[发明专利]一种适用于天然气水合物地层的钻井方法及钻井设备

说明书

本发明公开了一种适用于天然气水合物地层的钻井方法及钻井设备，其中，包括钻井平台、钻井管柱和导向基座，其中钻井管柱包括钻具和柔性管柱，钻井平台的柔杆钻机通过柔性钻杆向内层管柱内注入高压流体，流体通过内层管柱和井底动力钻具供入旋转喷射钻头，推动旋转喷射钻头转动在浅层天然气水合物地层内进行钻进。在钻具带动柔性管柱达到钻设深度后，柔性钻杆通过丢手与柔性管柱的内层管柱分离，将柔性管柱和钻具留置在井筒内。本方案中柔性管柱由内层管柱、外层管柱和筛管组成，能够钻入浅层天然气水合物地层，且直径相对较小，适合钻设小井眼，成本相对降低。

技术领域

本发明涉及海洋油气钻井技术领域，特别涉及一种适用于天然气水合物地层的钻井方法及钻井设备。

背景技术

天然气水合物是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质，不能在地层空隙或者裂缝中流动。

现有技术中天然气水合物的钻井一般是采用具有流动性的油和气的钻井方法和钻井设备，需要采用大平台、大管串，导致天然气水合物的钻井成本高，影响天然气水合物钻井的经济可行性。

因此，如何降低天然气水合物的钻井成本，提高天然气水合物钻井的经济可行性，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种适用于天然气水合物地层的钻井设备，以降低天然气水合物的钻井成本，提高天然气水合物钻井的经济可行性。本发明还提供了一种适用于天然气水合物地层的钻井方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种适用于天然气水合物地层的钻井设备，包括钻井平台、钻井管柱和导向基座，

所述导向基座为罩体形导向基座，能够坐落在天然气水合物地层上，所述导向基座的下端为开放端，所述导向基座通过开放端罩设在天然气水合物地层上，

所述钻井管柱包括钻具和柔性管柱，所述钻具包括旋转喷射钻头和井底动力钻具，所述井底动力钻具的下端与所述旋转喷射钻头连接，所述井底动力钻具的上端与所述柔性管柱连接，

所述柔性管柱包括内层管柱、外层管柱和筛管，所述外层管柱的一端通过所述防喷器与所述导向基座连接，所述外层管柱的另一端与所述筛管连接，所述筛管与所述井底动力钻具的外壳连接，所述内层管柱位于所述外层管柱和所述筛管内，所述内层管柱的一端通过投球丢手与所述柔性钻杆连接，所述内层管柱内设置有回压凡尔，所述回压凡尔位于所述投球丢手的下方，所述内层管柱的另一端与所述井底动力钻具的高压流体入口连通，所述柔性钻杆通过所述内层管柱向所述井底动力钻具的高压流体入口注入流体，驱动所述旋转喷射钻头旋转，

所述内层管柱与所述外层管柱之间、以及所述内层管柱与所述筛管之间均设置有高渗透填充层，所述内层管柱与所述外层管柱以及所述内层管柱与所述筛管通过所述高渗透填充层连接，所述高渗透填充层用于滤除天然气水合物分解出的泥沙颗粒。

优选的，在上述适用于天然气水合物地层的钻井设备中，所述筛管与所述内层管柱之间的所述高渗透填充层内预埋有电加热器，所述电加热器用于为所述天然气水合物的分解提供热量，所述电加热器通过加热电缆与电源连接。

优选的，在上述适用于天然气水合物地层的钻井设备中，所述电加热器为伴热带。

优选的，在上述适用于天然气水合物地层的钻井设备中，所述导向基座包括：

密封罩，所述密封罩的上端为封闭端，所述封闭端设置有多个用于安装所述防喷器的安装孔，所述密封罩的下端为开放端；

合成橡胶底座，所述合成橡胶底座安装在所述密封罩的开放端，所述合成橡胶底座内能够充入海水和/或气体，所述合成橡胶底座能够与所述天然气水合物地层所处的海底泥面紧密接触用于密封所述密封罩的开放端与所述天然气水合物地层所处的海底泥面之间的缝隙。