[发明专利]双密度泥浆返回系统

权利要求书

1.一种用于从地层中的井眼举升钻井流体的系统，包括：

钻井立管；

钻柱，所述钻柱在所述钻井立管内悬伸并且适于形成所述井眼的 至少一部分；

用于通过所述钻柱供应钻井流体的钻井流体源，所述钻井流体在 钻井期间从所述钻柱离开并且沿着所述钻井立管与所述钻柱之间的环 空向上返回；

具有第一端部的返回线路；

位于所述井眼与所述返回线路之间的分流器短管，所述分流器短 管被构造为以可选择方式将钻井流体从所述环空分流到所述返回线路 中；

在沿着所述返回线路定位的接口处联接到所述返回线路的动力立 管，其中所述接口被构造为防止所述钻井流体从所述返回线路流入所 述动力立管中；

其中，所述返回线路具有从所述分流器短管延伸到所述接口的第 一部分和从所述接口延伸的第二部分；

其中，所述接口包括阀，所述阀具有与所述动力立管流体连通的 举升流体入口、与所述返回线路的第一部分流体连通的钻井流体入口、 以及与所述返回线路的第二部分流体连通的出口；

其中，所述阀具有第一位置和第二位置，在该第一位置，所述出 口与所述钻井流体入口流体连通，而在该第二位置，所述出口与所述 举升流体入口流体连通；

其中，所述阀被构造为在所述第一位置和所述第二位置之间连续 地反复交替；以及

用于将举升流体通过所述动力立管供应到所述返回线路中的举升 流体源，其中所述举升流体通过所述接口从所述动力立管间歇地注入 所述返回线路中，从而形成交替布置在钻井流体的塞流之间的、举升 流体的一个或多个塞流；

其中所述返回线路中的举升流体和钻井流体的组合密度小于所述 钻井流体自身的密度。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述接口是由止回阀、间歇 分流器和分流器梭阀组成的组中的一种。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述钻柱从由浮式钻探船、 固定式或浮式平台、钻机组成的组中的一种悬伸。

4.根据权利要求1所述的系统，还包括用于从所述钻井流体源沿 着所述钻柱向下输送所述钻井流体的钻井流体泵。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述钻井流体泵能够被操作 用于使所述井眼中的所述钻井流体的静水压力保持超过地层压力。

6.根据权利要求1所述的系统，还包括在所述分流器短管和所述 接口之间沿着所述返回线路定位并且能够在打开位置和关闭位置之间 被致动的截流阀，其中，所述打开位置被设置为允许所述钻井流体流 动通过所述截流阀，而所述关闭位置被设置为阻止所述钻井流体流动 通过所述截流阀。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述钻井流体是泥浆。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述举升流体是由淡水和海 水组成的组中的一种。

9.根据权利要求1所述的系统，还包括封隔器和能够被操作用于 控制所述钻柱中的压力的压力控制装置。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述压力控制装置是由蓄 能器和阀门组成的组中的一种。

11.根据权利要求9所述的系统，其中所述封隔器是旋转封隔器。

12.根据权利要求1所述的系统，还包括防喷器。

13.根据权利要求2所述的系统，其中所述接口是分流器梭阀， 包括：

在其内具有空腔的外壳体，所述外壳体还具有第一端部和多 个开口；和

具有流孔的内壳体，其中所述流孔穿过所述内壳体，所述内 壳体具有第一端部和多个开口；

其中所述内壳体在所述外壳体的所述空腔内自由平移；并且

其中当所述内壳体的所述开口与所述外壳体的所述开口对 准时，在所述内壳体的所述开口与所述外壳体的所述开口之间建立流 路。