專利名稱：用于截斷和轉(zhuǎn)向液體循環(huán)流的設(shè)備的制作方法
用于截斷和轉(zhuǎn)向液體循環(huán)流的設(shè)備
本發(fā)明涉及用于截斷和轉(zhuǎn)向液體循環(huán)流的設(shè)備以及相關(guān)的截斷和 轉(zhuǎn)向方法。
在插入新的鉆柱期間，這種設(shè)備可以用來發(fā)揮為安全的目的將泥
漿流朝向稱為E-CD的裝置(如本申請人的專利申請 IT-MI2005A001108中所述)轉(zhuǎn)向的功能，而不會影響鉆井承包商的 鉆井用泥漿泵管匯，因此保持其功能特性的完好無損(其不會磨損， 不會改變)。
從超過一個世紀前稱為"旋轉(zhuǎn)鉆井"的鉆井開始，就已經(jīng)存在每 當需要為鉆桿組增加新的鉆桿用于鉆井時就要中斷泵送過程的問題， 所述旋轉(zhuǎn)鉆井已經(jīng)取代了那時用到的稱為"沖擊"的在先技術(shù)，引入 了使用鉆桿將旋轉(zhuǎn)運動傳遞至鉆頭(與通過同一鉆桿"組"將流體泵 入井中相關(guān)聯(lián))的新型原理。
在給鉆桿組增加新的單個元件之后，從將流體泵入井中被中斷的 時刻到重新開始泵入井中的時刻確定的這個過渡時間總是被認為是危 險時間段。這個危險時間段一直保持到重新建立在將流體泵入井中被 中斷之前的時刻存在的狀況。
在鉆桿組中的元件的插入和連接或斷開過程中，由傳統(tǒng)的中斷流 體在井中的循環(huán)所導致的一些不期望的影響羅列如下
.缺乏由循環(huán)在井中引起的動態(tài)壓力，并且其結(jié)果導致傳統(tǒng)地限 定的ECD (當量循環(huán)密度)減??；
在井底部引起的動態(tài)壓力被消除，促使流體層可能進入井中(井
涌)；
在使用傳統(tǒng)方法添加鉆桿之后，當重新開始循環(huán)時，較強吸收 的地層可能產(chǎn)生麻煩的過載，或者在較弱的地層中可能產(chǎn)生潛在的循 環(huán)損失； 在高的豎井中，鉆屑無障礙的和快速的下落可能導致鉆桿組出
現(xiàn)"機械阻塞"狀況(BHA);
在井具有大傾角的情況下，在延伸井中和在具有水平延伸的井 中，鉆屑有足夠的時間沉積在井眼的下部上；
在插入新的鉆桿之后，在重新開始鉆井時，鉆頭在能夠再次到 達新的地層之前"被迫"對井底處沉積鉆屑的層重新進行打孔。
如上所述，在專利申請IT-MI2005A001108中，本申請人要求保 護一種稱為E-CD的裝置，在所有實現(xiàn)將新的"單個元件"添加至鉆 桿組所必需的操作步驟期間，該裝置允許泵送保持持續(xù)的活動，并由 此允許井中的流體循環(huán)保持持續(xù)的活動，由此允許鉆井作用到更深的 深度。
通過采用相同的程序，可以實現(xiàn)相反的過程，允許取出鉆頭而不 中斷將流體泵送到井中。
從該裝置提供的這個操作時機獲得的關(guān)鍵結(jié)果在于消除(或排除)
下面對上述專利申請IT-MI2005A001108中所述的插入新的鉆柱 的E-CD裝置和方法進行說明。
用于插入新的鉆柱的裝置基本上由為管道形式的短本體(C)構(gòu) 成，該短本體(C)的端部具有適合于檸入到鉆桿上的部件，兩個閥 容納在所述短本體中，其中一個閥(A)與所述短本體成徑向，可以 借助適配器從外部截斷該閥(A)，該閥(A)裝備有合適的優(yōu)選地加 壓密封的安全頂部，另一個閥(B)與所述本體成軸向。
由此，閥系統(tǒng)允許在任何希望的時刻沿著下降流體的兩個方向(徑 向和軸向)與通過鉆桿組泵入井中的流體直接接觸。
裝置的短本體的長度范圍優(yōu)選地為50至100cm。
可以借助合適的適配器(例如快速連接器)從外部截斷與鉆桿組 成徑向的閥(A)，該閥(A)又與柔性管道結(jié)合，該柔性管道的功能 是將所述裝置與鉆井設(shè)備自身的鉆井泵送系統(tǒng)("鉆井用泥漿泵管匯") 相互連接。因而，與鉆桿組成軸向并且對所承受的壓力具有"雙向反應(yīng)靈敏
度"特性(因此對泵送到井中的鉆井液的流動狀態(tài)是敏感的)的閥(B ) 相對于流體依次定向地關(guān)閉和打開。
徑向閥(A)和軸向閥(B)兩者都優(yōu)選地為蝶閥，更優(yōu)選地釆用 彈簧預(yù)加載，當待用時關(guān)閉。
簡言之，在所有實現(xiàn)將新的"單個鉆桿元件"(或鉆桿系列)添 加至鉆桿組所必需的操作步驟期間，上述容納在短本體中的兩個閥的 結(jié)構(gòu)允許鉆井液易于保持不被中斷地流向井，由此允許鉆井作用到更 深的深度。
除了概念上和結(jié)構(gòu)上的簡化之外，上述裝置的內(nèi)在優(yōu)點之一在于， 其能夠即刻用于任何鉆井設(shè)備，而不需要對設(shè)備自身的液壓回路進行 大的改動，或者不存在與將工具插入到鉆桿組中的"豎直空間性"相 關(guān)的問題。
所述裝置可以用在世界上已有的任何類型的陸上和海上鉆井設(shè)備 中-沒有例外-無論該設(shè)備是極端陳舊的還是完全現(xiàn)代化的，無論該設(shè) 備裝備有傳統(tǒng)的"轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)，，還是更加現(xiàn)代的"頂部驅(qū)動系統(tǒng)"。
通過選用質(zhì)量較好的單個元件來組裝期望的組件，顯然可以獲得 較高的操作壓力。
從不中斷循環(huán)的事實中獲得了大量的優(yōu)點，并且這些優(yōu)點還可以 隨著程序所應(yīng)用的井的類型而變化。
在任何情況下，對所有類型的井共有的優(yōu)點為在井眼的壁上和井 底處獲得的恒定壓力狀態(tài)，這提供了有價值的內(nèi)在安全性。
讓我們具體對高壓和高溫井(HPHT)進行分析檢驗。
在這種類型的井中，接近礦化巖石(油層)的被穿透地層的壓裂 梯度通常接近孔隙梯度的值。為此，必須強制對ECD(當量循環(huán)密度) 進行小心的控制，以便避免循環(huán)損失和地層自身的結(jié)構(gòu)弱化。
在循環(huán)中斷(實現(xiàn)傳統(tǒng)連接所必需的)期間，ECD4皮消除，為狀 態(tài)流體不希望地進入井中(流入)創(chuàng)造理想的條件。
該流入可直接來自于油層(主要是多孔性)或來自于引起的微裂縫；在任何情況下，觀察到這種現(xiàn)象(和對新的連接所需的狀況進行 識別)意味著操作時間的浪費，并且由此導致非生產(chǎn)時間的浪費。
相反，借助上述裝置的"不中斷循環(huán)"確保了不受干擾的動態(tài)狀 況，允許新的鉆桿安全且立即的插入，而沒有任何時間的損失。
讓我們具體對限定為欠平衡/接近平衡鉆井(UBD)的鉆井應(yīng)用進 行分析檢驗。
對于欠平衡鉆井(UBD)及其衍生，至關(guān)重要的是要保持分布在 井眼的壁上和井底上的壓力狀態(tài)的穩(wěn)定的和受控制的狀況。
失去這種狀況可能危及UBD鉆井上游至此已經(jīng)實現(xiàn)的部分。給 鉆桿組添加鉆桿是特別危險的時刻；只要危險方面一出現(xiàn)，上述裝置 的使用就消除所有的危險方面，因為其總是確保不受干擾的動態(tài)狀況， 允許新的鉆桿安全且立即的插入，而沒有任何時間的損失。確保在井 眼的壁上和井底處維持穩(wěn)定的和恒定的壓力狀態(tài)避免了氣墊和鉆屑 "包"的堆積，而消除所述堆積并且在循環(huán)中斷之前重新建立穩(wěn)定狀 況是需要花費非操作時間的。在這個過程運行中的錯誤會導致妨礙整 個UBD鉆井規(guī)劃，觸發(fā)不期望的意外壓井的風險。
使用所述裝置的替換方案可以是在鉆桿的建造階段直接結(jié)合閥系 統(tǒng)形成該裝置自身；如果有必要的話，這種替換方案允許組合(鉆桿 +裝置)的長度保持等于棵鉆桿的長度。
在任何情況下，裝備有所述裝置的鉆桿的組合長度將在任意長度 的最前面容納所述系統(tǒng)。因此對這種裝置的替換方案可以是鉆桿基本 上由管道構(gòu)成，該管道在其要螺接到其它鉆桿中的端部處具有合適的 螺紋，其中兩個閥容納在所述管道中， 一個閥(A)與所述管道成徑 向，可以借助適配器從外部截斷所述閥(A)，所述閥(A)裝備有合 適的優(yōu)選地加壓密封的安全頂部，另一個閥(B)與所述管道成軸向。
容納在鉆桿中的徑向閥(A)和軸向閥(B)兩者都優(yōu)選地為蝶閥， 更優(yōu)選地采用彈簧預(yù)加載，當待用時關(guān)閉。
用于插入新的鉆柱的方法在于使用上述裝置或上述替換方案的鉆 桿，其中具有徑向閥和軸向閥。更具體地，該方法優(yōu)選地包括以下步驟
借助合適的連接器將短本體或鉆桿的徑向閥(A)從外部截斷， 并且借助合適的部件將其連接至鉆井設(shè)備的泵送系統(tǒng)；
.在鉆桿組中的入口處主動地中斷通過噴頭的一次流體流，由此 流體流僅僅通過徑向閥(A)并且關(guān)閉軸向閥(B);
在短本體或鉆桿上插入新的鉆柱，與另一個容納所述閥的短本 體結(jié)合，或者與包含容納所述閥的鉆桿的新的鉆柱結(jié)合；
重新形成一次流體流，由此打開軸向閥(B)并且關(guān)閉徑向閥 (A);
斷開連接器，釆用安全頂部保護徑向閥(A); 降低鉆桿組。
最后，所述操作步驟的最終結(jié)果允許以全流量獲得在鉆桿組中的 元件(單個鉆桿或長度)插入和連接過程，而不會對連續(xù)性產(chǎn)生任何中斷。
從上述內(nèi)容可見，本專利申請的E-CD裝置包括專利申請 IT-MI2005A001108中要求保護的裝置和鉆桿兩者，其中具有軸向閥 和徑向閥，該裝置和鉆桿形成了供選擇的方案。
為了在使用E-CD裝置期間不損害位于鉆井設(shè)備上的鉆井泵送系 統(tǒng)(鉆井用泥漿泵管匯)的探測閥的功能，現(xiàn)在說明一種新的用于截 斷和轉(zhuǎn)向液體循環(huán)流的設(shè)備，其在更換鉆桿期間執(zhí)行使泥漿流安全地 朝向E-CD閥轉(zhuǎn)向的功能，而不影響鉆井承包商的鉆井用泥漿泵管匯， 由此維持其功能特性完好無損。
本發(fā)明的目的在于提供一種用于截斷和轉(zhuǎn)向液體循環(huán)流的設(shè)備， 稱為"E-C管匯"，由三個流室和一系列閥構(gòu)成，所述室裝備有連接 部件，所述連接部件具有到達管線或供給管線，所述室彼此連通，其 中只有一個室(I)與其它兩個室(II) (III)都連通，借助至少兩個 閥來實現(xiàn)各個所述室之間的連通，其中一個閥是流量閥(Q)，至少 一個閥是平衡閥(E)，各個平衡閥(E)的上游或下游與固定的或可 調(diào)節(jié)的流動阻塞裝置(D)結(jié)合，兩個不連通的室共同具有閥(V)或
10三通閥，或者兩個不連通的室各具有一個單向閥，所述單向閥處于相
反位置，即一個打開時另一個關(guān)閉，反之亦然，所述閥(V)與排出
閥(s)結(jié)合。
所述流動阻塞裝置(D)優(yōu)選地位于所述平衡閥的下游。 所述相對于彼此處于相反位置的單向閥或者所述三通閥(V)可
以選擇性地在下游與所述固定的或可調(diào)節(jié)的流動阻塞裝置(D)結(jié)合。 根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的安裝不需要對鉆井設(shè)備的結(jié)構(gòu)進行改變。該
設(shè)備利用各個鉆并設(shè)備中的壓縮空氣起作用(壓縮空氣觸發(fā)空氣馬達，
空氣馬達接著帶動液壓泵，從而產(chǎn)生壓力下的液壓油流體源，接著觸
發(fā)岡)。
推薦的控制板的使用方便了對形成所要求保護的設(shè)備的各種閥的 控制。
在采用E-CD裝置的操作的末期，移除本發(fā)明所要求保護的設(shè)備， 鉆井設(shè)備結(jié)構(gòu)回復(fù)到其初始狀態(tài)。
在高壓操作情形下，必須要保持鉆井循環(huán)壓力絕對恒定，已經(jīng)設(shè) 想在打開平衡所述室I和II之間的壓力的閥E2之前實施標準結(jié)構(gòu)， 其預(yù)計了用低壓流體填充"頂部驅(qū)動件側(cè)"的可能性。
當給鉆桿組增加新長度鉆桿時，這個功能是重要的，這是因為該 長度在井中探測水平處被"空"螺接在E-CD閥上。壓力平衡(通過 打開閥E2實現(xiàn))之前的填充消除了水擊作用，避免了引入井中的有用 流體流量的減少，減少了給鉆桿組增加新長度鉆桿所需的總時間。
操作閥的液壓活塞接收來自油泵的液壓能量，接著通過每次使用 都被觸發(fā)的壓縮空氣馬達進給。在將來的發(fā)展中，液壓能量可由液壓 蓄能器(氮氣壓力氣缸，在氮氣和液壓油之間具有分隔膜)供給，這 將允許在必須再次充能之前有多次操作。其再次充能將借助諸如當前 使用的泵/壓縮空氣馬達系統(tǒng)來實現(xiàn)。
本發(fā)明的另一個目的涉及一種用于插入鉆井的新鉆柱的方法，其 利用E-CD裝置或基本上由短本體(C)構(gòu)成的裝置，所述短本體(C) 為管道形式或者包含在基本上由管道構(gòu)成的鉆桿中，所述本體或所述管道在端部具有適合于螺接到其它鉆桿上的螺紋，并且所述本體或所
述管道容納有兩個閥，其中一個閥(A)與所述本體或所述管道成徑 向，能夠借助適配器從外部截斷所述閥(A)，所述閥(A)裝備有合 適的安全頂部，另一個閥(B)與所述本體或所述管道成軸向， 其特征在于，該方法還使用上述構(gòu)成本發(fā)明主要目的的設(shè)備。 使用上述設(shè)備的用于插入新鉆柱的方法，包括以下步驟 借助合適的連接器使短本體或鉆桿的徑向閥(A)從外部截斷， 并且借助合適的部件使其連接至鉆井設(shè)備的泵送系統(tǒng)；
.在鉆桿組中的入口處主動地中斷通過噴頭的一次流體流，由此 流體流僅僅通過徑向閥(A)并且關(guān)閉軸向閥(B);
在短本體或鉆桿上插入新的鉆柱，與另一個容納所述閥的短本 體結(jié)合，或者與包含容納所述閥的鉆桿的新的鉆柱結(jié)合；
■重新形成一次流體流，由此打開軸向閥(B)并且關(guān)閉徑向閥 (A);
斷開連接器，采用安全頂部保護徑向閥(A); .降低鉆桿組。
用于截斷和轉(zhuǎn)向來自所述鉆井設(shè)備的泵的流體循環(huán)流(立管管匯 或鉆井用泥漿泵管匯)優(yōu)選地順序執(zhí)行以下步驟
所述流至噴頭(頂部驅(qū)動件)的"標準"循環(huán)進入所述設(shè)備 的室(I)，穿過將所述室(I)和所述室(II)彼此連通的打開的平 衡閥和流量閥，從與通向所述噴頭(頂部驅(qū)動件)的管線連接的所述 室(II)離開，允許所述室(I)和所述室(III)之間連通的閥關(guān)閉， 并且所述室(II)和所述室(III)的所述排出閥(S)關(guān)閉；
.開始所述流至所述噴頭(頂部驅(qū)動件)和所述E-CD裝置的"雙" 循環(huán)進入所述室(I)，穿過將所述室(I)和所述室(II)彼此連 通的打開的平衡閥和流量閥，從與通向所述噴頭(頂部驅(qū)動件)的管 線連接的所述室(II)離開，還穿過將所述室(I)和所述室(III)彼 此連通的打開的平衡閥，從與所述E-CD裝置連接的所述室(III)離 開，允許所述室(I)和所述室(III)之間連通的流量閥關(guān)閉，并且
12所述室(II)和所述室(III)的所述排出閥(S)關(guān)閉；
所述流至所述噴頭(頂部驅(qū)動件)和所述E-CD裝置的過渡"雙" 循環(huán)進入所述室(I)，穿過將所述室(I)和所述室(II)彼此連 通的打開的平衡閥和流量閥，從與通向所述噴頭(頂部驅(qū)動件)的管 線連接的所述室(II)離開，還穿過將所述室(I)和所述室(III)彼 此連通的打開的平衡閥和流量閥，從與所述E-CD裝置連接的所述室 (III)離開，所述室(II)和所述室(III)的所述排出閥(S)關(guān)閉；
所述流僅僅至所述E-CD裝置的循環(huán)進入所述室(I)，穿 過將所述室(I)和所述室(III)彼此連通的打開的平衡閥和流量閥， 從與所述E-CD裝置連接的所述室(III)離開，允許所述室(I)和所 述室(II)之間連通的閥關(guān)閉，并且所述室(II)和所述室(III)的 所述排出閥(S)關(guān)閉；
如前一步驟的所述流僅僅至所述E-CD裝置的循環(huán)，同時通過 打開所述室(II)的所述排出閥(S)實現(xiàn)所述室(II)的降壓；
.開始所述流至所述噴頭(頂部驅(qū)動件)和所述E-CD裝置的"雙" 循環(huán)進入所述室(I)，穿過將所述室(I)和所述室(II)彼此連 通的打開的平衡閥，從與通向所述噴頭(頂部驅(qū)動件)的管線連接的 所述室(II)離開，還穿過將所述室(I)和所述室(III)彼此連通的 打開的平衡閥和流量閥，從與所述E-CD裝置連接的所述室(III)離 開，允許所述室(I)和所述室(III)之間連通的流量閥關(guān)閉，并且 所述室(II)和所述室(III)的所述排出閥(S)關(guān)閉；
.所述流至所述噴頭(頂部驅(qū)動件)和所述E-CD裝置的過渡"雙" 循環(huán)進入所述室(I)，穿過將所述室(I)和所述室(II)彼此連 通的打開的平衡閥和流量閥，從與通向所述噴頭(頂部驅(qū)動件)的管 線連接的所述室(II)離開，還穿過將所述室(I)和所述室(III)彼 此連通的打開的平衡閥和流量閥，從與所述E-CD裝置連接的所述室 (III)離開，并且所述室(II)和所述室(III)的所述排出閥(S) 關(guān)閉；
重新形成所述流至噴頭(頂部驅(qū)動件)的"標準"循環(huán)，同時通過打開所述室(III)的所述排出閥(S)實現(xiàn)所述室(III)的降壓 進入所述設(shè)備的室(I)，穿過將所述室(I)和所述室(II)彼此連 通的打開的平衡閥和流量閥，從與通向所述噴頭(頂部驅(qū)動件)的管 線連接的所述室(II)離開，允許所述室(I)和所述室(III)之間連 通的閥關(guān)閉。
現(xiàn)在借助

圖1、2和3說明在上述專利申請IT-MI2005A001108中 所述的E-CD裝置。
圖1示出了在鉆井階段期間的E-CD裝置，其中僅僅一次流(F) 軸向地穿過所述裝置。
圖2示出了在鉆井階段期間的E-CD裝置，其中一次流(F)被中 斷，而二次流徑向地進入所述裝置。
圖3示出了具有鉆井泵送系統(tǒng)的E-CD裝置的連接系統(tǒng)。
圖1中的裝置具有基本上由管道構(gòu)成的短本體(C),兩個閥容 納在所述管道內(nèi)，其中一個閥(A)與所述短本體成徑向并關(guān)閉，另 一個閥(B)與所述短本體成軸向并打開。
所述裝置與傳統(tǒng)的鉆桿(P)螺接。在圖2和3中，同一裝置的 軸向閥關(guān)閉，而徑向閥打開，借助可為快速連接器的適配器從外部截 斷該徑向閥，該適配器又與柔性管道(F)結(jié)合，該柔性管道的功能 是將所述裝置與鉆井設(shè)備自身的鉆井泵送系統(tǒng)(鉆井用泥漿泵管匯) 相互連接。
為了實現(xiàn)該連接，也就是將單個鉆桿(或鉆桿的整個長度)添加 至鉆桿組，而不會中斷將鉆井液泵送到井中，需要在過程的開始采用 特定的措施來中斷該一次流，同時將一次流替換為由裝置產(chǎn)生的在流 動分離點的下方進入鉆桿組的等效的流。
借助在所述裝置自身內(nèi)部的兩個閥的組合來滿足這種需要，這兩 個閥相對于鉆桿組合適地軸向和徑向定位。
一旦與所述鉆桿組成徑向的閥(A)已經(jīng)從外部被截斷并連接至 柔性管道，并且因此連接至鉆井設(shè)備的整個鉆井泵送系統(tǒng)(鉆井用泥 漿泵管匯)，那么鉆井入口處的鉆井液可以截斷為兩個獨立的和分開的流，其中一個流與所述鉆桿組成軸向，另一個流與所述鉆桿組成徑 向。
通過接下來由關(guān)閉鉆井用泥漿泵管匯上的相應(yīng)閥而獲得的對鉆桿
組入口處的一次流體流的主動中斷，裝置的閥"B"由此關(guān)閉，來自 設(shè)備泵送系統(tǒng)的整個流被迫穿過裝置的閥"A",而沒有來自外部的 任何其它直接干涉。
在方法的這一點，隔離在裝置的軸向閥"B"的上游的壓力可釋 放至大氣壓(例如通過鉆井用泥漿泵管匯的排出閥)，從而獲得安全 地實現(xiàn)單個鉆桿(或鉆桿的整個長度)連接在鉆桿組中所需的狀況。
一旦已經(jīng)實現(xiàn)所述連接，順序相反的重復(fù)將會重新形成朝向主路 徑的流，也就是通過裝置的閥"B"的流。
現(xiàn)在將借助圖4、 5和6說明本發(fā)明的實施例。
圖4示出了稱為E-CD管匯的設(shè)備。
用于截斷和轉(zhuǎn)向液體循環(huán)流的設(shè)備由三個流室(I) 、 ( II)和(III) 以及組裝在滑道上并且液壓致動的一系列閥構(gòu)成。
所述流室裝備有連接部件，所述連接部件具有到達管線(從用于 室(I)的泵)或供給管線(至用于室(II)的頂部驅(qū)動件和用于室(III) 的E-CD裝置)。
所述室彼此連通，但是只有一個室(I)與其它兩個室(II) (III) 都連通借助兩個閥來實現(xiàn)室(I)和(II)之間以及(I)和(III) 之間每個的連通， 一個閥是流量閥(Q)，另一個閥是平衡閥(E) (Q2 和E2用于室(II) ， Q3和E3用于室(III))。
平衡閥E2和E3與固定的或可調(diào)節(jié)的流動阻塞裝置(D)結(jié)合。
兩個不連通的室(II)和(III)彼此共同具有三通閥(V)，該 三通岡(V)與排出閥(S)結(jié)合。
圖5示出了 E-CD裝置借助E-CD管匯與鉆井泵送系統(tǒng)連接的連 接系統(tǒng)。
圖6示出了包括室(I) 、 (II)和(III)以及閥在內(nèi)，處于處理 壓力下的鉆井流體流(泥漿)，從鉆井設(shè)備泵至頂部驅(qū)動件的運行或者從鉆井設(shè)備泵至E-CD閥的運行以及兩種運行之間的過渡的視圖。
a) 至頂部驅(qū)動件的"標準"循環(huán)流體進入室(I)，穿過閥Q2 和E2，離開室(II)。
閥Q3 、 E3和S關(guān)閉。 室(III)不增壓。
b) 開始至頂部驅(qū)動件和E-CD閥的"雙"循環(huán)閥E3已經(jīng)打開， 流體主要進入室(I),離開室(II);通向E-CD閥的室(III)開始 增壓，E-CD閥同時已采用柔性管道連接至室(III)。
c) 至頂部驅(qū)動件和E-CD閥的過渡"雙"循環(huán)流體進入室(I)， 無差別地同時離開室(II)和(III)。閥Q2、 E2、 Ch和E3全部打開， 而閥(S)關(guān)閉。
d) 單獨至E-CD閥的循環(huán)流體進入室(I)，全部從室(III) 離開。通過關(guān)閉的閥Q2和E2截斷室(II);隔離的壓力保留在室(II) 內(nèi)部。閥(S)關(guān)閉。
e) 單獨至E-CD閥的循環(huán)并通過打開閥(S)實現(xiàn)室(II)的降 壓。(三通閥(V)處于適合于截斷室(II)并隔離室(III)的位置 上)。當完成操作時，能夠添加螺接在E-CD閥上方的新長度鉆桿。
f) 開始至E-CD閥和頂部驅(qū)動件的"雙"循環(huán)閥E2已經(jīng)打開， 流體進入室(I)，主要離開室(III);通過閥E2開始通向頂部驅(qū)動 件的室(II)的增壓(所述頂部驅(qū)動件同時螺接在先前螺接在E-CD 閥上方的新長度鉆桿的頭部)，閥(S)關(guān)閉。室(I) (II) (III) 增壓。
g) 至E-CD閥和頂部驅(qū)動件的過渡"雙"循環(huán)流體進入室(I)， 無差別地同時離開室(II)和(III)。閥Q2、 E2、 Ch和E3全部打開， 而閥(S)關(guān)閉。
三通閥(V)被操縱至處于適合于截斷室(III)并隔離室(II) 的位置上(這也可以在步驟(f)之前實現(xiàn))。
h) 重新形成至頂部驅(qū)動件的"標準"循環(huán)流體進入室(I)， 全部從室(II)離開。通過關(guān)閉的閥Q3和E3截斷室(III)。隔離的
16壓力保留在室(III)內(nèi)部。閥(V)截斷室(III)并隔離室(II)。 閥(S)打開，以便排出隔離在室(III)內(nèi)的壓力。
返回至步驟(a)并結(jié)束操作順序現(xiàn)在可以重新形成鉆井操作， 鉆井操作 一 直持續(xù)到剛剛添加的鉆桿長度完全被鉆入。
至于接下來添加的所有長度，新的E-CD閥定位在所述長度的頭 部，并且重復(fù)所述的順序。
權(quán)利要求
1.一種用于截斷和轉(zhuǎn)向液體循環(huán)流的設(shè)備，由三個流室和一系列閥構(gòu)成，所述室裝備有連接部件，所述連接部件具有到達管線或供給管線，所述室彼此連通，僅僅有一個室(I)與其它兩個室(II)(III)都連通，借助至少兩個閥實現(xiàn)各個所述室之間的連通，一個閥是流量閥(Q)，至少一個閥是平衡閥(E)，各個平衡閥(E)在上游或下游與固定的或可調(diào)節(jié)的流動阻塞裝置(D)結(jié)合，兩個不連通的室共同具有閥(V)或三通閥，或者兩個不連通的室各具有一個單向閥，所述單向閥處于相反位置，當一個關(guān)閉時另一個打開，反之亦然，所述閥(V)與排出閥(S)結(jié)合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述流動阻塞裝置(d)位于所述平衡閥的下游。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述處于相反位置的單向閥或者所述三通閥(v)在下游與所述固定的或可調(diào)節(jié)的流動阻塞裝置(d)結(jié)合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述室(ii)具有反向閥(z)。
5. —種用于插入鉆井的新鉆柱的方法，其利用稱為e-cd的裝置或基本上由短本體(c)構(gòu)成的裝置，所述短本體(c)為管道形式或者包含在基本上由管道構(gòu)成的鉆桿中，所述本體或所述管道在端部具有適合于螺接到其它鉆桿上的螺紋，并且所述本體或所述管道容納有兩個閥，其中一個閥(a)與所述本體或所述管道成徑向，能夠借助適配器從外部截斷所述閥(a),所述閥(a)裝備有合適的安全頂部，另一個閥(b)與所述本體或所述管道成軸向，其特征在于，該方法還使用根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的設(shè)備。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于插入新鉆柱的方法，包括以下步驟 借助合適的連接器將短本體或鉆桿的徑向閥(a)從外部截斷并且借助合適的部件將其連接至鉆井設(shè)備的泵送系統(tǒng)；.在鉆桿組中的入口處主動地截斷通過噴頭的一次流體流，由此流體流僅僅通過徑向閥(A)并且關(guān)閉軸向閥(B);.在短本體或鉆桿上插入新的鉆柱，與另一個容納所述閥的短本體結(jié)合，或者與包含容納所述閥的鉆桿的新的鉆柱結(jié)合； 重新形成一次流體流，由此打開軸向閥(B)并且關(guān)閉徑向閥(A); 斷開連接器，采用安全頂部保護徑向閥(A); 降低鉆桿組。其特征在于，該方法使用根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的設(shè)備，用于截斷和轉(zhuǎn)向來自所述鉆井設(shè)備的泵的流體循環(huán)流。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，為了截斷和轉(zhuǎn)向來自所述鉆井設(shè)備的泵的流體循環(huán)流(豎管管匯或鉆井用泥漿泵管匯)，順序地執(zhí)行以下步驟 所述流至噴頭(頂部驅(qū)動件)的"標準"循環(huán)進入所述設(shè)備的室(I)，穿過將所述室(I)和所述室(II)彼此連通的打開的平衡閥和流量閥，從與通向所述噴頭(頂部驅(qū)動件)的管線連接的所述室(II)離開，允許所述室(I)和所述室(III)之間連通的兩個閥關(guān)閉，并且所述室(II)和所述室(III)的所述排出閥(S)關(guān)閉； 開始所述流至所述噴頭(頂部驅(qū)動件)和所述E-CD裝置的"雙"循環(huán)進入所述設(shè)備的室(I),穿過將所述室(I)和所述室(II)彼此連通的打開的平衡閥和流量閥，從與通向所述噴頭(頂部驅(qū)動件)的管線連接的所述室(II)離開，還穿過將所述室(I)和所述室(III)彼此連通的打開的平衡閥，從與所述E-CD裝置連接的所述室(III)離開，允許所述室(I)和所述室(III)之間連通的流量閥關(guān)閉，并且所述室(II)和所述室(III)的所述排出閥(S)關(guān)閉； 所述流至所述噴頭(頂部驅(qū)動件)和所述E-CD裝置的過渡"雙"循環(huán)進入所述設(shè)備的室(I),穿過將所述室(I)和所述室(II)彼此連通的打開的平衡閥和流量閥，從與通向所述噴頭(頂部驅(qū)動件)的管線連接的所述室(II)離開，還穿過將所述室(I)和所述室(III)3彼此連通的打開的平衡閥和流量閥，從與所述E-CD裝置連接的所述室(III)離開，所述室(II)和所述室(III)的所述排出閥(S)關(guān)閉； 所述流僅僅至所述E-CD裝置的循環(huán)進入所述設(shè)備的室(I)，穿過將所述室(I)和所述室(III)彼此連通的打開的平衡閥和流量閥，從與所述E-CD裝置連接的所述室(III)離開，允許所述室(I)和所述室(II)之間連通的兩個閥關(guān)閉，并且所述室(II)和所述室(III)的所述排出閥(S)關(guān)閉； 如前一步驟的所述流僅僅至所述E-CD裝置的循環(huán)，同時通過打開所述室(II)的所述排出閥(S)實現(xiàn)所述室(II)的降壓； 開始所述流至所述噴頭(頂部驅(qū)動件)和所述E-CD裝置的"雙"循環(huán)進入所述設(shè)備的室(I)，穿過將所述室(I)和所述室(II)彼此連通的打開的平衡閥，從與通向所述噴頭(頂部驅(qū)動件)的管線連接的所述室(II)離開，還穿過將所述室(I)和所述室(III)彼此連通的打開的平衡閥和流量閥，從與所述E-CD裝置連接的所述室(III)離開，允許所述室(I)和所述室(III)之間連通的流量閥關(guān)閉，并且所述室(II)和所述室(III)的所述排出閥(S)關(guān)閉；■所述流至所述噴頭(頂部驅(qū)動件)和所述E-CD裝置的過渡"雙"循環(huán)進入所述設(shè)備的室(I)，穿過將所述室(I)和所述室(II)彼此連通的打開的平衡閥和流量閥，從與通向所述噴頭(頂部驅(qū)動件)的管線連接的所述室(II)離開，還穿過將所述室(I)和所述室(III)彼此連通的打開的平衡閥和流量閥，從與所述E-CD裝置連接的所述室(III)離開，并且所述室(II)和所述室(III)的所述排出閥(S)關(guān)閉； 重新形成所述流至噴頭(頂部驅(qū)動件)的"標準"循環(huán)，同時通過打開所述室(III)的所述排出閥(S)實現(xiàn)所述室(III)的降壓進入所述設(shè)備的室(I),穿過將所述室(I)和所述室(II)彼此連通的打開的平衡閥和流量閥，從與通向所述噴頭(頂部驅(qū)動件)的管線連接的所述室(II)離開，允許所述室(I)和所述室(III)之間連通的閥關(guān)閉。
全文摘要
一種用于截斷和轉(zhuǎn)向液體循環(huán)流的設(shè)備，由三個流室和一系列閥構(gòu)成，所述室裝備有連接部件，所述連接部件具有到達管線或供給管線，所述室彼此連通，僅僅有一個室(I)與其它兩個室(II)都(III)連通，借助至少兩個閥實現(xiàn)各個所述室之間的連通，一個閥是流量閥(Q)，至少一個閥是平衡閥(E)，各個平衡閥(E)的上游或下游與固定的或可調(diào)節(jié)的流動阻塞裝置(D)結(jié)合，兩個不連通的室共同具有閥(V)或三通閥，或者兩個不連通的室各具有一個單向閥，所述單向閥處于相反位置，當一個關(guān)閉時另一個打開，反之亦然，所述閥(V)與排出閥(S)結(jié)合。
文檔編號E21B21/01GK101636553SQ200880008565
公開日2010年1月27日 申請日期2008年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月8日
發(fā)明者A·卡爾德羅尼, G·吉羅拉 申請人:艾尼股份公司