一種基于海底泵控壓的鉆井系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于海底泵控壓的鉆井系統(tǒng)，屬于海洋開(kāi)采工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]天然氣水合物是一種白色固體結(jié)晶物質(zhì)，它只能在一定的溫度和壓力條件下存在，且一般要求溫度約為O?10°C，壓力高于lOMpa，如果溫度升高或壓力降低，其中的甲烷氣體則會(huì)逸出，天然氣水合物便趨于分解。深水高壓低溫環(huán)境下可能存在大量天然氣水合物層，由于深水的溫壓環(huán)境，天然氣水合物的埋深一般為泥線以下600m以內(nèi)，對(duì)于常規(guī)的深水鉆井技術(shù)和裝備，尚無(wú)法建立隔水管和防噴器等井控系統(tǒng)，因此無(wú)法實(shí)施常規(guī)的鉆井和井控作業(yè)。即使可以使用常規(guī)的深水鉆完井井控裝備，但是長(zhǎng)度達(dá)千米的隔水管和復(fù)雜的防噴器系統(tǒng)的安裝和控制都是相當(dāng)復(fù)雜的，導(dǎo)致大部分作業(yè)時(shí)間將耗費(fèi)在隔水管防噴器系統(tǒng)的安裝和回收過(guò)程中，作業(yè)效率極低，鉆機(jī)裝置費(fèi)用高，經(jīng)濟(jì)效益差。
[0003]另外，天然氣水合物蓋層下覆通常存在游離氣，鉆井至該地層時(shí)，游離氣極易侵入井筒，破壞井筒平衡條件，從而引起一系列井控問(wèn)題。當(dāng)鉆開(kāi)天然氣水合物地層時(shí)，地層平衡條件會(huì)被打破，引起天然氣水合物分解，如果分解速度得不到有效控制，將會(huì)破壞天然氣水合物地層的穩(wěn)定性以及導(dǎo)致井口的垮塌等問(wèn)題，因此天然氣水合物鉆井勘探面臨巨大風(fēng)險(xiǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種基于海底泵控壓的鉆井系統(tǒng)，能夠控制因淺地層天然氣水合物分解引起的井控風(fēng)險(xiǎn)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:一種基于海底泵控壓的鉆井系統(tǒng)，其特征在于:它包括一設(shè)置在海面上的鉆井船，所述鉆井船上設(shè)置有一鉆井液供給裝置和一控制裝置，所述鉆井液供給裝置通過(guò)一液管匯連接一水龍頭的進(jìn)液端，在所述鉆井船中部固定連接一井架，所述水龍頭固定連接在所述井架上，所述水龍頭的出液端轉(zhuǎn)動(dòng)連接一鉆桿頂端，在所述鉆桿的底端緊固連接一鉆頭，在所述鉆桿下部套設(shè)一吸入模塊，所述吸入模塊底部緊固設(shè)置在低壓井口，所述吸入模塊的下部伸入泥線以下，所述鉆頭穿過(guò)所述吸入模塊進(jìn)入所述低壓井口內(nèi)部，在所述吸入模塊的外壁上對(duì)稱設(shè)置有兩管道，在一側(cè)所述管道上設(shè)置有一節(jié)流閥，在所述吸入模塊底部設(shè)置有一導(dǎo)管，所述導(dǎo)管伸入所述低壓井口內(nèi)，在所述鉆井船端部的船舷上固定連接有一錨鏈，所述錨鏈的錨端固定在目標(biāo)海域，在所述鉆井船上靠近所述錨鏈處設(shè)置有一鉸車(chē)；所述控制裝置電連接一位于所述鉆井船上的電氣裝置，所述電氣裝置通過(guò)一控制與動(dòng)力管線電連接一電機(jī)，所述電機(jī)的輸出端連接一海底泵，所述海底泵的入口處連接一軟管，且在所述海底泵的入口處設(shè)置有一壓力流量傳感器，所述電機(jī)和海底泵分別設(shè)置在泥線上。
[0006]所述海底泵采用固、液和氣三相混輸?shù)娜~片圓盤(pán)泵
[0007]在所述吸入模塊內(nèi)壁的上部設(shè)置一轉(zhuǎn)動(dòng)支撐所述鉆桿的密封裝置，在位于所述密封裝置底部的所述吸入模塊內(nèi)壁與鉆桿外壁之間形成一環(huán)空。
[0008]所述鉆井船采用深水勘察船或多功能支持船，所述鉆頭采用海底鉆井井下動(dòng)力鉆頭，所述鉆井液為直接排入海底的排海鉆井液。
[0009]本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本實(shí)用新型由于設(shè)置了一鉆桿，在鉆桿的末端固定連接一鉆頭，在泥線附近設(shè)置了一吸入模塊，吸入模塊下部伸入泥線以下，通過(guò)一鉆井船的井架上的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)其下放并穿過(guò)吸入模塊到達(dá)目標(biāo)海域，因此本實(shí)用新型鉆井系統(tǒng)可以不使用隔水管和防噴器，鉆井船可以采用深水勘察船等小型作業(yè)船鉆井，降低鉆井成本。2、本實(shí)用新型設(shè)置了一鉆井液供給裝置，利用鉆井液在鉆桿中的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能驅(qū)動(dòng)鉆頭工作，能夠有效降低鉆桿與鉆井液摩擦導(dǎo)致的溫度值，有利于抑制天然氣水合物分解。3、本實(shí)用新型由于在泥線附近設(shè)置了一海底泵和一電機(jī)，海底泵通過(guò)一軟管連接吸入模塊，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)海底泵將攜帶巖肩的鉆井液排放到遠(yuǎn)離海底鉆井井口處，結(jié)合雙梯度鉆井和控壓鉆井原理，能夠擴(kuò)大使用鉆井液的密度范圍，解決深海鉆井壓力窗口窄的難題，簡(jiǎn)化海底鉆井井身結(jié)構(gòu)。4、本實(shí)用新型在海底泵與軟管連接的入口處設(shè)置了一壓力流量傳感器，在一吸入模塊的管道上一節(jié)流閥，通過(guò)一控制與動(dòng)力管線將檢測(cè)的信號(hào)傳輸至一鉆井船上的控制臺(tái)裝置和電氣裝置，當(dāng)有游離氣等氣體介質(zhì)侵入海底鉆井井內(nèi)時(shí)，通過(guò)控制臺(tái)裝置調(diào)控海底泵的轉(zhuǎn)速以及節(jié)流閥開(kāi)度控制游離氣等氣體介質(zhì)侵入，使海底鉆井井口壓力在一定的恒定值附近，能夠?qū)崿F(xiàn)海底鉆井井口的壓力值穩(wěn)定，提高作業(yè)的安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0012]如圖1所示，本實(shí)用新型提出了一種基于海底泵控壓的鉆井系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一設(shè)置在海面上的鉆井船1，在鉆井船I上設(shè)置有一鉆井液供給裝置2，鉆井液供給裝置2通過(guò)一液管匯3連接一水龍頭4的進(jìn)液端。在鉆井船I中部固定連接一井架5，水龍頭4固定連接在井架5上，水龍頭4的出液端轉(zhuǎn)動(dòng)連接一鉆桿6頂端，在鉆桿6的底端緊固連接一鉆頭7，鉆桿6在一固定連接在井架5上的馬達(dá)(圖中未示出)的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)。在鉆桿6下部套設(shè)一吸入模塊8，吸入模塊8底部緊固設(shè)置在低壓井口，吸入模塊8的下部伸入泥線以下，鉆頭7穿過(guò)吸入模塊8進(jìn)入低壓井口內(nèi)部。在吸入模塊8的外壁上對(duì)稱設(shè)置有兩管道9，在一側(cè)管道9上設(shè)置有一節(jié)流閥。在吸入模塊8底部設(shè)置有一導(dǎo)管10，導(dǎo)管10伸入低壓井口內(nèi)，當(dāng)海底鉆井內(nèi)壓力值小于海水靜水壓力值時(shí)，依靠鉆井液在導(dǎo)管10中產(chǎn)生的壓力能夠有效防止海水流進(jìn)海底鉆井內(nèi)。在鉆井船I端部的船舷上固定連接有一錨鏈11，錨鏈11的錨端固定在目標(biāo)海域。在鉆井船I上靠近錨鏈11處設(shè)置有一鉸車(chē)12。
[0013]在鉆井船I上還設(shè)置有一控制裝置13，控制裝置13電連接一位于鉆井船I上的電氣裝置14，電氣裝置14通過(guò)一控制與動(dòng)力管線1