[发明专利]用于在钻探时管理压力的系统和方法

说明书

本发明公开一种钻探系统的压力管理装置。所述装置包括外壳、一级轴承封装件，所述一级轴承封装件联接至所述外壳以使得所述一级轴承封装件不可从所述外壳移除。所述一级轴承封装件进一步被配置成相对于所述外壳旋转。所述装置还包括密封封装件，所述密封封装件被配置成响应于钻杆插入穿过所述外壳而在所述钻杆与所述一级轴承封装件之间自动地进行密封。

技术领域

本公开大体涉及油田钻探设备，并且更具体地涉及一种用于在钻探时管理压力的装置和方法。

背景技术

常规的海上钻探技术通过利用由通过井循环的钻井液产生的流体静压力来控制井眼内的压力。当仅使用流体静压力来控制井眼压力时，因为通过改变钻井液的密度或钻井液的比重或通过调节泥浆泵循环速率仅可对井眼中的压力进行调节，所以可能很难对压力变化进行补偿。但是这些方法不能处理压力的突然意想不到的变化，因为循环速率诱导的压力变化较小，并且改变钻井液的组成可能花费数小时。更新的技术(如欠平衡钻探和管理压力钻探)通过关闭环空并且利用压力管理装置控制井眼压力来解决这个问题。

附图说明

通过部分地参考以下描述和附图可理解本公开的一些具体的示例性实施方案。

图1是根据本公开的一个实施方案的包括压力管理装置的海上钻井液回流系统的示意图。

图2是根据本公开的另一个实施方案的包括压力管理装置的海上钻井液回流系统的示意图。

图3是根据本公开的另一个实施方案的包括压力管理装置的海上钻井液回流系统的示意图。

图4是根据本公开的另一个实施方案的包括压力管理装置的海上钻井液回流系统的示意图。

图5是根据本公开的管理钻探系统中的压力的示例性方法的流程图。

虽然通过参考本公开的示例性实施方案描绘和描述并且限定了本公开的实施方案，但是所述参考并不暗示对本公开的限制，并且不能推断出这样的限制。如受益于本公开的本领域中的技术人员将想到，所公开的主题能够在形式和功能上存在许多修改、变更和等效形式。所描绘和描述的本公开的实施方案仅为示例性的，并非详尽说明本公开的范围。

具体实施方式

本公开大体涉及钻井操作，并且更具体地涉及用于在钻探时通过使用如本文所述的压力管理装置来管理压力的系统和方法。压力管理装置，也称作或又称为旋转控制装置、旋转控制头、压力控制头、旋转钻探装置、旋转钻探头、旋转环空以及其它类似术语，可包括一级轴承封装件和密封封装件，所述一级轴承封装件和密封封装件允许压力管理装置在旋转钻杆周围产生密封，并且保持环空中(钻杆外部与立管和/或套管和/或裸眼的内部之间的区域)的压力。如果并且当一级轴承封装件发生故障和/或密封封装件开始泄漏时，可能必须移除全部或部分压力管理装置，以便修复和/或更换一级轴承封装件或密封封装件。

可利用本公开的系统和方法以避免在钻探操作时移除压力管理装置的时间消耗。图1示出包括压力管理装置140的海上钻井液回流系统100。系统100可包括钻杆110、轮盘120、分流器组件130、压力管理装置140、快速释放夹170以及接收器或回接心轴180。钻杆110可为与钻头相关联的钻柱的一部分，所述钻头可用于形成广泛的多种井眼或钻孔。钻柱可包括另外的部件，所述另外的部件包括但不限于钻头、钻铤、旋转导向工具、定向钻探工具、井下钻探马达、铰刀、扩孔器或稳定器。钻杆110可联接至轮盘120，并与轮盘120一起旋转，使得可使用轮盘120驱动钻杆110和钻柱的其它部件。或者，钻杆110可联接至顶部驱动或类似地用于使钻杆110旋转的其它系统。