补液系统压力表
、
五号平板阀
、
一号单向阀
、
补液系统一号流量计
、
补液泵
、
补液罐
、
补液系统节流阀
、
二号单向阀
、
补液系统二号流量计，所述补液系统压力表连接的管路连接至套管内，所述补液系统二号流量计连接的管路连接至五号平板阀和一号单向阀之间的管路
。
[0011]优选的，所述控制终端实时获取钻井液泵入流量计
、
钻井液泵入压力表
、
钻井液返出流量计
、
钻井液返出压力表
、
补液系统压力表
、
补液系统一号流量计和补液系统二号流量计的数据
。
[0012]优选的，所述控制终端经过钻井液泵入流量及返出流量的对比分析，判断井下工况：当泵入钻井液流量等于泵出钻井液流量时，属于正常钻井工况；当泵入钻井液流量小于泵出钻井液流量时，井下出现溢流工况，需进行井底降压调控或采取压井
、
关井措施；当泵入钻井液流量大于泵出钻井液流量时，井下出现井漏工况，需进行井底升压调控
。
[0013]优选的，所述控制终端根据井下工况控制钻井液返出节流阀
、
补液系统节流阀的开度，控制钻井泵
、
补液泵
、
一号平板阀
、
二号平板阀
、
三号平板阀
、
四号平板阀
、
五号平板阀的开启和关闭
。
[0014]1、
正循环钻井工况优选的，所述正循环钻井工况包括以下步骤：步骤
S11、
关闭二号平板阀和三号平板阀；步骤
S12、
打开一号平板阀和四号平板阀；步骤
S13、
打开钻井泵；步骤
S14、
开始正循环钻井<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种井底举升助排反循环钻井井控系统，其特征在于，包括：用于控制钻井液泵入和返出的循环泥浆控制系统；用于平衡井底压力
、
并进行压井作业的大环空补液系统；与所述循环泥浆控制系统和大环空补液系统连接的控制终端，所述控制终端通过控制循环泥浆控制系统和大环空补液系统运行，进行正循环钻井工况
、
反循环钻井工况
、
溢流处理工况
、
关井处理工况
、
井漏处理工况
。2.
如权利要求1所述的钻井井控系统，其特征在于，所述循环泥浆控制系统包括依次通过管路连接的钻杆旋塞阀
、
一号平板阀
、
钻井液返出压力表
、
钻井液返出流量计
、
钻井液返出节流阀
、
钻井液固控装置
、
泥浆池
、
钻井泵
、
钻井液泵入流量计
、
钻井液泵入压力表
、
四号平板阀，所述钻杆旋塞阀和四号平板阀连接的管路均连通至双层管顶端的顶驱适配器内
。3.
如权利要求2所述的钻井井控系统，其特征在于，所述钻杆旋塞阀后端的管路与钻井液泵入压力表后端的管路间设置有第一管路，所述第一管路上设置有二号平板阀；所述一号平板阀后端的管路与四号平板阀后端的管路上设置有第二管路，所述第二管路上设置有三号平板阀
。4.
如权利要求3所述的钻井井控系统，其特征在于，所述双层管下部插入至套管内，双层管内设置有井下举升助排机构
、
单向止回阀以及连通套管的环形单向阀，所述套管顶端设置有地面防喷器组
。5.
如权利要求4所述的钻井井控系统，其特征在于，所述大环空补液系统包括依次通过管路连接的补液系统压力表
、
五号平板阀
、
一号单向阀
、
补液系统一号流量计
、
补液泵
、
补液罐
、
补液系统节流阀
、
二号单向阀
、
补液系统二号流量计，所述补液系统压力表连接的管路连接至套管内，所述补液系统二号流量计连接的管路连接至五号平板阀和一号单向阀之间的管路
。6.
如权利要求5所述的钻井井控系统，其特征在于，所述控制终端实时获取钻井液泵入流量计
、
钻井液泵入压力表
、
钻井液返出流量计
、
钻井液返出压力表
、
补液系统压力表
、
补液系统一号流量计和补液系统二号流量计的数据
。7.
如权利要求5所述的钻井井控系统，其特征在于，所述控制终端经过钻井液泵入流量及返出流量的对比分析，判断井下工况：当泵入钻井液流量等于泵出钻井液流量时，属于正常钻井工况；当泵入钻井液流量小于泵出钻井液流量时，井下出现溢流工况，需进行井底降压调控或采取压井
、
关井措施；当泵入钻井液流量大于泵出钻井液流量时，井下出现井漏工况，需进行井底升压调控
。8.
如权利要求5所述的钻井井控系统，其特征在于，所述控制终端根据井下工况控制钻井液返出节流阀
、
补液系统节流阀的开度，控制钻井泵
、
补液泵
、
一号平板阀
、
二号平板阀
、
三号平板阀
、
四号平板阀
、
五号平板阀的开启和关闭
。9.
如权利要求5所述的钻井井控系统，其特征在于，所述正循环钻井工况包括以下步骤：步骤
S11、
关闭二号平板阀和三号平板阀；步骤
S12、
打开一号平板阀和四号平板阀；步骤
S13、
打开钻井泵；
步骤
S14、
开始正循环钻井
。10.
如权利要求5所述的钻井井控系统，其特征在于，所述反循环钻井工况包括以下步骤：步骤
S21、
关闭一号平板阀和四号平板阀；步骤
S22、
打开二号平板阀和三号平板阀；步骤
S23、
打开钻井泵；步骤
S24、
开始反循环钻井
。11.
如权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘天宇，范黎明，李枝林，邓虎，张林，王磊，魏强，朱丽华，邓玉涵，周京吾，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：