[发明专利]一种气体钻井井筒排液系统及气举优化方法

权利要求书

1.一种气体钻井井筒排液系统，其特征在于，包括，压力传感器（1）、气体流量计（2）、第一液体流量计（3）、第二液体流量计（4）、气体设备（5）和数据处理与控制系统（6）；所述第一液体流量计（3）安装在钻井泵（7）的下游方向，所述压力传感器（1）安装在第一液体流量计（3）下游方向的管路上，所述气体设备（5）的气体注入管线与压力传感器（1）与第一液体流量计（3）之间的管路连通，气体流量计（2）安装在气体设备（5）的出口，所述第二液体流量计（4）安装在液气分离器（10）与泥浆罐（8）之间的管路上。

2.根据权利要求1所述的气体钻井井筒排液系统，其特征在于，旋转控制头（9）的旁通口与液气分离器（10）通过管路连接。

3.根据权利要求1所述的气体钻井井筒排液系统，其特征在于，所述压力传感器（1）、气体流量计（2）、第一液体流量计（3）、第二液体流量计（4）、气体设备（5）和钻井泵（7）分别和数据处理与控制系统（6）通过信号线连接；将测出的压力传感器（1）、气体流量计（2）、第一液体流量计（3）和第二液体流量计（4）数据传入数据处理与控制系统（6）；计算井筒内剩余钻井液量，追踪气液界面，优化调节气体设备（5）的注气量；确定是否需要钻井泵（7）注液，并调节注液量。

4.根据权利要求3所述的气体钻井井筒排液系统，其特征在于，所述井筒内剩余钻井液量Vt，

　　　　（1）

其中，Vt为此时井筒内剩余钻井液的体积，单位为m3；

Qlo为流出井筒钻井液的流量，单位为m3/s；

Qli为注入井筒内的钻井液的流量，单位为m3/s；

Δt为流量计测量的时间间隔，单位为s。

5.一种利用权利要求1所述的气体钻井井筒排液系统的气举优化方法，其特征在于，气体气举排液方法包括，纯气体气举和脉冲注气气举。

6.根据权利要求5所述的气体钻井井筒排液系统的气举优化方法，其特征在于，所述纯气体气举包括以下步骤，

（a）计算增压机90%最大额定工作压力（Pm）条件下纯气体气举的最大井深；

（b）判定井深小于等于纯气体气举的最大井深，采用一次纯气举；

（c）计算总井筒体积V，计算最佳注入气体流量；

（d）开启气体设备，逐步增大气量注气量至（c）步骤计算值；

（e）当立压小于90％Pm时，保持稳定的注气量；当立压大于90％Pm时，逐步减小气量注气量，直至立压小于90％Pm；

（f）判断井口返出钻井液总体积是否等于V；当小于V时，返回（e）步骤继续注气，直至井口返出钻井液总体积等于V，一次纯气举排液结束。