[实用新型]一种超深井钻井压力控制设备

说明书

本实用新型公开了一种超深井钻井压力控制设备，包括泥浆输入管线、第一泥浆返出管线、第二泥浆返出管线、压井管线、回压管线、节流管线和井控装置；所述压井管线一端连接井控装置基体的进口，另一端连接泥浆输入管线；泥浆输入管线和第一泥浆返出管线之间设置有回压管线；所述第一泥浆返出管线上设置有节流管线，所述节流管线用于控制回压管线压力。控制装备省去了回压泵等设备，简化了节流管线的控制装置，降低设备成本，简化现场施工工艺，压力控制方面更加安全高效；可减小井漏程度，降低堵漏难度，满足我国石油天然气标准，达到安全钻井的目的。

技术领域

本实用新型涉及石油开发领域，尤其涉及一种超深井钻井压力控制设备。

背景技术

随着钻井技术的飞速发展，世界上石油勘探发展趋势已经由浅层井向深井、超深井方向转变，特别是在西部地区(塔里木、塔河、吐哈和四川)的石油资源量占全国总资源量的38％，探明率仅为9％，是国内石油产量的主要接替地区，特别是塔河、塔里木、四川等地的油气藏均在6000至7000米的地层深处，所以要靠超深井进行开发。超深井是指井深6000m～8000m的井。

井越深，地层对钻井液密度就越敏感，在高温高压超深井含硫化氢窄压力窗口钻井过程中，出现溢流或者漏失将造成严重的后果，一般情况下为了防止溢流的发生，在井底保持足够的正压差。油田井控细则要求在钻进时密度附加值0.07g/cm3～0.15g/cm3，或压力附加值3～5MPa，工程实践一般选取附加上限。

常规钻井技术通过钻井液密度设计时附加5MPa的安全压力，使井底保持正压差，来平衡正常钻进和起下钻过程中钻井液密度分布不均匀产生的压力波动，来达到安全钻井的目的。但是，开泵循环井筒产生的循环压耗同时作用于井底，对于井深6000～8000m的超深井，循环压耗将达到6～8MPa，则实际附加在目的层的压力将超过11MPa，储层段承压有限，过大的附加压力，使井底压力超过漏失压力，导致井漏，增大堵漏难度。

对于此类地层，为了达到提高机械钻速、减少储层污染、避免泥浆漏失、控制溢流井涌等目的，近年来精细控压钻井已在国内外得到了广泛的应用。精细控压钻井技术在进行钻井液设计时，以钻进状态为标准，在进行钻井液设计时，要求在钻进过程中井底压力等于地层压力，来达到安全钻井的目的，实现的方法是通过控压钻井装备和工艺技术相结合，实现环空压力动态、自适应控制。但是，由于地质条件的不确定性、地层不均匀性，导致地层压力预测不准确，某些地层压力偏高，有发生溢流事故的风险；精细控压钻井钻井过程中钻井液密度分布不均匀，为了保持井底压力恒定，需要一直进行节流操作，节流阀处于时刻工作状态，设备损耗大；节流压力的大小是根据井下测量系统PWD传到控制中心的数据进行计算的，对于高温高压超深井而言，井下测量系统可靠性待提高，井下测量系统失效、PWD未监测到井底压力的变化均会导致井底压力预测不准确，影响精细控压钻井安全作业。实践表明现场作业过程中，溢流事故时有发生。

常规钻井方法配套的钻井设备简单、作业成本低，但井口无法施加回压，不适用于高温高压超深井窄压力窗口地层；精细控压钻井配套的钻井设备在高温高压超深井窄压力窗口地层钻井过程中，通过调节井口回压，能有效控制井筒压力，但存在设备复杂、设备损耗大、钻井成本高、现场实施需要专业队伍，推广难度大的问题。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种超深井钻井压力控制设备及其操作方法。

一种超深井钻井压力控制设备，包括泥浆输入管线、第一泥浆返出管线、第二泥浆返出管线、压井管线、回压管线、节流管线和井控装置；所述井控装置包括旋转控制头、环形防喷器和双闸板防喷器；所述泥浆输入管线通过井控装置伸入井内，井控装置旋转控制头的第一出口连接第一泥浆返出管线，井控装置基体出口连接第二泥浆返出管线；所述压井管线一端连接四通的进口，另一端连接泥浆输入管线；泥浆输入管线和第一泥浆返出管线之间设置有回压管线；所述第一泥浆返出管线上设置有节流管线，所述节流管线用于控制回压管线压力。