长江大学耿浩获国家专利权
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龙图腾网获悉长江大学申请的专利一种可持续全井筒循环的控压钻井系统及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115653525B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211428679.5,技术领域涉及:E21B21/10;该发明授权一种可持续全井筒循环的控压钻井系统及方法是由耿浩;熊青山设计研发完成,并于2022-11-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种可持续全井筒循环的控压钻井系统及方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种可持续全井筒循环的控压钻井系统及方法,系统包括钻井组件、泥浆主注入机构、泥浆旁通注入机构及泥浆返流机构;所述钻井组件包括井口防喷器组、钻杆、钻铤、钻头、顶驱及循环接头;所述泥浆主注入机构包括泥浆池、泥浆泵、主注入管及主注入控制阀组;所述泥浆旁通注入机构包括旁通注入管及旁通注入控制阀组;所述泥浆返流机构包括返流管及节流阀。本发明提出的技术方案的有益效果是:通过在传统的控压钻井系统上,增设一泥浆旁通注入机构,实现了控压钻井接立柱期间持续全井筒循环,对提高井眼清洁、降低沉砂卡钻、降低全井筒地面循环切换时环空剖面压力拟合造成的压力波动和井筒降温具有显著效果。
本发明授权一种可持续全井筒循环的控压钻井系统及方法在权利要求书中公布了:1.一种可持续全井筒循环的控压钻井方法,其特征在于,该方法对应的可持续全井筒循环的控压钻井装置包括钻井组件、泥浆主注入机构、泥浆旁通注入机构及泥浆返流机构; 所述钻井组件包括井口防喷器组、钻杆、钻铤、钻头、顶驱及循环接头,所述井口防喷器组设置于井口处,所述钻杆穿过所述井口防喷器组,且其一端位于井眼内,另一端位于井眼外,所述钻铤安装于所述钻杆的下端,所述钻头安装于所述钻铤的下端,所述顶驱安装于所述钻杆的上端、并用于带动所述钻杆转动,所述循环接头包括接头壳体,所述接头壳体上设置有相互连通的第一接口、第二接口及第三接口,所述第一接口与所述顶驱连接,所述第二接口与所述钻杆的上端连接; 所述泥浆主注入机构包括泥浆池、泥浆泵、主注入管及主注入控制阀组,所述泥浆泵的进口与所述泥浆池连通,所述泥浆泵的出口与所述主注入管的一端连通,所述主注入管的另一端与所述顶驱连通,所述主注入控制阀组安装于所述主注入管上; 所述泥浆旁通注入机构包括旁通注入管及旁通注入控制阀组,所述旁通注入管的一端与所述泥浆泵的出口连通,所述旁通注入管的另一端用于与所述第三接口连通,所述旁通注入控制阀组安装于所述旁通注入管上; 所述泥浆返流机构包括返流管及节流阀,所述返流管的一端与所述井眼连通,所述返流管的另一端与所述泥浆池连通,所述节流阀设置于所述返流管上,所述返流管上设置有压力检测件; 所述主注入控制阀组包括第一主注入控制阀及第二主注入控制阀,所述第一主注入控制阀及所述第二主注入控制阀并联后接入所述主注入管,第一主注入控制阀通量更大,在需要关闭主注入控制阀组时,先关闭第二主注入控制阀,再关闭第一主注入控制阀,当需要开启主注入控制阀组时,先开启第一主注入控制阀,再开启第二主注入控制阀; 所述可持续全井筒循环的控压钻井方法包括如下步骤: S1、在正常钻进时,关闭旁通注入控制阀组,开启主注入控制阀组,泥浆池内的泥浆被抽吸至泥浆泵,再从泥浆泵进入主注入管,接着进入顶驱,然后依次经由循环接头、钻杆、钻铤及钻头排出到井眼的环空内,环空内被泥浆注满后,从返流管回流至泥浆池,形成循环,在此过程中,通过压力检测件检测返排泥浆的压力,并通过控制泥浆泵的排量及节流阀的开启程度,使泥浆压力始终保持在预设范围内; S2、接单根立柱作业前,将旁通注入管的另一端连接到接头壳体的第三接口上,然后逐渐开启旁通注入控制阀组,与此同时,逐渐关闭主注入控制阀组,此时,泥浆池内的泥浆被抽吸至泥浆泵,再从泥浆泵进入旁通注入管,接着进入循环接头,然后依次经由钻杆、钻铤及钻头排出到井眼的环空内,环空内被泥浆注满后,从返流管回流至泥浆池,形成循环,继续通过压力检测件检测返排泥浆的压力,并通过控制泥浆泵的排量及节流阀的开启程度,使泥浆压力始终保持在预设范围内; S3、进行接单根立柱作业,断开顶驱与循环接头的连接,将一个新的钻杆连接在循环接头的上端,所述新的钻杆上预装有新的循环接头,再将所述新的循环接头的上端与顶驱连接; S4、接单根立柱作业完成后,逐渐开启主注入控制阀组,与此同时,逐渐关闭旁通注入控制阀组,此时,泥浆按照步骤S1中的过程进行循环,然后,断开旁通注入管的另一端与接头壳体的第三接口的连接,然后通过顶驱继续驱动钻杆和钻头进行钻井作业。
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