[发明专利]一种模块钻机批次钻井井口设计及拆装方法

说明书

技术领域

本发明涉及钻井作业技术领域，尤其涉及一种模块钻机批次钻井井口设计及拆装方法。

本技术涉及一种新油气田开发应用模块钻机进行批次开发模式，采取批次钻井作业模式是在常规井口拆装模式基础上进行的改革与创新，具体是一种利用新的体系设计将原有的工作方式进行优化创新，从根本上解决批次钻井作业中井口拆装费事耗力问题，同时降低作业风险，使得作业更为高效和安全。

背景技术

在南海西部海域随着油气田开发技术的发展，片区油气资源开发迈进了一个全新的发展阶段，伴随着设备及开发能力的不断提升，使得部分作业施工程序已存在脱节、脱钩的问题，若继续一味的按照原有程序进行施工，可能导致现有的技术开发优势失去意义，目前的井口前期设计及拆装方式存在诸多弊端，具体表现为：

常规井口设计中，喇叭口位于转盘面下方，根据不同的井身结构，钻井设计要求设计加工相应的延长直管柱与防喷器组相连，如17-1/2”井段设计为21-1/4”内径的厚壁管，12-1/4”井段设计为14”内径的厚壁管等，该喇叭管依据转盘面与BOP甲板面及防喷器组高度而定，通常为5～9m长，回流管及起下钻灌浆管线位于喇叭管侧面；该喇叭管与下部BOP组及升高管柱一起构成了井口设计部分；井口拆装过程采用井架移动到位后，先将升高管从转盘面吊装到位，移BOP组与升高管对接，再从转盘面吊喇叭管与BOP组上法兰对接，完成主体部分安装后，对回流管及起下钻计量泵灌浆管线进行对接。

以二开井口设计为例，常规做法为：当Bx井作业结束，准备By井作业，则Bx井先拆井口，采取从上到下依次拆掉喇叭管回流管(耗时2人/2h)，拆甩喇叭管(6人/2h)，防喷器组(拆螺栓及移开BOP组，6人/1h)，起甩升高管(6人/2h)，By井井口安装按照从下往上依次安装升高管(6人/2h)，防喷器组(移回BOP组，安装敲紧螺栓6人/2h)，安装喇叭管及回流管(6人/2h)，整个过程共计耗时13h；以上过程尚未考虑Bx井井口头安装时间2h，若包含则整个过程需至少15h。

整个设计属于刚性设计，中间环节无交叉可能，无法实现批次钻井提高时效目的，以上案例费时耗力，且喇叭口对于返沙过浆能力不足，尤其是泥页岩等存在出泥球情况，究其原因主要在于：

1)升高管整体较为笨重，且个体较长，拆升高管时需吊车与游车配合，协同将升高管甩至管子堆场甲板，吊装风险较大，BOP甲板、钻台甲板及管子堆场甲板均需要相当的作业人员进行推扶，尤其是夜间吊装耗时更多，不乏因井口升高管吊装导致的人员受伤事故教训；

2)喇叭管与BOP组连接处为螺栓连接，拆卸螺栓时，人员需在高空进行螺栓敲击作业，风险系数高，作业时效较低，有据可查不乏高空敲击螺栓导致的人员坠落，高空落物伤人事故案例；

3)喇叭管本身吊装风险较大，上部喇叭口及下部连接法兰过转盘面均存在挂蹭风险，拆卸吊装也需吊车与游车配合进行；

4)受转盘面大小限制，喇叭口需通过转盘面，且喇叭管上带外置式法兰(回流管及计量泵灌浆管线接口法兰)，必然导致喇叭管外径较小，对返沙及过浆能力造成影响；

5)转盘底部空间狭小，导致操作人员数量受限，操作人员活动空间及力量施加受限，回流管线及计量泵灌浆管线法兰连接较为困难，尤其是回流管十分笨重，同时需根据不同井位考虑出口方向，给管线安装带来困难；

6)连接法兰经常拆卸导致法兰密封极易损坏，同时由于喇叭管本身属于活动形式，导致钻进过程中，伴随钻具晃动而晃动，对回流管及灌浆管线法兰施加横向晃动作用力，导致法兰连接部位松动，从而导致泥浆滴漏，造成环境污染；

7)固井作业结束，若采用送入套管切割方式，套管切割时，需整体上提井口串，此时需提前拆除回流管、计量泵灌浆管线等，上行的井口串有挂蹭风险，同时喇叭口有上行顶转盘补心风险；

8)喇叭口较转盘面小，导致作业过程中，泥浆从转盘面与喇叭口间隙处滴漏，导致环境污染，尤其是油基泥浆使用过程中，无法满足“零排放“要求。

鉴于此，本发明旨在以批次钻井作业井口设计及拆装方法进行技术发明革新，因此提出一种模块钻机批次钻井井口设计及拆装方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，在于提供一种模块钻机批次钻井井口设计及拆装方法，具体是一种利用新的体系设计将原有的工作方式进行优化创新，从根本上解决批次钻井作业中，井口拆装费事耗力问题，同时降低作业风险，使得作业更为高效和安全。

为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：