專利名稱：雙管柱鉆井系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種用于勘探和生產(chǎn)油、天然氣、煤層甲烷氣、甲烷水合物以及類似物質(zhì)的鉆井方法和組件。尤其是，本發(fā)明涉及一種用于反循環(huán)鉆井的雙管柱，或者雙壁管柱鉆井方法和裝置。
背景技術(shù)：
常規(guī)的鉆井通常使用具有鉆頭并在其一端相連的單壁接頭鉆桿。泵送的加重鉆井泥漿或流體穿過旋轉(zhuǎn)的鉆桿來驅(qū)動鉆頭鉆一井眼。鉆屑和排出的鉆井泥漿和鉆井液通過使用泥漿、流體、氣體或者每一組分的各種組合從鉆桿和地層之間的環(huán)空中上返至地面，以產(chǎn)生足夠的壓力將鉆屑攜出井眼。壓縮空氣同樣能夠用來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)鉆頭或者氣錘。
然而，為了將鉆屑攜出井眼，液柱的靜壓頭通常超過了所鉆地層的壓力。從而，鉆井泥漿或鉆井液可能侵入地層，對地層產(chǎn)生嚴(yán)重的傷害，最終導(dǎo)致產(chǎn)量的損失。此外，鉆屑本身由于持續(xù)與地層接觸，其也能對地層造成傷害。使用旋轉(zhuǎn)鉆頭或氣錘的空氣鉆井由于超出了地層壓力或迫使鉆屑進入地層也能對地層造成傷害。
已經(jīng)發(fā)展了使用不加重的泥漿或者鉆井液系統(tǒng)的欠平衡鉆井技術(shù)，以減小由液柱的靜壓頭所產(chǎn)生的地層傷害的危險。因此，鉆屑在流體靜壓頭沒有超過所鉆地層的壓力的情況下被排出，從而對地層產(chǎn)生較小的傷害。欠平衡鉆井技術(shù)通常使用液體和氣體的混合液流作為鉆井液，所述氣體為，如氮氣或二氧化碳氣體。
然而，即使使用欠平衡鉆井技術(shù)，仍然存?zhèn)Φ貙拥目赡苄?。鉆井液和鉆屑仍然通過鉆桿和地層之間的環(huán)空返回地面。因此，由于鉆屑和鉆井液與地層的持續(xù)接觸，仍然會對地層造成一些傷害。并且，對于低產(chǎn)量或中等產(chǎn)量的井來說，欠平衡鉆井是非常昂貴的。
對于勘探和生產(chǎn)非常規(guī)的石油儲層，地層傷害正在成為一個嚴(yán)重的問題。例如，常規(guī)的天然氣儲層為具有較高地層壓力的彈性驅(qū)儲層。非常規(guī)天然氣地層，比如低滲或者“致密”油藏中的天然氣、煤層甲烷氣，以及頁巖氣，不是彈性驅(qū)聚集，從而具有較低的壓力。因此，當(dāng)使用常規(guī)的油氣鉆井技術(shù)時，這樣的地層更易于受到傷害。
本發(fā)明通過使用一雙管柱鉆井系統(tǒng)減小了通常使用氣體鉆井、泥漿鉆井、液體鉆井和欠平衡鉆井所產(chǎn)生的壓力值，從而大大減小了地層傷害。
發(fā)明概述本發(fā)明以較小的傷害、安全和經(jīng)濟的方式鉆開油氣地層。本發(fā)明特別是在現(xiàn)有的欠平衡鉆井技術(shù)可能非常昂貴或者流體可能損傷地層的低壓油氣層效果很好。
除了實際消除了對地層的鉆井傷害之外，本發(fā)明還具有許多超過常規(guī)鉆井技術(shù)的優(yōu)點。本發(fā)明減少了鉆屑在井眼底部的聚集；能夠容易地識別含氣層；以及在鉆井期間對地層沒有明顯傷害的情況下很容易地識別淺氣井中的多層氣體。最后，由于三個循環(huán)環(huán)空的使用，大大減小了同心鉆柱被卡的概率。
本發(fā)明能夠用于鉆一完整的井，或者結(jié)合常規(guī)鉆井技術(shù)使用。例如，含油氣地層的頂部首先使用常規(guī)的鉆桿進行鉆井，然后將所述鉆桿從井筒中起出并將井筒套管用水泥加固在合適的位置。井筒的其它部分則使用本發(fā)明的雙管柱鉆井系統(tǒng)進行鉆井。
這里提供了一種在油氣地層中鉆一井眼的方法，包括如下步驟·設(shè)置一具有一內(nèi)管的同心鉆柱，所述內(nèi)管具有一內(nèi)壁和一外壁并位于具有一內(nèi)壁和一外壁的外管內(nèi)部，所述內(nèi)管的外壁和所述外管的內(nèi)壁在兩管之間限定了一環(huán)空；·在同心鉆柱的底端連接一鉆井裝置；·通過其中一個所述環(huán)空或內(nèi)管輸送鉆井介質(zhì)，以驅(qū)動鉆井裝置鉆一井眼，以及通過所述的其他環(huán)空或者內(nèi)管抽出所述鉆井介質(zhì)從而排出所述鉆井介質(zhì)。
在一優(yōu)選實施例中，通過環(huán)空輸送鉆井介質(zhì)并通過內(nèi)管排出鉆井介質(zhì)。所有鉆屑、鉆井介質(zhì)和油氣同樣也通過內(nèi)管排出。
在另一優(yōu)選實施例中，通過內(nèi)管輸送鉆井介質(zhì)并通過環(huán)空排出鉆井介質(zhì)。鉆屑、鉆井介質(zhì)和油氣同樣也通過環(huán)空排出。
用于鉆一井眼的方法還包括在鉆井裝置附近設(shè)置一井下流動控制裝置，以在有需要時防止油氣從內(nèi)管或環(huán)空，或內(nèi)管和環(huán)空流向地面。通常，當(dāng)增加同心鉆柱的節(jié)數(shù)或者去掉同心鉆柱的節(jié)數(shù)時，流動控制裝置將切斷流出內(nèi)管和環(huán)空的流動。
在另一優(yōu)選實施例中，用于鉆一井眼的方法還包括設(shè)置一地面流動控制裝置，以防止油氣從外管的外壁與井壁之間的空間流出。這在增加或去掉同心鉆柱的節(jié)數(shù)時也是很重要的。
在一優(yōu)選實施例中，鉆井裝置為一旋轉(zhuǎn)鉆頭或者往復(fù)式氣錘，鉆井介質(zhì)為壓縮空氣。在另一優(yōu)選實施例中，鉆井裝置為一旋轉(zhuǎn)鉆頭，其使用轉(zhuǎn)盤或頂部驅(qū)動鉆井系統(tǒng)。鉆井介質(zhì)為鉆井泥漿、鉆井液、氣體以及它們之間的各種組合物。
本發(fā)明還包括一種用于在含油氣地層鉆一井眼的裝置，其包括·具有包括內(nèi)壁和外壁的內(nèi)管和包括內(nèi)壁和外壁的外管的同心鉆柱，所述內(nèi)管的外壁和所述外管的內(nèi)壁在兩管之間限定了一環(huán)空；·一在同心鉆柱底端的鉆井裝置；·用于通過其中一個所述環(huán)空或內(nèi)管輸送鉆井介質(zhì)的鉆井介質(zhì)輸送裝置，以驅(qū)動鉆井裝置鉆一井眼，以及通過所述的其他環(huán)空或者內(nèi)管排出所述鉆井介質(zhì)。
所述的鉆井介質(zhì)可以為空氣、鉆井泥漿、鉆井液、氣體以及它們之間的各種組合物。
在一個優(yōu)選實施例中，所述裝置還包括一設(shè)置在鉆井裝置附近的井下流動控制裝置，以防止油氣從內(nèi)管或環(huán)空，或內(nèi)管和環(huán)空流向地面。
在另一優(yōu)選實施例中，所述裝置還包括一用于防止油氣從外管的外壁與井壁之間的空間流出的地面流動控制裝置。


圖1為同心鉆柱的部分垂直剖面示意圖；圖2為同心鉆柱及其連接在其上的鉆井裝置的垂直剖面圖；
圖3為示出了處于鉆井作業(yè)時本發(fā)明所述裝置和方法的局部剖視圖的全視圖；圖4為地面流動控制裝置的透視圖；圖5為井下流動控制裝置實施例的垂直剖視圖；圖6a和圖6b為處于打開狀態(tài)的井下流動控制裝置實施例的，尤其是其頂部和底部的垂直視圖；圖7a和圖7b為處于關(guān)閉狀態(tài)的圖6a和圖6b所示的井下流動控制裝置的，尤其是其頂部和底部的垂直剖視圖；圖8為處于打開狀態(tài)的圖6a和圖6b所示的井下流動控制裝置的多個貫穿流動的槽的透視圖；圖9為處于關(guān)閉狀態(tài)的圖7a和圖7b所示的井下流動控制裝置的多個貫穿流動的槽的透視圖。
優(yōu)選實施例的描述裝置和該裝置的操作方法在這里作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行描述，該發(fā)明能夠在油氣地層中鉆一井眼。從這些優(yōu)選實施例中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，這一反循環(huán)鉆井工藝是怎樣安全地應(yīng)用在石油和天然氣工業(yè)中的。
圖1為同心鉆柱4的一部分的垂直剖面圖。同心鉆柱4包括一具有內(nèi)壁8和外壁10的內(nèi)管6，以及一具有內(nèi)壁14和外壁16的外管12。內(nèi)管6和外管12的直徑可以改變，在本發(fā)明的一個實施例中，外管12的外徑為4英寸，內(nèi)管6的外徑為2英寸。各節(jié)同心鉆柱4通過諸如螺紋裝置的裝置一節(jié)接一節(jié)的連接起來，從而形成連續(xù)的鉆柱。
同心鉆柱環(huán)空20形成于內(nèi)管6的外壁10和外管12的內(nèi)壁14之間。鉆井介質(zhì)76通過同心鉆柱環(huán)空20向下泵入，并經(jīng)內(nèi)管排出，其中所述鉆井介質(zhì)可以為，例如鉆井泥漿、鉆井液、壓縮空氣或者為鉆井泥漿、鉆井液和氣體的混合物，其中所述氣體為，例如氮氣和二氧化碳氣。鉆屑38可以隨著排出的鉆井介質(zhì)104一起由內(nèi)管排出。
圖2為同心鉆柱4底部的垂直剖面圖，其中示出了通過螺紋裝置42連接到同心鉆柱4的鉆井裝置2。該實施例所示的鉆井裝置2為由壓縮空氣36所驅(qū)動并在同心鉆柱環(huán)空20內(nèi)向下運動的的往復(fù)式鉆巖機。所述往復(fù)式鉆巖機包括摩擦鉆頭22。摩擦鉆頭22連接到在活塞筒26內(nèi)移動的往復(fù)式活塞24。設(shè)置在往復(fù)式活塞24和內(nèi)管之間的文式管34引導(dǎo)著排出空氣從往復(fù)式活塞進入內(nèi)管6，并對其加速。壓縮空氣36具有足夠的速度以聚集所有巖屑并通過內(nèi)管6將其攜帶到井筒外面。
管套(shroud)28位于活塞筒26和地層30之間，并與內(nèi)井壁32相對密封和摩擦結(jié)合。管套28防止壓縮空氣36和鉆屑漏入同心鉆柱4的外管12的外壁16與內(nèi)井壁32之間的地層環(huán)空40。
在本發(fā)明的另一個實施例中，壓縮空氣向下泵入內(nèi)管6，鉆屑和排出的壓縮空氣通過同心鉆柱環(huán)空20被攜帶至地面。
本發(fā)明的反循環(huán)鉆井也可以使用鉆井泥漿或者鉆井液和氣體來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)鉆頭在井眼內(nèi)切削巖石。大功率的泥漿泵將泥漿或鉆井液向下送入同心鉆柱環(huán)空20。鉆屑、鉆井泥漿和鉆井液向上運行穿過內(nèi)管6到達井眼外面，在此，它們進入泥漿罐或者泥漿池。在另一實施例中，鉆井泥漿或者鉆井液被向下泵送入內(nèi)管6，鉆井泥漿或者鉆井液和鉆屑向上運行穿過同心鉆柱環(huán)空20到達井筒外面。
圖3示出了用于使用同心鉆柱方法安全地鉆天然氣井或者任何油氣井的本發(fā)明所述方法和裝置和優(yōu)選實施例。鉆機46包括將壓縮空氣向下泵入同心鉆柱4的同心鉆柱環(huán)空20的空氣壓縮機48。鉆井裝置包括氣錘50，其按照上述的方法進行驅(qū)動以在井眼52內(nèi)切削巖石。當(dāng)氣錘50在井眼52內(nèi)切削巖石時，排出的壓縮空氣、鉆屑和油氣儲層的油氣被向上攜帶至如圖1和圖2所示的內(nèi)管6中。循環(huán)排出管線54將排出的壓縮空氣、鉆屑和由井眼生產(chǎn)的油氣輸送至管線56。一吸入式壓縮機(未示出)吊掛在井眼外面，用來協(xié)助舉升內(nèi)管內(nèi)向上流動的鉆井介質(zhì)、鉆屑和油氣。
鉆屑在泥漿池58內(nèi)沉積。來自管線56的油氣利用丙烷噴燈62使其通過火炬煙囪燃燒后進入大氣層。丙烷噴燈62在鉆井操作期間始終點燃，以確保所有的油氣遠離鉆臺64至少100英尺遠。
地面流動控制裝置或者地面環(huán)狀防噴器66用來防止油氣在諸如將同心鉆柱下入或起出井眼的特定操作期間從內(nèi)井壁與同心鉆柱的外管之間的地層環(huán)空內(nèi)泄漏。合適的地面環(huán)狀防噴器66的示例在圖4中示出。其他類型可以使用的地面環(huán)狀防噴器在專利號為5044602、5333832以及5617917的美國專利中公開，這里一并作為參考。
可優(yōu)選的是，地面環(huán)狀防噴器包括由氯丁合成橡膠或者其他合適材料制成的環(huán)狀橡膠密封部件(未示出)，其能使地面環(huán)狀防噴器在用作井下工具的物體周圍形成密封，所述井下工具例如為鉆桿、氣錘、鉆頭以及其他鉆井和測井工具。
然而，地面環(huán)狀防噴器66不能用于控制同心鉆柱4內(nèi)向上流動的油氣。因此，一第二井下流動控制裝置或者防噴器68用于防止油氣涌出內(nèi)管6或者同心鉆柱環(huán)空20。例如，當(dāng)同心鉆柱4從井眼中起出時，井下流動控制裝置68可以處于關(guān)閉狀態(tài)，以確保最大程度的安全。這使得能夠安全地從井眼中取出各節(jié)同心鉆柱，而不會使油氣出現(xiàn)在鉆臺64上。井下流動控制裝置68優(yōu)選連接在或者接近鉆井裝置，以達到最高地效率。
井下流動控制裝置68地一個實施例在圖5中被詳細示出。此圖示出了處于打開狀態(tài)的井下流動控制裝置68，在這一狀態(tài)下，鉆井介質(zhì)76能夠向下流入同心鉆柱環(huán)空20并與流道78連通。鉆井介質(zhì)76能夠連續(xù)的流過流動控制裝置68，并與氣錘連通以及向氣錘提供動力。排出的壓縮空氣、鉆屑和油氣從能夠自由的從氣錘的反循環(huán)向上流入流道80。之后，排出的壓縮空氣、鉆屑和油氣穿過孔眼82，該孔眼用于連通貫穿流道84的內(nèi)管6。
當(dāng)需要的時候，通過相對于外管12向下軸向移動內(nèi)管6，或者，相對于內(nèi)管6反向向上移動外管12來關(guān)閉流道78和80。內(nèi)管6能夠相對于外管12被鎖定到合適的位置。表面88上的摩擦環(huán)86與表面92上的凹槽90對齊，以在通過方向移動來再次打開之前將內(nèi)管6和外管12鎖定在一起。當(dāng)處于關(guān)閉狀態(tài)時，迫使表面92緊靠表面88，以關(guān)閉流道80。類似的是，迫使表面94緊靠表面96，以密封流道78。在兩根管柱之間施加軸向拉力使程序反轉(zhuǎn)，使流動穿過流道78和80。
流動控制裝置68的一個可選擇的特征用于提供一組偏置孔(offsetting port)98和100，所述偏置孔在井下流動控制裝置處于打開狀態(tài)時進行偏置，并在井流動控制裝置處于關(guān)閉狀態(tài)時對齊。一組所述偏置孔98和100的對齊能在流道78和流道80之間提供直流道。這一特征使得穿過內(nèi)管6和同心鉆柱環(huán)空20進行連續(xù)循環(huán)，以在井下流動控制裝置68處于關(guān)閉狀態(tài)期間實現(xiàn)從同心鉆柱連續(xù)清除巖屑的目的。
值得注意的是，井下流動控制裝置68已經(jīng)在空氣鉆井的范圍內(nèi)進行了描述，這一井下流動控制裝置同樣能夠在使用鉆井泥漿、鉆井液、氣體或三者的各種混合物時被使用。然而，當(dāng)所用的鉆井介質(zhì)為鉆井泥漿或者鉆井液時，使用一備用的井下流動控制裝置，其僅切斷穿過內(nèi)管6的流動。這是因為油氣不可能從同心鉆柱環(huán)空20內(nèi)的鉆井泥漿或鉆井液中竄出。這樣一種井下流動控制裝置的實施例在圖6a和圖6b，圖7a和圖7b中，圖8和圖9中示出。這一流動控制裝置還在申請?zhí)枮?0/321087的美國專利申請中進行了更為詳細的描述，這里一并作為參考。
圖6a和圖6b示出了處于打開狀態(tài)的井下流動控制裝置680，其中，排出的壓縮空氣、鉆井泥漿或鉆井液、鉆屑和油氣能夠自由地向上穿過與其連接的同心鉆柱并到達井眼外面。圖7a和圖7b示出了處于關(guān)閉狀態(tài)的井下流動控制裝置680，同心鉆柱必須被穩(wěn)固的安放在井眼底部。整個同心鉆柱向左旋轉(zhuǎn)四分之三圈。向左的機械旋轉(zhuǎn)關(guān)閉了一組穿過圖8所示的處于打開狀態(tài)的貫穿流動的槽102。井下流動控制裝置680的關(guān)閉狀態(tài)在圖9中示出，其中一組貫穿流動的槽102處于關(guān)閉狀態(tài)。
為了打開所述的井下流動控制裝置680，井下流動控制裝置680被穩(wěn)固的安置在井眼底部，并且整個同心鉆柱680向右反向旋轉(zhuǎn)四分之三圈。這將恢復(fù)所述多個貫穿流動的槽102，以使其處于打開狀態(tài)。
在鉆井作業(yè)期間，經(jīng)常發(fā)生井涌或者在井眼中發(fā)生超壓情況。如果發(fā)生這一情況，地面環(huán)狀防噴器66和井下流動控制裝置68都會進入關(guān)閉狀態(tài)。分流管線70和節(jié)流管匯系統(tǒng)72用于減小井眼內(nèi)的壓力。如果不能減小井眼內(nèi)的壓力，之后，鉆井泥漿或者鉆井液就會被向下泵入到壓井管線74，以重新對井眼進行控制。
雖然根據(jù)本發(fā)明的各種實施例已經(jīng)示出和進行了描述，可以理解，同樣不會限制于此，但是對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來書，容易對其作出各種改變和修改，因此，本發(fā)明并不局限于這里詳細示出和描述的內(nèi)容，而是旨在含蓋所有這樣包含在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于在含油氣地層中鉆一井眼的方法，包括如下步驟設(shè)置一具有一內(nèi)管的同心鉆柱，所述內(nèi)管具有一內(nèi)壁和一外壁并位于具有一內(nèi)壁和一外壁的外管內(nèi)部，所述內(nèi)管的外壁和所述外管的內(nèi)壁在兩管之間限定了一環(huán)空；在同心鉆柱的底端連接一鉆井裝置；以及通過其中一個所述環(huán)空或內(nèi)管輸送鉆井介質(zhì)，以驅(qū)動鉆井裝置鉆一井眼，并通過所述的其他環(huán)空或者內(nèi)管抽出所述鉆井介質(zhì)從而排出所述鉆井介質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的鉆井介質(zhì)通過所述環(huán)空進行輸送并通過所述內(nèi)管排出。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的鉆井介質(zhì)通過所述內(nèi)管進行輸送并通過所述環(huán)空排出。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的鉆屑與鉆井介質(zhì)一起排出。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其還包括在鉆井裝置上或者附近設(shè)置一用于防止油氣從內(nèi)管或環(huán)空，或內(nèi)管和環(huán)空流向地面的井下流動控制裝置。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其還包括在地面井筒上或附近設(shè)置一用于防止油氣從外管的外壁與井壁之間的空間流出地面的流動控制裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述的地面流動控制裝置還包括一排出裝置，所述方法還包括通過所述的排出裝置將鉆井介質(zhì)和鉆屑從所述井筒排出。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述的排出裝置還包括一用于燃燒產(chǎn)自井眼的油氣的燃燒裝置。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的鉆井介質(zhì)包括空氣，其中所述的鉆井裝置包括一往復(fù)式氣錘。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的鉆井介質(zhì)包括空氣，其中所述的鉆井裝置包括一使用轉(zhuǎn)盤或頂部驅(qū)動鉆井系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)鉆頭。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的鉆井介質(zhì)從包含鉆井泥漿、鉆井液以及鉆井液和氣體的混合物中的組中進行選擇，所述的鉆井裝置包括一鉆頭和一轉(zhuǎn)盤或頂部驅(qū)動鉆井系統(tǒng)。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，所述的同心鉆柱還包括一文式管，所述方法還包括通過文式管對所述鉆井介質(zhì)進行加速，以有助于從同心鉆柱中排出所述鉆井介質(zhì)。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其還包括在外管的外壁和井壁之間設(shè)置一用于防止同心鉆柱外的鉆井介質(zhì)泄漏的管套。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其還包括在外管的外壁和井壁之間設(shè)置一用于防止鉆井介質(zhì)泄入地層的管套。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其還包括設(shè)置一用于通過所述環(huán)空或內(nèi)管排出所述鉆井介質(zhì)的吸入式壓縮機，。
16.一種用于在含油氣地層鉆一井眼的裝置，其包括具有內(nèi)管的同心鉆柱，所述內(nèi)管具有內(nèi)壁和外壁并位于具有內(nèi)壁和外壁的外管內(nèi)部，所述內(nèi)管的外壁和所述外管的內(nèi)壁在兩管之間限定了一環(huán)空；一在同心鉆柱底端的鉆井裝置；以及用于通過其中一個所述環(huán)空或內(nèi)管輸送鉆井介質(zhì)的鉆井介質(zhì)輸送裝置，以驅(qū)動鉆井裝置鉆一井眼，以及通過所述的其他環(huán)空或者內(nèi)管抽汲鉆井介質(zhì)從而排出所述鉆井介質(zhì)。
17.如權(quán)利要求16所述裝置，其還包括一位于鉆井裝置上或者附近，用于防止油氣從內(nèi)管或環(huán)空，或內(nèi)管和環(huán)空流向地面的井下流動控制裝置。
18.如權(quán)利要求16所述裝置，其還包括一位于地面井筒上或附近用于防止油氣從外管的外壁與井壁之間的空間流出的地面流動控制裝置，。
19.如權(quán)利要求18所述裝置，其還包括一連接到地面流動控制裝置的排出裝置，所述的排出裝置用于將鉆井介質(zhì)和鉆屑從所述井筒排出。
20.如權(quán)利要求19所述裝置，其還包括一連接到所述排出裝置并用于燃燒產(chǎn)自井眼的油氣的燃燒裝置。
21.如權(quán)利要求16所述裝置，其中所述的鉆井介質(zhì)包括空氣，鉆井裝置包括一往復(fù)式氣錘。
22.如權(quán)利要求16所述裝置，其中所述的鉆井介質(zhì)包括空氣，鉆井裝置包括一使用轉(zhuǎn)盤或頂部驅(qū)動鉆井系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)鉆頭。
23.如權(quán)利要求16所述裝置，其中所述的鉆井介質(zhì)從包含鉆井泥漿、鉆井液以及鉆井液和氣體的混合物中的組中進行選擇，所述的鉆井裝置包括一鉆頭和一轉(zhuǎn)盤或頂部驅(qū)動鉆井系統(tǒng)。
24.如權(quán)利要求16所述裝置，所述的同心鉆柱還包括一對所述鉆井介質(zhì)進行加速以有助于從同心鉆柱中排出所述鉆井介質(zhì)的文式管。
25.如權(quán)利要求16所述裝置，其還包括一設(shè)置在外管的外壁和井壁之間用于防止同心鉆柱外的鉆井介質(zhì)泄入地層的管套。
26.如權(quán)利要求16所述裝置，其還包括一設(shè)置在井眼頂部上或附近用于通過所述環(huán)空或內(nèi)管排出所述鉆井介質(zhì)的吸入式壓縮機。
全文摘要
一種使用同心鉆柱(4)在含油氣地層鉆一井眼的方法和裝置，該同心鉆柱具有一內(nèi)管(6)和外管(12)，所述內(nèi)管和外管在兩管之間限定了一環(huán)空。諸如氣錘或旋轉(zhuǎn)鉆頭的鉆井裝置和驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)置在同心鉆柱的底端，鉆井介質(zhì)(76)通過環(huán)空進行輸送，以驅(qū)動鉆井裝置鉆一井眼。鉆井介質(zhì)、鉆屑和油氣通過由其它環(huán)空或內(nèi)管將其從井眼中排出。
文檔編號E21B17/18GK1636106SQ03804282
公開日2005年7月6日 申請日期2003年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月17日
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