[发明专利]一种反循环钻井系统

说明书

本发明为克服现有技术为提高机械钻速，降低钻井液密度而带来井壁垮塌风险的问题，公开了反循环钻井系统，包括井筒、钻井四通、旋转防喷器、顶驱、振动筛、泥浆罐、泥浆泵、空压机、钻杆、钻铤、循环阀；钻杆多级串连；循环阀具有阀体和阀芯；所述阀体其内为流道，侧壁上具安装孔；所述阀体两端与钻杆和钻铤连接，其内部与钻杆和钻铤内部贯通，并随钻杆和钻铤同步转动；所述阀芯可在其内外压差下开启，使得所述阀芯两端连接的所述阀体内外区域导通。本发明提供一种反循环钻井系统，可以有效降低井底岩石围压和钻井液对井底岩石的压持效应，提高机械钻速。同时该系统还具有井底压力低，建立循环容易，环空无岩屑，卡钻风险低等特点。

技术领域

本发明涉及油气钻探技术领域，尤其涉及一种反循环钻井系统。

背景技术

在钻井中，钻井液的主要作用是把岩屑从井底携带至地面，冷却和润滑钻头及钻柱，降低钻头温度，减少钻具磨损，提高钻具的使用寿命，同时起平衡井壁岩石侧压力，稳定井壁作用。

在钻井中一般指地层中作用于岩石四周受到的液压力称为围压。围压增大，岩石的强度和塑性增大，机械钻速降低。压持效应是由于井底过大的正压差产生，使井底岩屑难以离开井底上返，岩屑滞留在井底，造成重复破碎、影响机械钻速。

在众多钻井提速手段中，欠平衡和气体钻井技术在深井提速中发挥着不可替代的作用，主要是由于欠平衡和气体钻井技术大幅度降低了井底压力，减小了井底岩石围压和压持效应，从而提高了机械钻速。

然而，欠平衡和气体钻井技术提高了机械钻速，但由于钻井液密度的降低，但同时也降低了对井壁岩石侧压力和稳定井壁的作用，增加了井壁垮塌的风险。

发明内容

本发明为克服现有技术为提高机械钻速，降低钻井液密度而带来井壁垮塌风险的问题，提供一种反循环钻井系统，可以有效降低井底岩石围压和钻井液对井底岩石的压持效应，提高机械钻速。同时该系统还具有井底压力低，建立循环容易，环空无岩屑，卡钻风险低等特点。

本发明采用的技术方案是：

反循环钻井系统，包括

井筒，安装在竖井中；

钻井四通，安装在所述井筒顶部；

旋转防喷器，安装在所述钻井四通顶部；

顶驱，位于所述旋转防喷器上方；

振动筛，其进口端与所述顶驱液体出口端连通；

泥浆罐，与所述振动筛液体出口端连通；

泥浆泵，其进口端与所述泥浆罐连通，其出口端与所述钻井四通连通；

空压机，其出口端与所述钻井四通连通；

钻杆，多级串连设置，其延伸穿过所述井筒、所述钻井四通和所述旋转防喷器，与所述顶驱连接；

钻铤，具有钻头；以及

若干循环阀，具有阀体和阀芯, 设置在所述钻杆和所述钻铤之间以及位于井内多级串连的所述钻杆之间；所述阀体其内为流道，侧壁上具安装孔；所述阀芯安装在所述安装孔内；

其中，所述阀体两端与钻杆和钻铤或者相邻的所述钻杆连接，其内部与钻杆或钻铤内部贯通，并随所述钻杆和所述钻铤同步转动；所述阀体外内区域压差可使得所述阀芯动作，使得所述阀体内外区域导通或者关闭。

进一步地，所述循环阀亦可设置在多级串连的钻杆之间或者同时设置。

进一步地，所述阀体呈类似企口管结构。

进一步地，所述阀芯包括