MPD钻井设备概述.pdf

第33卷第3期钻采工艺

Vo.l33No.3DRILLING&PRODUCTIONTECHNOLOGY43

钻井工艺

控制压力钻井设备概述
朱丽华,向雪琳,邓玉涵,曹华
(中石油川庆钻探工程公司钻采工艺技术研究院)

朱丽华等.控制压力钻井设备概述.钻采工艺,2010,33(3):43-47
摘要:控制压力钻井工艺有着多种应用形式,包括井底压力恒定控压钻井、带压泥浆帽控压钻井和双梯度
钻井等,每一种具体工艺的实施都需要借助专用工具和设备。文章介绍了控制压力钻井所采用的几种设备与工
具,包括旋转控制装置、带压密闭循环系统装备、动态环空压力控制系统(DAPC)装备、连续循环系统(CCS)装置、
当量循环密度降低工具(ECDRT)等。控制压力钻井有多种不同工艺,但对于某种特殊钻井环境,具体哪一种工艺
更加合适还应专门进行研究后再选择配套合适的控制压力钻井设备。
关键词:控制压力钻井;旋转控制装置;密闭循环系统;环空压力;连续循环系统;当量密度
中图分类号:TE249文献标识码:ADOI:10.3969/.jissn.1006-768X.2010.03.013

大多数情况下,欠平衡钻井中所用的设备可用Varco公司的Shaffer低压型则属低压旋转控制头,
于控制压力钻井,但控制压力钻井所需的分离设备主要用于井口回压较低的充气钻井和泡沫钻井等。
处理能力较小其他配套设备更为复杂控制压力钻
,,二、带压密闭循环系统装备
井不需要欠平衡钻井中所采用的辅助流动管线、储
备罐及地质取样设备,但控制压力钻井还需增加密控制压力钻井最关键的系统是带压密闭循环系
闭循环系统、动态环空压力控制系统、连续循环系统,主要包括旋转控制头、高压节流管汇、钻柱止回
统、当量循环密度降低工具、举升泵等专用工具,以阀(NRV)、取样设备、钻井液/气体分离设备、储油
精确控制井底压力。罐、钻井液泵和点火装置等(如图1和图2所示)。
一、旋转控制装置

旋转控制装置(RCH)可用于欠平衡钻井作业,
也是控制压力钻井的主要设备之一,是带压密闭循
环系统和动态环空压力控制系统的关键配套装置。
低压旋转控制装置是气体钻井的最常见设计,高压
旋转控制装置则是欠平衡钻井和控制压力钻井的最
常见设计。
国外RCH技术发展较为成熟,品种类型较多,
主要有美国Williams公司的系列RCH、Sea-Tech
公司的RCH、Varco公司的ShafferRCH及加拿大高
山公司的膨胀胶囊型RCH。其中美国Williams公
司的7000型和7100型RCH使用了两个环形胶芯,
提高了密封的可靠性,属高压旋转控制头,用于井口
回压较高的欠平衡钻井。Varco公司的Shaffer高压系统中的关键设备是从旋转控制装置出来的流
型及Sea-Tech公司与加拿大高山公司的旋转控制动管线、节流管汇、取样系统、四相分离器、放喷管线
头亦属高压旋转控制头;而Williams公司普通型、和燃烧塔、产出液储罐、钻井液储罐及钻井液泵,其

收稿日期:2010-01-05
作者简介:朱丽华(1969-),工程师,1991年毕业于西安石油大学英语专业,现从事科技情报调研与翻译工作。地址:(618300)四川省广
汉市中山大道南二段石油钻采院信息中心,电话:[phone]。
钻采工艺2010年5月

44DRILLING&PRODUCTIONTECHNOLOGYMay2010

中四项分离器又是其核心装置。四项分离器的工作乎不改变钻井液密度的情况下,即可有效控制井眼
原理是,钻井液进入四项分离器的一级分离室,固相压力。接单根时,手动、半自动或全自动节流装置均
颗粒在该室沉降,沉淀在分离器底部,通过螺旋泵泵可向井口施加回压,保证作业顺利完成。一般返出
出或停钻后再处理,分离出的气体通过气体流动阀的钻井液通过旋转控制头下面的出口经高架管线流
控制排气,油位通过油位控制器调节油流动阀进行向振动筛,进行正常循环,当油气侵入严重并发生井
控制,接着钻井液进入到二级分离室进行油液分层,涌时,关闭高架管线出口端的控制闸门,使带有油气
上层为油,下层为钻井液,油被排到储油罐,钻井液的钻井液通过节流管汇流向密闭循环系统,在密闭
被排到三级分离室,由水位控制器调节水流动阀控循环系统的核心设备四项分离器中进行分离处
制排泄,三级分离室中的所有气体均通过气体控制理,分离出的气体被输送到装有自动点火系统的点
阀排放。火装置,分离出的原油被存储在井场的储油罐内,钻
实际作业过程中,密闭循环系统可通过调节泥井液经四相分离器分离处理后,泵入泥浆循环罐,进
浆泵排量和控制环空返出节流装置,在不停钻,且几行正常循环。

据报