氣體鉆井連續(xù)氣舉排液系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氣體鉆井連續(xù)氣舉排液系統(tǒng)和方法，此氣體鉆井連續(xù)氣舉排液系統(tǒng)，包括安裝于鉆桿頂部的連續(xù)循環(huán)閥和與其相連接的分流管匯，所述分流管匯包括主通路、旁通路和泄壓通路，所述主通路和旁通路可交替完成氣舉排液作業(yè)，在利用旁通路進行氣舉排液的同時可進行接單根/立柱作業(yè)，從而實現(xiàn)連續(xù)氣舉排液。本發(fā)明還公開了利用該氣體鉆井連續(xù)氣舉排液系統(tǒng)完成連續(xù)氣舉排液作業(yè)的具體方法。本發(fā)明綜合了分段氣舉和連續(xù)循環(huán)的技術優(yōu)勢，降低了深井長井段氣舉排液對氣體設備的要求，采用連續(xù)循環(huán)技術，大幅提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。
【專利說明】氣體鉆井連續(xù)氣舉排液系統(tǒng)和方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及氣體鉆井領域，特別涉及一種氣體鉆井連續(xù)氣舉排液系統(tǒng)和方法。

【背景技術】
[0002]氣體鉆井以空氣、氮氣、天然氣、霧化或泡沫液等為循環(huán)介質，以欠平衡方式鉆進，具有常規(guī)鉆井液鉆井所不具備的諸多優(yōu)點，如提高機械鉆速、控制井漏、克服泥頁巖水敏性坍塌、減少環(huán)境污染以及最大限度地發(fā)現(xiàn)和保護儲層等，越來越廣泛的應用在鉆井領域。由于氣體鉆井對地層的要求較為嚴格，氣體鉆井常被局限于部分適應性井段，因此，必然存在著鉆井循環(huán)介質的氣液轉換問題。在鉆井液鉆井轉換為氣體鉆井前，必須將鉆具及環(huán)空內的液體全部排出，即需要實施氣舉排液作業(yè)。目前，長井段氣舉排液常采用分段氣舉排液和混液氣舉排液方式，這兩種方式存在著以下問題:①分段氣舉排液不連續(xù)、效率低、費時費力；②混液氣舉排液需增開鉆井泵，未充分發(fā)揮氣體鉆井設備性能，且需要施工方案設計，專業(yè)性要求高。因此，現(xiàn)有方法均不利于降低鉆井成本和時效。


【發(fā)明內容】

[0003]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種氣體鉆井連續(xù)氣舉排液系統(tǒng)和方法，該氣體鉆井連續(xù)氣舉排液系統(tǒng)以簡單的結構即能完成連續(xù)氣舉排液作業(yè)，大幅提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本。
[0004]為此，本發(fā)明的技術方案如下:
[0005]一種氣體鉆井連續(xù)氣舉排液系統(tǒng)，包括安裝于鉆桿頂部的連續(xù)循環(huán)閥和與其相連接的分流管匯，所述分流管匯包括主通路、旁通路和泄壓通路，所述主通路包括用管線依次連通的氣體注入接頭、第二平板閘閥、主通路液動閥、第三平板閘閥和主通路接頭；所述主通路接頭通過管線與連續(xù)循環(huán)閥上部的立管相連接；所述旁通路包括用管線依次連通的氣體注入接頭、第二平板閘閥、旁通路液動閥和旁通路接頭；所述旁通路接頭通過管線與連續(xù)循環(huán)閥上的旁通閥相連；所述泄壓通路分為主泄壓通路和旁泄壓通路；所述主泄壓通路包括用管線依次連通的主通路接頭、第三平板閘閥、主通路泄壓閥和泄壓接頭；所述旁泄壓通路包括用管線依次連通的旁通路接頭、旁通路泄壓閥和泄壓接頭；所述主通路液動閥和第三平板閘閥之間設有主通路壓力表；所述旁通路液動閥和旁通路接頭之間設有旁通路壓力表。
[0006]所述主通路泄壓閥和旁通路泄壓閥與同一泄壓接頭相連；主通路與主泄壓通路在連通主通路接頭和第三平板閘閥時使用同一管線。
[0007]所述氣體注入接頭與主通路接頭之間還并連有第一平板閘閥。
[0008]所述氣體鉆井連續(xù)氣舉排液系統(tǒng)，還包括控制箱，所述控制箱用于控制所述主通路液動閥、主通路泄壓閥、旁通路液動閥和旁通路泄壓閥的開閉；并用于監(jiān)測所述主通路壓力表和旁通路壓力表的讀數(shù)。
[0009]一種利用所述氣體鉆井連續(xù)氣舉排液系統(tǒng)完成連續(xù)氣舉排液的方法，包括如下步驟:
[0010]I)準備:開啟第二平板閘閥和第三平板閘閥；
[0011]2)氣舉排液作業(yè):關閉井口的旋轉防噴器液動閥，將鉆具下鉆至預定井深，在地表部分鉆桿頂部接上連續(xù)循環(huán)閥，關閉旁通路液動閥、旁通路泄壓閥和主通路泄壓閥，保持主通路各閥門開啟；高壓氣體通過氣體注入接頭經(jīng)主通路進入鉆具內，進行氣舉排液作業(yè)；
[0012]3)接單根/立柱作業(yè):打開旁通路液動閥，關閉旁通路泄壓閥，維持旁通路暢通，高壓氣體同時通過主通路和旁通路注入鉆具內，通過主通路壓力表和旁通路壓力表的讀數(shù)判定壓力平衡后，關閉連續(xù)循環(huán)閥上的主通閥和主通路液動閥，通過旁通路完成氣舉排液作業(yè)；同時進行接單根/立柱作業(yè)；待接單根/立柱作業(yè)完成后打開連續(xù)循環(huán)閥上的主通閥并維持主通路暢通，關閉旁通路，再次利用步驟2)中方法即主通路進行氣舉排液作業(yè)；
[0013]4)循環(huán)氣舉排液作業(yè):再次進行步驟3)，直至氣舉排液完井內全部液體；
[0014]5)結束連續(xù)循環(huán)氣舉排液作業(yè):開啟第一平板閘閥，關閉第二平板閘閥和第三平板閘閥，進行其他作業(yè)。
[0015]所述第一平板閘閥處于常關狀態(tài)，在步驟I)開啟第二平板閘閥和第三平板閘閥的同時，所述第一平板閘閥為關閉狀態(tài)。
[0016]本發(fā)明綜合了分段氣舉和連續(xù)循環(huán)的技術優(yōu)勢，借鑒分段氣舉工藝原理，進行限定機泵條件下的氣舉排液設計，降低了深井長井段氣舉排液對氣體設備的要求，采用連續(xù)循環(huán)技術，保證了接單根/立柱時能連續(xù)進行氣舉排液作業(yè)，大幅提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明氣體鉆井連續(xù)氣舉排液系統(tǒng)結構示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明連續(xù)氣舉排液系統(tǒng)所用連續(xù)循環(huán)閥結構示意圖。

【具體實施方式】
[0019]以下結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明的結構進行詳細描述。
[0020]如圖1、2所示，一種氣體鉆井連續(xù)氣舉排液系統(tǒng)，包括安裝于鉆桿頂部的連續(xù)循環(huán)閥1005和與其相連接的分流管匯，所述分流管匯包括主通路、旁通路和泄壓通路，所述主通路包括用管線依次連通的氣體注入接頭1001、第二平板閘閥1003、主通路液動閥1101、第三平板閘閥1102和主通路接頭1103 ;所述主通路接頭1103通過管線與連續(xù)循環(huán)閥1005上部的立管相連接；所述旁通路包括用管線依次連通的氣體注入接頭1001、第二平板閘閥1003、旁通路液動閥1201和旁通路接頭1204 ;所述旁通路接頭1204通過管線與連續(xù)循環(huán)閥1005上的旁通閥2001相連；所述泄壓通路分為主泄壓通路和旁泄壓通路；所述主泄壓通路包括用管線依次連通的主通路接頭1103、第三平板閘閥1102、主通路泄壓閥1104和泄壓接頭1004 ;所述旁泄壓通路包括用管線依次連通的旁通路接頭1204、旁通路泄壓閥1202和泄壓接頭1004 ;主通路液動閥1101和第三平板閘閥1102之間設有主通路壓力表1105 ;旁通路液動閥1201和旁通路接頭1204之間設有旁通路壓力表1203。
[0021]所述主通路泄壓閥1104和旁通路泄壓閥1202與同一泄壓接頭1004相連；主通路與主泄壓通路在連通主通路接頭1103和第三平板閘閥1102時使用同一管線。
[0022]在本發(fā)明的一種實施例中，氣體注入接頭1001與主通路接頭1103之間還并連有第一平板閘閥1002。
[0023]所述的氣體鉆井連續(xù)氣舉排液系統(tǒng)還包括控制箱1009，所述控制箱1009用于控制所述主通路液動閥1101、主通路泄壓閥1104、旁通路液動閥1201和旁通路泄壓閥1202的開閉；并用于監(jiān)測所述主通路壓力表1105和旁通路壓力表1203的讀數(shù)。
[0024]一種利用所述氣體鉆井連續(xù)氣舉排液系統(tǒng)完成連續(xù)氣舉排液的方法，包括如下步驟:
[0025]I)準備:開啟第二平板閘閥1003和第三平板閘閥1102 ；
[0026]2)氣舉排液作業(yè):關閉井口的旋轉防噴器液動閥1007，將鉆具下鉆至預定井深，在地表部分鉆桿頂部接上連續(xù)循環(huán)閥1005，關閉旁通路液動閥1201、旁通路泄壓閥1202和主通路泄壓閥1104，保持主通路各閥門開啟；高壓氣體通過氣體注入接頭1001經(jīng)主通路進入鉆具內，進行氣舉排液作業(yè)；
[0027]3)接單根/立柱作業(yè):打開旁通路液動閥1201，關閉旁通路泄壓閥1202，維持旁通路暢通，高壓氣體同時通過主通路和旁通路注入鉆具內，通過主通路壓力表1105和旁通路壓力表1203的讀數(shù)判定壓力平衡后，關閉連續(xù)循環(huán)閥1005上的主通閥2002和主通路液動閥1101，通過旁通路完成氣舉排液作業(yè)；同時進行接單根/立柱作業(yè)；待接單根/立柱作業(yè)完成后打開連續(xù)循環(huán)閥1005上的主通閥2002并維持主通路暢通，關閉旁通路，再次利用步驟2)中方法即主通路進行氣舉排液作業(yè)；
[0028]4)循環(huán)氣舉排液作業(yè):再次進行步驟3)，直至氣舉排液完井內全部液體；
[0029]5)結束連續(xù)循環(huán)氣舉排液作業(yè):開啟第一平板閘閥1002，關閉第二平板閘閥1003和第三平板閘閥1102，進行其他作業(yè)。
[0030]所述第一平板閘閥1002處于常關狀態(tài)，在步驟I)開啟第二平板閘閥1003和第三平板閘閥1102的同時，所述第一平板閘閥1002為關閉狀態(tài)。
[0031]該氣體鉆井連續(xù)氣舉排液系統(tǒng)以簡單的結構即能完成連續(xù)氣舉排液作業(yè)，大幅提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。
【權利要求】
1.一種氣體鉆井連續(xù)氣舉排液系統(tǒng)，包括安裝于鉆桿頂部的連續(xù)循環(huán)閥(1005)和與其相連接的分流管匯，所述分流管匯包括主通路、旁通路和泄壓通路，其特征在于:所述主通路包括用管線依次連通的氣體注入接頭(1001)、第二平板閘閥(1003)、主通路液動閥(1101)、第三平板閘閥(1102)和主通路接頭(1103);所述主通路接頭(1103)通過管線與連續(xù)循環(huán)閥(1005)上部的立管相連接；所述旁通路包括用管線依次連通的氣體注入接頭(1001)、第二平板閘閥(1003)、旁通路液動閥(1201)和旁通路接頭(1204);所述旁通路接頭(1204)通過管線與連續(xù)循環(huán)閥(1005)上的旁通閥(2001)相連；所述泄壓通路分為主泄壓通路和旁泄壓通路；所述主泄壓通路包括用管線依次連通的主通路接頭(1103)、第三平板閘閥(1102)、主通路泄壓閥(1104)和泄壓接頭(1004);所述旁泄壓通路包括用管線依次連通的旁通路接頭(1204)、旁通路泄壓閥(1202)和泄壓接頭(1004);所述主通路液動閥(1101)和第三平板閘閥(1102)之間設有主通路壓力表(1105);所述旁通路液動閥(1201)和旁通路接頭(1204)之間設有旁通路壓力表(1203)。
2.根據(jù)權利要求1所述的氣體鉆井連續(xù)氣舉排液系統(tǒng)，其特征在于:所述氣體注入接頭(1001)與主通路接頭(1103)之間還并連有第一平板閘閥(1002)。
3.根據(jù)權利要求1所述的氣體鉆井連續(xù)氣舉排液系統(tǒng)，其特征在于:還包括控制箱(1009)，所述控制箱(1009)用于控制所述主通路液動閥(1101)、主通路泄壓閥(1104)、旁通路液動閥(1201)和旁通路泄壓閥(1202)的開閉；并用于監(jiān)測所述主通路壓力表(1105)和旁通路壓力表(1203)的讀數(shù)。
4.一種利用權力要求1所述氣體鉆井連續(xù)氣舉排液系統(tǒng)完成連續(xù)氣舉排液的方法，其特征在于包括如下步驟: 1)準備:開啟第二平板閘閥(1003)和第三平板閘閥(1102)； 2)氣舉排液作業(yè):關閉井口的旋轉防噴器液動閥(1007)，將鉆具下鉆至預定井深，鉆桿頂部接上連續(xù)循環(huán)閥(1005)，關閉旁通路液動閥(1201)、旁通路泄壓閥(1202)和主通路泄壓閥(1104)，保持主通路各閥門開啟；高壓氣體通過氣體注入接頭(1001)經(jīng)主通路進入鉆具內，進行氣舉排液作業(yè)； 3)接單根/立柱作業(yè):打開旁通路液動閥(1201)，關閉旁通路泄壓閥(1202)，維持旁通路暢通，高壓氣體同時通過主通路和旁通路注入鉆具內，通過主通路壓力表(1105)和旁通路壓力表(1203)的讀數(shù)判定壓力平衡后，關閉連續(xù)循環(huán)閥(1005)上的主通閥(2002)和主通路液動閥(1101)，通過旁通路完成氣舉排液作業(yè)；同時進行接單根/立柱作業(yè)；待接單根/立柱作業(yè)完成后打開連續(xù)循環(huán)閥(1005)上的主通閥(2002)并維持主通路暢通，關閉旁通路，再次利用步驟2)中方法即主通路進行氣舉排液作業(yè)； 4)循環(huán)氣舉排液作業(yè):再次進行步驟3)，直至氣舉排液完井內全部液體； 5)結束連續(xù)循環(huán)氣舉排液作業(yè):開啟第一平板閘閥(1002)，關閉第二平板閘閥(1003)和第三平板閘閥(1102)，進行其他作業(yè)。
5.一種利用權力要求2所述氣體鉆井連續(xù)氣舉排液系統(tǒng)完成權利要求4中所述連續(xù)氣舉排液的方法，其特征在于:所述第一平板閘閥(1002)處于常關狀態(tài)，在步驟1)開啟第二平板閘閥(1003)和第三平板閘閥(1102)的同時，所述第一平板閘閥(1002)為關閉狀態(tài)。
【文檔編號】E21B43/00GK104295237SQ201410397350
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月13日 優(yōu)先權日:2014年8月13日
【發(fā)明者】魏凱, 馬金山, 齊金濤, 魏臣興, 徐海潮, 李征, 黃強, 鄭燕陽 申請人:中國石油集團渤海鉆探工程有限公司