一种基于海底泵控压的钻井系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于海底泵控压的钻井系统，属于海洋开采工程领域。
【背景技术】
[0002]天然气水合物是一种白色固体结晶物质，它只能在一定的温度和压力条件下存在，且一般要求温度约为O?10°C，压力高于lOMpa，如果温度升高或压力降低，其中的甲烷气体则会逸出，天然气水合物便趋于分解。深水高压低温环境下可能存在大量天然气水合物层，由于深水的温压环境，天然气水合物的埋深一般为泥线以下600m以内，对于常规的深水钻井技术和装备，尚无法建立隔水管和防喷器等井控系统，因此无法实施常规的钻井和井控作业。即使可以使用常规的深水钻完井井控装备，但是长度达千米的隔水管和复杂的防喷器系统的安装和控制都是相当复杂的，导致大部分作业时间将耗费在隔水管防喷器系统的安装和回收过程中，作业效率极低，钻机装置费用高，经济效益差。
[0003]另外，天然气水合物盖层下覆通常存在游离气，钻井至该地层时，游离气极易侵入井筒，破坏井筒平衡条件，从而引起一系列井控问题。当钻开天然气水合物地层时，地层平衡条件会被打破，引起天然气水合物分解，如果分解速度得不到有效控制，将会破坏天然气水合物地层的稳定性以及导致井口的垮塌等问题，因此天然气水合物钻井勘探面临巨大风险。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种基于海底泵控压的钻井系统，能够控制因浅地层天然气水合物分解引起的井控风险。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案:一种基于海底泵控压的钻井系统，其特征在于:它包括一设置在海面上的钻井船，所述钻井船上设置有一钻井液供给装置和一控制装置，所述钻井液供给装置通过一液管汇连接一水龙头的进液端，在所述钻井船中部固定连接一井架，所述水龙头固定连接在所述井架上，所述水龙头的出液端转动连接一钻杆顶端，在所述钻杆的底端紧固连接一钻头，在所述钻杆下部套设一吸入模块，所述吸入模块底部紧固设置在低压井口，所述吸入模块的下部伸入泥线以下，所述钻头穿过所述吸入模块进入所述低压井口内部，在所述吸入模块的外壁上对称设置有两管道，在一侧所述管道上设置有一节流阀，在所述吸入模块底部设置有一导管，所述导管伸入所述低压井口内，在所述钻井船端部的船舷上固定连接有一锚链，所述锚链的锚端固定在目标海域，在所述钻井船上靠近所述锚链处设置有一铰车；所述控制装置电连接一位于所述钻井船上的电气装置，所述电气装置通过一控制与动力管线电连接一电机，所述电机的输出端连接一海底泵，所述海底泵的入口处连接一软管，且在所述海底泵的入口处设置有一压力流量传感器，所述电机和海底泵分别设置在泥线上。
[0006]所述海底泵采用固、液和气三相混输的叶片圆盘泵
[0007]在所述吸入模块内壁的上部设置一转动支撑所述钻杆的密封装置，在位于所述密封装置底部的所述吸入模块内壁与钻杆外壁之间形成一环空。
[0008]所述钻井船采用深水勘察船或多功能支持船，所述钻头采用海底钻井井下动力钻头，所述钻井液为直接排入海底的排海钻井液。
[0009]本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点:1、本实用新型由于设置了一钻杆，在钻杆的末端固定连接一钻头，在泥线附近设置了一吸入模块，吸入模块下部伸入泥线以下，通过一钻井船的井架上的马达驱动其下放并穿过吸入模块到达目标海域，因此本实用新型钻井系统可以不使用隔水管和防喷器，钻井船可以采用深水勘察船等小型作业船钻井，降低钻井成本。2、本实用新型设置了一钻井液供给装置，利用钻井液在钻杆中的势能转化为机械能驱动钻头工作，能够有效降低钻杆与钻井液摩擦导致的温度值，有利于抑制天然气水合物分解。3、本实用新型由于在泥线附近设置了一海底泵和一电机，海底泵通过一软管连接吸入模块，通过电机驱动海底泵将携带岩肩的钻井液排放到远离海底钻井井口处，结合双梯度钻井和控压钻井原理，能够扩大使用钻井液的密度范围，解决深海钻井压力窗口窄的难题，简化海底钻井井身结构。4、本实用新型在海底泵与软管连接的入口处设置了一压力流量传感器，在一吸入模块的管道上一节流阀，通过一控制与动力管线将检测的信号传输至一钻井船上的控制台装置和电气装置，当有游离气等气体介质侵入海底钻井井内时，通过控制台装置调控海底泵的转速以及节流阀开度控制游离气等气体介质侵入，使海底钻井井口压力在一定的恒定值附近，能够实现海底钻井井口的压力值稳定，提高作业的安全性。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的结构示意图
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
[0012]如图1所示，本实用新型提出了一种基于海底泵控压的钻井系统，该系统包括一设置在海面上的钻井船1，在钻井船I上设置有一钻井液供给装置2，钻井液供给装置2通过一液管汇3连接一水龙头4的进液端。在钻井船I中部固定连接一井架5，水龙头4固定连接在井架5上，水龙头4的出液端转动连接一钻杆6顶端，在钻杆6的底端紧固连接一钻头7，钻杆6在一固定连接在井架5上的马达(图中未示出)的驱动下旋转。在钻杆6下部套设一吸入模块8，吸入模块8底部紧固设置在低压井口，吸入模块8的下部伸入泥线以下，钻头7穿过吸入模块8进入低压井口内部。在吸入模块8的外壁上对称设置有两管道9，在一侧管道9上设置有一节流阀。在吸入模块8底部设置有一导管10，导管10伸入低压井口内，当海底钻井内压力值小于海水静水压力值时，依靠钻井液在导管10中产生的压力能够有效防止海水流进海底钻井内。在钻井船I端部的船舷上固定连接有一锚链11，锚链11的锚端固定在目标海域。在钻井船I上靠近锚链11处设置有一铰车12。
[0013]在钻井船I上还设置有一控制装置13，控制装置13电连接一位于钻井船I上的电气装置14，电气装置14通过一控制与动力管线1