專利名稱：采用多導(dǎo)管管材的鉆桿和套管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明概括地說涉及鉆井作業(yè)，更詳細(xì)地說，涉及鉆地下孔、往多導(dǎo)管管材中注入高壓和低壓流體并監(jiān)控井下參數(shù)以控制鉆井或生產(chǎn)操作，從而達(dá)到最佳效率的方法和設(shè)備。
基本鉆井作業(yè)多年來都一直保持不變，直到目前的情況下仍然是一連串連接起來的鉆桿形成鉆桿柱，旋轉(zhuǎn)著帶動(dòng)鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)，將地層磨掉。在鉆井過程中，需要測定各種鉆井參數(shù)，例如鉆井地層、地層斜度、溫度、酸堿度值等。由于鉆桿柱在許多情況下是在幾千英尺的地下轉(zhuǎn)動(dòng)，因此要獲得瞬時(shí)的井下資料歷來是個(gè)老問題。
例如，當(dāng)鉆井人員了解地層特性時(shí)，鉆井操作的效率最高。對諸如巖層、土層或流體層和氣體層等不同類型的地層，往往希望能改變地面操作方式，以便有效處理當(dāng)時(shí)鉆頭所遇到的地層類型。對鉆頭所侵蝕掉的地層鉆屑，傳統(tǒng)的處理方法是往鉆桿中往下泵送流體，將鉆屑通過鉆桿柱周圍的環(huán)形空隙帶到井口。鉆屑上升到地面是需要相當(dāng)長的一段時(shí)間的，因而檢查這些鉆屑是不能獲取當(dāng)時(shí)鉆探中地層的可靠資料的。
埃傖堡的美國專利3，419，092是有關(guān)鉆井的公知技術(shù)，該專利采用了內(nèi)外同心管式的雙通道鉆桿往一個(gè)導(dǎo)管中往下泵送通氣的鉆井流體，以此來降低鉆頭上的流體靜壓頭，從而加速鉆屑在另一鉆桿導(dǎo)管中上移到地面的速度。采用這種方式，代表鉆探中地層類型的鉆屑就可以更快到達(dá)地面，于是可以根據(jù)情況改變鉆井操作方式。盡管埃傖堡式鉆桿的各種同心導(dǎo)管的流體換向過程并不太復(fù)雜，但從鉆桿結(jié)構(gòu)的實(shí)用角度考慮，這類導(dǎo)管可加以應(yīng)用的數(shù)量終究是有限的。
坎普等人的美國專利2，951，680認(rèn)為，可以采用非同心多導(dǎo)管鉆桿來增加導(dǎo)管的數(shù)目。但為使流體換向，流體通道從導(dǎo)管到鉆桿端的過渡是呈盤旋狀進(jìn)入普通的同心圓形通道中。結(jié)果，坎普等人的鉆桿，雖然能使不同的流體換向入各導(dǎo)管中，但卻使鉆桿的制造過程復(fù)雜化，因而造價(jià)高。
熟悉本專業(yè)的人士都承認(rèn)采用多導(dǎo)管鉆桿具有一定的優(yōu)點(diǎn)，但這種鉆桿得不到廣泛的應(yīng)用是有其一系列原因的。將這種鉆桿連接在一起遇到的一個(gè)缺點(diǎn)是將一鉆桿的導(dǎo)管密封到另一鉆桿導(dǎo)管的方式。普通密封裝置有O形環(huán)或V形密封環(huán)(美國專利2，951，680)或傳統(tǒng)的密封(美國專利3，077，358)。所采用的密封類型和使用密封的方式使密封所能承受的流體壓力通常都在7，500磅/平方英寸分壓。
因此顯然需要有這樣一種高壓多導(dǎo)管鉆桿，鉆桿的導(dǎo)管數(shù)不受限制，鉆桿的結(jié)構(gòu)或制造過程也不過分復(fù)雜或造價(jià)過高。
此外，迫切需要監(jiān)控井下鉆進(jìn)作業(yè)，即時(shí)將其結(jié)果傳送到井口，并使傳送媒體與鉆桿以這樣的方式結(jié)合起來，不致嚴(yán)重?fù)p害鉆桿載送流體的能力。
過去有人提出過采用鉆桿中心孔作為安置導(dǎo)線的小室。美國專利2.795，397和3，904，840就介紹了這種實(shí)例。但按照這種作法，導(dǎo)線的絕緣會受到鉆井液的侵蝕，不然就得使用價(jià)昂的防護(hù)裝置。
在載送流體的孔中因采用導(dǎo)線而產(chǎn)生的問題是將各段導(dǎo)線連在一起的電氣連接器與流體隔離開來的問題。為解決這個(gè)問題，人們曾求助于復(fù)雜和特殊的技術(shù)。在那種需要將一段鉆桿進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)藉絲扣固定到另一段鉆桿的形式中，各導(dǎo)線從一個(gè)鉆桿連接到另一個(gè)鉆桿的情況更惡化了，這使問題變得更為復(fù)雜。在美國專利2，798，358中，這一點(diǎn)是通過留出足夠的電纜長度解決的，這樣電纜就可與鉆桿一道扭在一起。在其它情況下，即美國專利3，879，097中，電纜除兩端是取道鉆桿側(cè)壁接到鉆桿各端的環(huán)形接點(diǎn)之外，大部分是沿其長度在中心孔中載送的。顯然，采用這種技術(shù)限制了導(dǎo)線的數(shù)目。
目前在鉆桿各端將多根導(dǎo)線連接在一起的配置實(shí)例有美國專利2，750，569所介紹的那一種。在該專利中，電纜通過流體載送孔走道。這使電纜和接頭易受鉆井液的腐蝕或侵蝕。
鉆井技術(shù)中還有影響作業(yè)總費(fèi)用值得考慮的問題是有關(guān)鉆井“泥漿”的組成問題。必須用不同物質(zhì)和化學(xué)品定期調(diào)節(jié)泥漿的密度、粘度或其它性能。這種調(diào)節(jié)只能在泥漿從鉆頭區(qū)往上通過地面設(shè)備循環(huán)過程逐步進(jìn)行。在某些情況下，例如在緊急井噴的情況下，必須極快改變泥漿的密度，以防這種情況發(fā)生。因此，有許多井噴是不能用公知技術(shù)加以避免的。所以需制造一種能及時(shí)改變鉆井泥漿壓力以控制井噴或者提高鉆井速度的鉆桿柱。
即使鉆井作業(yè)完成之后，從礦井管理出發(fā)，也需要在生產(chǎn)階段監(jiān)控井下諸參數(shù)。迄今，普通鉆井套管對井孔來說是高度完善的，但在導(dǎo)線、氣體或液體(往上泵送的流體除外)的輸送通道方面，裝備極差。作為臨時(shí)措施，歷來是將遙測導(dǎo)線用金屬或塑料帶固定到套管外周邊，在井下一直延伸到遙測設(shè)備上。還有一種公知的作法是在套管外部設(shè)附加管道，以便送空氣壓力，以形成人造的提升井孔。
因此就需要有一個(gè)多導(dǎo)管鉆井套管，供泵送生產(chǎn)過程中的流體，以及容納遙測導(dǎo)線和載送溶劑、防凍溶液和許多其它流體的附加導(dǎo)管。
本發(fā)明提供的是對通過具有若干完全相同的導(dǎo)管的獨(dú)特鉆桿中的許多高壓和低壓流體進(jìn)行換向，并將電氣信號或電力往井下傳輸?shù)絺鞲衅?，以收集有關(guān)地下地層資料的方法和設(shè)備。
本發(fā)明提供的是這樣一種整個(gè)橫截面均勻因而可用擠壓法進(jìn)行制造的多導(dǎo)管鉆桿。在橫截面上，該鉆桿有一個(gè)筒形外壁，和一個(gè)界定著中心孔的筒形內(nèi)壁，和位于內(nèi)外壁之間的多根其它導(dǎo)管。
其中一個(gè)導(dǎo)管裝有電氣導(dǎo)線，在各鉆桿端部的導(dǎo)管中固定有一個(gè)連接器。由于一般可能希望不同的流體或電氣線路占用各種不同的導(dǎo)管，因此在各鉆桿的另一端設(shè)有一個(gè)指示凸耳和一個(gè)指示凹口，使得各鉆桿的各導(dǎo)管連接在一起時(shí)能保持在一直線上。除指示凸耳和凹口外，各鉆桿還設(shè)有各種不同的凸耳和凹口，用以用一個(gè)鉆桿驅(qū)動(dòng)其它鉆桿。
本發(fā)明設(shè)有一種有孔口的密封，密封橫截面的形狀與鉆桿的一樣，其中一個(gè)孔口裝有電氣中間接頭，用以將各鉆桿的電氣線路連接在一起。密封件各邊有一個(gè)彈性體，在各鉆桿連接起來時(shí)確保各導(dǎo)管之間高壓的完善性。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，各鉆桿是用其間的密封藉一個(gè)帶絲扣的聯(lián)接環(huán)連接在一起的，聯(lián)接環(huán)的一端有直徑均勻的內(nèi)絲扣，另一端也有直徑均勻的內(nèi)絲扣，但這些聯(lián)接環(huán)各個(gè)都具有不同的直徑和螺紋距。鉆桿部分各端都具有直徑和螺距與聯(lián)接環(huán)相對應(yīng)的絲扣。這使各鉆桿可借助于以壓縮方式將密封在毗鄰鉆桿之間擠壓進(jìn)行密封的局部絲扣作用聯(lián)接在一起。
根據(jù)本發(fā)明的另一特點(diǎn)，來自各自的流體源的多種流體是用一種流體換向器換向到各種鉆桿導(dǎo)管的，該流體換向器有一個(gè)軸，在連接著各不同流體源的管匯中轉(zhuǎn)動(dòng)著。該筒形軸具有內(nèi)部通道，各個(gè)對應(yīng)于各鉆桿的導(dǎo)管。各換向器軸通道也通向軸筒形邊上的進(jìn)口孔。流體在各種進(jìn)口孔周圍的通路(該孔口沿?fù)Q向器軸軸向間隔配置)中，在管匯中有若干相應(yīng)的環(huán)形槽。各換向器軸通道即通過其管匯槽連接到一個(gè)流體源上。有了這種配置方式，各種鉆桿導(dǎo)管就可與某一選定的流體源不中斷地連通。
就本發(fā)明的有關(guān)特點(diǎn)而言，流體源換向器軸是通過一個(gè)將各換向器軸通道(從而流體源)連接到其中一個(gè)所選定的鉆桿導(dǎo)管，連接到各鉆桿柱上的。這樣，手頭就一直可以有許多管接頭，并可將它們彼此互換，以通過換向器軸將各種流體源連接到鉆桿柱中一根所想使用的導(dǎo)管中。
就本發(fā)明的另一方面而言，鵝頸水籠頭的套筒部分有一個(gè)套筒軸，套筒軸有一個(gè)電氣連接器，作為鉆桿電氣導(dǎo)線的終端接頭。數(shù)量與鉆桿中承載的導(dǎo)線相當(dāng)?shù)幕h(huán)配置在套筒軸周圍，各滑環(huán)則連接到鉆桿中的一根導(dǎo)線上。靜止電刷裝置與各滑環(huán)接觸，并將井下的電氣響應(yīng)信號傳送到地面的監(jiān)控設(shè)備。
如上所述，這樣一種經(jīng)過改進(jìn)的鉆井法是可能實(shí)現(xiàn)的，在該方法中，諸高壓流體可分別注入一根或多根鉆桿導(dǎo)管中，以便，例如，同時(shí)侵蝕地層、清洗和冷卻鉆頭或鉆頭路徑，同時(shí)將其它各導(dǎo)管中的其它低壓流體在井下與其它各導(dǎo)管中的氣體混合，以降低井下的液體靜壓力。同時(shí)，鉆頭或鉆桿各傳感器可以將有關(guān)溫度、壓力、傾斜度等信息傳送到地面的監(jiān)控設(shè)備，于是就可以即時(shí)應(yīng)用這些信息改變鉆井操作。
這類信息還可用以，例如，控制往環(huán)形液體或泥漿的加壓過程，和防止井噴。此外，根據(jù)本發(fā)明，萬一檢測出可能發(fā)生井噴，就可以開動(dòng)泵機(jī)施加壓力抵消鉆桿中心通道中過量的上升料流。另外，本發(fā)明還具有這樣的特點(diǎn)，即本發(fā)明采用了一種環(huán)形蓄壓器，該蓄壓器可調(diào)節(jié)加到井孔環(huán)形孔隙中液體的壓力，從而保持環(huán)形液體的給定壓力。這種往鉆井環(huán)形孔隙中的環(huán)形液體施壓的能力具有無需再循環(huán)泥漿和加入物料以增加其重量從而提高泥漿密度的作用。
本發(fā)明極其重要的一個(gè)類似特點(diǎn)是用了多導(dǎo)管鉆井套管，這種套管使鉆桿具有多種特性，其中包括可容納大量生產(chǎn)流體通常較大的中心孔，它能監(jiān)控許多井下參數(shù)，能在各種壓力下同時(shí)往井下注入流體和溶液，使礦井達(dá)到最佳的生產(chǎn)率，這一切都提高了礦井的管理水平。
現(xiàn)在結(jié)合附圖參照下列說明更詳細(xì)介紹本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和操作方式。附圖中
圖1是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明各方面和特點(diǎn)所采用的井口和井下設(shè)備的總示意圖;
圖2是兩鉆桿聯(lián)接在一起的部分側(cè)視圖，其中有一部分剖開，以顯示各鉆桿與聯(lián)接套筒之間絲扣的接合情況;
圖3a是沿圖2的3-3線截取的多導(dǎo)管管材的橫向剖視圖。
圖3b是多導(dǎo)管管材另一種可供選擇的實(shí)施例的橫向剖視圖，展示諸圓形周邊導(dǎo)管沿周邊圍繞中心導(dǎo)管配置的情況;
圖3c是空心管又另一個(gè)實(shí)施例的橫向剖視圖，展示了一個(gè)外管、一個(gè)形成中心導(dǎo)管的內(nèi)管和多個(gè)形成導(dǎo)管的其它管沿周邊圍繞內(nèi)中心管配置的情況。
圖3d是多導(dǎo)管管材又另一個(gè)實(shí)施例的橫向剖視圖，展示了一套充滿圖3a鉆桿的一個(gè)導(dǎo)管的個(gè)別導(dǎo)管。
圖4是從圖2的4-4線截取的聯(lián)接好的多導(dǎo)管管材的橫向剖視圖;
圖5是其中裝有一個(gè)中間電氣連接器的管形密封的斜視圖;
圖6是在連接著的諸管材的交界處的橫向剖視圖，展示了密封和中間電氣連接器;
圖7是裝有電氣導(dǎo)線、連接器和接點(diǎn)連接好的管形導(dǎo)管的橫向剖視圖;
圖8至10是分別沿圖7中的8-8線、9-9線和10-10線截取的橫向剖視圖;
圖11是準(zhǔn)備與密封件連接的管形端部部分的部件分解斜視圖;
圖12是鉆井井架一個(gè)實(shí)施例的正視圖，展示鵝頸水籠頭和懸掛附設(shè)在其上的鉆桿;
圖13的鵝頸水籠頭的橫向側(cè)視圖，展示了在套管部分的流體和電氣換向器連同鉆桿傳動(dòng)設(shè)備的配置情況;
圖14是流體分配管匯和換向器的斜視圖，管匯有四分之一部分被剖開，以展示軸進(jìn)口孔與管匯環(huán)形槽中有流體傳送時(shí)的情況;
圖15是圖14管接頭的底視圖，展示了兩個(gè)或多個(gè)鉆桿導(dǎo)管可與單個(gè)換向軸通道公用的情況;
圖16是流體換向器的橫向剖面?zhèn)纫晥D，展示了管匯環(huán)形槽與各自各種軸進(jìn)口孔連接，和通過各軸通道連接到套管部分的情況;
圖17是套筒軸上電氣滑環(huán)的示意圖，其中顯示了給鉆桿或從鉆桿傳送電氣信號用的相應(yīng)電刷;
圖18是本發(fā)明的轉(zhuǎn)換接頭連同其上所附的傳感設(shè)備的側(cè)向平面圖;
圖19是轉(zhuǎn)換接頭的縱剖面圖，以顯示用以裝設(shè)各傳感器和遙測設(shè)備的流體導(dǎo)管的堵塞部分，轉(zhuǎn)換接頭各孔圍繞導(dǎo)管的分支部分配置;
圖20是往鉆井環(huán)形區(qū)的鉆井流體施加規(guī)定壓力用的環(huán)形蓄壓器各元件的符號示意圖;
圖21是多導(dǎo)管鉆桿及所附鉆頭的剖視平面圖，在有些導(dǎo)管中采用了高速流體以鉆削地層和清洗鉆頭，圖中還展示了其它諸導(dǎo)管中用以在環(huán)形空隙區(qū)周圍往上載送鉆屑的低壓流體;
圖22是與圖21類似的另一個(gè)視圖，其中氣體往下被壓入一個(gè)鉆桿導(dǎo)管中，再從井下排出，以降低該處的流體靜壓力。
圖23是采用液體和氣體逆向循環(huán)和取巖心技術(shù)的鉆井操作的示意圖;
圖24是采用鉆井套管的多導(dǎo)管管材的簡化示意圖;
圖25是沿圖24的25-25線截取的多管鉆井套管的橫向剖視圖;
圖26是沿圖24的26-26線截取的鉆井套管截頭底部的端視圖;
圖27是從多導(dǎo)管泵段卸下的鉆井套管短頭的橫向側(cè)視圖;
圖28是通過傳感器室截取的鉆井套管短頭終端端部的部分橫向部視圖。
現(xiàn)在參看附圖。圖1是本發(fā)明的方法和設(shè)備的概況。如圖所示，本發(fā)明包括通常以編號10表示的多導(dǎo)管鉆桿，該鉆桿由多流體鵝頸水籠頭12驅(qū)頭。鉆頭14可以是多種多樣能搞到的侵蝕地下地層16鉆井用的鉆頭。
鉆頭14中可采用諸如溫度傳感器18或酸堿度傳感器20等各種井下傳感器，用以收集井下數(shù)據(jù)并通過鉆桿導(dǎo)線(圖1中未示出)將數(shù)據(jù)傳送到地面的監(jiān)控設(shè)備。必要時(shí)還可設(shè)電源25給的鉆頭傳感器和井下電氣器具的控制器供電。
液泵24給鵝頸水籠頭中的流體換向器供應(yīng)高壓或低壓流體。還可以采用類似的其它泵。這樣，各種流體可以相同或不同的壓力泵送到井下，以將鉆井技術(shù)提高到前所未有的水平。壓縮機(jī)28以類似的方式給流體換向器26供應(yīng)氮?dú)庵惖臍怏w，在其中分配到鉆桿中所要分配的導(dǎo)管中。當(dāng)采用鉆桿的中心導(dǎo)管32作為在液體或氣體中往上載送地層鉆屑用的通道時(shí)，鉆屑由鵝頸軟管34載送到旋流分離器36，由該分離器有效地從回流的鉆井流體中分離出來。液泵38也連接到鵝頸軟管上，以將流體從一個(gè)流體源(圖中未示出)通過中心導(dǎo)管32往下泵送，進(jìn)行鉆井或者不然的話抵消因井內(nèi)發(fā)生噴而在導(dǎo)管中產(chǎn)生的任何不希望有的流體流。泵38還可用以往井下泵送水泥或其它密封料以密封鉆井。閥40在泵38啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，使所泵送的物料不致進(jìn)入分離器36。
視乎所想使用的鉆井方法，可設(shè)置壓井管線泵42，將鉆井流體往下泵入鉆井的環(huán)形空隙44。環(huán)形蓄壓器46使井中環(huán)形流體的壓力保持在規(guī)定值。
從以上的介紹可以看出，本發(fā)明提供了根據(jù)有條件使鉆井操作最佳化的各種可供選擇的方案。從下面論述中可以更清楚地看到，本發(fā)明提供了一種前所未有的先進(jìn)技術(shù)。
現(xiàn)在參看圖2。從圖中可看到聯(lián)接好的管段，特別是構(gòu)成鉆桿一部分的鉆桿，更具體地說，鉆桿端部部分連接的方式。圖2所展示的是鉆桿的情況，其中，多根導(dǎo)管(其中之一的編號30)在整個(gè)鉆桿中，因而在通過將是鉆桿50與另一鉆桿52連接在一起的鉆桿接頭48中都是均勻一致的。這種導(dǎo)管30，盡管在圖2所示的鉆桿的固定部分54和56為滿足強(qiáng)度和密封要求在直徑方面略為大些，但其本性是直線性的。
從圖3a多導(dǎo)管材的橫剖面圖可以更清楚地看到鉆桿50的情況。從多方面的適應(yīng)性的觀點(diǎn)出發(fā)，在鉆桿中設(shè)置多根導(dǎo)管在實(shí)際應(yīng)用中極為重要，所有這些導(dǎo)管個(gè)個(gè)都是呈直線性，可以相互連接起來往井下供應(yīng)任意希望數(shù)目的液體或氣體;各液體或汽體彼此隔離開來，因而可以按不同的壓力和量供應(yīng)。為此，本發(fā)明值得推薦的方案中提出了一種鉆桿，該鉆桿有一個(gè)外側(cè)壁58和一個(gè)同心內(nèi)側(cè)壁60，構(gòu)成中心導(dǎo)管62，大部分流體(可選擇而不是必需)即通過導(dǎo)管62泵送的。各種縱向?qū)Ч?0介在內(nèi)側(cè)壁60和外側(cè)壁58之間，形成內(nèi)外側(cè)壁之間的縱向環(huán)形通道徑向隔板64將該環(huán)形通道分成若干獨(dú)立的導(dǎo)管30。因此各導(dǎo)管30整個(gè)橫截面呈梯形，其弧形邊彼此平行。
采用這種結(jié)構(gòu)極其有利的一點(diǎn)是鉆桿或鉆井套管可用擠壓法用鋁制成，其加厚部分用鋼制成，或全部用高級鋼制成。當(dāng)然還可采用圖32a以外的導(dǎo)管構(gòu)型以滿足個(gè)別要求。例如圖3b是另一種可供選擇的多導(dǎo)管管材的形式。該管具有外側(cè)壁66和內(nèi)側(cè)壁68，中心導(dǎo)管62也以內(nèi)側(cè)壁68為界。但在這種形式中，在內(nèi)側(cè)壁68和外側(cè)壁66之間，圍繞中心導(dǎo)管62等間距配置有橫截面呈圓形的一系列導(dǎo)管70。這種形式的管材制造起來很方便，可將管材在一端立起來豎向鉆通各導(dǎo)管。
圖3c是與圖3b類似的多導(dǎo)管管材的另一個(gè)形式，只是它由大管72構(gòu)成，大管外壁構(gòu)成外側(cè)壁，較小管74構(gòu)成中心導(dǎo)管62。在大管72和小管74之間沿圓周配置有若干直徑較小的管76。因此各管焊接到管子兩端的毗鄰管上。
圖3d是由3b改進(jìn)的管材。在周邊上具有若干圓形導(dǎo)管70的管材中插入有一個(gè)筒形多通道插件78，用焊接之類的方法固定。插件78有一個(gè)中心軸向通道80，周邊有若干通道82，這一切都有效地增加了管材中導(dǎo)管的數(shù)目，盡管直徑減小了。
因此可以看出，本發(fā)明提供了一種易于制造的管材，在管材的整個(gè)長度上敷設(shè)有多根均勻一致的獨(dú)立導(dǎo)管。下面即將詳細(xì)介紹如何真正利用這類導(dǎo)管來使鉆井或生產(chǎn)操作達(dá)到最佳化。
再參看圖2。多導(dǎo)管管材是采用帶絲扣的聯(lián)接接箍84彼此連接在一起的。這樣連接時(shí)，密封86保證了各導(dǎo)管壓力的完善性，這些也將在下面詳細(xì)介紹。鉆桿50的端部與鉆桿52的端部是通過外管絲扣88和90與外聯(lián)接接箍絲扣92和94之間的絲扣88和90具有不同的螺距。例如，圖2中所示鉆桿50的一端每英寸可以有四個(gè)絲扣88(螺距為.25)，圖中管52的一端每英寸可以有五個(gè)絲扣90(螺距為.2)。聯(lián)接接箍84的套絲情況類似，它具有粗絲扣92，用以與鉆桿端50上相應(yīng)的絲扣接合，在另一個(gè)接箍端具有細(xì)絲扣94(每英寸五扣)，用以與鉆桿52各自的細(xì)絲扣接合。應(yīng)該指出的是，聯(lián)接接箍84與鉆桿50和52的細(xì)絲扣94和90以及粗絲扣92和88在各自有絲扣的部分都是直徑一致的絲扣。但鉆桿50的粗絲扣88的直徑大于鉆桿52端部細(xì)絲扣90的直徑。聯(lián)接接箍84絲扣的直徑類似。絲扣直徑不同的這種情況使聯(lián)接接箍84可以從鉆桿50上松扣卸到鉆桿52上而不致使聯(lián)接接箍84的粗絲扣92與鉆桿52的細(xì)絲扣90接合。這樣，聯(lián)接套管84就可以下到鉆桿52上，直到它靠在止動(dòng)凸緣96上為止。
由于圖中所示各鉆桿各端具有不同的螺距以達(dá)到差動(dòng)聯(lián)接的目的，因此絲扣88和90兩者不是右旋螺紋就是左旋螺紋。當(dāng)各鉆桿只用聯(lián)接接箍84聯(lián)接時(shí)，各絲扣最好取這樣的方向，使鉆頭的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作促使各鉆桿之間的聯(lián)接上緊。一般說來，各絲扣按右旋方向車削。從上述情況應(yīng)予以注意的是，鉆桿50和52另一端的螺距和螺紋直徑與所述各鉆桿端的相反。換言之，各鉆桿的一端是粗螺紋88，另一端是細(xì)螺紋90。
聯(lián)接接箍84的直徑也比所聯(lián)接各鉆桿的大，因而任何相對于井眼壁引起的磨損，受損的是套管而不是鉆桿。為達(dá)到此目的，鉆桿聯(lián)接接箍84是制成可從鉆桿52上卸下來，方法是在聯(lián)接接箍端上留出一個(gè)成環(huán)形內(nèi)凹的部分98，使其不致與管螺紋90接合。作為另一種可供選擇的方案，也可使聯(lián)接接箍內(nèi)螺紋94延伸到接箍端部。這樣，當(dāng)聯(lián)接接箍84嚴(yán)重?fù)p壞時(shí)不難從鉆桿52上卸下更換。通常，鉆桿在儲存和運(yùn)輸時(shí)是將其各聯(lián)接套管84完全上到鉆桿端上靠在止動(dòng)凸緣96上的，這樣做的理由下面即將談到。
進(jìn)一步參照圖2，根據(jù)本發(fā)明是將鉆桿50和52的端部在使其可用絲扣進(jìn)行聯(lián)接之前彼此接合在一起，使驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩可以從一個(gè)鉆桿傳到下一個(gè)鉆桿上。這樣，鉆桿柱的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩并不是借助帶絲扣的聯(lián)接接箍84傳遞的。因此帶絲扣的聯(lián)接接箍84和鉆桿端部不需要普通的錐形箱和帶陽螺紋的鉆桿接頭來傳遞轉(zhuǎn)矩，這種螺紋需用價(jià)昂的切絲板牙。
圖4是若干座落在各自的驅(qū)動(dòng)凹口102的驅(qū)動(dòng)凸耳100使所聯(lián)接的鉆桿彼此接合起來的示意圖。參看圖11，這是帶導(dǎo)管的鉆桿103和105連同其電氣導(dǎo)線110的示意圖。從圖中可以清楚地看到在鉆桿105上若干驅(qū)動(dòng)凸耳100和在鉆桿103端部的驅(qū)動(dòng)凹口102(虛線所示)。鉆桿103和105之間的相互接合實(shí)質(zhì)上是驅(qū)動(dòng)凸耳的100與諸凹口102的交錯(cuò)配置。
鉆桿105的一個(gè)凸耳104與鉆桿103的各凹口106，它們的大小與其它驅(qū)動(dòng)凸耳100及驅(qū)動(dòng)凹口102的不一樣。具體地說，凸耳104是一個(gè)指示凸耳，它與指示凹口106一起使鉆桿105可按預(yù)定所希望的弧形或旋轉(zhuǎn)校準(zhǔn)方式連接在一起。根據(jù)本發(fā)明，鉆桿柱各鉆桿之間的弧形校準(zhǔn)最重要，因?yàn)樾枰谡麄€(gè)鉆桿柱保持各鉆桿導(dǎo)管都在一直線上。此外，保持各鉆桿(例如103和105)處于特定的弧形校準(zhǔn)狀態(tài)甚至更為重要，因?yàn)橛幸粋€(gè)導(dǎo)管(電氣導(dǎo)管108)中裝有將諸信號和電能供應(yīng)給井下各傳感器和將信號往上從諸傳感器或器具供應(yīng)到地面設(shè)備的電氣導(dǎo)線。這里“信號”一詞也包括來自諸如交流或直流電源之類的電能。
因此可見，不僅需要保持載送流體各導(dǎo)管之間成一直線，而且需要進(jìn)行個(gè)別校準(zhǔn)，因?yàn)檫@些導(dǎo)管有一個(gè)(導(dǎo)管108)是裝有電氣導(dǎo)線的。可以理解，在需要用鉆桿的各導(dǎo)管傳送流體時(shí)，只需要加設(shè)驅(qū)動(dòng)凸耳102即可使整個(gè)導(dǎo)管(不是個(gè)別導(dǎo)管)保持在一直線上。可以預(yù)料，在某些情況下可在一個(gè)以上的導(dǎo)管中裝設(shè)電氣導(dǎo)線。
如上所述，在鉆井作業(yè)中能即時(shí)從井下諸傳感器(例如18和20)收到電氣信號，且能以閉合環(huán)路的方式工作，有助于改進(jìn)鉆井作業(yè)，使其達(dá)到最佳狀態(tài)。從圖7至10中可以看到，鉆桿103的電氣導(dǎo)管108載有三根電氣導(dǎo)線110，在夾具112中裝在一起。夾具112最好配有特氟隆或吉勒等結(jié)實(shí)耐久的材料制成的蓋，使得在鉆井過程中夾具112與導(dǎo)管108內(nèi)表面114之間的任何摩擦運(yùn)動(dòng)不致引起電氣短路。
各電氣導(dǎo)線110接到鉆桿端部的終端接線板116上，接線板有三個(gè)導(dǎo)線端子118及其有關(guān)的銷式接點(diǎn)120。各電氣導(dǎo)線釬焊到是各目的銷式接點(diǎn)120的端子118上。在鉆桿各端的接線板116可以粘接或密封在電氣導(dǎo)管108中，或用其它適當(dāng)構(gòu)件(圖中未示出)固定在其中。
為使一個(gè)鉆桿與其它鉆桿各自的諸導(dǎo)管之間在電氣上和流體通路上保持連通，裝設(shè)了一個(gè)密封86，如圖5所示。密封86是扁平的其橫截面與圖示鉆桿的橫截面類似。詳細(xì)地說，圖5密封的橫截面與圖3a管材實(shí)施例的類似，制成鋼質(zhì)帶密封墊的盤形墊圈，安置在各鉆桿端部之間。根據(jù)下面的介紹，熟悉本專業(yè)的人士是能制造出與圖3b至3d的管材配用的導(dǎo)管密封的。如圖5所示，密封8b有一個(gè)中心通孔122，周邊上等間距配置周邊通孔124。其中一個(gè)通孔中固定有一個(gè)插座式電氣中間連接器126，如圖5至圖7所示。中間連接器126各端有若干插座式接點(diǎn)128，鉆桿接線板116的銷式接點(diǎn)即可借助摩擦力插入插座式接點(diǎn)128中，確保鉆桿與鉆桿之間高質(zhì)量的電氣連接。此外，插座式接點(diǎn)128和銷點(diǎn)120都鍍金或其它合適材料，以防采到鉆井環(huán)境中普通存在的氧化作用的影響。
中間連接器126與鉆桿接線板116一起可粘接或固定到密封盤86中。作為另一種選擇，中間連接器126也可設(shè)安裝構(gòu)件，使連接器可以“浮置”在密封86中。這樣可以使中間連接器126在密封86中有某種程度橫向移動(dòng)的余地，以適應(yīng)校準(zhǔn)對齊了的各鉆桿之間在尺寸上存在的小差別。
密封86和中間連接器126的加設(shè)，是本發(fā)明與普通鉆桿電氣連接方面的不同點(diǎn)。中間連接器126具有很大的實(shí)際優(yōu)點(diǎn)，它可以使鉆桿端部配備銷式接點(diǎn)型接線板116。有了這種對稱配置方式，密封件86無需正面朝上取向，只要將中間連接器126的任一端與任一鉆桿端部接觸即可快速安裝。此外，例示鉆桿的制造過程也簡化了，只需在各鉆桿端部的電氣導(dǎo)管中安裝一個(gè)銷式接線板116即可。
重要的一點(diǎn)是，密封件86具有橡皮或彈性體密封或襯墊裝置130，圍繞各周邊通孔124(包括中心通道孔122)配置。在密封86值得推薦的形式中，密封86各正面?zhèn)乳_有溝槽132，確定著毗鄰和中心通孔124和122的界限范圍。為便于制造密封86和彈性體墊圈130，毗鄰各通孔之間的溝槽132是公用的，從而使彈性體墊圈130制成一個(gè)整體。從圖6可以看出，當(dāng)接箍84將鉆桿103和105連結(jié)在一起并牢固聯(lián)接時(shí)，彈性體墊圈130緊緊被壓入其溝槽中起高度密封作用，確保各流體導(dǎo)管與電氣導(dǎo)管之間壓力的完善性。這種密封方式可以使相鄰各導(dǎo)管之間維持50，000磅/平方英寸的朝上壓差。這種密封裝置比O形環(huán)或人字形密封更先進(jìn)，后者只能承受約7，500磅/平方英寸的朝上壓差。為一目了然起見，圖6中沒有畫出電氣導(dǎo)管各端中的電氣接線板116。
從圖11中可以看出本發(fā)明鉆桿的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。如圖11中所示，聯(lián)接接箍84靠在止動(dòng)凸緣96上(圖中未示出)。聯(lián)接接箍84具有這樣的長度，當(dāng)它完全退到鉆桿105上時(shí)，其終端邊緣至少與凸耳的終端邊緣136齊平，因而這種凸耳在儲存和搬運(yùn)過程中不易破碎或損壞。為了同樣的目的，而且為了減少易損壞的弱點(diǎn)，配套鉆桿103的終端周圍設(shè)有連續(xù)的圓柱形邊緣138，連同在其內(nèi)側(cè)表面上的驅(qū)動(dòng)凹口102和指示凹口106。這樣，由于邊緣138是連續(xù)的，因而這種鉆桿105的終端不易受損傷，這是我們所迫切希望的;因?yàn)榭梢钥闯?，?dāng)凸耳100和104或凹口102和106損壞嚴(yán)重時(shí)，整個(gè)鉆桿就變得不安全。
根據(jù)上述說明，不難理解，許多鉆桿可以快速而輕易地聯(lián)接在一起，使其達(dá)到所希望的弧形校準(zhǔn)狀態(tài)，在整個(gè)鉆桿柱上保持其各流體通道和電氣導(dǎo)管處于完善狀態(tài)。
從圖12和圖13中可以看出本發(fā)明的一個(gè)重要特點(diǎn)。圖12和13的鉆井作業(yè)用以將流體和電氣信號傳送到鉆桿柱和從鉆桿柱傳輸用的地面設(shè)備。起重設(shè)備140懸掛在連接到井架框架144的纜繩142上，將鵝頸水籠頭12固定吊在井口上方(圖中未示出)。纜繩卷揚(yáng)裝置(圖中未示出)用以在井孔中粗調(diào)鉆桿柱，從而粗調(diào)鉆頭重量。轉(zhuǎn)矩止動(dòng)纜繩148防止鵝頸水籠頭12與最頂?shù)你@桿150一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
鵝頸水籠頭12在井口上方的豎向細(xì)調(diào)是借助于一對將套筒154和鵝頸水籠頭12的沖管156部分支撐到起重設(shè)備140上的油上充氣的液壓缸152進(jìn)行。如圖13所示，液壓缸152各個(gè)都具有一個(gè)活塞158，安置在部分充油的油缸160中，用以保持所希望的鉆頭荷重。各活塞158周圍有環(huán)形密封162，使活塞158與油缸160之間保持密封，并使油面保持在活塞158上方，與活塞158下方的大氣壓隔離開來。軟管164將各液壓缸132的上部分聯(lián)接到上方有氣體的油源(圖中未示出)。不難理解，油源中的高氣體壓力減輕了鉆頭的荷重。各液壓缸158的活塞桿166通過肘接168接到起重設(shè)備140上。各種流體通過圖12的高壓軟管170、172和174聯(lián)接到鵝頸水籠頭12上。鵝頸水籠頭頂上的高壓軟管176使流體可以往下沿鉆桿150的中心孔泵送或從該中心孔軸上。
象鉆桿柱的電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置、井口處的防噴器等元件，對本發(fā)明的關(guān)系不大，它們的存在和應(yīng)用熟悉本專業(yè)的人士所熟知的，因而這類鉆井作業(yè)常用的元件在本說明和附圖中都從略。
圖13的鵝頸水籠頭12主要由套筒部分154、沖管156和流體換向器182組成，套筒部分154則包括套筒軸178，其底端用管形接箍180連接到最頂?shù)你@桿150。管接頭184可以有效地將流體換向器182聯(lián)接到套筒軸178上。管接頭184和套筒軸178里面都具有流體通道，用以將所希望的流體傳送到其中若干鉆桿導(dǎo)管中。下面將更詳細(xì)介紹各種流體換向到所希望的各鉆桿導(dǎo)管的方式。
鵝頸水籠頭12還包括電氣換向器186，用以在鉆桿柱轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)保持通往各鉆桿柱導(dǎo)線的電氣連接。套筒軸178由一個(gè)用花鍵接合到其上的齒輪188通過液壓馬達(dá)或電動(dòng)機(jī)(圖中未示出)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置裝在框架190中，套筒178即通過框架190在軸承192、194和止推軸承195中轉(zhuǎn)動(dòng)。軸178還設(shè)有適當(dāng)?shù)挠头狻?br>
流體換向器182的簡化形式如圖14所示，其中，換向器軸196可在流體管匯198中轉(zhuǎn)動(dòng)，并包括即將參照圖16加以論述的高壓密封。換向器196包括若干與想通過各種鉆桿導(dǎo)管泵送的流體的數(shù)目相對應(yīng)的進(jìn)口孔200和202。為了示范，這里只畫出接到流體換向器182的兩個(gè)流體源。每個(gè)進(jìn)口孔200和202在換向器軸196中都有流體通道204和205(虛線所示)，這類通道在換向器軸196底端上都有一個(gè)出口。換向器軸196還有一個(gè)中心孔208通過其中，鉆井流體等即通過中心孔208傳送到鉆桿150的中心導(dǎo)管62中。
接頭184介在換向器軸196與套筒軸178之間，用銷179及凹口181裝置和銷緊螺母183固定在換向器軸196與套筒軸178之間。圖14是接頭184的透視頂視示意圖。接頭184有一個(gè)與換向器軸中心孔208連通的中心孔210和兩個(gè)與換向器軸通道204和206連通的通路212和214。圖15是接頭184底邊結(jié)構(gòu)的示意圖。在例示的套筒部分154的實(shí)施例中，是想把兩種不同的流體往下泵送到各種鉆桿導(dǎo)管中。因此在接頭184的底邊，在各通道通路214和212周圍設(shè)有挖空區(qū)216和218。采取這種結(jié)構(gòu)，通路214在將流體傳送到三個(gè)相應(yīng)的套筒軸導(dǎo)管224時(shí)，通路212就可以同時(shí)將流體傳送到，例如，其它四個(gè)相應(yīng)的套筒軸導(dǎo)管222。接頭184上的無孔區(qū)22堵住了套筒軸178中剩下的導(dǎo)管226。
因此實(shí)質(zhì)上換向器196的進(jìn)口孔204可以把一種流體分配到四個(gè)毗鄰的套筒導(dǎo)管222中，從而分配到四個(gè)相應(yīng)的鉆桿導(dǎo)管中。與此類似，進(jìn)口孔202可用以將另一鉆井流體分配到三個(gè)毗鄰鉆桿導(dǎo)管中?，F(xiàn)在應(yīng)該清楚，鉆井現(xiàn)場可以設(shè)各種各樣的接頭用以將若干流體源的流體分配到若干鉆桿導(dǎo)管中。這是借助使該部位范圍或接頭184底部的挖凹部分具有不同的形狀付諸實(shí)施的。
此外，鉆井操作員還可以從本發(fā)明的教導(dǎo)發(fā)現(xiàn)，可以采用兩個(gè)以上壓力不同的流體源來使鉆井操作達(dá)到最佳狀態(tài)。在該情況下，從本發(fā)明的介紹可以清楚地了解到改善三個(gè)或四個(gè)進(jìn)口孔換向器以便往各鉆桿導(dǎo)管中分配同樣數(shù)目的不同流體的方法。
在圖14和16中可以更詳?shù)乜吹?，流體管匯198具有通道230和232，在內(nèi)側(cè)連接到各自的流體源，在外側(cè)借助于一對環(huán)形溝槽234和236連接到換向器軸進(jìn)口孔200和202。因此，進(jìn)口孔200在流體在其各自的環(huán)形溝槽234中流動(dòng)時(shí)是不斷有流體傳送的。同樣，進(jìn)口孔202通過其環(huán)形溝槽236不斷傳送另一種流體。
由于流體換向器182承受的是只局限于連接軟管170至174(圖12)強(qiáng)度的流體壓力，因此必須設(shè)置使各環(huán)形槽234和236與轉(zhuǎn)動(dòng)著的換向器軸196之間保持密封的特殊裝置。圖16中更詳細(xì)畫出的高壓密封裝置系用于鵝頸水籠頭12的流體換向器182中，以便可以采用各種高壓流體使井下鉆井作業(yè)便于進(jìn)行。換向器軸196的外表面敷有陶瓷材料240，使在流體匯管198中的軸196具有結(jié)實(shí)而耐久的支撐表面。
各環(huán)形溝槽234和236周圍有高壓密封圈242，將流體歧管198與換向器軸196的陶瓷鑲面240之間密封起來。低壓密封243配置在軸196的另一端。高壓密封242的一側(cè)施加有高壓控制流體，以抵消加到高壓密封242另一側(cè)的高壓。這樣就減少了高壓密封242各側(cè)的壓差，從而減少了發(fā)生壓力井噴的可能性。因此設(shè)了高壓密封流體進(jìn)口孔244(如圖16所示)，其作用是給各高壓密封圈242的一側(cè)提供高壓流體，以平衡高壓密封圈另一側(cè)因高壓鉆井流體沿各鉆井導(dǎo)管往下泵送所產(chǎn)生的壓力。若干低壓密封流體出口孔246是為將對高壓密封242起勻衡作用的漏泄壓力控制流體回流到一個(gè)儲液槽(圖中未示出)而設(shè)的。
換向器軸196中的中心孔208可按上述同樣的高壓法進(jìn)行密封，這里不再重復(fù)。
不言而喻，根據(jù)上述介紹，本發(fā)明使鉆井操作員可以有選擇地往任意數(shù)目的不同鉆桿導(dǎo)管中注入不同數(shù)目的特高壓差的流體，并往井下設(shè)備加流體以便，例如，清洗或冷卻鉆頭、往鉆井液中通氣或促進(jìn)對地層的穴塌作用和侵蝕作用，或同時(shí)進(jìn)行各項(xiàng)操作。
電氣換向器(在圖17中的編號為186)使鉆桿中各轉(zhuǎn)動(dòng)著的導(dǎo)線110與地面監(jiān)控設(shè)備22之間保持電氣通路。鉆桿電氣導(dǎo)線110是從最頂?shù)你@桿150聯(lián)接，并通過套筒軸178底下相應(yīng)的連接器(圖中未示出)。套筒軸178中的電氣導(dǎo)線的頂部也連接到連接器250，最后連接到圖17中的連接器252。這里作為例子，在鉆桿150中載有四根電氣導(dǎo)線。四根相應(yīng)的導(dǎo)線254、256、258和260都固定到終端盒262上。四根導(dǎo)線各個(gè)都從終端盒262接到各自的滑環(huán)264、266、268和270上。各滑環(huán)都由黃銅或其它適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料制成，它們固定在套筒軸178上，因而與套筒軸178一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
這樣，來自井下各傳感器由各導(dǎo)線110載送的電氣信號就出現(xiàn)在各轉(zhuǎn)動(dòng)滑環(huán)264至270上。四個(gè)電刷272、274、276和278壓著固定在各自的滑環(huán)上，使其具有良好的電接觸。各電刷是靜止的，各個(gè)用刷架壓在滑環(huán)上，如圖中編號280所示。各刷架固定在支座282上，支座282又固定到鵝頸水籠頭框架上。在支座282中，各導(dǎo)線，例如284，系連接到各電刷278上，將電氣信號載送到監(jiān)控設(shè)備上。電氣換向器186罩有保護(hù)罩(圖中未示出)，以防止滑環(huán)暴露在鉆井惡劣的環(huán)境中。
因此可見本發(fā)明設(shè)有若干電氣導(dǎo)線110沿鉆桿柱走線一直通到井下設(shè)備。地面監(jiān)控設(shè)備22即刻可以收到來自井下設(shè)備的電氣信號，從而可以根據(jù)信號采取行動(dòng)。
從圖18和19中可以看出本發(fā)明的另一個(gè)特點(diǎn)。這是轉(zhuǎn)換接頭的示意圖，這種轉(zhuǎn)換接頭最適宜與經(jīng)改進(jìn)的鉆桿配用以擴(kuò)大其多面手性能。轉(zhuǎn)換接頭286是鉆桿的一個(gè)短節(jié)，帶有上面介紹過的套管接頭，同時(shí)還設(shè)有編號為288的傳感設(shè)備。具體從圖中可以看到的是三個(gè)傳感器。壓力傳感器290、酸堿度傳感器20和溫度傳感器18。
各傳感器都是電控制的，因而都接到遙測或轉(zhuǎn)換裝置292，以便將傳感器的物理量輸入值轉(zhuǎn)換成電信號，傳送到地面監(jiān)控設(shè)備。如圖所示，遙測裝置292是用導(dǎo)線連接到電氣導(dǎo)線夾具112上，再在鉆桿柱中往上延伸到各滑環(huán)上。導(dǎo)線夾具112配置在電氣導(dǎo)管108中。
由于電氣導(dǎo)管108中可能沒有足夠大的空間容納傳感和遙測設(shè)備，所以用分離器296和298堵住部分流體導(dǎo)管294。堵住了的部分303與電氣導(dǎo)管108之間用溝道297連接，使電氣導(dǎo)線可以從電氣導(dǎo)管108敷設(shè)到位于堵住部分303中的遙測設(shè)備292上。通道安裝板300裝入流體導(dǎo)管294的堵住部分303的通道口302中。安裝板300連同墊圈304用螺釘306固定到轉(zhuǎn)換接頭壁上。墊圈304采用普通的橡皮墊圈即可，因?yàn)槎伦×说膶?dǎo)管303并沒有承受太大的壓力。
通往導(dǎo)管隔板310設(shè)有許多轉(zhuǎn)換接頭孔308，用以使流體從導(dǎo)管294的上部通過流體導(dǎo)管312繞過堵住了的導(dǎo)管部分303流回導(dǎo)管294低處。
為了減少井孔處的流體靜壓頭，通常是將鉆井流體通氣。因此例示的轉(zhuǎn)換接頭286設(shè)有外通氣孔314和內(nèi)通氣孔316，前者用以給井孔環(huán)形空隙44中的鉆井流體通氣，后者用以給中心導(dǎo)管318中的鉆井流體通氣。如圖19所示，為進(jìn)行內(nèi)外通氣，通過各通氣孔連接到各自的中心導(dǎo)管318和井孔環(huán)形空隙44的流體導(dǎo)管320和322都通以氮之類的帶壓氣體。不言而喻，單個(gè)轉(zhuǎn)換接頭286通過并不能體現(xiàn)所例示轉(zhuǎn)換接頭的所有特點(diǎn)。此外上述特殊制造的鉆桿還可使它具有一個(gè)或多個(gè)上述與轉(zhuǎn)換接頭有關(guān)的特點(diǎn)。
套筒324和326起保護(hù)傳感器的作用，使其在儲存或在井下使用時(shí)不致?lián)p傷。套筒324還對聯(lián)接接箍84起止動(dòng)擋的作用。
因此轉(zhuǎn)換接頭286使周圍地層傳感器可以裝到鉆桿柱中，同時(shí)使流體在各流體導(dǎo)管中流動(dòng)。應(yīng)該了解，采用轉(zhuǎn)換接頭286時(shí)，應(yīng)將同樣的流體泵入導(dǎo)管294和312中，因?yàn)檫@些導(dǎo)管是通過孔口308傳送流體的。
圖20中可以看到環(huán)形蓄壓器46。蓄壓器46可以有選擇地機(jī)械調(diào)節(jié)井孔的流體靜壓頭，以進(jìn)一步提高井孔的完善性，并能在地下壓力變化時(shí)，連續(xù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。具體地說，本設(shè)備能防止能導(dǎo)致災(zāi)難性和代價(jià)極大的井噴發(fā)生的事件。通常，井下壓力過大時(shí)是用提高井孔環(huán)形空隙44中鉆井泥漿的密度加以抵消的。當(dāng)壓力提升得過快或鉆井操作員沒有注意到壓力升高時(shí)，鉆井泥漿的密度就不能快速調(diào)節(jié)得足以防止井噴的發(fā)生。
這時(shí)環(huán)形蓄壓器就能往井孔環(huán)形空隙44施加壓力，迅速改變鉆井泥漿327的實(shí)際密度來處理這個(gè)緊急事件。環(huán)形蓄壓器46有一個(gè)通過適當(dāng)管路330連接到井孔環(huán)形空間的儲槽328。轉(zhuǎn)動(dòng)頭331在鉆桿周圍形成環(huán)形密封使系統(tǒng)成為一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。儲槽328有一個(gè)柔韌隔膜332將鉆井泥漿327與其上的帶壓氣體324隔離開來?？梢钥闯觯S著隔膜332上，從而鉆頭和泥漿327的氣體壓力的增加，泥漿的實(shí)際密度增加。氣泵336將氣體壓入容積較大的供氣槽338中，這樣當(dāng)需要時(shí)可以快速提高蓄壓器儲槽328中氣體334的壓力。調(diào)節(jié)器340可加以調(diào)節(jié)，從而可以調(diào)節(jié)供氣槽338與蓄壓器儲槽328之間的壓力。因此，在有要求調(diào)節(jié)壓力這種指示的情況下，就可打開調(diào)節(jié)器340以增加鉆井泥漿327的氣體壓力，從而提高實(shí)際密度。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)重要方面，可令調(diào)節(jié)器340自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，且連接到地面的壓力監(jiān)控器342，以便根據(jù)壓力傳感器290檢測出的井下壓力的瞬時(shí)變化自動(dòng)調(diào)節(jié)蓄壓器儲槽328。這樣，通過閉環(huán)系統(tǒng)應(yīng)用本發(fā)明可以提早檢測并防止緊急井噴災(zāi)害。此外還可以利用壓力監(jiān)控器342起動(dòng)泵42，以便將井下流體液面維持在所希望的高度。
在介紹過在我們認(rèn)為最實(shí)用和值得推薦的實(shí)施例中的諸設(shè)備之后，現(xiàn)在介紹一下采用這種設(shè)備的一種經(jīng)過改進(jìn)的鉆井方法。從這一點(diǎn)出發(fā)，我們看看圖21至23，這是應(yīng)用本發(fā)明各種特點(diǎn)的鉆桿和井孔的詳圖。
圖21展示了這樣一種鉆井方法，該方法采用在一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)管346中泵入井下的液體344(例如具有第一密度的鉆井流體)通過高速射動(dòng)作簡化從鉆頭348清除地層鉆屑347的過程。懸浮在鉆井泥漿中的碎屑347經(jīng)由井孔環(huán)形空隙44往上被載送到地面上。在其它導(dǎo)管352中也往井下泵送鉆井流體344。在這些導(dǎo)管352中，流體344所受的壓力比在導(dǎo)管346中的大得多，而且被引入鉆頭鉆孔路徑354中，以便侵蝕地層和/或快速清除鉆孔路徑354中的鉆屑347。沿鉆桿中心導(dǎo)管358可往下大量泵入具有第二密度的鉆井流體356，在鉆頭區(qū)348將其與鉆井流體344混合，再將此混合流體往上壓入井孔環(huán)形空隙44中，載送著地層鉆屑347。
因此，有了這種多導(dǎo)管鉆桿，鉆井操作人員有生以來第一次同時(shí)分別往井下以足以從鉆頭上清除鉆屑的壓力泵送鉆井流體，泵送壓力極高的鉆井流體，以侵蝕地層，往井下大量泵送另一種低壓流體，以便將鉆屑往上壓入井孔環(huán)形空隙中。
圖22中所示的鉆井操作與圖21的類似，但還增設(shè)了一種轉(zhuǎn)換接頭360，帶壓氣體362即在轉(zhuǎn)換接頭360中通過外通氣314泵入井孔環(huán)形空隙44中，以便給混合密度的鉆井流體通氣，從而降低實(shí)際密度。換句話說，此通氣過程降低了鉆頭區(qū)348的流體靜壓力。因此不難理解，在本實(shí)例通氣過程和用環(huán)形蓄壓器46往鉆井流體施壓的過程中，在兩過程之間可以在寬范圍內(nèi)迅速改變鉆井流體的密度。
圖23展示取巖心的操作過程，其中，高壓鉆井流體344通過某些導(dǎo)管346和352并通過噴嘴(圖中未示出)加到鉆頭區(qū)348，然后通過鉆桿的中心導(dǎo)管358連同地層鉆屑347一起反向循環(huán)。此外，還通過將壓縮氣體362經(jīng)流體導(dǎo)管364往下泵送，再通過內(nèi)通氣孔316排入中心導(dǎo)管358的通氣方式來提高鉆井流體344反向循環(huán)的效率。不然也可將流體注入鉆桿的外環(huán)形空隙中以妥善調(diào)節(jié)外區(qū)。
同樣也不難理解，圖23所示的配置方式也可利用圖21的鉆頭14加以改變。在此實(shí)施例中，鉆屑的大小減小了，以便可以提高往井口全部氣動(dòng)輸送鉆屑的效率。
上面介紹了經(jīng)改進(jìn)的鉆井設(shè)備和方法。不難理解，可以將上述各方面和特點(diǎn)結(jié)合起來進(jìn)一步提高鉆井操作的效率。例如，可以在鉆桿上裝設(shè)上述所介紹的以外的其它傳感器，以檢測所希望獲取的地層數(shù)據(jù)，就象上述壓力傳感器一樣，同時(shí)將其與地面設(shè)備聯(lián)接起來以改變鉆桿操作程序。這種閉環(huán)系統(tǒng)消除了操作人員收到信息之后延遲采取措施或完全沒有行動(dòng)的可能性。此外，這種閉環(huán)系統(tǒng)可對鉆井操作的任何量進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)達(dá)到最佳效率。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)重要方面，下列三種功能可彼此加以分開，因而可獨(dú)立加以操縱和控制(1)保持井孔在化學(xué)和壓力方面的完善性，(2)鉆屑的流通循環(huán)，將其排出井外，和(3)對地層的切割或侵蝕所起的輔助作用。因此本發(fā)明可采用多種彼此分開的流體及其混合流體履行上述三種功能。相比之下，在現(xiàn)有技術(shù)中，上述功能是不能分開的，因而也不能獨(dú)立加以操縱或控制。
本發(fā)明的另一個(gè)主要目的是提供一種具有多導(dǎo)管的鉆井套管。多導(dǎo)管鉆井套管具有與上述與鉆桿有關(guān)的類似優(yōu)點(diǎn)。
熟悉本專業(yè)的人士不難理解，即使在礦井已進(jìn)入生產(chǎn)階段之后，也需要履行精心編制的礦井管理計(jì)劃，確保礦井達(dá)到最高的生產(chǎn)效率。迄今礦井的整個(gè)生產(chǎn)導(dǎo)理歷來受到井下信息量的限制，這些井下信息經(jīng)收集之后可用以改變井下條件以提高效率，也可用以改變地面上的泵送操作以提高的效率。與上述鉆井操作極其相似，在能傳送多種流體和電氣信號的情況下，也能實(shí)現(xiàn)高效率的礦井生產(chǎn)閉環(huán)系統(tǒng)。在高度發(fā)達(dá)的生產(chǎn)系統(tǒng)中需要了解的項(xiàng)目是井下有關(guān)各區(qū)壓力、溫度、流量、流體粘度和密度、流體酸堿度等情況。監(jiān)控這些及其它參數(shù)有好處，目的是控制地面的操作情況以便(例如)控制壓入井下的氣體壓力，從而降低井下的流體靜壓力，并往井下注入溶劑或溶液以溶化油料或調(diào)節(jié)酸堿度值。還可以同時(shí)往井下泵送其它溶液，以便進(jìn)一步影響地層，使其釋放出更多的油或其它物料。在其它應(yīng)用中，可能需要往井下注入醇類溶液或防凍劑，以防止因氣體流動(dòng)的降溫效應(yīng)所引起的不希望有的低溫情況。
從上述介紹的情況可見，迫切希望能在往井下泵送多種流體的同時(shí)，監(jiān)控井下的多種參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明，例24和25是一種能彌補(bǔ)迄今各種鉆井套管不足之處的多導(dǎo)管鉆井套管366的一個(gè)例子。鉆井套管366的一般性能及其與套管取接以形成鉆桿柱的配置方式與上述與鉆桿有關(guān)的各方面相同。由于套管366的各種導(dǎo)管也可能會載送高壓流體，因此設(shè)了相當(dāng)于圖5的密封的密封件86(圖27)，以確保鉆井套管366各導(dǎo)管之間壓力的完善性。
特別是，圖25展示了鉆井套管366橫剖面的結(jié)構(gòu)，其中包括中心孔370、多根流體導(dǎo)管372和裝設(shè)有多根遙測導(dǎo)線376的電氣導(dǎo)管374。各遙測導(dǎo)線376接到電氣導(dǎo)管各端的連接器，并通過密封件86的中間連接器126接到鉆桿柱其它鉆井套管各段的相應(yīng)遙測導(dǎo)線上。應(yīng)該指出，圖25的多導(dǎo)管鉆井套管366總的說來是和圖3b的多導(dǎo)管鉆桿相同的，只是鉆井套管的管材橫截面較大，在井孔直徑范圍內(nèi)。此外中心孔370直徑稍大一些，以適應(yīng)往上泵送的大量生產(chǎn)流體。
參看圖24，最頂?shù)你@井套管366用接箍84聯(lián)接到編號為378的井口蓋帽。井口蓋帽短頭380的橫截面與鉆井套管366的相似，還設(shè)有密封86(圖中未示出)和上述與圖11有關(guān)的指示和驅(qū)動(dòng)凸耳和凹口。井口蓋帽378有許多通路382(虛線)通過其中，將各鉆井套管導(dǎo)管372和374連接到各自的流體或溶液源和監(jiān)控控制制板394上。在本發(fā)明所舉的實(shí)施例中，鉆井套管的七個(gè)流體導(dǎo)管372個(gè)個(gè)都可通過流體分配器386接到各流體源388上。高壓軟管(例如圖中所示的軟管384)將各井口蓋帽通路382接到流體分配器386的一個(gè)出口390。
電氣通道374中的遙測導(dǎo)線376通過井口蓋帽電氣通道392(虛線所示)聯(lián)接到監(jiān)控控制板394上。監(jiān)控控制板394可包括各種儀表、警報(bào)器、曲線監(jiān)控器或放大器，用以將遙測信號變換成其它信號，以便，例如，驅(qū)動(dòng)一排電磁閥(編號為396)，例如與流體分配器386的流體管匯397配用的電磁閥。
這樣，設(shè)了一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，地面設(shè)備可根據(jù)各傳感器檢測到的井下參數(shù)的變化自動(dòng)操作。例如，根據(jù)井下生產(chǎn)流體粘度增加的指示(這由傳感器424檢測出來，下面即將詳細(xì)談到)，監(jiān)控控制板394會處理該電氣指示并促使其中一個(gè)電磁閥396動(dòng)作，從而將醇流體源通過流體分配器386接到一個(gè)或多個(gè)鉆井套管流體導(dǎo)管372，從而改變生產(chǎn)流體的粘度。此外，在粘度傳感器往監(jiān)控控制板394傳送井下生產(chǎn)流體的瞬時(shí)粘度時(shí)，一個(gè)或多個(gè)其它電磁閥396可以動(dòng)作或釋放，以通過令該流體取道其它流體導(dǎo)管372來增加流體量或通過減少泵送該溶劑所通過的流體導(dǎo)管372的數(shù)目來減少泵入井下的流體量。
上面只是列舉了電磁閥396和管匯裝置的一般具體配置方式，熟悉本專業(yè)的人士是可以另行設(shè)計(jì)的。
還可以裝設(shè)手動(dòng)操作按鈕板400，以便手動(dòng)操縱電磁閥396，使任何一種流體可通過任何一根或多根鉆井套管流體導(dǎo)管372泵送。
井口蓋帽378還有一個(gè)中心孔(圖中未示出)，泵軸402即通過該中心孔延伸到井下起泵送作用，生產(chǎn)流體即借助于此泵送作用提升到地面上的。
鉆井套管的最底下部分有一個(gè)鉆井套管短頭404(各流體導(dǎo)管372即從該短頭出口)和若干電氣遙測傳感器。鉆井套管短頭404可用絲扣聯(lián)接到一個(gè)專用的多導(dǎo)管管材406，該管材中裝有普通往復(fù)式柱塞，用以將生產(chǎn)流體提升到地面上。
圖26和圖27表示了鉆井套管短頭404的各種特點(diǎn)。從底部看起，鉆井套管短頭404(圖26)包括一個(gè)蓋住中心孔370的篩網(wǎng)408，網(wǎng)孔的大小可以防止砂粒等進(jìn)入泵區(qū)406。篩網(wǎng)408由不銹鋼或其它耐腐蝕的類似材料制成，其周邊有若干孔與流體導(dǎo)管成一直線，因而流體可以從鉆井套管短頭404的底部噴出而不受篩網(wǎng)408的限制。篩網(wǎng)408夾在接頭412的一個(gè)凸肩410與導(dǎo)管終端頭414之間，固定在鉆井套管短頭404中。短頭404的導(dǎo)管終端頭414有多個(gè)流體導(dǎo)管372、中心孔370和一個(gè)電氣導(dǎo)管374，都通過多導(dǎo)管泵段406與多導(dǎo)管鉆井套管366的相應(yīng)導(dǎo)管對齊。此外，鉆井套管短頭404還有驅(qū)動(dòng)和指示凸耳，可與多導(dǎo)管泵段406上各自的驅(qū)動(dòng)和指示凹口配合。如上所述，密封86確保鉆井套管短頭404各相應(yīng)導(dǎo)管與多導(dǎo)管泵段406之間壓力的完善性。
從圖26可以看到，各流體導(dǎo)管通過噴嘴孔416通到井孔底部。從圖中可以看出，可按不同需要設(shè)備不同直徑的噴嘴孔。
圖27進(jìn)一步展示了鉆井套管短頭404和多導(dǎo)管泵區(qū)406中的遙測導(dǎo)線376。電氣導(dǎo)管連接器418、密封中間連接器126和鉆井套管短頭連接器420使遙測導(dǎo)線376與傳感器422之間形成連續(xù)電氣通路。鉆井套管短頭404中的傳感器室422的放大詳圖如圖28所示。在圖26中，在傳感器室422的終端頭設(shè)有多個(gè)傳感器，其中一個(gè)傳感器的編號為424。傳感器422有若干帶絲扣的入口426，外部帶絲扣的傳感器424即固定在該入口中。這種配置方式和帶絲扣熔斷器在接氣分線箱的配置方式極其相似，只是其中設(shè)有填密片428，以防流體漏進(jìn)傳感器室422中。帶彈簧的傳感器接點(diǎn)430使傳感器元件424與遙測導(dǎo)線376之間形成連續(xù)的電氣通路。
這種結(jié)構(gòu)有很大的好處，因?yàn)榭梢灶A(yù)選若干傳感器元件424將其固定在鉆井套管短頭404中以檢測個(gè)別對一定類型的礦井生產(chǎn)至關(guān)重要的井下參數(shù)。監(jiān)控控制板394上的放大器和其它檢測器可按裝在鉆井套管短頭404中傳感器424的類型進(jìn)行配線，使檢測出的個(gè)別參數(shù)可以轉(zhuǎn)換或表示這些參數(shù)的有用指示值。此外，若想采用多個(gè)單根電氣導(dǎo)管374所能容納的傳感器元件424和遙測導(dǎo)線376，則可將遙測導(dǎo)線和相應(yīng)的連接器裝在其它一些流體導(dǎo)管中以擴(kuò)大傳感設(shè)備的容量。
至于圖27，接頭412借助相應(yīng)的內(nèi)外絲扣將導(dǎo)管終端頭414固定到多導(dǎo)管泵段406。多導(dǎo)管泵段406有一個(gè)作為泵缸的中心孔432，泵柱塞434即在該中心孔中往復(fù)運(yùn)動(dòng)往上壓送生產(chǎn)流體。泵柱塞434具有普通的周邊密封436用以防止流體漏出泵柱塞434的上方和下方。在泵柱塞434的下行沖程中，生產(chǎn)流體通過通道440、開著的止回閥438被往上壓送到泵塞434的頂邊。在柱塞434的下行沖程中，止回閥438關(guān)閉，生產(chǎn)流體被往上壓送到地面的儲槽(圖中未示出)中。
總的說來，上面列舉了多導(dǎo)管管材用作鉆井套管的好處。由于設(shè)了許多導(dǎo)管，井孔底部有許多通路可資利用，從而可以檢測出井下的多項(xiàng)參數(shù)，且可以通過各種流體導(dǎo)管將礦井總生產(chǎn)管理效率提高到很高的水平。
盡管以上參照諸管材、導(dǎo)管、聯(lián)接方式等介紹了鉆井方法和設(shè)備的一些最佳實(shí)施例，不言而喻，在不脫離本說明書所附諸權(quán)項(xiàng)所規(guī)定的本發(fā)明范圍的基礎(chǔ)上是可以進(jìn)行種種修改的，這僅是工程上選擇問題而已。熟悉本專業(yè)的人士甚至可以，例如，將轉(zhuǎn)換接頭的各種特點(diǎn)直接體現(xiàn)在鉆桿或鉆頭上，而借助于本發(fā)明，他們會發(fā)現(xiàn)要實(shí)現(xiàn)該選擇非常容易。此外，要體現(xiàn)本發(fā)明的個(gè)別優(yōu)點(diǎn)時(shí)不必要將本發(fā)明的全部優(yōu)點(diǎn)都應(yīng)用到一個(gè)復(fù)合管材上。另外，本發(fā)明的范圍并不受本說明書所公開的上述細(xì)節(jié)的限制，而是與權(quán)利要求書的整個(gè)范圍一致，因而包括任何和所有等效的設(shè)備和方法。
權(quán)利要求
1.一種鉆井和礦井生產(chǎn)用的管材，其特征在于，該管材包括一個(gè)細(xì)長鉆桿，鉆桿各端適宜與其它類似的鉆桿各端連接，鉆桿中有多個(gè)呈拱形間隔的獨(dú)立導(dǎo)管通過，各所述導(dǎo)管基本上均勻地從所述鉆桿的一端延伸到另一端，從而使多種不同的流體傳輸?shù)皆撱@井或從該鉆井傳輸出去。
2.如權(quán)利要求1的管材，其特征在于，所述鉆桿還包括同心的內(nèi)外側(cè)壁，所述內(nèi)側(cè)壁形成所述多根導(dǎo)管的一個(gè)中心導(dǎo)管，所述多根導(dǎo)管的其它諸導(dǎo)管則徑向配置在所述內(nèi)側(cè)壁外面。
3.如權(quán)利要求2的管材，其特征在于，所述其它諸導(dǎo)管為所述內(nèi)外側(cè)壁之間的一個(gè)細(xì)長環(huán)形通路所界定，所述通路中的若干徑向隔板形成各所述其它諸導(dǎo)管的側(cè)壁。
4.如權(quán)利要求2的管材，其特征在于，所述其它諸導(dǎo)管包括多個(gè)獨(dú)立的圓截面細(xì)長通路。
5.如權(quán)利要求4的管材，其特征在于，該管材還包括一個(gè)細(xì)長插件固定在所述一個(gè)通路中，所述插件包括多個(gè)獨(dú)立的細(xì)長通路。
6.如權(quán)利要求2的管材，其特征在于，所述鉆桿包括一個(gè)其內(nèi)側(cè)壁界定所述中心導(dǎo)管的內(nèi)缸和一個(gè)與所述內(nèi)缸同心的外缸，外側(cè)壁界定所述鉆桿外側(cè)，則所述其它諸導(dǎo)管為多個(gè)固定在所述內(nèi)外缸之間的其它各缸所界定。
7.如權(quán)利要求1的管材，其特征在于，該管材上有指示裝置，用以按拱形使所述管材與另一個(gè)類似管材在聯(lián)接過程中對齊，從而使所述諸導(dǎo)管所希望對齊的一些導(dǎo)管與所述管材聯(lián)接的類似管材的相應(yīng)諸導(dǎo)管對齊。
8.如權(quán)利要求1的管材，其特征在于，該管材還包括一個(gè)密封，用以將一所述管材聯(lián)接到另一類似管材，并保持各所述貫通其中的導(dǎo)管的完善性，所述密封包括用以將一所述管材的各自導(dǎo)管與另一類似管材連通起來和用以隔離毗鄰導(dǎo)管的若干孔。
9.如權(quán)利要求8的管材，其特征在于，所述密封件還包括一個(gè)具有一個(gè)其橫截面與各所述導(dǎo)管有關(guān)的一個(gè)孔口類似的網(wǎng)狀物的盤，和一個(gè)在上述盤各面上的一個(gè)彈性體，圍繞各所述導(dǎo)管口周邊配置。
10.如權(quán)利要求9的管材，其特征在于，所述盤的各面上有一個(gè)網(wǎng)狀槽，所述彈性體部分即嵌入所述槽中。
11.如權(quán)利要求1的管材，其特征在于，該管材還包括一根電氣導(dǎo)線，用以載送電氣信號并固定在所述管材的一電氣導(dǎo)管中。
12.如權(quán)利要求11的管材，其特征在于，該管材還包括電氣連接裝置，配置在所述電氣導(dǎo)管的各孔口中，用以端接所述電子導(dǎo)線，所述連接裝置包括一接點(diǎn)，所述電氣導(dǎo)線電連接到該接點(diǎn)上。
13.如權(quán)利要求12的管材，其特征在于，該管材還包括將所述連接器密封到所述電氣導(dǎo)管用的裝置。
14.如權(quán)利要求8的管材，其特征在于，該管材還包括一根設(shè)在所述多根管的一電氣導(dǎo)管中的電氣導(dǎo)線、一附設(shè)在所述電氣導(dǎo)管各端具有端接所述導(dǎo)線各端的接點(diǎn)的第一連接器和第二連接器，第二連接器在所述密封件中，用以將所述管材的一所述第一連接器的接點(diǎn)聯(lián)接到另一類似管材的電氣線路。
15.如權(quán)利要求1的管材，其特征在于，所述管材包括一鉆桿，還配套包括流體換向裝置，用以在所述鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將各多個(gè)流體源聯(lián)接到所述諸導(dǎo)管希望加以聯(lián)接的導(dǎo)管。
16.如權(quán)利要求14的管材，其特征在于，所述管材包括一鉆桿，還配套包括電氣換向裝置，用以在所述鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)過程中耦合來自所述導(dǎo)線的電氣信號。
17.如權(quán)利要求1的管材，其特征在于，該管材還配套包括用以將鉆桿流體限制在所述管材所形成的井孔的一個(gè)環(huán)形空隙周圍范圍內(nèi)的裝置和壓力裝置，壓力裝置包括一儲槽，用以儲存加壓氣體，加壓氣體則用以往所述環(huán)形空隙中的鉆井流體施加所希望的壓力，從而改變所述環(huán)形空隙中鉆井流體的實(shí)際密度。
18.如權(quán)利要求17的管材，其特征在于，該管材還包括一固定在所述管材側(cè)壁的壓力傳感器、用以轉(zhuǎn)輸表示所述管材中井壓力的信號的裝置，和用以調(diào)節(jié)加到所述鉆井流體的壓力、響應(yīng)所述信號的裝置。
19.如權(quán)利要求15的管材，其特征在于，該管材還包括連接到所述流體換向裝置用以在第一所述導(dǎo)管中以第一壓力泵送第一流體，并用以通過第二所述導(dǎo)管以高于所述第一壓力的第二壓力泵送第二流體從而促進(jìn)對地層的侵蝕作用的裝置。
20.如權(quán)利要求19的管材，其特征在于，該管材還包括一閉環(huán)系統(tǒng)，該閉環(huán)系統(tǒng)包括一固定在所述管材側(cè)壁的傳感器、一通過所述管材傳輸電氣信號的裝置(所述信號表示某一鉆井參數(shù))和一根據(jù)所述電氣信號控制一所述流體的控制器。
21.一種生產(chǎn)礦井的管理方法，其特征在于，該方法包括下列步驟從所述礦井提取生產(chǎn)流體;監(jiān)控井下參數(shù);往井口傳送所述參數(shù)的信號;和根據(jù)所述參數(shù)的某些信號指示超限情況，往井下泵送所想泵送的流體使所述參數(shù)恢復(fù)到極限值。
22.如權(quán)利要求21的方法，其特征在于，該方法還包括;根據(jù)所述超限情況往井下獨(dú)立泵送多種流體。
23.如權(quán)利要求22的方法，其特征在于，該方法還包括，往井下獨(dú)立泵送多種不同的流體。
24.如權(quán)利要求23的方法，其特征在于，該方法還包括，往井下同時(shí)而獨(dú)立地泵送多種不同的流體。
25.如權(quán)利要求21的方法，其特征在于，該方法還包括，同時(shí)監(jiān)控多項(xiàng)井下參數(shù)，并根據(jù)各所述參數(shù)的超限情況往井下泵送流體，使各所述參數(shù)恢復(fù)到極限值。
全文摘要
一種用于鉆井作業(yè)中的多導(dǎo)管管材具有若干流體導(dǎo)管和若干電氣導(dǎo)管，連同有關(guān)的地面流體和電氣換向器，以及用以為地面諸監(jiān)控器提供瞬時(shí)地層數(shù)據(jù)的若干井下傳感器。各管材包括多根通過其中的均勻線性導(dǎo)管，各連接著的管材之間配置有帶墊圈的密封盤，以確保各連接著的導(dǎo)管之間的高壓密封。密封盤有一個(gè)中間電氣連接器，用以將一根管材的諸電氣導(dǎo)管連接器連接到另一根管材上。
文檔編號E21B21/08GK1039464SQ87105650
公開日1990年2月7日 申請日期1987年8月3日 優(yōu)先權(quán)日1987年8月3日
發(fā)明者哈里·貝利·柯利特 申請人:潘蓋伊公司