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對隔水管柱進(jìn)行壓力測試的方法與流程

文檔序號:12294226閱讀:553來源:國知局
對隔水管柱進(jìn)行壓力測試的方法與流程
對隔水管柱進(jìn)行壓力測試的方法本申請是申請人為“哈利伯頓能源服務(wù)公司”、申請日為2007年11月7日、申請?zhí)枮?00780049409.0、發(fā)明名稱為“海上通用隔水管系統(tǒng)”的申請的分案申請。技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明主要涉及一種海洋隔水管系統(tǒng),在此處描述的一個實(shí)施例中,特別涉及一種海上通用隔水管系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種對隔水管柱進(jìn)行壓力測試的方法。

背景技術(shù):
隔水管是應(yīng)用于海上鉆井的領(lǐng)域,以使來自鉆孔的鉆井液及任何額外的固體和/或液體返回水上的裝置。隔水管部件構(gòu)造為剛性的,這是因?yàn)樗鼈儽仨毘休d在操作時由于它們必須支承的重量及它們所能承載的環(huán)境載荷所施加的巨大載荷。同樣,它們需具有固有的內(nèi)壓承受能力。然而,通常情況下不能最大限度地使用該承壓能力。許多隔水管系統(tǒng)曾經(jīng)打算改變隔水管中流體的密度,但是無法實(shí)現(xiàn)通用的可用性和對于多種鉆井模式易于使用的系統(tǒng)。它們通常需要一些對于浮式鉆井裝置的主要部件的特定變型,因此由于成本和設(shè)計(jì)限制,它們僅為應(yīng)用范圍狹窄的定制解決方案。例如,對于不同的鉆井模式,例如控制壓力鉆井、雙密度或雙梯度鉆井、部分隔水管水平鉆井(partialriserleveldrilling)和欠平衡鉆井,需要不同的鉆井系統(tǒng)。圖1示出了當(dāng)前使用的最普遍的一個示例,其在美國專利文獻(xiàn)第4,626,135號中被披露。為了補(bǔ)償浮式鉆井裝置的移動,在隔水管系統(tǒng)的上端使用滑動接頭SJ(伸縮接頭)。該滑動接頭由相對于彼此移動的內(nèi)管IB以及外管OB組成,由此使得浮式結(jié)構(gòu)S可以移動而不會損壞固定的井口位置(pointwellhead)W與移動的分流器位置(pointdiverter)D(鉆井液從隔水管R的頂部返回的位置)之間的隔水管R。圖1還示出了鉆機(jī)結(jié)構(gòu)S、鉆機(jī)平臺F、轉(zhuǎn)盤RT、節(jié)流管匯CM、分離器MB、泥漿振動篩SS、泥漿池MP、節(jié)流管線CL、壓井管線KL、增壓管線BL以及剛性流送管線RF。這些構(gòu)件為傳統(tǒng)的、本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的,并且不再對其贅述。球接頭BJ(也稱為撓性接頭)可使得隔水管R從豎直方向移位一定的角度。傳統(tǒng)的方法將隔水管R中由于來自井口W的承壓流體的流動而產(chǎn)生的任何壓力視為不可控制事件(井涌),所述不可控制事件通過關(guān)閉BOP(防噴裝置)或者通過圍繞管的閘板,或者如果沒有設(shè)置管則通過全封閉閘板,或者通過能切割管的剪切閘板來控制。井涌可以進(jìn)入隔水管R,并且隨后通過關(guān)閉分流器D(設(shè)置或未設(shè)置管)并且使不期望的流動通過分流器管線DL轉(zhuǎn)向。在‘135專利文獻(xiàn)中,描述了用作氣體處理裝置以將氣流從良好控制的事件中分流的環(huán)形防噴裝置的內(nèi)容。這使得可以通過圍繞管關(guān)閉來分流隔水管R中的氣體,但是不能在鉆井即轉(zhuǎn)動管時進(jìn)行分流。在圖1中,外管OB與內(nèi)管IB之間的密封件由于海浪運(yùn)動而承受很多移動,這限制了能用于隔水管R的壓力密封件。實(shí)際上,美國石油學(xué)會(AmericanPetroleumInstitute,API)在其說明書16F中已經(jīng)建立了用于這種密封件的壓力等級,其經(jīng)過測試為200psi(磅每平方英尺)。實(shí)際上,對于大多數(shù)設(shè)計(jì)而言,通常上限為500psi。對于滑動接頭SJ可以進(jìn)行一些變型以形成750psi的工作等級(workingrating),在美國專利文獻(xiàn)第US2003/0111799A1號中描述了這些變型中的一個示例。具體地,對于滑動接頭SJ密封件的限制還形成了對于通常具有工作壓力的值為500psi的分流器D,球接頭BJ(有時也可由稱作撓性連接的單元替換)以及系統(tǒng)的其他部件(例如在分流器管線DL上的閥)的整個行業(yè)范圍內(nèi)的公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)?;瑒咏宇^SJ(伸縮接頭)的外管OB還用作張力系統(tǒng)的連接點(diǎn),所述張力系統(tǒng)用于保持隔水管R處于張力狀態(tài)以防止隔水管R彎折。這表示,滑動接頭SJ密封件的泄漏會導(dǎo)致長期的停工,因?yàn)楸仨殞⒄麄€隔水管R從海底BOP(防噴裝置)堆升起以修理滑動接頭SJ。實(shí)踐中,這也意味著沒有浮式鉆井裝置維修提供者或操作公司愿意冒險在傳統(tǒng)系統(tǒng)的隔水管R中存在有壓力的情況下進(jìn)行連續(xù)操作(參見圖3a)。美國專利申請第2005/0061546號和美國專利文獻(xiàn)第6,913,092號中通過在滑動接頭SJ附近設(shè)置鎖固裝置來解決這個問題,這表示將內(nèi)管IB鎖固至外管OB,由此消除了滑動接頭密封件的橫向運(yùn)動。因此如圖2所示,隔水管R與球接頭BJ和分流器D有效地?cái)嚅_連接。通過在鎖固閉合的滑動接頭SJ的頂部添加轉(zhuǎn)動的防噴裝置70來關(guān)閉隔水管R。這有效地將隔水管R與轉(zhuǎn)盤RT下方的任何固定點(diǎn)分離。在圖2中還示出了豎直的梁B、適配件或配合件22、可轉(zhuǎn)動的管24(例如鉆桿)以及T形連接件26。這些構(gòu)件是公知的并且不再對其贅述。已經(jīng)使用過這種方法,并且這種方法使得可以在500psi內(nèi)隔水管壓力的限制下、弱點(diǎn)仍然為滑動接頭密封件的情況下進(jìn)行操作。然而,將隔水管R與固定的鉆機(jī)平臺F分離表示僅通過張緊系統(tǒng)T1和T2保持隔水管R。這表示隔水管R的頂部不再是自對中的。這導(dǎo)致防噴裝置10的RCD(轉(zhuǎn)動控制裝置)80的頂部會由于海流、風(fēng)或其他浮式結(jié)構(gòu)的運(yùn)動而偏離中心。這導(dǎo)致RCD80的密封構(gòu)件的顯著磨損,不利于隔水管系統(tǒng)的壓力密封整體性。此外,圖2的隔水管系統(tǒng)具有明顯的安全隱患,因?yàn)樵赗CD80的操作中使用的大量液壓軟管以及承壓軟管62和安全管道64易于損壞,這種安全隱患導(dǎo)致在隔水管附近示出為從滑動接頭SJ向上延伸的張緊線在張緊裝置T1、T2的底部成束。這些線處于實(shí)質(zhì)負(fù)荷(分別為50至100噸的數(shù)量級)下并且會易于切穿軟橡膠制品(例如軟管)。專利文獻(xiàn)‘092中建議使用鋼制管,但這在實(shí)際中極難實(shí)現(xiàn)。此外,安裝和操作需要有人圍繞RCD80來執(zhí)行任務(wù),浮式結(jié)構(gòu)S與隔水管R的頂部之間的相對運(yùn)動形成危險區(qū)。所有的裝備均不通過轉(zhuǎn)盤RT和分流器殼體D配合,由此使得安裝復(fù)雜且危險。因此,圖2的系統(tǒng)的使用僅限于海流、海浪運(yùn)動和風(fēng)載荷很小的、溫和的海洋區(qū)域中的操作。圖3a至圖3c示出了在隔水管中存在壓力的情況下進(jìn)行鉆井的現(xiàn)有技術(shù)的變型的匯總。圖3a示出了傳統(tǒng)的浮式鉆井裝置結(jié)構(gòu)。其通常包括18-3/4英寸海底BOP堆,帶有附加的LMRP(下水管隔離總成(LowerMarineRiserPackage))以便分離且防止隔水管中的流體損失,21英寸海底隔水管以及與上述專利文獻(xiàn)‘135原理上結(jié)構(gòu)相同的頂部。這是如今大部分的浮式鉆井裝置中使用的結(jié)構(gòu)。為了降低成本,工業(yè)上趨向于與浮式鉆井裝置一起使用SBOP(水上防噴裝置)(例如圖4示出的美國專利文獻(xiàn)第6,273,193號),其中以較小的高壓隔水管替代21英寸隔水管,所述較小的高壓隔水管由類似于如圖3b所示的非浮式鉆井裝置的SBOP總成覆蓋。這種設(shè)計(jì)發(fā)展為完全省去了海底BOP,由此不需要從海底回到浮式鉆井裝置的節(jié)流管線、壓井管線和其他管線,并且在溫和的海域像這樣鉆了許多井。圖4示出了隔水管74、滑動接頭78、軸環(huán)(collar)102、聯(lián)接件92、液壓張緊裝置68、內(nèi)隔水管66、負(fù)載支承環(huán)98、負(fù)載墊片86、鉆桿72、水上BOP94、管線76、軸環(huán)106和轉(zhuǎn)動控制頭96。由于這些構(gòu)件在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的,此處不再對其贅述。當(dāng)試圖在惡劣環(huán)境區(qū)域中進(jìn)一步使用SBOP和高壓隔水管時,使用在緊急情況中用于分離(稱為環(huán)境保護(hù)(environmentalsafeguard)ESG系統(tǒng))和固定井的海底組件,但不作為全部的海底BOP。這在圖3c中示出,圖中示出了通過在水位以下操作SBOP的另一種變型,以及用于在具有限定的間隙的浮式鉆井裝置中進(jìn)行上升的上述張緊裝置。圖3d示出了美國專利文獻(xiàn)第6,913,092號以進(jìn)行對比。當(dāng)試圖在欠平衡鉆井(其中鉆井的形成允許鉆井液可以流到水表面上)中打算使用實(shí)質(zhì)上較高的壓力時,工業(yè)中優(yōu)選的設(shè)計(jì)使用通常為21英寸的海洋隔水管中的內(nèi)隔水管,如美國專利申請第2006/0021755A1號中所述。這需要如圖3e所示的SBOP。上述系統(tǒng)和方法的缺陷包括,它們需要對于浮式鉆井裝置進(jìn)行實(shí)質(zhì)地變型從而導(dǎo)致SBOP(水上防噴裝置)和大部分裝置的應(yīng)用受限于溫和的海洋及氣候條件。因此,例如,上述系統(tǒng)和方法由于需要在船廠對浮式鉆井裝置進(jìn)行改進(jìn),從而無法廣泛地使用。在美國專利文獻(xiàn)第6,230,824號和第6,138,774號中示出的方法和系統(tǒng)試圖完全省去海洋隔水管。在美國專利文獻(xiàn)第6,450,262號、美國專利文獻(xiàn)第6,470,975號和美國專利申請第2006/0102387A1號中描述的方法和系統(tǒng)中,如美國專利文獻(xiàn)第7,080,685B2號所述,試圖在海底BOP的頂部上設(shè)置RCD裝置以轉(zhuǎn)移來自海洋隔水管的壓力。由于所有這些專利包括為了成功應(yīng)用而進(jìn)行的實(shí)質(zhì)性變型以及對于現(xiàn)存設(shè)備的添加,它們無法廣泛地進(jìn)行應(yīng)用。圖5示出了美國專利文獻(xiàn)第6,470,975號中所述的系統(tǒng)。在圖5中示出了管P、支承組件28、隔水管R、節(jié)流管線CL、壓井管線KL、BOP堆、環(huán)狀BOP的BP、閘板BOP的RBP、井口W和鉆孔B。由于這些構(gòu)件在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的,此處不再對其贅述。使用高壓隔水管或未設(shè)置隔水管結(jié)構(gòu)的前述系統(tǒng)的一個問題在于,取消了將額外的流體輸送至海底的主要裝置之一,即取消了作為如圖3a所示的傳統(tǒng)系統(tǒng)的一個通常部件的增壓管線BL。圖1和圖2中也示出了增壓管線BL。因此,圖3b和圖3c示出的系統(tǒng)在具有一些優(yōu)點(diǎn)的同時取消了將額外的流體輸送至海底的主要裝置之一。即使當(dāng)設(shè)有通常的增壓管線BL時,增壓管線BL適配到隔水管的底座中,這表示輸送點(diǎn)是固定的。在工業(yè)中還有一種變型以將傳統(tǒng)的鉆井變?yōu)殚]合系統(tǒng)鉆井。在美國專利文獻(xiàn)第6,904,981號和第7,044,237號中描述了這些類型的閉合系統(tǒng),并且這些類型的閉合系統(tǒng)需要閉合件,以及(因此)浮式鉆井裝置的海洋隔水管內(nèi)部的壓力測試。此外,如美國專利文獻(xiàn)第6,739,397號所述,為了實(shí)現(xiàn)連續(xù)的循環(huán)而使用的方法和系統(tǒng),使得由于當(dāng)形成管連接或斷開管連接時泵不必關(guān)閉,從而可以在恒定的壓力下操作鉆井循環(huán)系統(tǒng)。這使得可以以恒定的壓力向下鉆井,這可以通過承壓的閉合鉆井系統(tǒng)進(jìn)行控制。工業(yè)上稱之為控制壓力鉆井。通過圖3a所示的傳統(tǒng)的方法,不能在隔水管中保持連續(xù)的壓力。圖6a示意性示出了圖3a的隔水管系統(tǒng)中的流體流。應(yīng)該注意的是,隔水管系統(tǒng)的頂端與大氣連通。因此,除了來自隔水管中流體的靜水壓力之外,隔水管不會受壓。由于隔水管中的流體(在鉆井時的泥漿)的密度通常與在隔水管外部的流體(海水)的密度相同或稍大,因此,這意味著隔水管不需要承受較大的內(nèi)部壓力。通過美國專利文獻(xiàn)第6,913,092號中所述的方法(如圖3d所示),受壓外殼可承受500psi,然而具有本質(zhì)上外加的危險和許多缺陷??梢酝ㄟ^圖3b、圖3c和圖3e示出的方法增加外殼。然而,對于浮式鉆井裝置添加SBOP(水上BOP)并不是通常的設(shè)計(jì)考慮,并且包括實(shí)質(zhì)上的改進(jìn),所述實(shí)質(zhì)上的改進(jìn)如上所述通常需要在船廠中進(jìn)行,由此導(dǎo)致連續(xù)的操作停工以及大量的費(fèi)用。前述在美國專利文獻(xiàn)第6,904,981號和第7,044,237號中提到的系統(tǒng)涉及閉合承壓鉆機(jī)系統(tǒng)中的節(jié)流裝置,并且通過控制節(jié)流裝置來控制系統(tǒng)的反壓力,從而控制井底部的壓力。這種方法在原理上可行,但是當(dāng)在閉合的系統(tǒng)中鉆井時,在這些系統(tǒng)的應(yīng)用地點(diǎn),節(jié)流裝置的控制會導(dǎo)致對這些發(fā)明的目的(即精確控制底部孔壓力)不利的壓力峰值。此外,浮式鉆井裝置的特性為,當(dāng)形成連接時,管的頂部在轉(zhuǎn)盤(圖1和圖2中的RT)中保持靜止。這表示在井筒中的整個管柱此時由于海浪作用(在工業(yè)中稱為上升)導(dǎo)致的浪涌壓力效應(yīng)(壓力由于管移動進(jìn)入孔中而增加)和抽吸壓力效應(yīng)(壓力由于管從孔中離開而下降)而上下運(yùn)動。這種效應(yīng)已經(jīng)形成圖3a的傳統(tǒng)方法中實(shí)質(zhì)上的壓力變化。當(dāng)通過附加如圖3d所示的RCD來閉合系統(tǒng)時,這種效應(yīng)甚至?xí)捎诠苓M(jìn)入和離開固定空間而導(dǎo)致的體積變化效應(yīng)更明顯。由于在壓縮流體中壓力波的運(yùn)動為在所述流體中聲音的速度,這表示節(jié)流系統(tǒng)必須能夠以相同或者甚至更快的速度做出反應(yīng)。能夠?qū)崿F(xiàn)電子傳感器和控制系統(tǒng)時,節(jié)流系統(tǒng)的機(jī)械控制與這種速度相距很遠(yuǎn)。RCD(轉(zhuǎn)動控制裝置)的發(fā)展源自在裝置通常位于BOP(防噴裝置)頂部的情況中的陸地操作(landoperation)。這表示通常在RCD上方不再安裝有設(shè)備。由于易于接近,幾乎所有當(dāng)前的設(shè)計(jì)均具有用于潤滑與冷卻RCD中的軸承或其他用途的液壓連接裝置。這需要用于操作的軟管從外部連接。盡管一些版本已經(jīng)從水上類型改進(jìn)成適用于用在海底的類型(例如美國專利文獻(xiàn)第6,470,975號所述的),但是它們沒有披露用于實(shí)現(xiàn)這個目的的全部系統(tǒng)。一些系統(tǒng)(例如美國專利文獻(xiàn)第7,080,685號所述的)省去了液壓冷卻和潤滑裝置,但是需要液壓連接裝置來脫開組件。此外,通常需要作為定制單元以封裝特殊的RCD設(shè)計(jì)的RCD和可替代裝置的范圍(例如美國專利文獻(xiàn)第7,080,685號所述的)。專利文獻(xiàn)‘685僅用于部分取消RCD組件,在適當(dāng)位置留下本體。已經(jīng)嘗試了許多構(gòu)思并且提交了很多專利,但是用于解決圖3a的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一些缺陷的技術(shù)的應(yīng)用范圍仍然受到限制。所以這些變型都是以定制的方式針對現(xiàn)有系統(tǒng)的,所以缺少一些靈活性。在現(xiàn)今的工業(yè)中需要提供一種技術(shù)方案,以使得對于大部分浮式鉆井裝置可以運(yùn)行承壓隔水管,以便使得閉合系統(tǒng)鉆井技術(shù)、特別是控制壓力鉆井可以安全且方便地應(yīng)用,而不需對浮式鉆井裝置進(jìn)行任何主要改動。這些需求包括但并不限于:將海洋隔水管增壓至其構(gòu)件最大的承壓能力;通過普通的操作實(shí)踐來安全安裝的能力,和作為部分海洋隔水管進(jìn)行操作而不需根據(jù)水上BOP操作或一些海底構(gòu)思的需要進(jìn)行任何的浮式鉆井裝置的變型的能力;當(dāng)需要時提供類似通常海洋隔水管的全井眼的能力;當(dāng)不處于承壓模式時能夠使用標(biāo)準(zhǔn)操作程序的能力;維持浮式鉆井裝置的氣候(風(fēng)、海流和海浪)操作窗;提供用于減弱由于浪涌和抽吸波動引起的上升而導(dǎo)致的壓力峰值的裝置;提供用于消除由于可轉(zhuǎn)動的管進(jìn)入和離開閉合系統(tǒng)的運(yùn)動而導(dǎo)致的壓力峰值的裝置;以及提供用于在期望的位置方便地改變隔水管中流體密度的裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
通過采用本發(fā)明的原理,提供一種隔水管系統(tǒng)和相關(guān)的方法,以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個或多個問題。以下描述了一個示例,其中隔水管系統(tǒng)包括能夠方便地安裝和收回的模塊化內(nèi)部組件。以下還描述了另一示例,其中隔水管系統(tǒng)使用圍繞隔水管中的鉆桿旋轉(zhuǎn)和/或不旋轉(zhuǎn)的密封件,以由此簡化鉆井期間隔水管的承壓。此處描述的系統(tǒng)和方法使得圖3a至圖3e示出的所有系統(tǒng)可以承壓,并且能夠在任意位置將流體注入隔水管中。減輕浮式鉆井裝置的正常操作外圍(例如天氣、電流、波浪和暴風(fēng)生存能力)的影響而對隔水管系統(tǒng)進(jìn)行的任意改變而導(dǎo)致對于該系統(tǒng)使用的限制。圖3b、圖3d和圖3e示出的隔水管系統(tǒng)均減輕了這種操作外圍的影響,這也是為什么這些系統(tǒng)不能在更惡劣環(huán)境條件下應(yīng)用的主要原因。圖3c示出的系統(tǒng)沒有明顯減輕這種操作界面(operatewindow),但是其無法用于方便地安裝和操作RCD。以下描述的系統(tǒng)和方法消除了所有的這些限制。為了減少或者甚至最優(yōu)地去除來自承壓的隔水管中的壓力峰值(在期望的基線上下),設(shè)有阻尼系統(tǒng)。在不可壓縮流體系統(tǒng)中有利的阻尼系統(tǒng)包括:導(dǎo)入與不可壓縮流體直接接觸的可壓縮流體。其可以是氣體,例如氮?dú)?。用在隔水管中的改進(jìn)的環(huán)狀密封裝置包括閂鎖構(gòu)件,并且此外形成在環(huán)狀密封裝置與將要在隔水管中形成的壓力源之間的液壓連接,從而在隔水管內(nèi)無需軟管。閂鎖構(gòu)件可以大體上位于隔水管的內(nèi)部或外部。本說明書提供了一種更靈活的隔水管系統(tǒng),部分通過將內(nèi)部環(huán)狀密封裝置與任意隔水管類型接合并連接的能力,并且提供預(yù)安裝以容置所使用的環(huán)狀密封裝置的適配件來實(shí)現(xiàn)。這些還可以具有防磨損套管以當(dāng)沒有安裝環(huán)狀密封裝置時保護(hù)密封表面。如果為了安裝至特殊類型隔水管中而定制環(huán)狀密封裝置,可以無需額外的適配件而將其插入。其原理為,可以移除整個環(huán)狀密封裝置以提供此種隔水管系統(tǒng)的全井眼需求,并且安裝安全/防磨損套管以確實(shí)隔離可被打開的任何端口,并且當(dāng)沒有安裝環(huán)狀密封裝置時對密封表面提供保護(hù)。在一個方案中,提供一種隔水管系統(tǒng),其包括閥模塊,以選擇性地允許流體流經(jīng)流體通道以及防止流體流經(jīng)流體通道,所述流體通道縱向延伸穿過隔水管柱,以及其中第一錨固裝置可拆卸地將所述閥模塊固定至所述流體通道中。在另一方案中,提供一種對隔水管柱進(jìn)行壓力測試的方法,所述方法包括以下步驟:將閥模塊安裝至延伸穿過隔水管柱的內(nèi)部縱向流體通道中;關(guān)閉閥模塊以由此防止流體流經(jīng)所述流體通道;以及在所述關(guān)閉的閥模塊上施加壓差,由此至少對所述隔水管柱的一部分進(jìn)行壓力測試。在另一方案中,提供一種構(gòu)造隔水管系統(tǒng)的方法,所述方法包括以下步驟:在縱向延伸穿過隔水管柱的流體通道中安裝閥模塊,所述閥模塊被操作用于選擇性地允許流體流經(jīng)所述流體通道以及防止流體流經(jīng)所述流體通道;以及在所述流體通道中安裝至少一個環(huán)狀密封模塊,所述環(huán)狀密封模塊被操作用于防止流體流經(jīng)所述隔水管柱與設(shè)置在所述流體通道中的所述管狀柱之間的環(huán)狀空間。還提供一種鉆井方法,包括以下步驟:將注入管道外部連接至隔水管柱,使得所述注入管道與縱向延伸穿過所述隔水管柱的內(nèi)部流體通道連通;在所述流體通道中安裝環(huán)狀密封模塊,所述環(huán)狀密封模塊設(shè)置在所述隔水管柱的相對的端部連接件之間的部分所述流體通道中;將管狀柱輸送到所述流體通道中;通過所述環(huán)狀密封模塊密封所述管狀柱與所述隔水管柱之間的環(huán)狀空間;轉(zhuǎn)動所述管狀柱以由此轉(zhuǎn)動所述管狀柱遠(yuǎn)端的鉆頭,在所述轉(zhuǎn)動步驟期間,由所述環(huán)狀密封模塊密封所述環(huán)狀空間;使鉆井液從所述環(huán)狀空間流到水上單元;以及將密度小于所述鉆井液的流體混合物經(jīng)由所述注入管道注入到所述環(huán)狀空間中。還提供一種鉆井方法,包括以下步驟:將鉆井液回流管線外部連接至隔水管柱,使得所述鉆井液回流管線與縱向延伸穿過所述隔水管柱的內(nèi)部流體通道連通;在所述流體通道中安裝環(huán)狀密封模塊,所述環(huán)狀密封模塊設(shè)置在所述隔水管柱的相對的端部連接件之間的部分所述流體通道中;將所述管狀柱輸送到所述流體通道中;通過所述環(huán)狀密封模塊密封所述管狀柱與所述隔水管柱之間的環(huán)狀空間;轉(zhuǎn)動所述管狀柱以由此轉(zhuǎn)動所述管狀柱的遠(yuǎn)端的鉆頭,在所述轉(zhuǎn)動步驟期間,由所述環(huán)狀密封模塊密封所述環(huán)狀空間;以及使鉆井液經(jīng)由所述鉆井液回流管線從所述環(huán)狀空間流到水上單元,所述流動步驟包括:改變通過外部連接至所述隔水管柱的海底節(jié)流裝置的節(jié)流,以由此保持期望的井下壓力。另一種鉆井方法包括以下步驟:在縱向延伸穿過隔水管柱的內(nèi)部流體通道中安裝第一環(huán)狀密封模塊,所述第一環(huán)狀密封模塊固定在所述隔水管柱的相對的端部連接件之間的部分流體通道中;通過所述第一環(huán)狀密封模塊密封所述隔水管柱與所述流體通道中的管狀柱之間的環(huán)狀空間,當(dāng)所述管狀柱狀在所述流體通道轉(zhuǎn)動時執(zhí)行所述密封步驟;以及隨后在所述管狀柱上將第二環(huán)狀密封模塊輸送至所述流體通道中。另一方案提供了一種方法,包括以下步驟:在縱向延伸穿過隔水管柱的內(nèi)部流體通道中安裝多個模塊,所述模塊安裝在所述隔水管柱的相對的端部連接件之間的部分流體通道中;穿過各個所述模塊的內(nèi)部插入管狀柱;以及隨后在所述管狀柱上同時將所述多個模塊從所述流體通道收回。另一種鉆井方法包括以下步驟:密封在隔水管柱與管狀柱之間的環(huán)狀空間;使鉆井液從所述環(huán)狀空間經(jīng)由鉆井液回流管線流到海上單元;以及將密度小于所述鉆井液的流體混合物經(jīng)由注入管道注入到所述鉆井液回流管線中。另一種鉆井方法包括以下步驟:在縱向延伸穿過隔水管柱的內(nèi)部流體通道中安裝環(huán)狀密封模塊,所述環(huán)狀密封模塊固定在所述隔水管柱的相對的端部連接件之間的部分流體通道中;隨后將另一環(huán)狀密封模塊輸送至所述流體通道中;以及通過多個所述環(huán)狀密封模塊密封所述隔水管柱和所述流體通道中的管狀柱之間的環(huán)狀空間。另一種鉆井方法包括以下步驟:在縱向延伸穿過隔水管柱的內(nèi)部流體通道中安裝環(huán)狀密封模塊,所述環(huán)狀密封模塊固定在所述隔水管柱的相對的端部連接件之間的流體通道中;隨后在管狀柱上將至少一個密封件輸送到所述環(huán)狀密封模塊中;以及隨后通過所述密封件密封所述隔水管柱與所述流體通道中的所述管狀柱之間的環(huán)狀空間,當(dāng)所述管狀柱上的鉆頭轉(zhuǎn)動時執(zhí)行所述密封步驟。通過對以下本發(fā)明示意性實(shí)施例的詳細(xì)描述及附圖的仔細(xì)思考,這些和其他特征、優(yōu)點(diǎn)、優(yōu)勢和目的對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的,其中相似的構(gòu)件在多個附圖中由相同的附圖標(biāo)記表示。附圖說明圖1為具有傳統(tǒng)的隔水管系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)的浮式鉆井裝置的正視圖;圖2為現(xiàn)有技術(shù)的浮式鉆井裝置的正視圖,其中滑動接頭是鎖固閉合的以及轉(zhuǎn)動控制裝置保持隔水管壓力且將泥漿流經(jīng)由軟管分流到泥漿池,隔水管與鉆機(jī)平臺斷開連接;圖3a-圖3e為用于浮式鉆井裝置的典型傳統(tǒng)的隔水管系統(tǒng)的示意性正視圖;圖3f為結(jié)合在圖3a的系統(tǒng)中的、應(yīng)用本發(fā)明原理的隔水管系統(tǒng)和方法的示意性正視圖;圖3g為結(jié)合在DORS(深海隔水管系統(tǒng))中的、應(yīng)用本發(fā)明原理的隔水管系統(tǒng)和方法的可選結(jié)構(gòu)的示意性正視圖;圖4為使用水上BOP的、與圖3b的系統(tǒng)相似的現(xiàn)有技術(shù)的隔水管系統(tǒng)的正視圖;圖5為具有連接至海底BOP堆的頂部的轉(zhuǎn)動控制裝置的現(xiàn)有技術(shù)的隔水管系統(tǒng)的正視圖;圖6a為在傳統(tǒng)鉆井的現(xiàn)有技術(shù)內(nèi)容中的流體流動的示意圖;圖6b為應(yīng)用本發(fā)明原理的閉合系統(tǒng)鉆井內(nèi)容的示意圖;圖7為應(yīng)用本發(fā)明原理的隔水管系統(tǒng)和方法的另一可選結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步詳細(xì)的示意性正視圖;圖8為應(yīng)用本發(fā)明原理的隔水管系統(tǒng)和方法的另一可選結(jié)構(gòu)的示意性截面圖;圖9為應(yīng)用本發(fā)明原理的隔水管系統(tǒng)和方法的又一可選結(jié)構(gòu)的示意性截面圖;圖10為可以與應(yīng)用本發(fā)明原理的任意隔水管系統(tǒng)和方法一起使用的隔水管注入系統(tǒng)的示意性截面圖;圖11為包括圖10的隔水管注入系統(tǒng)的隔水管系統(tǒng)的過程和裝置線路圖;圖12為應(yīng)用本發(fā)明原理的隔水管系統(tǒng)和方法的另一可選結(jié)構(gòu)的示意性截面圖,示出了在隔水管系統(tǒng)中閥模塊的安裝;圖13為圖12的隔水管系統(tǒng)和方法的示意性截面圖,示出了安裝后的閥模塊;圖14為圖12的隔水管系統(tǒng)和方法的示意性截面圖,示出了在隔水管系統(tǒng)中的環(huán)狀密封件的安裝;圖15為圖12的隔水管系統(tǒng)和方法的示意性截面圖,示出了安裝后的環(huán)狀密封件;圖16為圖12的隔水管系統(tǒng)和方法的示意性截面圖,示出了在隔水管系統(tǒng)中的另一環(huán)狀密封件的安裝;圖17為圖12的隔水管系統(tǒng)和方法的示意性截面圖,示出了安裝后的、圖16中的環(huán)狀密封件模塊;圖18為圖12的隔水管系統(tǒng)和方法的示意性截面圖,示出了在隔水管系統(tǒng)中的隔水管測試模塊的安裝;圖19為圖12的隔水管系統(tǒng)和方法的示意性截面圖,示出了在隔水管壓力測試過程期間隔水管系統(tǒng)的結(jié)構(gòu);圖20為圖12的隔水管系統(tǒng)和方法的示意性截面圖,示出了在鉆柱上環(huán)狀密封件輸送到隔水管系統(tǒng)中的情形;圖21為圖12的隔水管系統(tǒng)和方法的示意性截面圖,示出了在鉆柱上環(huán)狀密封模塊從隔水管系統(tǒng)返回的情形;圖22為圖12的隔水管系統(tǒng)和方法的示意性截面圖,示出了在鉆井操作期間隔水管系統(tǒng)的結(jié)構(gòu);圖23為圖12的隔水管系統(tǒng)和方法的示意性截面圖,示出了沿著圖18的線23-23所取的隔水管法蘭連接;圖24為圖12的隔水管系統(tǒng)和方法的示意性正視圖,示出了外部閥總成結(jié)構(gòu);圖25為沿著圖24的線25-25所取的外部閥總成結(jié)構(gòu)的示意性截面圖;圖26A-圖26E為圖12的隔水管系統(tǒng)和方法的構(gòu)件的多種位置的示意性正視圖;圖27為圖12的隔水管系統(tǒng)和方法的隔水管部件的等軸視圖,示出了隔水管外部的多種管線、閥和儲能器的設(shè)置;圖28為用在圖12的隔水管系統(tǒng)和方法中的可選的環(huán)狀密封模塊的示意性截面圖;圖29為一種方法的示意性截面圖,通過此方法,多個環(huán)狀密封模塊可以安裝在圖12的隔水管系統(tǒng)和方法中;圖30為一種方法的示意性局部截面圖,通過此方法,多個環(huán)狀密封模塊可以從圖12的隔水管系統(tǒng)和方法中拆下;圖31為一種方法的示意性局部截面圖,通過此方法,多種設(shè)備可以通過圖12的隔水管系統(tǒng)和方法安裝;圖32為隔水管系統(tǒng)的再一可選結(jié)構(gòu)的示意性正視圖。具體實(shí)施方式應(yīng)該理解的是,此處描述的本發(fā)明的多個實(shí)施例可以以不同的定向使用,例如傾斜的、翻轉(zhuǎn)的、水平的、豎直的等,并且在不脫離本發(fā)明的原理的情況下可以具有多種結(jié)構(gòu)。進(jìn)行描述的實(shí)施例僅為本發(fā)明的原理的有利應(yīng)用的示例,本發(fā)明并不受限于這些實(shí)施例的任何具體細(xì)節(jié)。在以下本發(fā)明的示例性實(shí)施例的說明中,方向性術(shù)語,例如“上方”、“下方”、“上部”、“下部”等用于方便參照附圖進(jìn)行說明。通?!吧戏健?、“上部”、“向上”及相似的術(shù)語表示朝向海洋隔水管的上端的方向,而“下方”、“下部”、“向下”及相似的術(shù)語表示朝向海洋隔水管的下端的方向。在附圖中以及在以下的說明中,相似的部件在整個說明書和附圖中均使用相同的附圖標(biāo)記來表示。附圖不必按比例繪制。本發(fā)明的一些技術(shù)特征可以以放大的比例或者以某種程度的示意性形式示出,并且出于簡潔清晰的目的不必示出傳統(tǒng)構(gòu)件的一些細(xì)節(jié)。本發(fā)明可具有不同形式的多個實(shí)施例。具體的實(shí)施例會詳細(xì)說明并在附圖中示出,應(yīng)該理解的是本說明書視為本發(fā)明的原理的范例,并非用于將本發(fā)明限制為此處示出和描述的內(nèi)容。完全公認(rèn)的是,以下進(jìn)行討論的實(shí)施例的不同教導(dǎo)可以被分別使用或者被任意適當(dāng)?shù)亟M合來產(chǎn)生所需的結(jié)果。描述構(gòu)件之間相互關(guān)系的術(shù)語“連接”、“接合”、“聯(lián)接”、“連接”或其他術(shù)語的任意形式的任意使用并不表示將相互關(guān)系限制為構(gòu)件之間的直接的相互關(guān)系,還可以包括所述構(gòu)件之間的間接的相互關(guān)系。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說,通過閱讀隨后的實(shí)施例的詳細(xì)的說明并參照附圖,上述各種特性以及隨后詳細(xì)說明的其他技術(shù)特征和特性是顯而易見的。披露的海上通用隔水管系統(tǒng)(OURS)100是特別適用于通過可轉(zhuǎn)動的管在海洋的海床進(jìn)行深海鉆井。隔水管系統(tǒng)100使用通用的隔水管部件,所述隔水管部件可以在滑動接頭下方鄰近隔水管柱的頂部連通在海底隔水管系統(tǒng)中。隔水管系統(tǒng)100包括:密封孔,用于將具有通風(fēng)孔的內(nèi)隔水管柱(如果存在)與外隔水管連接;喇叭口,以容置壓力測試適配件;入口/出口,在需要時適配在隔水管節(jié)流管線、壓井管線和增壓管線中;一個或多個一體的的防噴裝置,作為安全裝置;用于承壓泥漿通過閥返回的出口;用于隔水管過壓保護(hù)的可選的出口;一個或多個密封孔,具有可以與多種RCD設(shè)計(jì)配合的適配件;用于將所述RCD鎖固在適當(dāng)位置的裝置;密封孔適配件,用于使得所有RCD可以用于從內(nèi)部傳遞至外部,反之亦然。另外地,通用隔水管部件包括對于隔水管部件所需的所有常用的隔水管連接件和連接件。此外,隔水管系統(tǒng)100包括用于安裝儲能器的設(shè)備;用于容置測量壓力、溫度和任意其他輸入或輸出參數(shù)的裝置(例如隔水管液位指示器)的設(shè)備;將承壓泥漿輸送至下一個隔水管部件上方的管線或滑動接頭;緊急停工系統(tǒng)和遠(yuǎn)程操作閥;液壓集束管線,用于使用和控制RCD;電集束管線,用于裝置和其他的電子需求。節(jié)流系統(tǒng)也可以插入到泥漿回流管線中,可以遠(yuǎn)程且自動地控制所述泥漿回流管線。如果需要,隔水管系統(tǒng)100還可以具有第二冗余回流管線。當(dāng)需要時,作為系統(tǒng)100的部分,注入系統(tǒng)200可以包括有入口以使得不同密度的流體可以在海底BOP與隔水管頂部之間的任意位置處注入到隔水管中,所述注入系統(tǒng)200包括與用于輸送流體的復(fù)合軟管(或其他輸送系統(tǒng))聯(lián)接的下部隔水管部件。當(dāng)與水上節(jié)流裝置或次水上節(jié)流裝置一起使用時,這使得可以在隔水管中注入氮?dú)?、微泡(aphron)(玻璃球)或密度不同的流體,所述流體使得可以對井施加流體靜壓變化。所述隔水管系統(tǒng)100具有靈活性,以與傳統(tǒng)的環(huán)狀壓力控制裝置、多個RCD協(xié)同工作,所述環(huán)狀壓力控制裝置、多個RCD適用于原理上基于圖3b、圖3c或圖3e的結(jié)構(gòu)與高壓隔水管系統(tǒng)或其他高壓隔水管系統(tǒng)一同使用。代替標(biāo)準(zhǔn)的21英寸隔水管系統(tǒng),任何其他尺寸的隔水管系統(tǒng)可以適用于與隔水管系統(tǒng)100和/或注入系統(tǒng)200一同使用(以下將進(jìn)行詳細(xì)討論),這可以根據(jù)需要在任意深度設(shè)置在隔水管中。通過將氮?dú)庖胫罵CD下方的隔水管的隔水管系統(tǒng)100可以實(shí)現(xiàn)用于MPD(控制壓力鉆井)的精確且敏感的控制方法。這是為了消除由于在隔水管中氮?dú)獾木彌_效應(yīng)借由浮式鉆井裝置的升降導(dǎo)致的浪涌,以及使得對于節(jié)流操作而言可以具有更多的時間來控制底部孔壓力狀態(tài)。在許多在非浮式鉆井裝置上執(zhí)行的MPD工作中已經(jīng)證明的是,具有單相流體使得通過節(jié)流操作來控制BHP更加困難。由于不可能對節(jié)流系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償,因此在浮式鉆井裝置上任何通過RCD的浪涌和抽吸具有對于單相系統(tǒng)的BHP產(chǎn)生更加直接的影響。通過隔水管系統(tǒng)100,可以通過輸入水上和或底部孔獲取的數(shù)據(jù)來手動和/或自動地控制節(jié)流裝置。隔水管系統(tǒng)100實(shí)現(xiàn)了氮化的流體鉆井,即對于形成、改進(jìn)的井涌探測和控制以及能夠在壓力下在井控制的事件中轉(zhuǎn)動管仍然是失衡的。該隔水管系統(tǒng)100使得安全裝置當(dāng)運(yùn)行隔水管系統(tǒng)時在通常實(shí)踐中不發(fā)生變化,并且對于海底BOP控制、緊急脫開、流體循環(huán)和井控制保持所有的功能。在需要時,隔水管系統(tǒng)100包括密封孔保護(hù)套筒和運(yùn)行工具,使得標(biāo)準(zhǔn)的隔水管部件可以轉(zhuǎn)換成完全的隔水管系統(tǒng)100的系統(tǒng)使用。隔水管系統(tǒng)100還可以包括在現(xiàn)有的滑動接頭上附加的管線,其可以設(shè)置如下:(1)在滑動接頭上永久設(shè)置附加的管線和鵝頸管,以及用以通過液壓或電力軟管進(jìn)行供給的中空管;或者(2)如果環(huán)境條件可接受的話臨時將軟管和束設(shè)置至滑動接頭。公開了通過可轉(zhuǎn)動的管用于在海底進(jìn)行深海鉆井的系統(tǒng)。其由隔水管系統(tǒng)100和注入系統(tǒng)200構(gòu)成。可以一同或單獨(dú)地使用所述兩個組件。注入系統(tǒng)200包括基于使用的隔水管系統(tǒng)的隔水管部件。因此,例如在21英寸海洋隔水管系統(tǒng)中,其可以具有連接件以匹配用于所述系統(tǒng)的特殊連接。此外,其可以具有所有連接至其上的通常的管線,所述管線用于滑動接頭SJ下方的隔水管部件。在通常的21英寸隔水管系統(tǒng)中,其至少可以是一條節(jié)流管線和一條壓井管線,以及其他的類似的增壓管線和/或液壓管線。對于其他類型的隔水管,例如基于封裝的隔水管,其通常沒有其他連接的管線(與那些對于隔水管系統(tǒng)100所需的管線不同)。隔水管系統(tǒng)100在通常的鉆井操作期間用作被動的隔水管部件。當(dāng)需要進(jìn)行承壓操作時,由于需要實(shí)現(xiàn)其全部功能,組件被插入到其中。用于隔水管系統(tǒng)100的隔水管的部件可以由壁厚較厚的管制成。參照圖9,其詳細(xì)示出了隔水管系統(tǒng)100的一個實(shí)施例的示意性截面圖。附圖沿中心線CL分成了左手側(cè)(lhs)和右手側(cè)(rhs),左手側(cè)示出了當(dāng)處于被動模式時內(nèi)部組件的通常結(jié)構(gòu),右手側(cè)示出了當(dāng)處于主動模式時的通常結(jié)構(gòu)。在附圖中,僅詳細(xì)示出了主要組件,例如密封件、槽、閉鎖機(jī)構(gòu),沒有示出支承件。這些細(xì)節(jié)是在通常的井筒裝置中可見的標(biāo)準(zhǔn)類型以及可以與隔水管系統(tǒng)100一起使用的組件。它們的具體細(xì)節(jié)與適用于隔水管系統(tǒng)100的具體生產(chǎn)商的設(shè)備有關(guān)。如圖9所示,隔水管系統(tǒng)100包括隔水管部件30,所述隔水管部件30具有端部連接件31和在鉆井過程期間示出在通常位置的可轉(zhuǎn)動的管32。出于描述的目的示出該管32,并且該管不形成隔水管系統(tǒng)100的部分。部件30可以包括組件的組合。例如,部件30可以包括適配件A,以使得內(nèi)隔水管部件可以連接至隔水管系統(tǒng)100。這是為了提高所用的隔水管系統(tǒng)的整體壓力值。例如,21英寸海洋隔水管系統(tǒng)的工作壓力值可以為2000psi。安裝英寸的套管隔水管(casingriser)36使得:內(nèi)部設(shè)定的隔水管根據(jù)所用的套管而可以達(dá)到新的較高的壓力值。為此,隔水管系統(tǒng)100部件通常具有較高的壓力值,以允許此選擇。隔水管部件30還可以包括適配件B1和B2,以使得可以在安裝、操作和故障檢修期間對安裝的組件進(jìn)行壓力測試和對隔水管進(jìn)行壓力測試。部件30還可以包括適配件C1、C2和C3,其使得BOP(防噴裝置)組件和RCD(轉(zhuǎn)動控制裝置)可以插入。為了安全起見,通常的隔水管系統(tǒng)100具有至少一個安裝有備用系統(tǒng)的RCD裝置。其可以是能夠圍繞可轉(zhuǎn)動的管32閉合的第二RCD、環(huán)狀BOP、閘板BOP或其他裝置。在圖9示出的結(jié)構(gòu)中,描述了多個裝置以示出可通常適用的隔水管系統(tǒng)100的原理。但并非用于限制,例如C1示出作為隔水管系統(tǒng)100的整體一部分的環(huán)狀BOP。還可以具有環(huán)狀BOP作為用于插入的裝置。C2示意性示出為主動的(需要外部輸入來密封的)RCD適配裝置,C3示出為通常的被動的(始終機(jī)械密封)、具有雙密封的RCD適配裝置。隔水管系統(tǒng)100具有多個出口以能夠完全使用適配裝置A、B和C1-C3的功能。這些出口包括出口33,所述出口33實(shí)現(xiàn)了對于內(nèi)隔水管與外隔水管(如果安裝的話)之間的環(huán)狀空間的連通;入口/出口40,所述入口/出口40實(shí)現(xiàn)了與安裝在C1中的安全裝置下方的隔水管的連通;出口41,如果該系統(tǒng)需要特殊使用隔水管系統(tǒng)100,所述出口41可以用作緊急出口管線;出口/入口44,可以作為主要流出口(也可以用作用于平衡的入口);出口45,可以用于提供多余液流的出口/入口;出口54,可以用作可選的出口/入口;以及出口61,可以用作入口/出口。這些入口和出口的實(shí)際的構(gòu)造和使用與應(yīng)用有關(guān)。例如,在控制壓力鉆井中,出口44和45可以用于提供兩個多余液流的出口。在泥漿帽鉆井的情況下,出口44用作適配到一個泵送系統(tǒng)中的入口,并且出口45用作用于第二泵送系統(tǒng)的備用入口。圖11示出了典型的線路示意圖,這將在隨后進(jìn)行說明?,F(xiàn)在對裝置的細(xì)節(jié)進(jìn)行說明以更全面地理解隔水管系統(tǒng)100的通常的功能。隔水管系統(tǒng)100設(shè)計(jì)成可以根據(jù)需要插入物件,即,增加從底部到頂部的間隙,所述間隙使得可以接近最下方的適配件,以根據(jù)需要插入物件。裝置A是內(nèi)隔水管適配件,并且可以根據(jù)內(nèi)隔水管系統(tǒng)的制造商具體定制。在lhs(左手側(cè)),物件34為適配件,其可以為隔水管系統(tǒng)100的一部分。所述物件通常可以具有密封孔和閂鎖槽。保護(hù)套筒35通常設(shè)置在適當(dāng)位置以保護(hù)密封區(qū)域。在rhs(右手側(cè)),示出了安裝的內(nèi)隔水管。當(dāng)內(nèi)隔水管36運(yùn)行時,該套筒35被移除以使得通過閂鎖和密封機(jī)構(gòu)37將內(nèi)隔水管36閂鎖在適配件34中。具體的細(xì)節(jié)和操作與內(nèi)隔水管組件的制造商有關(guān)。一旦安裝好,內(nèi)隔水管提供去除外隔水管部件30的壓力弱點(diǎn)(pressureweakness)的密封管。隔水管系統(tǒng)100可以制造成具有較高的壓力值,從而可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)隔水管的全部或部分壓力能力(承壓能力,pressurecapability)。出口33設(shè)置成可以監(jiān)視內(nèi)隔水管36與外隔水管30之間的環(huán)狀空間。裝置B1和B2為壓力測試適配件。通常在傳統(tǒng)的操作中,隔水管從不進(jìn)行壓力測試。所有的壓力測試在海底BOP堆中進(jìn)行。對于承壓操作,在安裝后需要對整個隔水管系統(tǒng)進(jìn)行壓力測試以確保完整性。對于該壓力測試,需要適配件B2,所述適配件B2原理上與此處用于壓力測試的適配件B1的描述相同。隔水管系統(tǒng)100包括用于容置壓力測試適配件39的適配件38。該壓力測試適配件39使得在承壓操作期間可以通過所需的最大空隙。其可以在需要進(jìn)行承壓操作之前預(yù)安裝或者安裝好。當(dāng)需要進(jìn)行壓力測試時,如圖9右手側(cè)所示,適配件39a連接至管32,并且設(shè)置在適配件39中。牢固地鎖固適配件39a以從上至下接受壓力測試。對于裝置B2的說明相同,所述裝置B2安裝在隔水管系統(tǒng)100的最頂端,即在出口61上方。通過B2,整個隔水管和隔水管系統(tǒng)100可以進(jìn)行壓力測試,以先于隨后計(jì)劃的壓力測試“測試”壓力。一旦通過裝置B2完成全部壓力測試,隨后的壓力測試通常使用裝置B1以在對于RCD的維護(hù)之后對系統(tǒng)的完整性再次進(jìn)行壓力測試。裝置C1為安全裝置,其可以圍繞可轉(zhuǎn)動的管32閉合,例如但不限于適于通過轉(zhuǎn)盤的環(huán)狀BOP42、閘板BOP,或者如在C2中描述的主動RCD裝置。如圖9所示,裝置C1可以類似于C2和C3進(jìn)行內(nèi)部安裝,或者可以作為隔水管系統(tǒng)100的一部分。物件42示意性表示為環(huán)狀BOP,但非給出具有全部細(xì)節(jié)。當(dāng)未使用時,如左手側(cè)所示,密封構(gòu)件處于松開的狀態(tài)43a。當(dāng)需要時,其可以被激活,并且如右手側(cè)所示,形成以附圖標(biāo)記43b表示的、圍繞管32的密封構(gòu)件。對于實(shí)際的應(yīng)用,例如欠平衡流體鉆井中,其中碳?xì)浠衔镌趬毫ο卤粚?dǎo)引到隔水管中,可以安裝兩個C1類型的裝置以提供雙重阻擋。裝置C2示意性示出為主動的RCD。適配件46為隔水管系統(tǒng)100的一部分,以使得適配件47可以安裝有所需的密封和閂鎖系統(tǒng),所述密封和閂鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于隔水管系統(tǒng)100中使用的特定的RCD。適配件46和47均具有端口,以使得可以典型地供給對于主動RCD的操作所需的液壓流體。當(dāng)如左手側(cè)所示未安裝主動RCD50時,密封保護(hù)裝置以及液壓端口隔離和密封保護(hù)裝置套筒48通常位于適當(dāng)?shù)奈恢?。?dāng)需要使用主動RCD50時,通過連接至可轉(zhuǎn)動的管32上的操作工具拉出密封保護(hù)裝置套筒48。然后如右手側(cè)所示,安裝主動RCD50。液壓適配件總成51實(shí)現(xiàn)液壓源(未示出)至RCD的連通。示意性地在右手側(cè)示出了兩個液壓管道。管道52供給液壓流體以激發(fā)主動構(gòu)件49,并且液壓管道53通常供給油(或其他潤滑流體)至軸承。也可以設(shè)有第三管道(未示出),所述第三管道使得軸承流體再次循環(huán)。根據(jù)主動RCD的具體類型,可能需要或多或少的液壓管道以實(shí)現(xiàn)其他功能,例如壓力指示和/或閉鎖功能。裝置C3示意性示出為被動RCD58,通常使用的所述被動RCD具有兩個被動構(gòu)件59和60。適配件57安裝在隔水管系統(tǒng)100中??梢允沟眠m配件不需要一些功能(有一些需要軸承潤滑/冷卻的功能)以及密封保護(hù)套筒,所述的適配件通過孔的變化保護(hù)密封面,并且在這種情況下需要被動頭。這種情況下,被動RCD58可以如右手側(cè)所示地通過與管32連續(xù)接觸的密封構(gòu)件59和60而直接安裝在適配件57中。這種示意性的設(shè)置還假定,用于RCD58的閂鎖構(gòu)件為RCD的一部分并且通過操作工具起作用/不起作用。隔水管系統(tǒng)100還可以包括連接至其上的其他物件,以使隔水管系統(tǒng)100形成為完整的組件,即,一旦安裝在隔水管中就不再需要進(jìn)行其他的安裝。這些其他的物件可以包括連接至出口/入口33、40、41、44、45、54、61的裝置和閥。這些隨后參照圖11進(jìn)行說明。為了實(shí)現(xiàn)這些出口部件和安裝的裝置(A、B1、B2、C1、C2、C3)的全部功能,隔水管系統(tǒng)100包括控制系統(tǒng)55,所述控制系統(tǒng)55將隔水管系統(tǒng)100上的所有監(jiān)視功能集中,并且提供返回到浮式鉆井裝置的數(shù)據(jù)鏈。隔水管系統(tǒng)100包括另一控制系統(tǒng)55,所述控制系統(tǒng)55用于控制各種裝置的液壓功能以及儲能器組件56,所述儲能器組件56對于所有的液壓單元提供儲備的壓力。其他控制器/設(shè)備/供給箱可以根據(jù)需要添加,以使得返回海上所需連接的數(shù)目最小。參照圖11,其示出了穿過隔水管系統(tǒng)100和注入系統(tǒng)200的典型流路。鉆井液81向下流到可轉(zhuǎn)動的管32,在鉆頭82處離開。因此流體為鉆井液與切屑的混合物,所述切屑回到可轉(zhuǎn)動的管與鉆孔之間的環(huán)狀空間中。如果安裝了海底BOP83,則上述混合物流過海底BOP83,并隨后進(jìn)一步進(jìn)入隔水管柱84中。注入系統(tǒng)200可以將密度可變的流體注入到該回流中?;亓?5仍然為鉆井液、切屑與可變密度流體的混合物,并通過注入系統(tǒng)200被向上導(dǎo)引到隔水管系統(tǒng)100中。此處,回流流過安全裝置C1、C2和C3,并且如果所述裝置沒有關(guān)閉,則進(jìn)一步行進(jìn)到滑動接頭91中。出口41連接至安全裝置104,所述安全裝置104使得通過管線95返回到浮式鉆井裝置的壓力可以降壓。安全裝置104可以為安全泄壓閥或其他用于降壓的適當(dāng)系統(tǒng)。裝置C1、C2和C3通過它們各自的控制盒301、302和303分別與還包括儲能器的中心電子-液壓控制系統(tǒng)304連接。設(shè)有返回到浮式鉆井裝置中的電線89和液壓管線90。理論上,不同連接件的使用是相似的,因此,以下對于物件40、111、112、113、114和119的描述與對于物件44、118、117、115、116和119;以及45、124、123、122、121和120;以及54、131、132、133、134和120相同。這些連接件組和閥組的安裝數(shù)目與計(jì)劃的操作、安裝裝置(C1、C2和C3)的數(shù)目以及所需的靈活度的等級有關(guān)。如果需要的話,可以在出口61連接一組相似的物件。將出口/入口40作為以上所列的組的典型示例,能夠測量任何所需的數(shù)據(jù)(通常為壓力和溫度)的裝置適配件或傳感器111連接至來自出口40的管線。液流隨后經(jīng)由液壓或其他方式控制的節(jié)流系統(tǒng)112而穿過該管線,接著穿過兩個液壓控制的閥113和114,所述閥的至少其中之一是關(guān)閉的。液流隨后繼續(xù)沿著管線88向上回到浮式鉆井裝置。如果需要的話,液流也可以沿著該管線88向下相反地開始。相似的管線194設(shè)置為連接至出口/入口45。傳感器111可以監(jiān)視隔水管部件30、環(huán)狀BOP42或隨后進(jìn)行描述的閥模塊202(見圖12及圖13)下方的隔水管柱84或隔水管柱206(隨后進(jìn)行描述)的內(nèi)部的參數(shù)(例如壓力和/或溫度等)。傳感器118、124可以監(jiān)視環(huán)狀BOP42或閥模塊202和主動RCD50或環(huán)狀密封模塊224(隨后進(jìn)行描述,見圖14及圖15)之間的隔水管部件30或隔水管柱84或206的內(nèi)部的參數(shù)(例如壓力和/或溫度等)。傳感器113可以監(jiān)視主動RCD50或環(huán)狀密封模塊224和被動RCD58或環(huán)狀密封模塊222(隨后進(jìn)行描述,見圖16及圖17)之間的隔水管部件30或隔水管柱84或206的內(nèi)部的參數(shù)(例如壓力和/或溫度等)。根據(jù)需要,其他或不同的傳感器可以用于監(jiān)視、儲存和/或傳遞表現(xiàn)為參數(shù)的任意組合的數(shù)據(jù)。如圖所示,圖11為典型的過程和裝置的線路圖,并且可以這樣解釋,通過根據(jù)裝置C1、C2和C3的所需操作打開和關(guān)閉閥來實(shí)現(xiàn)液流方式的各種變化,所述裝置C1、C2和C3可以打開和關(guān)閉(除了例如在圖9中示出的通常始終關(guān)閉的被動RCD58)。上述控制系統(tǒng)55與控制系統(tǒng)119、120、304在圖11中進(jìn)一步詳細(xì)地示出。這些控制系統(tǒng)119、120、304位于海底,且位于隔水管柱84或206的外部,并且將通向海底閥113、114、115、116、121、122、133、134的電和液壓連接件集中,使得對于海上所需的電線和液壓管線較少??刂葡到y(tǒng)119連接至用于控制閥113、114、115、116和節(jié)流裝置112、117的啟動的電線186和液壓供給管線87??刂葡到y(tǒng)119還接收來自傳感器111、118的數(shù)據(jù)信號。來自海面的控制信號可以在電線186中多路傳輸,并且來自傳感器111、118的數(shù)據(jù)信號也可以在電線186中多路傳輸。如果出口44用于在鉆井期間鉆井液的回流,那么節(jié)流裝置117可以用于調(diào)節(jié)隔水管柱84中的反壓力,以用于控制壓力鉆井,從而保持所需的穩(wěn)定或選擇性改變井下壓力(例如,圖6B示出的鉆頭處的井底壓力)??梢酝ㄟ^控制系統(tǒng)119與水上控制系統(tǒng)18(見圖10)協(xié)作自動地控制節(jié)流裝置117,例如可使得自動控制節(jié)流裝置而無需人為干預(yù)(盡管如果需要的話可以進(jìn)行人為干預(yù))??刂葡到y(tǒng)120連接至用于控制閥121、122、133、134和節(jié)流裝置123、132的啟動的電線192和液壓供給管線93??刂葡到y(tǒng)120還接收來自傳感器124、131的數(shù)據(jù)信號。來自海面的控制信號可以在電線192中多路傳輸,并且來自傳感器124、131的數(shù)據(jù)信號也可以在電線192中多路傳輸。如果出口45或54用于在鉆井期間鉆井液的回流,那么節(jié)流裝置123或132可以用于調(diào)節(jié)隔水管柱84中的反壓力,以用于控制壓力鉆井,從而保持所需的穩(wěn)定或選擇性改變井下壓力(例如,圖6B示出的鉆頭處的井底壓力)。可以通過控制系統(tǒng)120與水上控制系統(tǒng)(未示出)協(xié)作自動地控制節(jié)流裝置123或132,例如可使得自動控制節(jié)流裝置而無需人為干預(yù)(盡管如果需要的話可以進(jìn)行人為干預(yù))??刂葡到y(tǒng)304連接至用于控制控制盒301、302、303的操作的電線89和液壓供給管線90。控制盒301、302、303包括用于致動和監(jiān)視可以安裝在隔水管部件30或者隔水管柱84或206中的各種模塊(例如環(huán)狀BOP42、主動RCD50、被動RCD58、閥模塊202和/或環(huán)狀密封模塊222、224、226)的操作的閥、致動器、儲能器、傳感器。通過海底遙控潛水器320(見圖30)可以替換任意的海底控制系統(tǒng)119、120、304。因此,在損壞、故障、升級或需要維修任意的海底控制系統(tǒng)119、120、304時,可以在無須干擾隔水管柱84或206的情況下實(shí)現(xiàn)上述操作。可變密度流體沿著管道11向下被注入至注入系統(tǒng)200,以下將更加全面地進(jìn)行對于此操作的詳細(xì)描述。注入系統(tǒng)200包括帶有入口的隔水管部件(較短的部件通常稱為短節(jié))以及復(fù)合軟管系統(tǒng),或其他適當(dāng)?shù)妮斔徒Y(jié)構(gòu),以使得不同密度的流體可以在海底BOP與隔水管系統(tǒng)100的頂部之間的任何位置上注入到隔水管中。注入系統(tǒng)200可以獨(dú)立地,或與任意浮式鉆井裝置中的隔水管系統(tǒng)100相關(guān)地使用,以實(shí)現(xiàn)隔水管中的密度變化。在控制壓力鉆井或欠平衡鉆井操作中,注入系統(tǒng)200可以用于將流體混合物150注入到隔水管柱84中,所述隔水管柱84的密度小于在鉆井期間從井筒返回的鉆井液81的密度。當(dāng)與水上或水下節(jié)流裝置協(xié)同使用時,注入系統(tǒng)200使得可以在隔水管中注入流體混合物150,所述流體混合物150例如包括:氮?dú)饣蛭⑴荩ㄖ锌詹A颍?,或者可以對井施加流體靜壓變化的不同密度的流體。如前所述,注入系統(tǒng)200是管道,氮?dú)鈮|可穿過所述管道被應(yīng)用且被保持,以使得通過注入系統(tǒng)200借助對水上節(jié)流裝置、注入流體的密度以及沿鉆柱向下和進(jìn)入環(huán)狀空間的注入速率的操作控制可以更多地控制BHP。注入系統(tǒng)200還包括對于隔水管部件所需的所有通常的隔水管連接件和附件。此外,注入系統(tǒng)200包括用于安裝儲能器(已示出)的設(shè)備,用于容置測量壓力、溫度和任意其他輸入或輸出參數(shù)的裝置的設(shè)備。注入系統(tǒng)200還可包括緊急停工系統(tǒng)和遠(yuǎn)程操作閥,用于對閥供給液壓流體、液壓壓力和控制信號的液壓集束管線,以及節(jié)流系統(tǒng)。注入系統(tǒng)200可以單獨(dú)地基于液壓系統(tǒng)、用于裝置或其他電子控制需求的液壓集束管線和電集束管線、或者完全MUX(多路傳輸)系統(tǒng)。節(jié)流系統(tǒng)還可以插入遠(yuǎn)程且自動控制的流體注入管道(已示出)中。與隔水管系統(tǒng)設(shè)計(jì)相同的、可以為短隔水管的隔水管部件1具有與隔水管相同的端部連接件16,并且作為注入系統(tǒng)200的基礎(chǔ)。該隔水管部件1包括與隔水管部件1內(nèi)部連通的流體注入連接件2。該連接件2可以通過與液壓致動器4a和4b適配的液壓致動的閥3a和3b與隔水管內(nèi)部流體隔離。通過水上控制系統(tǒng)19(泵速率和/或節(jié)流裝置)以及在海底通過遠(yuǎn)程操作節(jié)流裝置14可以控制注入速率。作為附加的冗余,在設(shè)計(jì)中可以包括一個或多個止逆閥8。將注入流體從水上供給至注入系統(tǒng)200的管道示出為可繞式復(fù)合管道11,其可以易于被夾持至隔水管或海底BOP導(dǎo)引管線(如果水深許可且其位于適當(dāng)?shù)奈恢茫?。由Fiberspar公司提供的復(fù)合管和假脫機(jī)系統(tǒng)(spoolingsystem)適合于此應(yīng)用。在可繞式卷軸12上供給復(fù)合管道11??梢苑奖愕厍懈顝?fù)合管道11,并且連接件13在原處適配在浮式鉆井裝置上以實(shí)現(xiàn)所需的長度。用于海底控制閥3a和3b以及液壓節(jié)流裝置14的致動器4a和4b的操作液壓流體可以分別存儲在注入系統(tǒng)200中、儲能器5和15中。它們可以是單獨(dú)的、獨(dú)立的儲能器系統(tǒng),或者在MUX系統(tǒng)中進(jìn)行供給的、具有電控制閥的一個共同的供給系統(tǒng)。通過來自液壓軟管卷軸10的液壓供給管線9供給且保持通向儲能器5、15的流體,所述液壓供給管線9供給來自水上液壓供給裝置和水上控制系統(tǒng)18的液壓流體。如上所述,即使附加的或單獨(dú)的水上控制系統(tǒng)可以用于此目的,如果需要的話,水上控制系統(tǒng)18也可以用于控制海底控制系統(tǒng)119、120、304。用于閥致動器3a和3b的來自儲能器5的液壓流體通過軟管7供給至節(jié)流裝置14,來自致動器15的液壓流體通過軟管17也供給至節(jié)流裝置14。用于致動器4a和4b的電子-液壓控制閥6a通過由電線20傳輸?shù)膩碜运系碾娦盘枌?shí)現(xiàn)閥3a和3b的關(guān)閉和打開,電子-液壓控制閥6b相似地通過由電線20輸送的來自水上的控制信號實(shí)現(xiàn)液壓節(jié)流裝置14的關(guān)閉和打開。在傳統(tǒng)的鉆井操作中,閥3a和3b關(guān)閉并且注入系統(tǒng)200與標(biāo)準(zhǔn)的隔水管部件相似地作用。當(dāng)需要在隔水管中進(jìn)行可變密度操作時,通過液壓控制打開閥3a和3b,并且例如包括氮?dú)獾牧黧w混合物150通過水上系統(tǒng)19經(jīng)由軟管卷盤12沿著管道11向下注入到隔水管入口連接件2中。在需要時可以在水上系統(tǒng)19和/或通過井下節(jié)流裝置14控制速率。其中一個液壓控制閥3b設(shè)置為自動防故障閥,這意味著如果在液壓供給管線中發(fā)生壓力缺失會關(guān)閉閥,由此始終確保隔水管系統(tǒng)的密封性。相似地,當(dāng)需要恢復(fù)傳統(tǒng)的操作時,停止流體注入并且關(guān)閉閥3a和3b。如圖11所示,注入系統(tǒng)200可以包括壓力和溫度傳感器21,以及通向中央控制盒142(見圖11)所需的連接和系統(tǒng)以將它們傳輸至水上。通過液壓或電信號以及通過卷軸10延伸的線纜9、20或者通過聲信號或能夠從水上遠(yuǎn)程控制的其他系統(tǒng)可以操作閥4a、4b和節(jié)流裝置14。在圖11中,可變密度的流體混合物150沿著管道11向下被注入通過止逆閥8、兩個液壓遠(yuǎn)程控制閥4a和4b,隨后通過遠(yuǎn)程控制節(jié)流裝置14進(jìn)入入口2。傳感器21進(jìn)行所需數(shù)據(jù)的測量,這些數(shù)據(jù)隨后被傳輸至包括儲能器和控制器的控制系統(tǒng)142,所述控制器接收來自電線20的輸入/輸出信號和來自管線9的液壓流體信號。此處對于一種典型的浮式鉆井裝置的示例性應(yīng)用和操作程序進(jìn)行描述,以說明系統(tǒng)使用的示例性方法。隔水管系統(tǒng)100作為隔水管的普通部件通過轉(zhuǎn)盤RT運(yùn)行,因此不會超過如基于新一代浮式鉆井裝置的對于21英寸隔水管系統(tǒng)的約為49英寸或60英寸的通常最大OD。其具有對于英寸BOP堆系統(tǒng)的全井眼能力,并且設(shè)計(jì)成具有與在該系統(tǒng)的使用中最重的壁段相同的機(jī)械特征和壓力能力。注入系統(tǒng)200在具有可繞式復(fù)合管(FIBERSPAR(TM),商業(yè)可用的復(fù)合管,適用于此應(yīng)用)的隔水管的下部運(yùn)行。在例如計(jì)劃進(jìn)行控制壓力鉆井的通常的鉆井操作中,隔水管系統(tǒng)100和注入系統(tǒng)200連同安裝的外部組件一同運(yùn)行。隔水管系統(tǒng)100和注入系統(tǒng)200在適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b有密封孔保護(hù)套筒35、48,并且在插入隔水管之前進(jìn)行壓力測試。在傳統(tǒng)的鉆井操作中,關(guān)閉入口閥和出口閥,隔水管系統(tǒng)100和注入系統(tǒng)200均用作普通的隔水管短節(jié)。隔水管系統(tǒng)100設(shè)有對于待使用RCD系統(tǒng)恰當(dāng)?shù)拿芊饪走m配件。當(dāng)需要進(jìn)行承壓操作時,設(shè)有注入系統(tǒng)200,并且作為在所需位置插入的隔水管的部分運(yùn)行。用于控制管線9、20的所需的連接件,以及柔性管道11運(yùn)行,以在流體混合物150中注入可變密度的流體。如果存在的話,線纜和管線連接至隔水管或BOP導(dǎo)引管線。關(guān)閉閥4a和4b。如圖11所示,隔水管系統(tǒng)100設(shè)有必需的閥和控制裝置。關(guān)閉所有的閥。軟管和管線根據(jù)需要連接并且回到浮式鉆井裝置。管在具有BOP測試適配件的孔中延伸。測試適配件設(shè)置在海底井口中,并且關(guān)閉隔水管系統(tǒng)100中的環(huán)狀BOPC3。隨后進(jìn)行壓力測試以確定隔水管工作壓力。隔水管系統(tǒng)100中的環(huán)狀BOPC3隨后打開,并且拉出壓力測試柱。如果海底BOP具有能夠保持來自上方壓力的閘板,可以使用較簡單的測試柱,其中將測試插頭設(shè)置在隔水管系統(tǒng)100上的適配件B2中(見圖9)。當(dāng)需要使用隔水管系統(tǒng)100時,在隔水管系統(tǒng)100的下喇叭口B1處設(shè)有適配件39,以提供與井口中的最小的套筒柱(casingstring)的壓力測試?yán)瓤谙嗨频膲毫y試?yán)瓤?,使得隨后的壓力測試不需要進(jìn)行海底BOP的測試。用于RCD適配件C2的密封孔保護(hù)套筒48可以被拉出。隨后RCD50可以設(shè)置在C2中。一旦設(shè)定好,RCD50進(jìn)行測試??赊D(zhuǎn)動的管32隨后在具有用于隔水管系統(tǒng)100的壓力測試適配件39a的孔中延伸直至適配件39a設(shè)置在適配件39中(已經(jīng)預(yù)備,作為前一步驟的部分)。RCD50隨后關(guān)閉,并且僅對于主動系統(tǒng)而言,流體通過隔水管系統(tǒng)100例如使用出口44循環(huán)。出口44隨后關(guān)閉,并且對隔水管進(jìn)行壓力測試。一旦壓力測試完畢,釋放壓力并且松開RCD50上的密封構(gòu)件。測試組件隨后被拉出隔水管系統(tǒng)100??梢詫?shí)現(xiàn)近似的方法以將另一RCD58設(shè)置在部件C3中。鉆井組件隨后在孔中運(yùn)行,并且實(shí)現(xiàn)在鉆井深度的循環(huán)。泵隨后停止。泵一旦停止,就安裝RCD50密封構(gòu)件(僅在需要特殊類型RCD的情況下),并且RCD50啟動(僅對于主動系統(tǒng)而言)。隔水管系統(tǒng)100上的泥漿出口44隨后打開。隨后建立循環(huán)并且對于自動表面節(jié)流系統(tǒng),或者可選地,連接至出口44的節(jié)流裝置112設(shè)置反壓力。如果在隔水管流體中需要密度變化,關(guān)閉注入系統(tǒng)200上的節(jié)流裝置14(見圖11),并且打開閥4a、4b。包括但不限于氮?dú)獾牧黧w混合物150以期望的速率循環(huán)到回流中,以形成用于降低壓力峰值的緩沖。需注意的是,氮?dú)鈨H為示例,也可以使用其他適當(dāng)?shù)牧黧w。例如包括可壓縮試劑(例如體積隨著壓力變化很大的固定或流體)的流體混合物150可以在最優(yōu)的位置注入到隔水管中,以提供這種降壓效應(yīng)。隨后繼續(xù)鉆井。在圖3f中示出了該系統(tǒng),且在圖6b中進(jìn)行了示意性描述以與圖6a中的傳統(tǒng)系統(tǒng)進(jìn)行比較。對于使用本發(fā)明的鉆井操作的一個典型優(yōu)選實(shí)施例可以在壓力下將氮?dú)鈱?dǎo)引至沿著隔水管向上行進(jìn)的回流鉆井液流中。這可以通過本發(fā)明的注入系統(tǒng)200借助能夠易于作為圖3a-圖3g描述的任意系統(tǒng)的一部分運(yùn)行的連接的管實(shí)現(xiàn)。使用隔水管系統(tǒng)100和注入系統(tǒng)200的上述方法的變型可以實(shí)現(xiàn)需要承壓隔水管操作(例如但不限于雙密度或雙梯度鉆井;控制壓力鉆井(泥漿重量欠平衡和過平衡);具有來自井筒形成時的液流的欠平衡鉆井;泥漿帽鉆井,即流體回流很少或沒有的噴射鉆井;以及使用允許連續(xù)循環(huán)的系統(tǒng)的恒定底部孔壓力的鉆井,所述鉆井改變。隔水管系統(tǒng)100/注入系統(tǒng)200可以利用DAPC(dynamicannularpressurecontrol,動態(tài)環(huán)狀壓力控制)和SECURE(massbalancedrillingsystemsandtechniques,質(zhì)量平衡鉆井系統(tǒng)和技術(shù))。隔水管系統(tǒng)100/注入系統(tǒng)200還實(shí)現(xiàn)了具有水上BOP系統(tǒng)的、在水位線以下工作的、承壓隔水管系統(tǒng)的使用。隔水管系統(tǒng)100/注入系統(tǒng)200還可以用于實(shí)現(xiàn)DORS(深海隔水管系統(tǒng))的使用。能夠?qū)б鳛榻祲毫黧w的氮?dú)獾哪芰κ状钨x予構(gòu)件,從而清除或大幅減小因浮式鉆井裝置的上升而導(dǎo)致的壓力峰值(浪涌和抽吸)。隔水管系統(tǒng)100/注入系統(tǒng)200實(shí)現(xiàn)了進(jìn)入圖3a-圖3g所描述的任意隔水管系統(tǒng)內(nèi)部的管線,并且使得所述管線可以設(shè)置在水上與隔水管的底部之間任意的位置。隔水管系統(tǒng)100和注入系統(tǒng)200可以在沒有SBOP的情況下使用,由此實(shí)質(zhì)地降低了成本,并且實(shí)現(xiàn)了圖3g所示的技術(shù)。在圖3g中描述的隔水管系統(tǒng)還示出了將注入系統(tǒng)200移動至隔水管中更高的位置。如上所述,隔水管系統(tǒng)100和注入系統(tǒng)200可以互相連通形成其他的傳統(tǒng)隔水管柱。隔水管系統(tǒng)100/注入系統(tǒng)200提供用于使海洋隔水管承壓至其最大承壓能力的裝置,并且易于實(shí)現(xiàn)隔水管中的流體密度的變化。注入系統(tǒng)200包括隔水管短節(jié),以用于將流體注入到具有隔離閥的隔水管中。隔水管系統(tǒng)100包括帶有內(nèi)隔水管適配件的隔水管短節(jié),壓力測試?yán)瓤?,安全裝置,帶有用于改變泥漿流向的閥的出口,以及帶有用于容置RCD的密封孔的接頭。描述了流體易于輸送至下部注入短節(jié)(注入系統(tǒng)200)中。詳細(xì)描述了一種方法,其用于調(diào)節(jié)在隔水管中的密度,以提供較大范圍的操作壓力和密度,從而實(shí)現(xiàn)控制壓力鉆井、雙密度或雙梯度鉆井以及欠平衡鉆井。此外參照圖12-圖31,其示意性和示例地示出了隔水管系統(tǒng)100的可選結(jié)構(gòu)。圖12-圖31的隔水管系統(tǒng)100包括許多構(gòu)件,所述構(gòu)件在許多方面與上述的構(gòu)件相似或者可替換上述構(gòu)件。在圖12和圖13中,示例性示出了隔水管柱206中的閥模塊202的安裝。圖12示出了進(jìn)行輸送且設(shè)置在隔水管柱206的閥模塊殼體280中的閥模塊202,圖13示出了已經(jīng)固定且密封在殼體280中之后的閥模塊202。殼體280示出為隔水管柱206的分離的部件,但是在其他實(shí)施例中,殼體可以與其他模塊化殼體268、282、284、306(隨后進(jìn)行說明)形成為一體,并且可以與圖8和圖9示出的隔水管部件30的結(jié)構(gòu)相似。隔水管柱206可以對應(yīng)于在圖11的過程與裝置線路圖中的隔水管柱84。殼體280提供用于在隔水管柱206中近似定位閥模塊202的位置240。在此示例中,殼體280包括用于在隔水管柱206中固定和密封閥模塊202的內(nèi)部閂鎖輪廓件(profile)262和密封孔328。閥模塊202包括錨固裝置208,所述錨固裝置208具有用于接合輪廓件262的可徑向向外延伸的閂鎖構(gòu)件254;以及密封件344,用于密封在密封孔328中。圖13示出的閥模塊202為在構(gòu)件254已經(jīng)延伸成與輪廓件262接合、并且密封件344與密封孔328密封地接合之后的狀態(tài)。如果需要的話可以使用閥模塊202的其他結(jié)構(gòu)。例如,如圖30和圖31所示,閂鎖構(gòu)件254可以由設(shè)置在隔水管柱206外部的致動器278代替,以使得閂鎖構(gòu)件選擇性地與在閥模塊202上形成的外部輪廓件270接合。通過上述海底控制系統(tǒng)119、304,控制盒301和/或水上控制系統(tǒng)18可以控制致動器278。閥模塊202選擇性控制流體是否流過流體通道204,所述流體通道204縱向穿過隔水管柱206而形成。如圖12和圖13所示,閥模塊202包括通過外部連接至殼體280的液壓控制管線316操作的球閥,但是如果需要的話也可以使用其他類型的閥構(gòu)件(例如擋板閥、電磁閥等)。通過上述的海底控制系統(tǒng)304、控制盒301和/或水上控制系統(tǒng)18可以控制閥模塊202的操作(例如打開或關(guān)閉閥)。借助閥模塊202可以執(zhí)行多種操作。例如,閥模塊202可以用于對隔水管柱206的多個部位進(jìn)行壓力測試、用于對環(huán)狀密封模塊222、224、226(隨后說明)進(jìn)行壓力測試、用于在欠平衡鉆井或控制壓力鉆井期間(例如在替換鉆頭348期間等,見圖22)或者在安裝完井設(shè)備350(見圖31)期間便于井筒346中的控制。以下參照圖14和圖15,其示例性示出了環(huán)狀密封模塊224安裝在隔水管柱206中的殼體284中。在圖14中,環(huán)狀密封模塊224正被輸送至殼體284中,在圖15中,示出了在已經(jīng)固定且密封在殼體中之后的環(huán)狀密封模塊。殼體284提供用于在隔水管柱206中定位環(huán)狀密封模塊224的位置244。在此示例中,殼體280包括用于在隔水管柱206中固定和環(huán)狀密封模塊224的內(nèi)部閂鎖輪廓件266和密封孔332。殼體284可以為隔水管柱206的分離的組件,或者可以與隔水管柱的任意其他殼體、部件或部分一體地形成。環(huán)狀密封模塊224包括錨固裝置250,所述錨固裝置250具有用于接合輪廓件266的、可徑向向外延伸的閂鎖構(gòu)件258;以及密封件352,用于密封在密封孔332中。圖15示出了在構(gòu)件258已經(jīng)延伸成與輪廓件266接合、并且密封件352與密封孔332密封地結(jié)合之后的環(huán)狀密封模塊224。如果需要的話可以使用環(huán)狀密封模塊224的其他結(jié)構(gòu)。例如,如圖30和圖31所示,閂鎖構(gòu)件258可以由設(shè)置在隔水管柱206外部的致動器278代替,以使得閂鎖構(gòu)件選擇性地與在環(huán)狀密封模塊224上形成的外部輪廓件274接合。通過上述的海底控制系統(tǒng)119、304,控制盒301和/或水上控制系統(tǒng)18可以控制致動器278。環(huán)狀密封模塊224選擇性控制流體是否流過環(huán)狀空間228,所述環(huán)狀空間228在隔水管柱206與位于流體通道204(見圖22)中的管狀柱212之間形成。如圖14和圖15所示,環(huán)狀密封模塊224包括響應(yīng)于施加至外部連接到殼體284的液壓控制管線318的壓力而操作的、可徑向延伸的密封件218。環(huán)狀密封模塊224還包括軸承組件324,所述軸承組件324使得當(dāng)密封件與管狀柱接合并且管狀柱在流體通道204中轉(zhuǎn)動時(例如在鉆井操作期間),密封件218可以連同管狀柱212一起轉(zhuǎn)動。通過外部連接至殼體284的潤滑劑供給管線322對軸承組件324供給潤滑劑。如果需要的話可以使用潤滑劑回流管線326(見圖23),以實(shí)現(xiàn)潤滑劑與軸承組件324之間的循環(huán)。環(huán)狀密封模塊224為上述主動RCD50的可選形式或者可以代替上述主動RCD50。通過上述的海底控制系統(tǒng)304和控制盒301和/或水上控制系統(tǒng)18可以控制環(huán)狀密封模塊224的操作。以下參照圖16和圖17,其示例性示出了環(huán)狀密封模塊222安裝在隔水管柱206中的殼體282中。在圖16中,環(huán)狀密封模塊222正被輸送到殼體282中,在圖17中,示出了已經(jīng)固定且密封在殼體中之后的環(huán)狀密封模塊。殼體282提供用于在隔水管柱206中近似定位環(huán)狀密封模塊222的位置242。在此示例中,殼體282包括用于在隔水管柱206中固定和密封閥模塊222的內(nèi)部閂鎖輪廓件266和密封孔330。殼體282可以為隔水管柱206的分離的組件,或者可以與隔水管柱的任意其他的殼體、部件或部分一體地形成。環(huán)狀密封模塊222包括錨固裝置248,所述錨固裝置248具有用于接合輪廓件266的、可徑向向外延伸的閂鎖構(gòu)件256;以及密封件354,用于密封在密封孔330中。圖17示出了在構(gòu)件256已經(jīng)延伸成與輪廓件266接合、并且密封件354與密封孔330密封地結(jié)合之后的環(huán)狀密封模塊222。如果需要的話可以使用環(huán)狀密封模塊222的其他結(jié)構(gòu)。例如,如圖30和圖31所示,閂鎖構(gòu)件256可以由設(shè)置在隔水管柱206外部的致動器278代替,以使得閂鎖構(gòu)件選擇性地與在環(huán)狀密封模塊222上形成的外部輪廓件272接合。通過上述的海底控制系統(tǒng)120、304,控制盒303和/或水上控制系統(tǒng)18可以控制致動器278。環(huán)狀密封模塊222選擇性控制流體是否流過環(huán)狀空間228,所述環(huán)狀空間228在隔水管柱206與位于流體通道204(見圖22)中的管狀柱212之間形成。如圖16和圖17所示,環(huán)狀密封模塊224包括用于密封接合管狀柱212的柔性密封件216。環(huán)狀密封模塊222還包括軸承組件324,所述軸承組件324使得當(dāng)密封件與管狀柱接合并且管狀柱在流體通道204中轉(zhuǎn)動時(例如在鉆井操作期間)密封件216可以連同管狀柱212一起轉(zhuǎn)動。通過上述的關(guān)于環(huán)狀密封模塊224的潤滑劑供給管線和潤滑劑回流管線可對軸承組件324供給潤滑劑。環(huán)狀密封模塊222為上述主動RCD58的可選形式或者可以代替上述主動RCD58。通過上述的海底控制系統(tǒng)304和控制盒301和/或水上控制系統(tǒng)18可以控制環(huán)狀密封模塊222的操作。以下參照圖18,其示出了當(dāng)安裝在與隔水管柱206連通的殼體268中時的管狀柱錨固裝置210。錨固裝置210包括與在殼體268中形成的內(nèi)部輪廓件358接合的閂鎖構(gòu)件356。此外,密封件214密封在形成于殼體268中的密封孔360中。殼體268可以為隔水管柱206的分離的組件,或者可以與隔水管柱的任意其他殼體、部件或部分一體地形成。在隔水管系統(tǒng)100的這種結(jié)構(gòu)中,殼體268優(yōu)選設(shè)置在用于其他模塊202、222、224、226的位置240、242、244、246的上方,以使得錨固裝置210和密封件214可以用于對隔水管柱206和其他模塊進(jìn)行壓力測試。在一個壓力測試過程中,錨固裝置210和密封件214可以被輸送且安裝在隔水管柱206中,所述隔水管柱206具有從錨固裝置向下延伸并穿過任意環(huán)狀密封模塊222、224、226,但不穿過閥模塊202的管狀柱212的部分。圖19示例性示出了這種結(jié)構(gòu)。應(yīng)該注意的是,在圖19中,管狀柱212從錨固裝置210(圖19中未示出)向下延伸,穿過環(huán)狀密封模塊222、224,并進(jìn)入到閥模塊202上方的流體通道204。管狀柱212并不延伸穿過閥模塊202。錨固裝置210的作用在于:在壓力測試過程中,當(dāng)在環(huán)狀密封模塊222、224、226和閥模塊202上施加壓差時防止管狀柱212的位移。在錨固裝置210上的密封件214還用于密封流體通道204。壓力可以從遠(yuǎn)程位置(例如水上設(shè)施)通過管狀柱212被輸送至錨固裝置210下方的流體通道204。閥模塊202可以通過在關(guān)閉的閥模塊上借助對管狀柱212施加壓差來進(jìn)行壓力測試。在圖19的結(jié)構(gòu)中,可以通過管狀柱212對隔水管柱206在關(guān)閉的閥模塊202與環(huán)狀密封模塊224之間的部分(其中密封件218已經(jīng)啟用以密封地接合管狀柱)施加壓力。該施加的壓力還可以實(shí)現(xiàn)環(huán)狀密封模塊224和隔水管柱206的位于關(guān)閉的閥模塊202與環(huán)狀密封模塊224之間的部分上的壓差的應(yīng)用。發(fā)現(xiàn)的任何壓力泄漏會表現(xiàn)為閥模塊202、隔水管柱206部分或環(huán)狀密封模塊224的結(jié)構(gòu)或密封故障。為了對環(huán)狀密封模塊222和位于環(huán)狀密封模塊222、224之間的隔水管柱206的部分的壓力測試,環(huán)狀密封模塊224的密封件218可以操作與管狀柱212脫離。以此方法,通過管狀柱212施加至流體通道204的壓力會導(dǎo)致壓差施加在環(huán)狀密封模塊222和隔水管柱206的位于環(huán)狀密封模塊222、224之間的部分上??蛇x地,或者額外地,管狀柱212可以設(shè)置成,其下端部位于環(huán)狀密封模塊222、224之間,在這種情況下,密封件218的操作不會影響施加在環(huán)狀密封模塊222或隔水管柱206的位于環(huán)狀密封模塊222、224之間的部分上的壓差。如果打開閥模塊202,那么通過管狀柱212施加的壓力可以用于對環(huán)狀密封模塊222和/或環(huán)狀密封模塊224下方的隔水管柱206的部分進(jìn)行測試的壓力。以此方式,可以驗(yàn)證隔水管柱206的在欠平衡鉆井或控制壓力鉆井期間承受巨大壓差的部分的壓力密封性。應(yīng)該注意的是,通過管狀柱212施加至流體通道204的壓力可以根據(jù)需要為壓力增加或壓力減小。此外,由于通過管狀柱212施加的壓力所導(dǎo)致的壓差也可以用于對隔水管柱206的多個組件(包括但不限于與隔水管柱相關(guān)聯(lián)的閥、管線、儲能器、節(jié)流裝置、密封件、控制系統(tǒng)、傳感器等)進(jìn)行壓力測試。盡管圖19的結(jié)構(gòu)中示出了設(shè)置在錨固裝置210下方的環(huán)狀密封模塊222、設(shè)置在環(huán)狀密封模塊222下方的環(huán)狀密封模塊224,以及設(shè)置在環(huán)狀密封模塊224下方的閥模塊202,應(yīng)該易于理解的是,可以在不脫離本發(fā)明精神的情況下使用這些組件的各種設(shè)置以及這些和其他組件的不同組合。例如,代替用在隔水管系統(tǒng)100中的各個環(huán)狀密封模塊222、224,可以僅使用一個環(huán)狀密封模塊222或環(huán)狀密封模塊224,可以使用兩個環(huán)狀密封模塊222或環(huán)狀密封模塊224,可以使用環(huán)狀密封模塊226(隨后進(jìn)行說明)代替環(huán)狀密封模塊222、224兩者或者兩者之一,可以使用任意數(shù)目的環(huán)狀密封模塊或環(huán)狀密封模塊的組合,上述環(huán)狀BOP42可以用于代替環(huán)狀密封模塊222、224、226等。以下參照圖20,環(huán)狀密封模塊222示出為安裝在通過管狀柱212輸送的隔水管柱206中。在管狀柱212下端的鉆頭348防止環(huán)狀密封模塊222從管狀柱的下端脫落。優(yōu)選地,閂鎖構(gòu)件256和輪廓件264的類型為在模塊222通過隔水管柱206移位時能夠選擇性地彼此接合。這就是說,閂鎖構(gòu)件256和輪廓件264可以彼此“鍵入”,以使得閂鎖構(gòu)件256不會與隔水管柱206中的任何其他輪廓件(例如輪廓件262、266、358)操作接合,并且輪廓件264不會通過任何其他的閂鎖構(gòu)件(例如閂鎖構(gòu)件254、258、356)進(jìn)行操作接合。為此目的的一個適當(dāng)?shù)摹版I入”系統(tǒng)為美國德克薩斯州休斯頓的HalliburtonEngineeringServices,Inc.公司銷售的SELECT-20(TM)系統(tǒng)。使用這種“鍵入”系統(tǒng)的一個優(yōu)點(diǎn)在于,在每個模塊位置240、242、244、246處的隔水管柱206的最小內(nèi)部尺寸ID至少可以與在隔水管柱的相對端連接件232、234之間的隔水管柱的最小內(nèi)部尺寸相同。如果直徑不再逐漸減小的部件用于定位隔水管柱206中的模塊202、222、224、226,這將不再是必需的。一旦環(huán)狀密封模塊222已經(jīng)安裝在隔水管柱206中,或者如圖20所示,通過管狀柱212進(jìn)行輸送,或通過如圖16所示,通過使用操作工具,密封件216可以安裝在環(huán)狀密封模塊中或通過由管狀柱212輸送密封件從環(huán)狀密封模塊收回。閂鎖構(gòu)件257使得密封件216可以單獨(dú)地安裝在環(huán)狀密封模塊222中或從環(huán)狀密封模塊222取回。閂鎖構(gòu)件257可以例如與閂鎖構(gòu)件256相同或相似,所述閂鎖構(gòu)件256用于在隔水管柱206中固定環(huán)狀密封模塊222。在一個優(yōu)選的方法中,環(huán)狀密封模塊222可以通過操作工具安裝且固定在隔水管柱206中,而無需在模塊中設(shè)有密封件216。因此,當(dāng)其上設(shè)有鉆頭348的管狀柱212下降穿過隔水管柱206時,密封件216可以通過管狀柱進(jìn)行輸送,以及安裝且固定在環(huán)狀密封模塊222中。當(dāng)管狀柱212和鉆頭348從隔水管柱206收回時,密封件216也可以收回。這種方法可以用于例如通過設(shè)置用于在環(huán)狀密封模塊中密封的閂鎖構(gòu)件或其他錨固裝置來安裝和收回在此處所描述的任意其他環(huán)狀密封模塊224、226上的密封件218、220。密封件216、218、220也可以通過其他類型的輸送裝置(例如操作工具、測試工具、其他的管狀柱等)單獨(dú)地進(jìn)行輸送、安裝和/或收回??梢砸匀我獾捻樞蚝腿我獾慕M合安裝環(huán)狀密封模塊222、224和/或226,并且可以以任意的順序和任意的組合單獨(dú)地安裝和/或從隔水管柱收回密封件216、218和/或220。例如,兩個環(huán)狀密封模塊(例如如圖21所示的環(huán)狀密封模塊222、224)可以安裝在隔水管柱206中,隨后密封件216、218可以通過管狀柱212進(jìn)行傳輸(一同或者單獨(dú)地)并且固定在各個環(huán)狀密封模塊。選擇性地使用閂鎖構(gòu)件257使得適當(dāng)?shù)拿芊饧?16或218可以選擇性安裝在其各自的環(huán)狀密封模塊222、224中。以下再參照圖21,其示出了環(huán)狀密封模塊222通過管狀柱212從隔水管柱206收回。隨著閂鎖構(gòu)件256與輪廓件264脫開,環(huán)狀密封模塊222可以連同管狀柱212一起從隔水管柱206中脫開(例如通過鉆頭348防止環(huán)狀密封模塊從管狀柱的下端脫落),從而不需要單獨(dú)的下鉆來收回環(huán)狀密封模塊。這種方法還使得在管狀柱212進(jìn)入井的下鉆之間(例如在替換鉆頭348期間)可以方便地替換密封件216,或者其他對于環(huán)狀密封模塊222執(zhí)行的維修保養(yǎng)。應(yīng)該注意的是,任何其他的模塊202、224、226也可以通過管狀柱212輸送到隔水管柱206中,并且也可以通過管狀柱從隔水管柱取回任何其他的模塊。在以下進(jìn)行說明的一個示例中(見圖30),可以同時通過管狀柱212從隔水管柱206取回多個模塊。以下再參照圖22,其示例性示出了隔水管系統(tǒng)100,其中管狀柱212在隔水管柱206的流體通道204中轉(zhuǎn)動,從而在鉆井操作期間對井筒346進(jìn)行鉆井。環(huán)狀密封模塊222的密封件216與管狀柱212密封地接合且轉(zhuǎn)動,并且環(huán)狀密封模塊224的密封件218與管狀柱密封地接合且轉(zhuǎn)動,從而密封環(huán)狀空間228。在這方面,環(huán)狀密封模塊222可以用作環(huán)狀密封模塊224的備份。鉆井液回流管線342在此示例中與環(huán)狀密封模塊224下方的流體通道204流體地連通。沿著管狀柱212向下循環(huán)的鉆井液通過管線342(在鉆井操作期間連同切屑、流體混合物150和/或地層流體等一起)回流至水上。管線342可以對應(yīng)于上述的管線88或194,并且多個閥(例如閥113、114、115、116、121、122、133、134)、節(jié)流裝置(例如節(jié)流裝置112、117、123、132)、傳感器(例如傳感器111、118、124、131)等可以連接至管線342以調(diào)節(jié)流過所述管線的流體、調(diào)節(jié)施加至流體通道204的反壓力以保持不變或選擇性地改變井筒346中的壓力等。圖21中示出了管線342,其連接至隔水管柱206的位于環(huán)狀密封模塊222、224之間的部分,從而說明可以根據(jù)本發(fā)明的原理使用多個用于設(shè)置管線的位置。另一管線362可以與流體通道204流體地連通,例如與環(huán)狀密封模塊222、224之間的環(huán)狀空間228連通。所述管線362可以用于降壓(在這種情況下,所述管線可以對應(yīng)于上述的管線95),以監(jiān)視在環(huán)狀空間228中的壓力、用作可選擇的鉆井液回流管線、或用于其他任意目的。管線362可以根據(jù)需要在沿著隔水管柱206的任何所需的位置處與流體通道204流體地連通。以下再參照圖23,其示例性示出了沿著隔水管柱206的凸緣連接件的一個示例,從而說明在隔水管系統(tǒng)仍然可以通過傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤RT進(jìn)行裝配的同時如何能夠容置多個管線。該附圖為沿著圖18的線23-23所取。應(yīng)該注意的是,增壓管線BL、節(jié)流管線CL、壓井管線KL、井控制裝置180以及海底BOP液壓供給管線364是常用的,因此不再對其進(jìn)行贅述。鉆井液回流管線342通常安裝在凸緣連接件的通常不使用的部分上。注入管線11和液壓供給管線9,以及潤滑劑供給管線322和回流管線326,降壓管線362和電線20、89、186、192設(shè)置在凸緣連接件的外部,但是仍然在使得隔水管柱206可以通過轉(zhuǎn)盤RT安裝的封裝之內(nèi)。如果需要的話,液壓回流或平衡管線182也可以設(shè)置在凸緣連接件的外部。以下再參照圖24和圖25,其示例性示出了一種方式,由此可以實(shí)現(xiàn)通向隔水管柱206中的流體通道204的緊湊的外部連接。在此示例中,在鉆井液回流管線342與流體通道204之間形成了多個連接,但是應(yīng)該理解的是,這種連接可以在流體通道與任意一個或多個外部管線(例如降壓管線362、注入管道11等)之間形成。應(yīng)該注意的是,三組合閥310和致動器314在回流管線342與各個彎曲的隔水管端口連接件366之間互連。這些閥310和致動器314可以對應(yīng)于上述的各個閥(例如閥113、114、115、116、121、122、133、134)和節(jié)流裝置(例如節(jié)流裝置112、117、123、132)。通過如圖24和圖25設(shè)置閥310和致動器314,隔水管柱206變得更加緊湊并且可以通過傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤RT移位。以下再參照圖26A-圖26E,其示例性示出了隔水管系統(tǒng)100的組件的多種設(shè)置,應(yīng)該注意的是,本發(fā)明并不局限于此處描述的任何具體的實(shí)施例。在圖26A中,模塊殼體268、306、282、284、280在隔水管柱206的上端部附近連續(xù)地連接。這種設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)在于:所需的用于連接至水面的液壓管線和電線較短,并且使得殼體268、306、282、284、280可以一體地構(gòu)造成隔水管柱的單個部件并且可以共用組件(例如儲能器等)。然而,殼體268、306、282、284、280下方的隔水管柱206的大部分會在例如控制壓力鉆井期間承壓,這在一些情況下是不期望的。在圖26B中,用于閥模塊202和環(huán)狀密封模塊222、224的殼體280、282、284沿著隔水管柱206設(shè)置在近似中間的位置。這減少了隔水管柱206承壓的部分,但是增加了通向這些模塊的液壓管線和電線的長度。在圖26C中,殼體268、306、282、284、280沿著隔水管柱206以另外一種方式分布,即,閥模塊殼體280恰好在通向海底井口結(jié)構(gòu)236的柔性接頭FJ上方,所述柔性接頭FJ位于隔水管柱的下端部連接件234處。這種設(shè)置使得閥模塊202可以用于基本上將所有的隔水管柱206與下方的井隔離。在圖26D中,殼體268、306、282、284、280在柔性接頭FJ上方彼此連續(xù)地設(shè)置。如同圖26C的結(jié)構(gòu)一樣,這種設(shè)置使得閥模塊202可以用于近似將所有的隔水管柱206與下方的井隔離,并且還近似減小隔水管柱在控制壓力鉆井期間承壓的部分。圖26E的設(shè)置與圖26D的設(shè)置十分相似,只是柔性接頭FJ設(shè)置在殼體268、306、282、284、280上方。這種設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)在于:在控制壓力鉆井期間柔性接頭FJ不需要承壓。柔性接頭FJ可以可選地設(shè)置在任意殼體268、306、282、284、280之間,以及沿著隔水管柱206的任意位置。隔水管系統(tǒng)100的一個優(yōu)點(diǎn)在于,其能夠在需要中間柔性接頭FJ并且需要隔水管填充閥的深水鉆井操作中使用承壓隔水管。盡管在圖26A-圖26E中示出了用于環(huán)狀密封模塊226、224、222的每個殼體306、282、284,應(yīng)該理解的是,可以使用這些殼體其中任意之一或這些殼體的組合進(jìn)行替換。還可以以與圖26A-圖26E中示出的順序不同的順序設(shè)置多個268、306、282、284、280。以下再參照圖27,其以等軸視圖示例性示出了隔水管柱206的部分308,從而可以更加有利地獲得能夠通過傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤RT安裝的隔水管柱的緊湊結(jié)構(gòu)。在該附圖中,再次示出了與圖24和圖25相關(guān)的上述外部連接的閥310、致動器314和連接件366。此外,示出了外部連接至隔水管部308的儲能器312。該儲能器312可以對應(yīng)于上述任意的致動器5、15、56。以下再參照圖28,其示例性示出了作為隔水管柱206的一部分的、安裝在殼體306的密封孔334中的環(huán)形密封模塊226。可以額外地使用環(huán)形密封模塊226,或可以代替任意其他的環(huán)形密封模塊222、224、上述的主動RCD50或被動RCD58。環(huán)形密封模塊226包括多組密封件220,以用于當(dāng)管狀柱在流體通道204中轉(zhuǎn)動時密封地結(jié)合管狀柱212。因此密封件220可以當(dāng)管狀柱212在流體通道204中轉(zhuǎn)動時以及當(dāng)管狀柱在流體通道204中不轉(zhuǎn)動時密封環(huán)狀空間228。與其他環(huán)形密封模塊222、224的密封件,連同管狀柱212一起轉(zhuǎn)動的主動RCD50和被動RCD58相比,環(huán)形密封模塊226的密封件220不與管狀柱一起轉(zhuǎn)動。相反地,當(dāng)管狀柱212在密封件中轉(zhuǎn)動時密封件220保持靜態(tài)。潤滑劑/密封劑(例如粘性潤滑脂等)可以通過端口368從隔水管柱206的外部注入到密封件220之間,以由此提供潤滑來減少密封件與管狀柱212之間的摩擦,并且增強(qiáng)密封劑的壓差密封性能。傳感器340可以用于監(jiān)視密封件220的性能(例如檢測是否發(fā)生泄漏等)。在公開號為WO2007/008085的PCT專利文獻(xiàn)中進(jìn)一步詳細(xì)描述了一些方面與環(huán)形密封模塊226的密封件220相似的密封件。該文獻(xiàn)的全部公開內(nèi)容在此通過引用而合并在本發(fā)明中。盡管在圖28中示出了三組密封件220,其中每組有三個密封件,然而根據(jù)本發(fā)明的原理可以使用任意數(shù)目的密封件和任意數(shù)目組的密封件。錨固裝置252用于在殼體306中在適當(dāng)?shù)奈恢?46固定環(huán)形密封模塊226。每個錨固裝置252包括用于與形成于環(huán)形密封模塊226上的外部輪廓件276接合的致動器278和閂鎖構(gòu)件260。隔水管柱206外部的致動器278可方便用于模塊226與遠(yuǎn)程位置的固定和脫開。在一個實(shí)施例中,通過致動器278的適當(dāng)操作,可以方便地將一個或多個模塊226安裝到管狀柱212上和/或從管狀柱212上收回。通過上述海底控制系統(tǒng)120、304和控制盒302或303,和/或水上控制系統(tǒng)18可以控制致動器278的操作。通過上述海底控制系統(tǒng)304和控制盒302或303,和/或水上控制系統(tǒng)18可以控制環(huán)形密封模塊226的操作(例如潤滑劑/密封劑的注入,傳感器340的監(jiān)視等)。以下再參照圖29,其示例性示出了隔水管系統(tǒng)100的一個示例,其中,在隔水管柱206中安裝有多個環(huán)形密封模塊226。如圖29所示,第二上部環(huán)形密封模塊226通過管狀柱212被輸送到隔水管柱206中。上部模塊226通過徑向加大(外部翻倒)的接頭370支撐在管狀柱212上。當(dāng)上部模塊226適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在殼體306中時,操作致動器278以將上部模塊固定至適當(dāng)?shù)奈恢?。其?yōu)點(diǎn)在于,這種方法實(shí)現(xiàn)了通過管狀柱212安裝一個或多個環(huán)形密封模塊226,而不需在隔水管柱206中,和/或在正常的鉆井操作期間額外的下鉆。例如,如果在鉆井操作期間觀察到下部模塊226的密封件220處于或接近所述密封件的設(shè)計(jì)壽命的盡頭(也許可以通過傳感器340的信號得知),通過僅在連接下一個接頭370時將模塊安裝在管狀柱上,即可以通過管狀柱212將另外的模塊226輸送到隔水管柱206中。以此方式,不會干擾鉆井操作,并且不必從隔水管柱206收回管狀柱212,從而確保環(huán)狀空間228的連續(xù)密封。這種方法不限于用于鉆井操作,也可以用于其他操作期間,例如完井操作或增產(chǎn)操作。以下再參照圖30,其示例性示出了隔水管系統(tǒng)100具有通過管狀柱212同時從隔水管柱206收回的多個模塊202、222、224。外部致動器278的使用在此示例中特別有利,因?yàn)橥獠恐聞悠?78使得所有的模塊202、222、224可以快速方便地從隔水管柱206脫開以便收回。如圖30所示,鉆頭348支撐管狀柱212上的模塊202、222、224,以從隔水管柱206收回。然而,如果需要的話也可以使用其他用于支撐管狀柱212上的模塊202、222、224的裝置。在緊急情況中,例如在惡劣天氣條件下,期望能夠快速取回管狀柱212并安裝掛鉆具(hang-offtool)。外部致動器278的使用使得可以快速方便地完成這種操作。在一個或多個致動器278無法適當(dāng)作用的情況中,可以使用傳統(tǒng)的海底遙控潛水器(ROV)320來操作致動器278。如上所述,ROV320也可以用于對海底控制系統(tǒng)119、120、142、304進(jìn)行維修,并且執(zhí)行其他任務(wù)。圖30也示出了各個模塊202、222、224的傳感器230、336、338。傳感器230、336、338可以用于監(jiān)視參數(shù),例如壓力、溫度或其他顯示每個模塊202、222、224性能的特性。外部連接件372可以用于將傳感器230、336、338連接至控制系統(tǒng)304、18。以下再參照圖31,其示例性示出了在通過隔水管柱206安裝完井設(shè)備350期間的隔水管系統(tǒng)100。由于模塊202,222,224提供有通過隔水管柱206的較大的孔口,因此,完井設(shè)備的許多物件均可通過所述模塊安裝。如圖31所示,完井設(shè)備350包括割縫襯管。然而,應(yīng)該理解的是,根據(jù)本發(fā)明的原理,可通過模塊202、222、224安裝其他類型的完井設(shè)備和完井設(shè)備的組合。在安裝完井設(shè)備350期間,當(dāng)在閥模塊上方裝配完井設(shè)備且輸送到隔水管柱206中時,閥模塊202可以初始為關(guān)閉的。在完井設(shè)備350位于上部隔水管柱206中,并且一個或多個環(huán)狀密封模塊202、222、224圍繞管狀柱212在完井設(shè)備上方密封環(huán)狀密封空間228之后,可以打開閥模塊202以使得完井設(shè)備和管狀柱可以安全地輸送到井筒346中。在這種類型的操作中,環(huán)狀密封模塊與閥模塊202之間的間距應(yīng)該足夠長以容置完井設(shè)備350的長度。例如,為此目的可以使用與圖26C所示的結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)。以下參照圖32,其示例性示意地示出了隔水管系統(tǒng)100的另一結(jié)構(gòu),其中注入管道11連接至鉆井液回流管線342。因此,代替將流體混合物150直接注入到隔水管柱206中的環(huán)狀空間228或流體通道204,在圖32的結(jié)構(gòu)中,流體混合物被注入到鉆井液回流管線342。以此方式,可以防止例如與在隔水管柱206中形成氣泡(gasslug)相關(guān)地問題。海底節(jié)流裝置112、117、123或132可以仍然用于調(diào)節(jié)環(huán)狀空間228上的反壓力,并且進(jìn)而調(diào)節(jié)井筒346上的反壓力(例如在控制壓力鉆井期間),并且仍然可以保留雙密度和雙梯度鉆井的優(yōu)點(diǎn),而不會有可變密度流體或氣體流過海底節(jié)流裝置。如圖32所示,流體混合物150從注入管道11在出口/入口44處被注入入節(jié)流裝置117和閥115、116下游的鉆井液回流管線342中。然而,這同樣可以在任意出口/入口40、45或54的下游完成。在圖32示出的結(jié)構(gòu)的另一特征中,流體混合物150可以沿著回流管線在多個不同位置注入到鉆井液回流管線342中。閥347沿著回流管線間隔開的位置在注入管道11與回流管線342之間連接。因此,在用于氣升(gas-lifting)或者其他使用雙密度或雙梯度鉆井技術(shù)的隔水管系統(tǒng)100中,在出口/入口44與水上鉆機(jī)結(jié)構(gòu)238之間的回流管線342的所有位置或任意位置可實(shí)現(xiàn)很大程度的靈活性。可以通過上述海底控制系統(tǒng)142控制閥374。圖32示出的注入系統(tǒng)可以代替上述的注入系統(tǒng)200,或者兩者可以彼此協(xié)助地操作。圖32的注入系統(tǒng)可以使用與閥4a、4b相似的閥,與節(jié)流裝置14相似的節(jié)流裝置,與止逆閥8相似的止逆閥,以及與上述傳感器21相似的傳感器。應(yīng)該注意到的是,以上說明給出了在隔水管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、鉆井方法等領(lǐng)域的許多改進(jìn)。隔水管系統(tǒng)100使得管狀柱212可以在壓力下在多種不同類型的鉆井操作(例如欠平衡鉆井(UBD)、控制壓力鉆井(MPD)和普通鉆井操作)中在井中進(jìn)出。隔水管系統(tǒng)100使得多種內(nèi)部模塊202、222、224、226和錨固裝置210可以在管狀柱212中工作,以及通過液壓和/或機(jī)械方法鎖固在適當(dāng)?shù)奈恢谩?nèi)部模塊202、222、224、226用于環(huán)狀隔離、井隔離、管轉(zhuǎn)動、流體轉(zhuǎn)向、流體動態(tài)控制、以及將控制的流體注入到回流管線342和/或隔水管柱206中。隔水管系統(tǒng)100可以在需要中間柔性接頭FJ且需要供水管填充閥的深水鉆井操作中使用承壓隔水管。隔水管系統(tǒng)100可以通過關(guān)閉閥模塊202將井筒346與水上隔離。這使得可以使用長的完井工具柱(例如完井設(shè)備350)、底孔組件等,同時仍然保持返回水上的多個流體路徑,以繼續(xù)進(jìn)行控制壓力鉆井操作。通過設(shè)置在海底和回流管線342中的節(jié)流裝置112、117、123、132以及水上油嘴管匯CM,隔水管系統(tǒng)100可以在雙梯度鉆井、欠平衡鉆井、控制壓力鉆井和普通鉆井操作中具有靈活性。海底節(jié)流系統(tǒng)和水上節(jié)流系統(tǒng)可以連接或者完全作為冗余。這消除了在井控制操作期間在回流管線342中的雙梯度流體(例如流體混合物150)的復(fù)雜性。隔水管系統(tǒng)100實(shí)現(xiàn)了雙梯度操作,而不必將鉆井液從海床泵送至水上及清除井底反壓力,能夠沿著通向水上的回流管線342設(shè)置多個注入位置,以及可沿著從滑動接頭SJ至下水管隔離總成LMRP的隔水管柱206的任意位置靈活地設(shè)置內(nèi)部模塊202、222、224、226。隔水管系統(tǒng)100能夠?qū)⒍鄠€環(huán)狀密封模塊222、224、226以它們的任意組合的形式安裝至隔水管柱206中。模塊222、224、226中的密封件216、218、220可以是主動或被動的控制系統(tǒng)或井筒壓力操作以及轉(zhuǎn)動或靜態(tài)的。模塊殼體268、280、282、284、306可以容置由任意制造商提供的模塊,所述模塊適當(dāng)?shù)貥?gòu)造成分別用于內(nèi)部輪廓件/密封孔等。隔水管系統(tǒng)100實(shí)現(xiàn)了當(dāng)移除模塊202、222、224、226時穿過隔水管柱206的全井眼,因此對于浮式鉆井船的通常操作或過程沒有任何限制。在緊急情況中,可以快速取回模塊202、222、224、226并且操作人員可以通過隔水管柱206運(yùn)行傳統(tǒng)的掛鉆具。隔水管系統(tǒng)100使得所有的模塊殼體268、280、282、284、306可以通過轉(zhuǎn)盤RT配置,如同普通隔水管部件。優(yōu)選對于操作人員不需要在用于隔水管系統(tǒng)100的鉆機(jī)238的月池區(qū)域連接或安裝設(shè)備。隔水管系統(tǒng)100用于通過傳感器21、111、118、124、131、340、336、338、230連續(xù)地監(jiān)視流速、壓力、溫度、閥位置、節(jié)流裝置位置、閥密封性(例如通過監(jiān)視閥上的壓差)。傳感器連接至海底和水上控制系統(tǒng)119、120、304、142、18、19,以用于監(jiān)視和控制隔水管系統(tǒng)100的所有重要的方面。如果需要的話,隔水管系統(tǒng)100可以進(jìn)行內(nèi)隔水管36的設(shè)置,以便增加環(huán)狀密封模塊222、224、226下方的隔水管柱206的壓差能力。隔水管系統(tǒng)100可以使用保護(hù)套筒35、48,以在沒有安裝各個模塊時保護(hù)隔水管柱206中的端口和密封孔328、330、332、334、360。保護(hù)套筒35、48的內(nèi)徑優(yōu)選至少與隔水管柱206中的傳統(tǒng)隔水管接頭的內(nèi)徑相同。隔水管系統(tǒng)100使得環(huán)狀密封模塊222、224和/或226可以以任意順序和任意組合安裝。環(huán)狀密封模塊222、224和/或226可以全部設(shè)置在滑動接頭SJ下方。閂鎖輪廓件358、262、266、264或閂鎖致動器278和輪廓件270、272、274、276以及密封孔328、330、332、334可以標(biāo)準(zhǔn)化,以實(shí)現(xiàn)在不同模塊之間和在不同類型模塊之間的可互換性。閥模塊202可以在隔水管系統(tǒng)100中的井口結(jié)構(gòu)236和/或BOP模塊42處與全封閉BOP相關(guān)地使用,以實(shí)現(xiàn)隔水管柱206中的井筒346與水上之間的隔離。具體地,上述說明描述了一種隔水管系統(tǒng)100,其可以包括閥模塊202,所述閥模塊202可以選擇性允許流體流經(jīng)流體通道204和防止流體流經(jīng)流體通道204,所述流體通道204縱向延伸穿過隔水管柱206。錨固裝置208能夠可拆卸地將閥模塊202固定在流體通道204中。錨固裝置208可以在隔水管柱206外部的海底位置進(jìn)行作用。另一個錨固裝置210能夠可拆卸地將管狀柱212固定在流體通道204中。錨固裝置210可以在隔水管柱的位于閥模塊202與密封件214、216、218或220之間的、位于管狀柱212與隔水管柱206之間的部分的壓力增加時,防止管狀柱212相對于隔水管柱206的位移。環(huán)狀密封模塊222、224或226可以密封隔水管柱206與管狀柱212之間的環(huán)狀空間228。錨固裝置210可以在隔水管柱的位于閥模塊202與環(huán)狀密封模塊222、224或226之間的部分的壓力增加時,防止管狀柱212相對于隔水管柱206的位移。如上所述,隔水管系統(tǒng)100可以包括一個或多個環(huán)狀密封模塊222、224、226,所述環(huán)狀密封模塊密封流體通道204中的、隔水管柱206與管狀柱212之間的環(huán)狀空間228。環(huán)狀密封模塊222、224或226可以包括一個或多個密封件216、218、220,當(dāng)管狀柱在流體通道204中轉(zhuǎn)動時所述密封件密封抵靠管狀柱212。密封件216、218可以隨同管狀柱212轉(zhuǎn)動。當(dāng)管狀柱212在密封件220內(nèi)轉(zhuǎn)動時,該密封件220可以在隔水管柱206中保持靜止。密封件218可以選擇性地徑向延伸到與管狀柱212密封地接觸。隔水管系統(tǒng)100可以包括至少一個傳感器230,所述傳感器感測用于監(jiān)視閥模塊202的操作的至少一個參數(shù)。已經(jīng)進(jìn)行說明的對隔水管柱206進(jìn)行壓力測試的方法可以包括以下步驟:將閥模塊202安裝至延伸穿過隔水管柱206的內(nèi)部縱向流體通道204中;關(guān)閉閥模塊202以由此防止流體流過流體通道204;以及在關(guān)閉的閥模塊202上施加壓差,由此至少對隔水管柱206的一部分進(jìn)行壓力測試。安裝步驟可以包括將閥模塊202固定在設(shè)置于隔水管柱206的相對端部連接件232、234之間的流體通道204的一部分中。下部端部連接件234可以將隔水管柱206固定至海底井口結(jié)構(gòu)236,上部端部連接件232可以將隔水管柱206固定至鉆機(jī)結(jié)構(gòu)238。上部端部連接件232可以牢固地將隔水管柱206固定至鉆機(jī)結(jié)構(gòu)238。所述方法還可以包括將環(huán)狀密封模塊222、224或226安裝至流體通道204中的步驟,其中環(huán)狀密封模塊用于密封在隔水管柱206與設(shè)置在流體通道204中的管狀柱212之間的環(huán)狀空間228。施加壓差步驟可以包括:使流體通道204中的位于閥模塊202與環(huán)狀密封模塊222、224或226之間的部分的壓力增加。所述方法還可以包括將另一環(huán)狀密封模塊222、224或226安裝至流體通道204中的步驟,其中第二環(huán)狀密封模塊用于密封在隔水管柱206與設(shè)置在流體通道204中的管狀柱212之間的環(huán)狀空間228。施加壓差步驟還可以包括:使閥模塊202與環(huán)狀密封模塊222、224或226之間的部分流體通道204中的壓力增加。所述方法還可以包括:使第一與第二環(huán)狀密封模塊222、224和/或226之間的隔水管柱206中的壓力增加的步驟,由此對第一環(huán)狀密封模塊與第二環(huán)狀密封模塊之間的隔水管柱進(jìn)行壓力測試。在施加壓差的步驟中,隔水管柱206的進(jìn)行壓力測試的部分可以位于閥模塊202與固定至井口結(jié)構(gòu)236的隔水管柱206的端部連接件234之間。所述方法還包括以下步驟:將管狀柱212輸送至流體通道204中;以及在流體通道中的適當(dāng)?shù)奈恢锰幟芊馇夜潭ü軤钪?,由此防止流體流過隔水管柱206與管狀柱212之間的環(huán)狀空間228,并且施加壓差的步驟還可以包括:通過管狀柱212對隔水管柱206的設(shè)置在閥模塊202與管狀柱212密封且固定在流體通道204中的位置之間的部分施加增加的壓力。所述方法還可以包括在施加壓差的步驟期間使用至少一個傳感器111、118、124和/或131來監(jiān)視隔水管部件中的壓力的步驟。還描述了一種構(gòu)造隔水管系統(tǒng)100的方法。所述方法可以包括以下步驟:在縱向延伸穿過隔水管柱206的流體通道204中安裝閥模塊202,閥模塊202用于選擇性控制流體是否流過流體通道204;以及在流體通道204中安裝至少一個環(huán)狀密封模塊222、224和/或226,環(huán)狀密封模塊用于防止流體流過隔水管柱206與設(shè)置在流體通道204中的管狀柱212之間的環(huán)狀空間228。所述方法包括提供用于將閥模塊202密封且固定在流體通道204中的內(nèi)部位置240的步驟,以及提供用于將環(huán)狀密封模塊222、224、226密封且固定在流體通道中的另一位置242、244和/或246的步驟,其中在每個位置240、242、244、246處隔水管柱206的最小內(nèi)徑ID至少與管狀柱的相對地端部連接件232、234之間的管狀柱的最小內(nèi)徑一樣大。安裝閥模塊202和環(huán)狀密封模塊222、224、226步驟還可以分別包括:致動錨固裝置208、248、250、252以將各個模塊相對于隔水管柱206固定。致動步驟可以包括將各個模塊202、222、224、226的閂鎖構(gòu)件254、256、258、260與形成于隔水管柱206中的對應(yīng)的內(nèi)部輪廓件262、264、266接合。致動步驟可以包括移位各個閂鎖構(gòu)件254、256、264、266從而與形成于各個模塊202、222、224、226上的對應(yīng)的外部輪廓件270、272、274、276接合,其中隔水管柱206外部的各個致動器278進(jìn)行各個閂鎖構(gòu)件254、256、264、260的移位。所述方法可以包括以下步驟:將作為隔水管柱206的一部件的閥模塊殼體280互連;以及將作為隔水管柱的一部件的環(huán)狀密封模塊殼體282、284和/或306互連。每個互連步驟可以包括通過轉(zhuǎn)盤RT移位各個模塊殼體280、282、284、306。移位步驟可以包括通過轉(zhuǎn)盤RT以外部連接至各個模塊殼體280、282、284、306的閥113、114、115、116、121、122、133和/或134與儲能器56中的至少其中之一移位各個模塊殼體280、282、284、306。隔水管柱206可以包括具有至少一個閥310、113、114、115、116、121、122、133和/或134,至少一個儲能器312和/或56以及至少一個致動器314和/或278的部分308或部件30,所述閥、儲能器和致動器外部連接至用于操作閥模塊202和環(huán)狀密封模塊222、224和/或226的隔水管部件。所述方法還可以包括通過轉(zhuǎn)盤RT由外部連接的閥310、113、114、115、116、121、122、133和/或134,儲能器312和/或56以及致動器314和/或278移位隔水管部分308或部件30的步驟。所述方法可以包括將液壓供給管線90、316、318外部連接至隔水管柱206以操作閥202和環(huán)狀密封模塊222、224和/或226的步驟,以及將液壓供給管線連接至隔水管柱206外部的海底液壓控制系統(tǒng)304的步驟。所述方法還可以包括通過海底遙控潛水器320替換液壓控制系統(tǒng)304的步驟。所述方法可以包括將在海底液壓控制系統(tǒng)304與海上液壓控制系統(tǒng)18之間的液壓供給管線90和電控制管線89連接的步驟。在電控制管線89中,可以多路傳輸用于操作海底液壓控制系統(tǒng)304以選擇性供給液壓流體從而操作閥模塊202和環(huán)狀密封模塊222、224和/或226的信號。所述方法可以包括將至少一條潤滑劑供給管線53或322外部地連接至隔水管柱206以對環(huán)狀密封模塊222、224的軸承組件324進(jìn)行潤滑的步驟。所述方法可以包括將至少一條潤滑劑回流管線326外部地連接至隔水管柱206以使來自軸承組件324的潤滑劑回流的步驟。環(huán)狀密封模塊222、224、226包括至少一個密封件216、218、220,當(dāng)管狀柱在流體通道204中轉(zhuǎn)動時,所述密封件密封抵靠管狀柱212。密封件216或218可以隨同管狀柱212一同轉(zhuǎn)動。當(dāng)管狀柱212在密封件220中轉(zhuǎn)動時,密封件220可以在隔水管柱206中保持靜止。密封件218可以選擇性地徑向延伸到與管狀柱212密封地接觸。安裝閥202和環(huán)狀密封模塊222、224、226的步驟可以包括:將各個模塊密封在形成于隔水管柱206中的相應(yīng)的密封孔328、330、332、334中。所述方法還包括在分別安裝閥202和環(huán)狀密封模塊222、224、226的其中之一的步驟之前,將密封孔保護(hù)套筒35,48從相應(yīng)的密封孔328、330、332、334中收回的步驟。所述方法可以包括在安裝閥模塊202步驟之前將密封孔保護(hù)套筒35、48從隔水管柱206中取回的步驟。所述方法可以包括在安裝環(huán)狀密封模塊222、224、226步驟之前將密封孔保護(hù)套筒35、48從隔水管柱206中收回的步驟。所述方法可以包括使用至少一個傳感器111、118、124、131來監(jiān)視隔水管部件中的位于閥模塊202與環(huán)狀密封模塊222、224或226之間的部分的壓力的步驟。所述方法可以包括使用至少一個傳感器230、336、338、340來監(jiān)視用于表示閥模塊202和環(huán)狀密封模塊222、224、226的至少其中之一的性能特性的至少一個參數(shù)。還描述了一種鉆井方法,其包括以下步驟:將注入管道11外部連接至隔水管柱206,使得注入管道與縱向延伸穿過隔水管柱206的內(nèi)部流體通道204可連通;在內(nèi)部流體通道204中安裝環(huán)狀密封模塊222、224、226,所述環(huán)狀密封模塊設(shè)置在流體通道中的位于隔水管柱206的相對地端部連接件232、234之間;將管狀柱212輸送入流體通道204中;通過環(huán)狀密封模塊222、224、226密封管狀柱212與隔水管柱206之間的環(huán)狀空間228;轉(zhuǎn)動管狀柱212以由此在管狀柱的遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)動鉆頭348,在轉(zhuǎn)動步驟期間由環(huán)狀密封模塊222、224、226密封環(huán)狀空間228;使鉆井液81從環(huán)狀空間228流到水上單元;以及將密度小于鉆井液的流體混合物150經(jīng)由注入管道11注入到環(huán)狀空間228中。在注入步驟中,流體混合物150可以包括氮?dú)?。流體混合物150可以包括中空玻璃球。流體混合物150可以包括液體和氣體的混合物。隔水管柱206可以包括具有至少一個閥8、3a、3b、6a、6b的部件1,至少一個儲能器5、15和至少一個致動器4a、4b、6b外部連接至隔水管部件1,以控制流體混合物150的注入。所述方法可以包括通過轉(zhuǎn)盤RT由外部連接的閥8、3a、3b、6a、6b,儲能器5、15和致動器4a、4b移位隔水管部件1。所述方法可以包括:為了控制流體混合物150的注入,將液壓供給管線7、9、17外部連接至隔水管柱84、206的步驟,以及將通向海底液壓控制系統(tǒng)142的液壓控制管線外部連接至隔水管柱84、206的步驟。所述方法可以包括通過海底遙控潛水器320替換海底液壓控制系統(tǒng)142。所述方法可以包括將海底液壓控制系統(tǒng)142與海上液壓控制系統(tǒng)18之間的液壓供給管線90和電控制管線20連接的步驟。在電控制管線20中可以多路傳輸用于操作海底液壓控制系統(tǒng)142,以選擇性供給液壓流體從而控制流體混合物150的注入的信號。所述方法可以包括使用至少一個傳感器21以監(jiān)視注入管道11中的壓力。還描述了一種鉆井方法,其包括以下步驟:將鉆井液回流管線88、194、342外部連接至隔水管柱84、206,使得鉆井液回流管線與縱向延伸穿過隔水管柱的內(nèi)部流體通道204可連通;在流體通道204中安裝環(huán)狀密封模塊222、224、226,所述環(huán)狀密封模塊設(shè)置在流體通道中的位于隔水管柱的相對地端部連接件232、234之間的部分;將管狀柱212輸送到流體通道204中;通過環(huán)狀密封模塊222、224、226密封管狀柱212與隔水管柱206之間的環(huán)狀空間228;轉(zhuǎn)動管狀柱212以由此轉(zhuǎn)動管狀柱遠(yuǎn)端的鉆頭348,在轉(zhuǎn)動步驟期間由環(huán)狀密封模塊222、224、226密封環(huán)狀空間228;以及使鉆井液81通過鉆井液回流管線342從環(huán)狀空間228流到水上單元,流動步驟包括:通過外部連接至隔水管柱206的海底節(jié)流裝置112、117、123、132改變節(jié)流,以由此保持期望的井下壓力。改變節(jié)流的步驟可以包括自動改變節(jié)流而無需人為干預(yù),以由此保持期望的井下壓力。隔水管柱206可以包括具有至少一個閥310、至少一個儲能器312以及至少一個致動器314的部件308,所述閥、儲能器和致動器外部連接至隔水管部件,以操作海底節(jié)流裝置112、117、123、132。所述方法還可以包括通過轉(zhuǎn)盤RT由外部連接的閥310、儲能器312和致動器314移位隔水管部件308。所述方法可以包括:為了控制節(jié)流裝置112、117、123、132的操作將液壓控制管線87、93外部連接至隔水管柱84、206,以及將通向海底液壓控制系統(tǒng)119、120的液壓控制管線外部連接至隔水管柱84、206。所述方法可以包括:將海底液壓控制系統(tǒng)119、120與海上液壓控制系統(tǒng)18之間的液壓供給管線87、93和至少一條電控制管線186、192連接的步驟。在電控制管線186、192中可以多路傳輸用于操作海底液壓控制系統(tǒng)119、120以選擇性供給液壓流體從而控制節(jié)流裝置112、117、123、132的操作的信號。所述方法可以包括:使用至少一個傳感器111、118、124、131以監(jiān)視鉆井液回流管線88、194中的壓力。描述了另一種鉆井方法,其可以包括以下步驟:在縱向延伸穿過隔水管柱206的流體通道204中安裝第一環(huán)狀密封模塊222、224或226,第一環(huán)狀密封模塊固定在流體通道中的位于隔水管柱的相對地端部連接件232、234之間的部分;通過第一環(huán)狀密封模塊222、224或226密封隔水管柱206與流體通道204中的管狀柱212之間的環(huán)狀空間228,當(dāng)管狀柱狀在流體通道中轉(zhuǎn)動時執(zhí)行所述密封步驟;以及通過管狀柱212將第二環(huán)狀密封模塊222、224或226輸送至流體通道204中。在密封步驟與輸送步驟之間管狀柱212可以連續(xù)地保持在流體通道204中的位于隔水管柱206的相對的端部連接件232、234之間的部分。所述方法可以包括:當(dāng)管狀柱在流體通道中轉(zhuǎn)動時,通過第二環(huán)狀密封模塊222、224或226密封隔水管柱206與流體通道204中的管狀柱212之間的環(huán)狀空間228。第二環(huán)狀密封模塊222、224或226可以包括至少一個密封件216、218、220,當(dāng)管狀柱在流體通道204中轉(zhuǎn)動時,所述密封件對管狀柱212密封。密封件216、218可以隨同管狀柱212一起轉(zhuǎn)動。當(dāng)管狀柱212在密封件中轉(zhuǎn)動時,密封件220可以在隔水管柱206中保持靜止。密封件218可以選擇性地徑向延伸到與管狀柱212密封地接觸。所述方法可以包括使用至少一個傳感器118、124、131以監(jiān)控第一與第二環(huán)狀密封模塊222、224、226之間的流體通道204中的壓力。還描述了一種方法,其包括以下步驟:在縱向延伸穿過隔水管柱206的內(nèi)部流體通道204中安裝多個模塊202、222、224和/或226,所述模塊安裝在流體通道中的位于隔水管柱的相對地端部連接件232、234之間的部分;插入管狀柱212穿過各個模塊202、222、224和/或226的內(nèi)部;以及隨后通過管狀柱212同時將多個模塊202、222、224和/或226從流體通道204收回。收回步驟可以包括:操作用于各個模塊的錨固裝置208、248、250、252,以由此脫開模塊202、222、224、226,從而相對于隔水管柱206進(jìn)行移位。每個錨固裝置208、248、250、252可以包括外部連接至隔水管柱206的致動器278。在隔水管柱206的外部可以通過海底遙控潛水器320操作至少一個錨固裝置278。模塊202、222、224、226可以包括至少一個環(huán)狀密封模塊222、224、226,所述環(huán)狀密封模塊222、224、226密封管狀柱212與隔水管柱206之間的環(huán)狀空間228。模塊202、222、224、226可以包括至少一個閥模塊202,所述閥模塊202選擇性控制流體是否流過流體通道204。描述了一種鉆井方法,其包括以下步驟:密封在管狀柱212與隔水管柱206之間的環(huán)狀空間228;使鉆井液從環(huán)狀空間經(jīng)由鉆井液回流管線342流到海上單元;以及將密度小于鉆井液的流體混合物150經(jīng)由注入管道11注入到鉆井液回流管線中。流體混合物150可以包括氮?dú)?,中空玻璃球?或液體和氣體的混合物。注入步驟可以包括:從鉆井液回流管線342與注入管道11之間的、用于將流體混合物150注入到鉆井液回流管線中的多個連接點(diǎn)中進(jìn)行選擇。所述方法可以包括將液壓控制管線7、9、17外部連接至隔水管柱206,以控制流體混合物150的注入的步驟,以及將液壓控制管線連接至位于隔水管柱206外部的海底液壓控制系統(tǒng)142。注入步驟可以包括:從海底節(jié)流裝置112、117、123或132的下游將流體混合物150注入到鉆井液回流管線342中,所述海底節(jié)流裝置可變地調(diào)節(jié)流過鉆井液回流管線的流。注入步驟可以包括在水上單元與連通鉆井液回流管線中的海底節(jié)流裝置112、117、123或132之間的位置處將流體混合物150注入到鉆井液回流管線342中。上述的一種鉆井方法包括以下步驟:在縱向延伸穿過隔水管柱206的內(nèi)部流體通道204中安裝環(huán)狀密封模塊222、224或226,所述環(huán)狀密封模塊固定在流體通道中的位于隔水管柱的相對地端部連接件232、234之間的部分;隨后將第二環(huán)狀密封模塊222、224或226輸送至流體通道204中;以及通過第一和第二環(huán)狀密封模塊密封隔水管柱與流體通道中的管狀柱212之間的環(huán)狀空間228。密封步驟可以包括:當(dāng)管狀柱在流體通道中轉(zhuǎn)動時,通過第一和第二環(huán)狀密封模塊222、224或226密封隔水管柱206與流體通道204中的管狀柱212之間的環(huán)狀空間228。每個環(huán)狀密封模塊可以包括至少一個密封件216、218、220,當(dāng)管狀柱在流體通道204中轉(zhuǎn)動時,所述密封件對管狀柱212密封。密封件216、218可以隨同管狀柱212一同轉(zhuǎn)動。當(dāng)管狀柱212在密封件220中轉(zhuǎn)動時,密封件220可以在隔水管柱206中保持靜止。密封件218可以選擇性地徑向延伸到與管狀柱212密封地接觸。所述方法可以包括使用至少一個傳感器118、124、131以監(jiān)視在第一和第二環(huán)狀密封模塊222、224、226之間的流體通道中的壓力。上述另一種鉆井方法包括以下步驟:在縱向延伸穿過隔水管柱206的內(nèi)部流體通道204中安裝環(huán)狀密封模塊222、224、226,所述環(huán)狀密封模塊固定在流體通道中的位于隔水管柱的相對的端部連接件232、234之間;隨后通過管狀柱212將至少一個密封件216、218、220輸送到環(huán)狀密封模塊222、224、226中;以及通過密封件216、218、220密封隔水管柱206與在流體通道204中的管狀柱212之間的環(huán)狀空間228,當(dāng)管狀柱212上的鉆頭348轉(zhuǎn)動時執(zhí)行所述密封步驟。所述方法還可以包括在流體通道204中安裝另一環(huán)狀密封模塊222、224、226,以及隨后通過管狀柱212將至少一個另一密封件216、218、220輸送到第二環(huán)狀密封模塊中。所述方法還可以包括:當(dāng)鉆頭348轉(zhuǎn)動時通過第一環(huán)狀密封模塊222、224、226密封隔水管柱206與流體通道204中的管狀柱212之間的環(huán)狀空間228。當(dāng)鉆頭348轉(zhuǎn)動時第一密封件216、218、220可以密封抵靠管狀柱212。當(dāng)管狀柱連同鉆頭348一起轉(zhuǎn)動時,第一密封件216、218、220可以連同管狀柱一起轉(zhuǎn)動。當(dāng)管狀柱212在第一密封件中轉(zhuǎn)動時,密封件216、218、220可以在隔水管柱206中保持靜止。第一密封件216、218、220可以選擇性地徑向延伸到與管狀柱212密封地接觸。所述方法可以包括通過管狀柱212從隔水管柱206收回第一密封件216、218、220的步驟。在鉆井操作期間管狀柱212可以轉(zhuǎn)動或不轉(zhuǎn)動。例如,如果使用泥漿馬達(dá)(使管狀柱的端部上的鉆頭對應(yīng)于泥漿或其他鉆井液通過馬達(dá)的循環(huán)而轉(zhuǎn)動),可以在不轉(zhuǎn)動管狀柱212的情況下執(zhí)行鉆井操作。無論管狀柱212在鉆井、完井、增產(chǎn)等操作期間是否轉(zhuǎn)動,環(huán)狀密封模塊222、224、226均可以密封環(huán)狀空間228。盡管已經(jīng)示出并描述了具體的實(shí)施例,對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言在不脫離本發(fā)明的精神和宗旨的情況下可以進(jìn)行各種改變。示出的實(shí)施例僅為示例性并非用于限制。在本發(fā)明的保護(hù)范圍中能夠進(jìn)行許多變化與變型。因此,本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于實(shí)施例,而是由所附權(quán)利要求進(jìn)行限定,權(quán)利要求的保護(hù)范圍包括權(quán)利要求的主題的所有等同替換。當(dāng)然,本領(lǐng)域技術(shù)人員在對上述本發(fā)明的示意性實(shí)施例的描述進(jìn)行仔細(xì)思考,能夠?qū)唧w的實(shí)施例進(jìn)行多種變型、添加、替換、刪除和其他變化,并且這些變化可以由本發(fā)明的原理推出。因此,應(yīng)該明確地理解的是,僅作為說明和示例的方式給出以上詳細(xì)地說明,本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍僅由所附權(quán)利要求及其等同替換所限制。
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