[发明专利]用于张力环下方的控制压力钻井系统的即插即用连接系统

说明书

用于控制压力钻井系统的即插即用连接系统包括连接毂凸缘，连接毂凸缘被布置在伸缩接头的外筒的外表面的周围，连接毂凸缘包括多个穿通端口和多个连接毂凸缘端口。连接毂环被可移除地布置在连接毂凸缘的外表面的周围。连接毂环包括被构造成将连接毂环可移除地附接到连接毂凸缘的外表面的多个卡爪以及被布置在连接毂环的外表面的周围的多个插入式连接器。带端口的底部凸缘被连接到伸缩接头的外筒的底部远端，并且包括多个底部凸缘端口。多个导管将多个连接毂凸缘端口连接到多个底部凸缘端口。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年3月8日提交的美国临时专利申请序列号62/640,128的权益或优先权，其全部内容通过引用结合于此。

背景技术

常规开环液压钻井系统通过调节井筒内布置的流体(有时称为泥浆)的当量循环密度(equivalent circulating density，“ECD”)来管理井底压力(bottomhole pressure，“BHP”)。ECD是循环流体对地层施加的有效流体密度，其考虑了返回到表面的流体上的循环摩擦压力，并且是泥浆泵的注入速率、所注入的流体的性质和井筒的真正竖直深度的函数。在静态条件下，当循环暂停时，循环摩擦压力损失，BHP趋于下降。在狭窄的压力窗口中，这种下降可能导致BHP降低至孔隙压力以下，潜在地导致地层流体井涌或无意流入到井筒中。在这种情况下，为了防止井涌，可以使用更重的泥浆重量流体来将BHP保持处于高于地层的孔隙压力的压力下。由此，在所有钻井操作(包括钻井、进行连接和起下钻和完井)期间，司钻必须仔细注意ECD和井筒的压力分布。

相比之下，闭环液压钻井系统通过调节节流管汇的节流设定来管理BHP，该节流管汇通常被布置在浮式钻机平台上，作为加压流体回流系统的一部分。旋转控制装置、主动控制装置或其他环形密封系统密封钻柱或钻杆的周围的环形空间，并且返回的流体被转向节流管汇。因为该环形空间是压力紧密密封的，所以可以通过调节节流管汇的节流设定来施加和控制表面背压。在静态条件下，当钻井停止时，表面背压可能由节流管汇而不是使用具有更重的泥浆重量的流体来提供，以将BHP保持在地层的孔隙压力以上。除了防止井涌和缓解许多与压力相关的钻井问题外，带加压流体回流的封闭环形系统(有时通常被称为控制压力钻井(managed pressure drilling，“MPD”)系统)允许了在所有钻井操作(包括钻井、进行连接、起下钻和完井)期间精确控制环形压力。

发明内容

根据本发明的一个或多个实施例的一个方面，用于控制压力钻井系统的即插即用连接系统包括连接毂凸缘，该连接毂凸缘被布置在伸缩接头的外筒的外表面的周围，该连接毂凸缘包括多个穿通端口和多个连接毂凸缘端口。连接毂环被可移除地布置在连接毂凸缘的外表面的周围。连接毂环包括：多个卡爪，该多个卡爪被构造成将连接毂环可移除地附接到连接毂凸缘的外表面；以及多个插入式连接器，该多个插入式连接器被布置在连接毂环的外表面的周围。带端口的底部凸缘被连接到伸缩接头的外筒的底部远端，并且包括多个底部凸缘端口。多个导管将多个连接毂凸缘端口连接到多个底部凸缘端口。多个插入式连接器通过多个穿通端口被连接到多个连接毂凸缘端口。

根据本发明的一个或多个实施例的一个方面，用于控制压力钻井系统的即插即用连接系统立管接头包括具有内筒中心内腔的内筒和具有外筒中心内腔的外筒。内筒被构造成在外筒内往复运动，并且内筒中心内腔与外筒中心内腔流体连通。封隔器被布置在外筒的顶部远端处，并且被构造成在内筒往复运动时密封内筒和外筒之间的环形空间。张力环被构造成支撑封隔器。连接毂凸缘被布置在外筒的外表面的周围，并且包括多个穿通端口和多个毂凸缘端口。连接毂环被可移除地布置在连接毂凸缘的外表面的周围，并且包括被构造成将连接毂环可移除地附接到连接毂凸缘的外表面的多个卡爪以及被布置在连接毂环的外表面的周围的多个插入式连接器。轴承环被构造成将连接毂环可移动地附接到张力环。带端口的底部凸缘被连接到外筒的底部远端，并且包括多个底部凸缘端口。多个导管将多个连接毂凸缘端口连接到多个底部凸缘端口。多个插入式连接器通过多个穿通端口被连接到多个连接毂凸缘端口。