[发明专利]在钻井流体回流管中使用气举的井眼环空压力控制系统及方法

权利要求书

1.一种在钻井流体回流管中使用气举的井眼环空压力控制系统，包括：

伸入位于水体的底部下方的井眼内的钻柱；

主泵，其用于选择性地泵送钻井流体穿过所述钻柱并进入形成于所述钻柱与所述井眼之间的环形空间；

立管，其从所述井眼的顶部延伸至位于所述水体的表面上的平台；

与所述立管流体连通的流体排放管；

与所述排放管耦接的可控孔口节流器；

从所述节流器延伸至所述平台的流体回流管；以及

在所述水体的表面下方选定深度处耦接至所述流体回流管的压缩气体源；

藕接至所述流体回流管的分离器；

藕接于分离器的气体排放端的流量计；以及

控制器，所述控制器被配置成从所述流量计接收输入信号并比较由流量计测量的气体的流率与被泵入所述流体回流管中的气体的流率。

2.如权利要求1所述的系统，进一步包括配置在所述井眼或所述立管内的选定深度处的压力传感器。

3.如权利要求2所述的系统，所述控制器被配置成从所述压力传感器接收输入信号并产生输出信号来操作所述节流器，其中，所述节流器被操作以在所述立管内的所述水体的表面下方选定距离处保持选定的静液压力。

4.如权利要求3所述的系统，进一步包括用于测量流入所述井眼或流出所述井眼的流体流量的至少一个流量计，其中，所述控制器从所述至少一个流量计接收输入信号，所述控制器产生输出信号来操作所述节流器以将所述井眼内的流体压力保持在选定值下。

5.如权利要求1所述的系统，其中，所述可控孔口节流器配置于所述水体的表面下方选定深度处。

6.如权利要求1所述的系统，进一步包括耦接至所述流体回流管的压力传感器。

7.如权利要求1所述的系统，其中，从所述节流器延伸至平台的所述流体回流管包括配置于所述水体的表面以下的垂直部分。

8.如权利要求1所述的系统，进一步包括在所述可控孔口节流器与所述流体回流管中的入口之间耦接至所述流体回流管的单向阀，所述入口耦接至所述压缩气体源。

9.如权利要求2-4中任一所述的系统，其中，所述压力传感器邻近所述节流器耦接至排放管。

10.一种在钻井流体回流管中使用气举的井眼环空压力控制方法，包括：

泵送钻井流体穿过伸入在水体的底部下方延伸的井眼内的钻柱，流出钻柱的底部，并进入井眼环空；

将流体从井眼环空排放到配置于所述井眼的顶部上方的立管内，所述立管延伸至所述水体的表面；

将流体通过流体回流管从所述立管排放，所述流体回流管从水体的表面下方延伸至所述水体的表面；

在水体的表面下方选定深度处将压力气体泵送至所述回流管内；

在所述立管内的所述水体的表面下方选定距离处保持选定的静液压力；

在邻近水体的表面处，从由所述回流管返回的流体中分离所述气体；

测量从由所述回流管返回的流体中分离的气体的流率；并且

比较从由所述回流管返回的流体中分离的气体的流率与被泵入所述回流管内的气体的流率。

11.如权利要求10所述的方法，进一步包括测量所述立管内的选定深度处的流体压力，并基于所述测量来操作配置在立管与流体回流管之间的可控流体节流器，以在所述立管内的所述水体的表面下方选定距离处保持选定的静液压力。

12.如权利要求10所述的方法，进一步包括通过调节被泵入所述回流管内的气体的流率，来调节所述立管内的静液压力。