[发明专利]一种气举反循环钻井方法及钻具组合装置

说明书

本发明属于气举钻井技术领域，具体而言，涉及一种气举反循环钻井方法及钻具组合装置，上述方法包括A、通过方钻杆向钻柱内腔中注入高压气体；B、高压气体经双壁钻杆与钻井液形成气液混合流体；C、气液混合流体由旁通短节进入钻柱与井壁之间的环空；D、进入环空中的气体和钻井液在重力作用下进行分离，钻井液则向井底运移并携带井底岩屑进入钻柱内腔；E、岩屑沉淀在沉沙管中，钻井液再次进入钻柱与井壁之间的环空，形成钻井液由钻柱内腔‑钻柱与井壁之间环空的内循环；F、随着钻头的钻进，重复步骤B至E。本发明提供的气举反循环钻井方法及钻具组合装置，在不降低钻井液密度和不增加井底回压的情况下，就可实现在低压地层的安全钻进。

技术领域

本发明涉及一种气举反循环钻井方法及钻具组合装置，属于气举钻井技术领域。

背景技术

在常规的油气钻井作业中，钻井液从方钻头水龙头进入钻柱内腔，从钻头水眼喷出，在井底携带岩屑后，由钻柱与井壁之间的环空循环返出地面，称之为正循环钻井。钻井液从上述环空注入，流经钻头携带岩屑后，由钻柱内孔返出地面，称之为反循环钻井。通过钻井液循环将岩屑带出井筒防止卡钻是钻井液的主要功能之一，建立钻井液循环是钻井工程得以正常进行的前提。钻井液在井筒内的液柱压力不高于地层压力是建立钻井液循环和不大量漏失的基础。但当钻遇极低压地层时，很难用降低钻井液密度方法来建立钻井液循环，岩屑无法循环出井筒，经常发生卡钻事故，给钻井工程带了来极大困难。

为了在低压地层建立钻井液循环和减少漏失，产生了很多公知降低钻井液密度的方法，但还是没法在一些压力极低地层的井中建立钻井液循环，从而无法实施钻井工作。

发明内容

本发明提供了一种气举反循环钻井方法及钻具组合装置，其目的在于，解决现有技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种气举反循环钻井方法，包括下列步骤：

A、当钻遇低压地层时，通过方钻杆持续向钻柱内腔中注入高压气体；

B、高压气体沿双壁钻杆一通道进入另一通道，然后与钻井液形成气液混合流体；

C、气液混合流体由旁通短节上的旁通孔进入钻柱与井壁之间的环空；

D、进入环空中的气体和钻井液在重力作用下进行分离，其中气体沿钻柱与井壁之间的环空向井口运移并经放空管线排出，而钻井液则向井底运移并携带井底岩屑经钻头水眼再次进入钻柱内腔；

E、钻柱内腔中的岩屑和钻井液在沉沙管中进行分离，岩屑沉淀在沉沙管中，钻井液则向上与高压气体混合后经旁通短节再次进入钻柱与井壁之间的环空，从而在近井底处形成了钻井液由钻柱内腔-钻柱与井壁之间环空-钻头水眼-钻柱内腔的内循环体系；

F、随着钻头的钻进，重复步骤B至E。

在本发明中，上述步骤F包括两种情况：

1)、当沉沙管中装满岩屑而未钻穿低压地层时，停钻，并停止向方钻杆中注入高压气体，起出钻柱，取下沉沙管，清理沉沙管内沉淀的岩屑，再重新安装好沉沙管，下放钻柱，重复步骤A至F，直到钻穿低压地层。

2)、当沉沙管中装满或未装满岩屑，但已钻穿低压地层时，停止向方钻杆中注入高压气体，并立即向方钻杆中注入钻井液并开始循环钻井液，待将钻柱内腔和环空钻井液中的气体都经放空管线排完后，再继续进行正常钻进，而沉沙管中的岩屑可等下次起钻时再进行清理。

本发明还提供了一种气举反循环钻具组合装置，包括钻柱和井口防喷装置，井口防喷装置套设在钻柱上。

钻柱包括沿井口至井底依次螺纹连接的方钻杆、第一单壁钻杆组、旁通短节、双壁钻杆、混合短节、第二单壁钻杆组、沉沙管、第三单壁钻杆组、钻挺和钻头。