受控压力钻井歧管、模块和方法

文档序号:1431910 发布日期:2020-03-17 浏览:37次 >En<

阅读说明:本技术 受控压力钻井歧管、模块和方法 (Controlled pressure drilling manifold, module and method ) 是由 B.希基 于 2018-03-30 设计创作,主要内容包括:一种受控压力钻井(MPD)歧管适于在油气钻井操作期间从井筒接收钻井泥浆。该MPD歧管包括一个或多个钻井节流器。(A controlled pressure drilling (MPD) manifold is adapted to receive drilling mud from a wellbore during oil and gas drilling operations. The MPD manifold includes one or more drilling chokes.)

受控压力钻井歧管、模块和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年3月31日提交的第62/480,158号美国专利申请的申请日和优先权权益,该申请的全部公开内容通过引用结合于此。

本申请还要求2017年9月14日提交的第15/704,747号美国专利申请的申请日和优先权权益,该申请的全部公开内容通过引用结合于此。

本申请还要求2017年10月24日提交的第62/576,395号美国专利申请的申请日和优先权权益,该申请的全部公开内容通过引用结合于此。

技术领域

本公开总体上涉及石油和天然气勘探和生产操作,更具体地,涉及在石油和天然气钻井操作期间使用的受控压力钻井(“MPD”)歧管。

背景技术

MPD系统可以包括钻井节流器和流量计,钻井节流器和流量计是分开的并且彼此不同。钻井节流器与穿过地下地层的井筒流体连通。结果,钻井系统可用于控制井筒中的背压,作为自适应钻井过程的一部分,该自适应钻井过程允许更好地控制整个井筒中的环形压力分布。在这一过程中,流量计测量从井筒接收的钻井泥浆的流速。在一些情况下,钻井节流器和/或流量计的配置可能会降低钻井操作的效率,从而给应对例如连续操作、恶劣的井下环境和多口延伸侧井等挑战的操作者带来问题。此外,钻井节流器和/或流量计的配置可能不利地影响钻井节流器和/或流量计在井场的可运输性和总占地面积。最后,钻井节流器和流量计的分开且不同的性质会使得难以检查、维修或修理钻井节流器和/或流量计,和/或协调钻井节流器和/或流量计的检查、维修、修理或更换。因此,需要一种解决一个或多个前述问题和/或一个或多个其他问题的方法、装置或系统。

具体实施方式

在一个实施例中,如图1所示,钻井系统总体上由附图标记10表示,并且包括井口12、防喷器(“BOP”)14、旋转控制设备(“RCD”)16、钻井工具18、MPD歧管20、泥浆气体分离器(“MGS”)22、排气口或扩口(flare)24、振动器26和泥浆泵28。井口12位于穿过一个或多个地下地层的油气井筒29的顶部或头部,并用于油气勘探和生产操作,诸如例如钻井操作。BOP14可操作地联接到井口12,以阻止井喷,即在钻井操作期间原油和/或天然气从井筒29不受控制地释放。钻井工具18可操作地联接到钻柱(未示出),并在井筒29内延伸。钻柱通过BOP14和井口12延伸到井筒29中。此外,RCD 16可操作地联接到BOP 14,与井口12相对,并在钻柱周围形成摩擦密封。MPD歧管20可操作地联接到RCD 16,并且与RCD 16流体连通。MGS 22可操作地联接到MPD歧管20,并且与MPD歧管20流体连通。扩口24和振动器26都可操作地联接到MGS 22,并且与MGS 22流体连通。泥浆泵28可操作地联接在振动器26和钻柱之间,并与其流体连通。

在操作中,钻井系统10用于延伸井筒29到达或穿透进入一个或多个地下地层。为此,旋转钻柱并将钻压施加到钻井工具18上,从而使钻井工具18抵靠井筒29的底部旋转。同时,泥浆泵28通过钻柱将钻井流体循环至钻井工具18,如箭头30和32所示。钻井流体从钻井工具18排放到井筒29中,以清除钻井工具18中的钻屑。如箭头34所示,钻屑由钻井流体通过围绕钻柱的井筒29的环状空间带回到地面。钻井流体和钻屑的组合在本文中也被称为“钻井泥浆”。

如图1中箭头34所示,钻井泥浆通过井口12和BOP 14流入RCD16。RCD 16将钻井泥浆的流动转移到MPD歧管20,同时阻止或至少减少井筒29的环状空间和大气之间的连通。以这种方式,RCD 16使得钻井系统10能够作为闭环系统操作。MPD歧管20从RCD 16接收钻井泥浆,并被调节以保持井筒29内的期望背压,这将在下面进一步详细讨论。MGS 22从MPD歧管20接收钻井泥浆,并从钻井泥浆中捕获和分离气体。捕获和分离的气体被送到扩口24烧掉。备选地,扩口24被省略,并且捕获和分离的气体被重新注入到一个或多个地下地层中。振动器26从MGS 22接收钻井泥浆,并从中移除钻屑。泥浆泵28然后通过钻柱将钻井流体再循环至钻井工具18。

在一个实施例中,如图2所示并继续参考图1,MPD歧管20包括节流模块36、流量计模块38和阀模块40。节流模块36通过阀模块40可操作地联接到流量计模块38,并适于与流量计模块38流体连通。节流模块36、流量计模块38和阀模块40一起安装在滑轨42上。在一些实施例中,一个或多个仪器,诸如例如温度传感器44、密度计46和一个或多个压力传感器,可操作地联接到节流模块36。另外,一个或多个仪器,例如温度传感器48、密度计50和一个或多个其他压力传感器,可操作地联接到阀模块40。在一些实施例中,温度传感器44和48中的一个或多个、密度计46和50中的一个或多个以及压力传感器也安装到滑轨42上。在一些实施例中,温度传感器44和48中的一个或多个、密度计46和50中的一个或多个以及压力传感器是MPD歧管20的一部分。除了安装到滑轨42上,或者并非安装到滑轨42上,节流模块36、流量计模块38和阀模块40可以独立地安装在地面上,或者安装到可以在操作地点之间拖曳的拖车(未示出)上。

在钻井系统10的操作期间,阀模块40从RCD 16接收钻井泥浆,如箭头52和54所示。就在钻井泥浆被阀模块40接收之前,温度传感器48测量钻井泥浆的温度。此外,就在钻井泥浆被阀模块40接收之前,密度计50测量钻井泥浆的密度。在一些实施例中,就在钻井泥浆被阀模块40接收之前,一个或多个压力传感器(图2中未示出)测量钻井泥浆的压力;在一些实施例中,温度传感器48和/或密度计50包括一个或多个压力传感器。阀模块40将钻井泥浆输送到流量计模块38,如箭头56所示。在将钻井泥浆传送回阀模块40之前,流量计模块38测量钻井泥浆的流速,如箭头57所示。阀模块40然后将钻井泥浆输送到节流模块36,如箭头58所示。节流模块36被调节以保持井筒29内钻井泥浆的期望背压。MGS 22从节流模块36接收钻井泥浆,如箭头60和62所示。就在钻井泥浆从节流模块36排放后,温度传感器44测量钻井泥浆的温度。此外,就在钻井泥浆从节流模块36排放后,密度计46测量钻井泥浆的密度。在一些实施例中,就在钻井泥浆从节流模块36排放后,一个或多个其他压力传感器(图2中未示出)测量钻井泥浆的压力;在一些实施例中,温度传感器44和/或密度计46包括一个或多个其他压力传感器。

在一些实施例中(其中一个实施例将在下面参考图3进一步详细描述),温度传感器44和密度计46可操作地联接到阀模块40,而不是可操作地联接到节流模块36。此外,温度传感器48和密度计50可操作地联接到节流模块36,而不是可操作地联接到阀模块40。结果,节流模块36从RCD 16接收钻井泥浆,而MGS 22从阀模块40接收钻井泥浆,这将在下面参考图3进一步详细描述。在一些实施例中,压力传感器也可操作地联接到阀模块40。在一些实施例中,压力传感器也可操作地联接到节流模块36。

在节流模块36的实施例中,如图4(a)至图4(f)所示,继续参考图2和图3,节流模块36包括流块64a至64b、断流阀66a至66e、流块68a至68b和钻井节流器70a至70b。断流阀66a至66e每个都可在允许流体流过的打开配置和阻止或至少减少流体流过的关闭配置之间致动。在一些实施例中,断流阀66a至66e是闸阀。备选地,一个或多个断流阀66a至66e可以是另一种类型的阀,例如旋塞阀。

断流阀66a可操作地联接到流块64a。流块68a通过例如滑阀72a可操作地联接到断流阀66a。断流阀66a可以提供流块68a与流块64a的隔离。断流阀66b可操作地联接到流块64b。钻井节流器70a通过例如滑阀74a可操作地联接到断流阀66b。断流阀66b可以提供钻井节流器70a与流块64b的隔离。钻井节流器70a通过例如滑阀76a可操作地联接到流块68a。断流阀66c可操作地联接到邻近断流阀66a的流块64a。流块68b通过例如滑阀72b可操作地联接到断流阀66c。断流阀66c可以提供流块68b与流块64a的隔离。断流阀66d可操作地联接到邻近断流阀66b的流块64b。钻井节流器70b通过例如滑阀74b可操作地联接到断流阀66d。断流阀66d可以提供钻井节流器70b与流块64b的隔离。钻井节流器70b通过例如滑阀76b可操作地联接到流块68b。断流阀66e可操作地联接在流块64a和64b之间。

在一些实施例中,每个钻井节流器70a和70b的内径(ID)为4英寸的节流器。在一些实施例中,每个钻井节流器70a和70b限定了大约4英寸的内径。

节流模块36可在背压控制配置和节流旁路配置之间致动。在背压控制配置中,流块64b通过钻井节流器70a和/或70b中的一个或多个与流块64a流体连通。在一些实施例中,当节流模块36处于背压控制配置时,流块64b不通过断流阀66e与流块64a流体连通(即,断流阀66e关闭)。在钻井系统10的操作过程中,当节流模块36处于背压控制配置时,钻井节流器70a和/或70b中的一个或多个被调节以考虑钻井泥浆流速的变化,从而保持井筒29内的期望背压。在节流旁路配置中,流块64b通过断流阀66e与流块64a流体连通。在一些实施例中,当节流模块36处于节流旁路配置时,流块64b不通过钻井节流器70a或70b与流块64a流体连通。在一些实施例中,为了能够在流块64a和64b之间通过断流阀66e流体连通,断流阀66a至66d被致动为关闭配置,断流阀66e被致动为打开配置。

在一些实施例中,钻井节流器70a和/或70b中的一个或多个是手动节流器,因此当节流模块36处于背压控制配置时,钻井人员能够手动控制钻井系统10内的背压。在一些实施例中,当节流模块36处于背压控制配置时,钻井节流器70a和/或70b中的一个或多个是由电子压力监控设备自动控制的自动节流器。在一些实施例中,钻井节流器70a和/或70b中的一个或多个是手动/自动节流器的组合。

在一些实施例中,当节流模块36处于背压控制配置时,流块64b至少通过钻井节流器70a与流块64a流体连通。为了能够通过钻井节流器70a在流块64a和64b之间实现这种流体连通,断流阀66a和66b被致动为打开配置,断流阀66e被致动为关闭配置。结果,流块64b分别至少通过断流阀66b、滑阀74a、钻井节流器70a、滑阀76a、流块68a、滑阀72a和断流阀66a与流块64a流体连通。

在一些实施例中,当节流模块36处于背压控制配置时,流块64b至少通过钻井节流器70b与流块64a流体连通。为了能够通过钻井节流器70b在流块64a和64b之间实现这种流体连通,断流阀66c和66d被致动为打开配置,断流阀66e被致动为关闭配置。结果,流块64b分别至少通过断流阀66d、滑阀74b、钻井节流器70b、滑阀76b、流块68b、滑阀72b和断流阀66c与流块64a流体连通。

在一些实施例中,流块64a和64b基本上彼此相同,因此,结合图5(a)至图(b),下面将仅详细描述流块64a;然而,下面的描述适用于流块64a和64b两者。在一个实施例中,如图5(a)至图5(b)所示,继续参考图4(a)至图4(f),流块64a包括端部78a-b和侧80a-d。在一些实施例中,端部78a和78b以基本平行的关系隔开。在一些实施例中,侧80a和80b以基本平行的关系隔开,每个侧从端部78a延伸到端部78b。在一些实施例中,侧80c和80d以基本平行的关系隔开,每个侧从端部78a延伸到端部78b。在一些实施例(其中一个如图5(a)至图5(b)所示),侧80a和80b以基本平行的关系隔开,侧80c和80d以基本平行的关系隔开。在一些实施例中,侧80a和80b以与侧80c和80d基本垂直的关系隔开。在一些实施例中,端部78a和78b以与侧80a和80b基本垂直的关系隔开。在一些实施例中,端部78a和78b以与侧80c和80d基本垂直的关系隔开。在一些实施例中,其中一个示于图5(a)至图5(b),端部78a和78b以与侧80a、80b、80c和80d基本垂直的关系隔开。

此外,流块64a限定内部区域82和流体通道84a至84f。在一些实施例中,流体通道84a延伸穿过流块64a的端部78a进入内部区域82。在一些实施例中,流体通道84b延伸穿过流块64a的端部78b进入内部区域82。在一些实施例(其中一个如图5(a)至图5(b)所示)中,流体通道84a延伸穿过流块64a的端部78a进入内部区域82,并且流体通道84b延伸穿过流块64a的端部78b进入内部区域82。在一些实施例中,流体通道84a和84b与内部区域82一起形成连续的流体通道。在一些实施例中,流体通道84c延伸穿过流块64a的侧80a进入内部区域82。在一些实施例中,流体通道84d延伸穿过流块64a的侧80b进入内部区域82。在一些实施例(其中一个如图5(a)至图5(b)所示)中,流体通道84c延伸穿过流块64a的侧80a进入内部区域82,并且流体通道84d延伸穿过流块64a的侧80b进入内部区域82。在一些实施例中,流体通道84c和84d与内部区域82一起形成连续的流体通道。在一些实施例(其中一个如图5(a)至图5(b)所示)中,流体通道84e和84f各自延伸穿过流块64a的侧80c进入内部区域82。在一些实施例中,流体通道84a、84c或84d中的一个或多个从流块64a中省略,和/或类似于流块64a的流体通道84a、84c或84d中的一个或多个流体通道从流块64b中省略。

在节流模块36的实施例中,如图4(a)至图4(f)所示,继续参考图5(a)至图5(b),断流阀66a可操作地联接到流块64a的侧80c,并通过流体通道84e与其内部区域82流体连通,断流阀66c可操作地联接到流块64a的侧80c(邻近断流阀66a),并通过流体通道84f与其内部区域82流体连通。断流阀66b和66d以与断流阀66a和66c可操作地联接到流块64a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块64b。断流阀66e可操作地联接到流块64a的侧80b,并通过流体通道84d与其内部区域82流体连通。此外,断流阀66e以与断流阀66e可操作地联接到流块64a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块64b,除了断流阀66e可操作地联接到流块64b的类似于流块64a的侧80a的侧——结果,断流阀66e通过类似于流块64a的流体通道84c的流体通道与流块64b的内部区域流体连通。

在一些实施例中,断流阀66a和66c与流块64a的可操作联接以及断流阀66b和66d与流块64b的可操作联接减少了构成节流模块36所需的流体联接件的数量,从而减少了潜在的泄漏路径。在一些实施例中,断流阀66a和66c可操作地联接到流块64a的方式以及断流阀66b和66d可操作地联接到流块64b的方式允许钻井节流器70a和70b可操作地并联联接在流块64a和64b之间。在一些实施例中,可操作地联接到流块64a的断流阀66a和66c之间的间距以及可操作地联接到流块64b的断流阀66b和66d之间的间距允许钻井节流器70a和70b可操作地并联联接在流块64a和64b之间。

在一个实施例中,如图4(a)至图4(f)所示,继续参考图2和图3,示出了阀模块40的实施例,其中阀模块40包括流块86a至86b和阀88a至88e。阀88a至88e每个可在允许流体流过的打开配置和阻止或至少减少流体流过的关闭配置之间致动。在一些实施例中,阀88a-e是闸阀。备选地,阀88a至88e中的一个或多个可以是另一种类型的阀,例如旋塞阀。阀88e可操作地联接在流块86a和86b之间。阀88a可操作地联接到流块86a。阀88b可操作地联接到流块86a,与阀88a相对。阀88c可操作地联接到流块86b。阀88d可操作地联接到流块86b,与阀88c相对。

阀模块40可在流量计量配置和仪表旁路配置之间致动。在流量计量配置中,流块86a和86b至少通过阀88b和88d(例如,阀88b和88d打开)和流量计模块38流体连通,并且不通过阀88e流体连通(即,阀88e关闭)。在一些实施例中,当阀模块40处于流量计量配置时,阀88a和88e关闭,阀88b至88d打开。备选地,在一些实施例中,当阀模块处于流量计量配置时,阀88c和88e关闭,而阀88a、88b和88d打开。在仪表旁路配置中,流块86a和86b通过阀88e流体连通(即,阀88e打开),并且不通过阀88b和88d(例如,阀88b和88d关闭)和流量计模块38流体连通。在一些实施例中,当阀模块40处于仪表旁路配置时,阀88a、88b和88d关闭,而阀88c和88e打开。备选地,在一些实施例中,当阀模块40处于仪表旁路配置时,阀88b至88d关闭,阀88a和88e打开。

在一些实施例中,流块86a和86b基本上彼此相同,因此,结合图6(a)至图6(b),下面将仅详细描述流块86a;然而,下面的描述适用于流块86a和86b两者。在一个实施例中,如图6(a)至图6(b)所示,继续参考图4(a)至图4(f),流块86a包括侧90a至90f。在一些实施例中,侧90a和90b以基本平行的关系隔开。在一些实施例中,侧90c和90d以基本平行的关系隔开,每个侧从侧90a延伸到侧90b。在一些实施例中,侧90e和90f以基本平行的关系隔开,每个侧从侧90a延伸到侧90b。在一些实施例(其中一个如图6(a)至图6(b)所示)中,侧90c和90d以基本平行的关系隔开,侧90e和90f以基本平行的关系隔开。在一些实施例中,侧90c和90d以与侧90e和90f基本垂直的关系隔开。在一些实施例中,侧90a和90b以与侧90c和90d基本垂直的关系隔开。在一些实施例中,侧90a和90b以与侧90e和90f基本垂直的关系隔开。在一些实施例(其中一个如图6(a)至图6(b)所示)中,侧90a和90b以与侧90c、90d、90e和90f基本垂直的关系隔开。

此外,流块86a限定了内部区域92和流体通道94a至94e。在一些实施例中,流体通道94a延伸穿过流块86a的侧90a进入内部区域92。在一些实施例中,流体通道94b延伸穿过流块86a的侧90b进入内部区域92。在一些实施例(其中一个如图6(a)至图6(b)所示)中,流体通道94a延伸穿过流块86a的侧90a进入内部区域92,而流体通道94b延伸穿过流块86a的侧90b进入内部区域92。在一些实施例中,流体通道94a和94b与内部区域92一起形成连续的流体通道。在一些实施例中,流体通道94c延伸穿过流块86a的侧90c进入内部区域92。在一些实施例中,流体通道94d延伸穿过流块86a的侧90d进入内部区域92。在一些实施例(其中一个如图6(a)至图6(b)所示)中,流体通道94c延伸穿过流块86a的侧90c进入内部区域92,并且流体通道94d延伸穿过流块86a的侧90d进入内部区域92。在一些实施例中,流体通道94c和94d与内部区域92一起形成连续的流体通道。在一些实施例(其中一个如图6(a)至图6(b)所示)中,流体通道94e延伸穿过流块86a的侧90e进入内部区域92。

在阀模块40的实施例中,如图4(a)至图4(f)所示,继续参考图6(a)至图6(b),阀88a可操作地联接到流块86a的侧90a,并通过流体通道94a与其内部区域92流体连通,阀88b可操作地联接到流块86a的侧90b,并通过流体通道94b与其内部区域92流体连通。在一些实施例中,盲法兰95a可操作地联接到流块86a的侧90e,以阻止内部区域92和大气之间通过流体通道94e连通。阀88c和88d以与阀88a和88b可操作地联接到流块86a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块86b。在一些实施例中,盲法兰95b以与盲法兰95a可操作地联接到流块86a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块86b。阀88e可操作地联接到流块86a的侧90d,并通过流体通道94d与其内部区域92流体连通。此外,阀88e以与阀88e可操作地联接到流块86a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块86b,除了阀88e可操作地联接到流块86b的类似于流块86a的侧90c的侧——结果,阀88e通过类似于流块86a的流体通道94c的流体通道与流块86b的内部区域流体连通。

在流量计38的实施例中,如图4(a)至图4(f)所示,继续参考图2和图3,示出了流量计模块38的实施例,其中流量计模块38包括流量计96、流块98a至98b和滑阀10a至10b。在一些实施例中,流量计96是科里奥利流量计。滑阀100a可操作地联接到流块98a并且与流块98a流体连通,流量计96可操作地联接到流块98b并且与流块98b流体连通。备选地,滑阀100a可操作地联接到流块98b并与流块98b流体连通,流量计96可操作地联接到流块98a并与流块98a流体连通。滑阀100b可操作地联接在流块98a和98b之间,并与流块98a和98b流体连通。在一些实施例中,测量配件102a可操作地联接到流块98a,与滑阀100a相对。除了测量配件102a之外,或者代替测量配件102a,测量配件102b可以可操作地联接到流块98b,与流量计96相对。在一些实施例中,压力监测设备103(如图4(f)所示),诸如例如用于自动控制钻井节流器70a和/或70b中的一个或多个的电子压力监测设备(包括一个或多个压力传感器))可操作地联接到测量配件102a和102b中的一个或两个。代替电子压力监测设备或除了电子压力监测设备之外,压力监测设备103可以包括模拟压力监测设备(包括一个或多个压力传感器),其可以可操作地联接到测量配件102a和102b中的一个或两个。

当组装MPD歧管20时,阀模块40可操作地联接在节流模块36和流量计模块38之间。更具体地,阀88a可操作地联接到流块64a的端部78b,并通过流体通道84b与其内部区域82流体连通,并且阀88c以与阀88a可操作地联接到流块64a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块64b。此外,阀88b可操作地联接到滑阀100a,与流块98a相对,阀88d可操作地联接到流量计96,与流块98b相对。结果,当阀模块40可操作地联接在节流模块36和流量计模块38之间时,如图4(a)至图4(f)所示,流量计模块38在大致水平的方向上延伸。在流量计模块38在大致水平方向上延伸的那些实施例中,MPD歧管20特别适用于陆上钻井操作。在一些实施例中,不是阀88b可操作地联接到滑阀100a并且阀88d可操作地联接到流量计96,而是阀88b可操作地联接到流量计96并且阀88d可操作地联接到滑阀100a。

在一个实施例中,如图4(a)至图(f)所示,MPD歧管20还包括可操作地联接到流块86a的侧90c并通过流体通道94c与其内部区域92流体连通的流动配件104a,以及可操作地联接到流块64a的侧80a并通过流体通道84c与其内部区域82流体连通的流动配件104b。除了流动配件104b之外,或者代替流动配件104b,MPD歧管20可以包括流动配件106a,该流动配件106a以与流动配件104b可操作地联接到流块64a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块64b,除了流动配件106a可操作地联接到与流块64a的侧80b类似的流块64b的侧。此外,除了流动配件104a之外,或者代替流动配件104a,MPD歧管20可以包括流动配件106b,该流动配件106b以与流动配件104a可操作地联接到流块86a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块86b,除了流动配件106b可操作地联接到类似于流块86a的侧90d的流块86b的侧。

在MPD歧管20包括流动配件104a和104b的那些实施例中,温度传感器48和密度计50可以通过流动配件104a可操作地联接到阀模块40(如图2所示),并且温度传感器44和密度计46可以通过流动配件104b可操作地联接到节流模块36(如图2所示)。在这样的实施例中,流动配件104a适于从RCD 16接收钻井泥浆,而MGS 22适于从流动配件104b接收钻井泥浆。结果,钻井泥浆可以被允许在流经钻井节流器70a和/或70b之前流经流量计96。另外,在MPD歧管20包括流动配件106a和106b的那些实施例中,温度传感器48和密度计50可以通过流动配件106a可操作地联接到节流模块36(如图3所示),并且温度传感器44和密度计46可以通过流动配件106b可操作地联接到阀模块40(如图3所示)。在这样的实施例中,流动配件106a适于从RCD 16接收钻井泥浆,而MGS 22适于从流动配件106b接收钻井泥浆,如下面参考图3进一步详细描述的。结果,钻井泥浆在流过流量计96之前可以被允许流过钻井节流器70a和/或70b。

在一些实施例中,测量配件108可操作地联接到流块64b,并通过类似于流块64a的流体通道84a的流体通道与其内部区域流体连通。除了测量配件108之外,或者代替测量配件108,另一个测量配件(未示出)可以可操作地联接到流块64a的端部78a,并且通过流体通道84a与其内部区域82流体连通。在一些实施例中,压力监测设备107(如图4(a)所示),诸如例如用于自动控制钻井节流器70a和/或70b中的一个或多个的电子压力监测设备(包括一个或多个压力传感器)),可操作地联接到测量配件108和/或可操作地联接到流块64a的测量配件。除了电子压力监测设备之外,或者代替电子压力监测设备,压力监测设备107可以包括模拟压力监测设备(包括一个或多个压力传感器),其可以可操作地联接到测量配件108和/或可操作地联接到流块64a的测量配件。

在一个实施例中,如图7(a)至图7(d)所示,继续参考图4(a)至图4(f),阀模块40是可配置的,使得阀88b不是可操作地联接到流块86a的侧90b并通过流体通道94b与其内部区域92流体连通,而是阀88b可操作地联接到流块86a的侧90e并通过流体通道94e与其内部区域92流体连通。此外,阀88d以与阀88b可操作地联接到流块86a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块86b。结果,当阀模块40可操作地联接在节流模块36和流量计模块38之间时,如图7(a)至图7(d)所示,流量计模块38在大致垂直的方向上延伸,因此显著减小了MPD歧管20的总占地面积。在流量计模块38在大致垂直方向上延伸的那些实施例中,MPD歧管20特别适用于海上钻井操作。在一些实施例中,盲法兰95a可操作地联接到流块86a的侧90b,以阻止内部区域92和大气之间通过流体通道94b连通。在一些实施例中,盲法兰95b以与盲法兰95a可操作地联接到流块86a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块86b。

在一个实施例中,如图3所示并继续参考图1,MPD歧管20是可配置的,使得温度传感器44和密度计46不是可操作地联接到节流模块36,而是可操作地联接到阀模块40。另外,MPD歧管20是可配置的,使得温度传感器48和密度计50可操作地联接到节流模块36,而不是可操作地联接到阀模块40。在一些实施例中,除了节流模块36、流量计模块38和阀模块40一起安装在滑轨42上之外,温度传感器44和48以及密度计46和50中的一个或多个也安装在滑轨42上。在钻井系统10的操作期间,节流模块36从RCD 16接收钻井泥浆,如箭头110和112所示。就在钻井泥浆被节流模块36接收之前,温度传感器48测量钻井泥浆的温度。此外,就在钻井泥浆被节流模块36接收之前,密度计50测量钻井泥浆的密度。节流模块36被调节以保持井筒29内钻井泥浆的期望背压。节流模块36将钻井泥浆传送到阀模块40,如箭头114所示。阀模块40将钻井泥浆从节流模块36输送到流量计模块38,如箭头116所示。在将钻井泥浆传送回阀模块40(如箭头118所示)之前,流量计模块38测量钻井泥浆的流速。MGS 22从阀模块40接收钻井泥浆,如箭头120和122所示。在钻井泥浆从阀模块40排放后,温度传感器44立即测量钻井泥浆的温度。此外,在钻井泥浆从阀模块40排放后,密度计46立即测量钻井泥浆的密度。

在一些实施例中,为了确定钻井泥浆的重量:将由温度传感器44测量的钻井泥浆的温度与由温度传感器48测量的钻井泥浆的温度进行比较;将由密度计46测量的钻井泥浆密度与由密度计50测量的钻井泥浆密度进行比较;和/或将由可操作地联接到测量配件102a和102b的压力监测设备103(如图4(f)所示)、可操作地联接到测量配件108的压力监测设备107(如图4(a)所示)、可操作地联接到MPD歧管20的另一个测量配件的压力监测设备或其任何组合测量的钻井泥浆的相应压力进行比较。因此,温度传感器44和48、密度计46和50和/或压力监测设备103和/或107可操作来确定钻井泥浆的重量是否低于临界阈值。在一些实施例中,响应于钻井泥浆的重量低于临界阈值的确定:循环到钻井工具的钻井流体的重量(如图1中箭头30和32所示)增加,和/或钻井节流器70a和/或70b被调节以增加井筒29内钻井泥浆的背压。以这种方式,温度传感器44和48、密度计46和50和/或压力监测设备103和/或107可用于预测和阻止钻井操作期间的井涌。

在一些实施例中,为了确定钻井泥浆中夹带的气体量:将温度传感器44测量的钻井泥浆温度与温度传感器48测量的钻井泥浆温度进行比较;将由密度计46测量的钻井泥浆密度与由密度计50测量的钻井泥浆密度进行比较;和/或将由压力监测设备103、压力监测设备107、可操作地联接到MPD歧管20的另一测量配件的压力监测设备或其任何组合测量的钻井泥浆的相应压力进行比较。因此,温度传感器44和48、密度计46和50和/或压力监测设备103和/或107可操作来确定钻井泥浆中夹带的气体量是否高于临界阈值。在一些实施例中,响应于钻井泥浆中夹带的气体量高于临界阈值的确定:循环到钻井工具的钻井流体的重量(如图1中箭头30和32所示)增加,和/或钻井节流器70a和/或70b被调节以增加井筒29内钻井泥浆的背压。以这种方式,温度传感器44和48、密度计46和50和/或压力监测设备103和/或107可用于预测和阻止钻井操作期间的井涌。

在一些实施例中,将在钻井泥浆穿过钻井节流器70a和/或70b之前测量的钻井泥浆的温度和密度与在钻井泥浆穿过钻井节流器70a和/或70b之后的钻井泥浆的温度和密度进行比较。此外,在一些实施例中,将在钻井泥浆穿过钻井节流器70a和/或70b之前测量的钻井泥浆的温度和压力与在钻井泥浆穿过钻井节流器70a和/或70b之后测量的钻井泥浆的温度和压力进行比较。此外,在一些实施例中,将在钻井泥浆穿过钻井节流器70a和/或70b之前测量的钻井泥浆的密度和压力与在钻井泥浆穿过钻井节流器70a和/或70b之后测量的钻井泥浆的密度和压力进行比较。最后,在一些实施例中,将在钻井泥浆通过钻井节流器70a和/或70b之前测量的钻井泥浆的温度、密度和压力与在钻井泥浆通过钻井节流器70a和/或70b之后测量的钻井泥浆的温度、密度和压力进行比较。

在一些实施例中,在MPD歧管20的操作、方法124的执行、方法142的执行或其任何组合期间,允许钻井泥浆流过钻井节流器70a至70b之一,并且钻井节流器70a至70b之一根据前述内容受到控制;在一些实施例中,钻井节流器70a至70b中的剩余一个被关闭,但是仍然出于后备目的而被提供,例如,在钻井节流器70a至70b中的一个或两个出现操作问题的情况下。在MPD歧管20的操作、方法124的执行、方法142的执行或其任何组合期间,允许钻井泥浆流过钻井节流器70a至70b两者,并且钻井节流器70a至70b两者都根据前述内容受到控制。

在一个实施例中,如图8所示,控制井筒29内的钻井泥浆背压的方法被示意性地示出,并且总体上由附图标记124指代。方法124包括在步骤126从井筒29接收钻井泥浆;或者:在步骤128,使用钻井节流器70a和70b中的一个或多个来控制井筒29内钻井泥浆的背压,钻井节流器70a和70b是节流模块36的一部分,或者在步骤131绕过节流模块36的钻井节流器70a和70b;或者:在步骤134,使用流量计96测量从井筒29接收的钻井泥浆的流速,流量计96是流量计模块38的一部分,或者在步骤136绕过流量计模块38的流量计96;并且在步骤138排放钻井泥浆。

在步骤126,从井筒29接收钻井泥浆。在步骤126的实施例中,通过流动配件104a从井筒29接收钻井泥浆,流动配件104a可操作地联接到流块86a并通过流块86a的流体通道94c与流块86a的内部区域92流体连通。在步骤126的另一个实施例中,通过流动配件106a从井筒29接收钻井泥浆,流动配件106a以与流动配件104b可操作地联接到流块64a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块64b,除了流动配件106a可操作地联接到类似于流块64a的侧80b的流块64b的侧。

在一些实施例中,在步骤128,钻井节流器70a和70b中的一个或多个控制井筒29内钻井泥浆的背压。在步骤128的实施例中,钻井节流器70a和70b中的一个或多个用于通过以下方式控制井筒29内钻井泥浆的背压:允许流体通过以下元件组合中的一个或两个从流块64b流到流块64a:断流阀66b、钻井节流器70a和断流阀66a;断流阀66d、钻井节流器70b和断流阀66c;并且阻止或至少减少流体通过断流阀66e从流块64b流到流块64a。更具体地,钻井节流器70a和70b中的一个或多个可以用于通过致动断流阀66a至66e来控制井筒29内钻井泥浆的背压,使得:断流阀66a至66b打开,断流阀66c至66e关闭;断流阀66c至66d打开,断流阀66a至66b和66e关闭;或者断流阀66a至66d打开,断流阀66e关闭。

在一些实施例中,钻井节流器70a和70b在步骤131被绕过。在步骤131的一个实施例中,节流模块36的钻井节流器70a和70b通过以下方式被绕过:允许流体通过断流阀66e从流块64b流到流块64a;并且阻止或至少减少流体通过以下元件组合中的每一个从流块64b流到流块64a:断流阀66b、钻井节流器70a和断流阀66a;以及断流阀66d、钻井节流器70b和断流阀66c。更具体地,节流模块36的钻井节流器70a和70b通过致动断流阀66a至66e而被绕过,从而使得:断流阀66a至66d关闭,断流阀66e打开。

在一些实施例中,在步骤134,流量计96测量从井筒29接收的钻井泥浆的流速。在一些实施例中,为了在步骤134测量钻井流体的流速,使用阀模块40将钻井泥浆传送到流量计模块38。在一个实施例中,使用阀模块40通过以下方式将钻井泥浆传送到流量计模块38:允许流体通过阀88b、流量计96和阀88d从流块86a流到流块86b,并且阻止或至少减少流体通过阀88e从流块86a流到流块86b。更具体地说,阀模块40可用于通过致动阀88a至88e将钻井泥浆传送到流量计模块38,从而使得:阀88b至88d打开,阀88a和88e关闭;或者阀88a、88b和88d打开,阀88c和88e关闭。

在步骤134的实施例中,钻井泥浆从阀88b流过滑阀100a、流块98a、滑阀100b、流块98b和流量计96,并流入阀88d。在钻井泥浆流过流量计96的过程中,流量计96测量钻井泥浆的流速。在一些实施例中,流量计96是科里奥利流量计。

在一些实施例中,流量计模块38的流量计96在步骤136被绕过。在步骤136的实施例中,通过以下方式绕过流量计模块38的流量计96:阻止或至少减少流体通过阀88b、流量计96和阀88d从流块86a流到流块86b;并且允许流体通过阀88e从流块86a流到流块86b。更具体地,可以通过如下方式绕过流量计模块38的流量计96:致动断流阀88a至88e,使得:阀88c和88e打开,阀88a、88b和88d关闭;或者阀88a和88e打开,阀88b至88d关闭。

方法124包括在步骤138排放钻井泥浆。在步骤138的实施例中,通过以下任一个排放钻井泥浆:流动配件104b,其可操作地联接到流块64a并通过流块64a的流动通道84c与流块64a的内部区域82流体连通;或者流动配件106b,其以与流动配件104a可操作地联接到流块86a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块86b,除了流动配件106b可操作地联接到类似于流块86a的侧的流块86b的侧90d。

在步骤126和138的一个实施例中,在步骤126,通过流动配件104a从井筒29接收钻井泥浆,流动配件104a可操作地联接到流块86a并通过流块86a的流体通道94c与流块86a的内部区域92流体连通,并且在步骤138,通过流动配件104b排放钻井泥浆,流动配件104b可操作地联接到流块64a,并通过流块64a的流体通道84c与流块64a的内部区域82流体连通。在步骤126和138的另一个实施例中,在步骤126,通过流动配件106a从井筒29接收钻井泥浆,流动配件106a以与流动配件104b可操作地联接到流块64a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块64b,并且在步骤138,通过流动配件106b排放钻井泥浆,流动配件106b以与流动配件104a可操作地联接到流块86a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块86b。

在各种实施例中,方法124的步骤可以用不同顺序和/或方式的不同步骤组合来执行。例如,方法124的一个实施例包括:步骤126,其中通过流动配件104a从井筒29接收钻井泥浆,该流动配件104a可操作地联接到流块86a并通过流块86a的流体通道94c与流块86a的内部区域92流体连通;在步骤126期间和/或之后,为步骤134,其中钻井泥浆通过阀88b、滑阀100a、流块98a、滑阀100b、流块98b、流量计96和阀88d从流块86a流到流块86b(阀88a和88e关闭);在步骤134期间和/或之后,为步骤128,其中钻井泥浆通过阀88c从流块86b流到流块64b,并且通过一个或多个以下元件组合从流块64b流到流块64a:断流阀66b、钻井节流器70a和断流阀66a;以及断流阀66d、钻井节流器70b和断流阀66c(断流阀66e关闭);以及在步骤128期间和/或之后,为步骤138,其中通过流动配件104b排放钻井泥浆,流动配件104b可操作地联接到流块64a,并通过流块64a的流体通道84c与流块64a的内部区域82流体连通。

另一个示例是,方法124的实施例包括:步骤126,其中通过流动配件104a从井筒29接收钻井泥浆,该流动配件104a可操作地联接到流块86a并通过流块86a的流体通道94c与流块86a的内部区域92流体连通;在步骤126期间和/或之后,为步骤136,其中钻井泥浆通过阀88e从流块86a流到流块86b(阀88a至88d关闭);在步骤136期间和/或之后,为步骤128,其中钻井泥浆通过阀88c从流块86b流到流块64b,并且通过元件组合中的一个或多个以下从流块64b流到流块64a:断流阀66b、钻井节流器70a和断流阀66a;以及断流阀66d、钻井节流器70b和断流阀66c(断流阀66e关闭);以及在步骤128期间和/或之后,为步骤138,其中通过流动配件104b排放钻井泥浆,流动配件104b可操作地联接到流块64a,并通过流块64a的流体通道84c与流块64a的内部区域82流体连通。

又一个示例是,方法124的实施例包括:步骤126,其中通过流动配件104a从井筒29接收钻井泥浆,该流动配件104a可操作地联接到流块86a,并通过流块86a的流体通道94c与流块86a的内部区域92流体连通;在步骤126期间和/或之后,为步骤134,其中钻井泥浆通过阀88b、滑阀100a、流块98a、滑阀100b、流块98b、流量计96和阀88d从流块86a流到流块86b(阀88a和88e关闭);在步骤134期间和/或之后,为步骤131,其中钻井泥浆通过阀88c从流块86b流到流块64b,并且通过断流阀66e从流块64b流到流块64a(断流阀66a至66d关闭);以及在步骤131期间和/或之后,为步骤138,其中通过流动配件104b排放钻井泥浆,流动配件104b可操作地联接到流块64a,并通过流块64a的流体通道84c与流块64a的内部区域82流体连通。

又一个示例是,方法124的实施例包括:步骤126,其中通过流动配件104a从井筒29接收钻井泥浆,该流动配件104a可操作地联接到流块86a,并通过流块86a的流体通道94c与流块86a的内部区域92流体连通;在步骤126期间和/或之后,为步骤136,其中钻井泥浆通过阀88e从流块86a流到流块86b(阀88a至88d关闭);在步骤136期间和/或之后,为步骤131,其中钻井泥浆通过阀88c从流块86b流到流块64b,并且通过断流阀66e从流块64b流到流块64a(断流阀66a至66d关闭);以及在步骤131期间和/或之后,为步骤138,其中钻井泥浆通过流动配件104b排放,流动配件104b可操作地联接到流块64a,并通过流块64a的流体通道84c与流块64a的内部区域82流体连通。

又一个示例是,方法124的实施例包括:步骤126,其中通过流动配件106a从井筒29接收钻井泥浆,流动配件106a以与流动配件104b可操作地联接到流块64a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块64b;在步骤126期间和/或之后,在步骤128,钻井泥浆通过以下元件组合中的一个或多个从流块64b流到流块64a:断流阀66b、钻井节流器70a和断流阀66a;以及断流阀66d、钻井节流器70b和断流阀66c(断流阀66e关闭);在步骤128期间和/或之后,为步骤134,其中钻井泥浆通过阀88a从流块64a流到流块86a,并且通过阀88b、滑阀100a、流块98a、滑阀100b、流块98b、流量计96和阀88d从流块64a流到流块88d(阀88c和88e关闭);并且在步骤134期间和/或之后,为步骤138,其中通过流动配件106b排放钻井泥浆,流动配件106b以与流动配件104a可操作地联接到流块86a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块86b。

又一个示例是,方法124的实施例包括:步骤126,其中通过流动配件106a从井筒29接收钻井泥浆,流动配件106a以与流动配件104b可操作地联接到流块64a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块64b;在步骤126期间和/或之后,为步骤128,其中钻井泥浆通过以下元件组合中的一个或多个从流块64b流到流块64a:断流阀66b、钻井节流器70a和断流阀66a;以及断流阀66d、钻井节流器70b和断流阀66c(断流阀66e关闭);在步骤128期间和/或之后,为步骤136,其中钻井泥浆通过阀88a从流块64a流到流块86a,并且通过阀88e从流块86a流到流块86b(阀88b至88d关闭);以及在步骤136期间和/或之后,为步骤138,其中通过流动配件106b排放钻井泥浆,流动配件106b以与流动配件104a可操作地联接到流块86a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块86b。

又一个示例是,方法124的实施例包括:步骤126,其中通过流动配件106a从井筒29接收钻井泥浆,流动配件106a以与流动配件104b可操作地联接到流块64a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块64b;在步骤126期间和/或之后,为步骤131,其中钻井泥浆通过断流阀66e从流块64b流到流块64a(断流阀66a至66d关闭);在步骤131期间和/或之后,为步骤134,其中钻井泥浆通过阀88a从流块64a流到流块86a,并通过阀88b、滑阀100a、流块98a、滑阀100b、流块98b、流量计96和阀88d从流块86a流到流块86b(阀88c和88e关闭);并且在步骤134期间和/或之后,为步骤138,其中钻井泥浆通过流动配件106b排放,流动配件106b以与流动配件104a可操作地联接到流块86a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块86b。

最后,又一个示例是,方法124的实施例包括:步骤126,其中通过流动配件106a从井筒29接收钻井泥浆,流动配件106a以与流动配件104b可操作地联接到流块64a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块64b;在步骤126期间和/或之后,为步骤131,其中钻井泥浆通过断流阀66e从流块64b流到流块64a(断流阀66a至66d关闭);在步骤131期间和/或之后,为步骤136,其中钻井泥浆通过阀88a从流块64a流到流块86a,并且通过阀88e从流块86a流到流块86b(阀88b至88d关闭);以及在步骤136期间和/或之后,为步骤138,其中钻井泥浆通过流动配件106b排放,流动配件106b以与流动配件104a可操作地联接到流块86a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块86b。

在一些实施例中,MPD歧管20的配置,包括用于执行方法124的钻井节流器70a和70b以及流量计96,优化了钻井系统10的效率,从而改进了钻井操作的成本和效率。这种效率的改进有利于操作人员应对挑战,诸如例如连续操作、恶劣的井下环境、多口延伸侧井等。在一些实施例中,MPD歧管20的配置,包括用于执行方法124的钻井节流器70a和70b以及流量计96,有利地影响MPD歧管20的尺寸和/或重量,并因此影响MPD歧管20在井场的可运输性和总占地面积。

在一些实施例中,用于执行方法124的MPD歧管20上的钻井节流器70a和70b以及流量计96的集成性质使得检查、维修或修理MPD歧管20更容易,从而减少钻井操作期间的停机时间。在一些实施例中,用于执行方法124的MPD歧管20上的钻井节流器70a和70b以及流量计96的集成性质使得更容易协调MPD歧管20的诸如钻井节流器70a和70b和/或流量计96以及其他部件等部件的检查、维修、修理或更换。

在这点上,图4(b)、图4(d)、图7(b)和图7(c)中的箭头140指示了当滑阀72a和74a分别从断流阀66a和66b上分离时,或者当流块68a和钻井节流器70a分别从滑阀72a和74a上分离时,钻井节流器70a容易从节流模块36上移除的方向。此外,箭头140指示了当滑阀72b和74b分别从断流阀66c和66d上分离时,或者当流块68b和钻井节流器70b分别从滑阀72b和74b上分离时,钻井节流器70b容易从节流模块36上移除的方向。因此,钻井节流器70a和70b中的任一个可以在钻井操作期间容易地被检查、维修、修理或更换,同时钻井节流器70a和70b中的另一个保持使用。

在一个实施例中,如图9所示,控制井筒29内钻井泥浆背压的方法被示意性地示出,并且总体上由附图标记142指代。方法142包括在步骤144从井筒29接收钻井泥浆;在步骤146,在钻井泥浆流过钻井节流器70a和/或70b之前,使用第一传感器测量钻井泥浆的第一物理特性;在步骤148,使钻井泥浆流过钻井节流器70a和/或70b;在步骤150,在钻井泥浆流过钻井节流器70a和/或70b之后,使用第二传感器测量钻井泥浆的第一物理特性;在步骤152,比较由第一和第二传感器获得的第一物理特性的相应测量值;在步骤154,至少基于第一和第二传感器对第一物理特性的相应测量值的比较,确定钻井泥浆中夹带的气体量;以及在步骤156,基于钻井泥浆中夹带的气体量的确定,调节钻井节流器70a和/或70b,以控制井筒29内的钻井泥浆背压。在一些实施例中,当钻井泥浆中夹带的气体量高于临界阈值时,调节钻井节流器70a和/或70b以增加井筒29内的钻井泥浆背压。在一些实施例中,除了确定钻井泥浆中夹带的气体量之外,或者代替确定钻井泥浆中夹带的气体量,步骤154包括至少基于由第一和第二传感器获得的第一物理特性的相应测量值的比较来确定钻井泥浆的重量。结果,步骤156包括基于钻井泥浆重量的确定来调节钻井节流器70a和/或70b,以控制井筒29内的钻井泥浆背压。

在步骤146、148和150的实施例中,第一物理特性是密度,第一和第二传感器是密度计46和50。在步骤146、148和150的另一个实施例中,第一物理特性是温度,第一和第二传感器是温度传感器44和48。在步骤146、148和150的又一实施例中,第一物理特性是压力,并且第一和第二传感器是可操作地联接到测量配件102a、102b、108和/或另一测量配件的压力传感器;在一些实施例中,这些压力传感器可以是压力监测设备103和/或107、可以包括压力监测设备103和/或107或者可以是压力监测设备103和/或107的一部分。

在方法142的一些实施例中,步骤146、148和150还包括在钻井泥浆流过钻井节流器70a和/或70b之前,使用第三传感器测量钻井泥浆的第二物理特性,在钻井泥浆流过钻井节流器70a和/或70b之后,使用第四传感器测量钻井泥浆的第二物理特性,并且比较由第三和第四传感器获得的第二物理特性的相应测量值。在一些实施例中,确定钻井泥浆中夹带的气体量还基于第三和第四传感器对第二物理特性的相应测量值的比较。在一个实施例中,第一物理特性是密度,第一和第二传感器是密度计46和50,第二物理特性是温度,第三和第四传感器是温度传感器44和48。在另一个实施例中,第一物理特性是密度,第一和第二传感器是密度计46和50,第二物理特性是压力,第三和第四传感器是可操作地联接到测量配件102a、102b、108和/或另一个测量配件的压力传感器;在一些实施例中,这些压力传感器可以是压力监测设备103和/或107、可以包括压力监测设备103和/或107或者可以是压力监测设备103和/或107的一部分。在又一实施例中,第一物理特性是温度,第一和第二传感器是温度传感器44和48,第二物理特性是压力,第三和第四传感器是可操作地联接到测量配件102a、102b、108和/或另一测量配件的压力传感器;在一些实施例中,这些压力传感器可以是压力监测设备103和/或107、可以包括压力监测设备103和/或107或者可以是压力监测设备103和/或107的一部分。

在方法142的一些实施例中,步骤146、148和150还包括在钻井泥浆流过钻井节流器70a和/或70b之前,使用第五传感器测量钻井泥浆的第三物理特性,在钻井泥浆流过钻井节流器70a和/或70b之后,使用第六传感器测量钻井泥浆的第三物理特性,并且比较由第五和第六传感器获得的第三物理特性的相应测量值。在一些实施例中,确定钻井泥浆中夹带的气体量还基于第五和第六传感器对第三物理特性的相应测量值的比较。在一个实施例中,第一物理特性是密度,第一和第二传感器是密度计46和50,第二物理特性是温度,第三和第四传感器是温度传感器44和48,第三物理特性是压力,第五和第六传感器是可操作地联接到测量配件102a、102b、108和/或另一测量配件的压力传感器;在一些实施例中,这些压力传感器可以是压力监测设备103和/或107、可以包括压力监测设备103和/或107或者可以是压力监测设备103和/或107的一部分。

在一个实施例中,如图10(a)至图10(f)所示,节流模块36从MPD歧管20中省略,替换成节流模块158——节流模块36容易被节流模块158替换或取代(反之亦然)的能力在图2和图3中示出。节流模块158包括流块160a至160b、断流阀162a至162m、泄放阀163a至163f、流块164a至164c和钻井节流器166a至166c。断流阀162a至162m每一个可在允许流体流过的打开配置和阻止或至少减少流体流过的关闭配置之间致动。在一些实施例中,断流阀162a至162m是闸阀。备选地,一个或多个断流阀162a至162m可以是另一种类型的阀,诸如例如旋塞阀。断流阀162m可操作地联接在流块160a和160b之间。

断流阀162a可操作地联接到流块160a。泄放阀163a可操作地联接到断流阀162a,与流块160a相对。断流阀162b可操作地联接到泄放阀163a,与断流阀162a相对。流块164a通过例如滑阀168a可操作地联接到断流阀162b,与泄放阀163a相对。结合起来,泄放阀163a和断流阀162a和162b可以提供流块164a与流块160a的一种类型的“双重断流-泄放”隔离。例如,在一些实施例中,为了提供流块164a与流块160a的一种类型的“双重断流-泄放”隔离,关闭断流阀162a和162b,打开泄放阀163a以允许断流阀162a和162b之间的流体流动路径的任何必要的泄放或减压,确保流块164a已经与流块160a流体隔离。在一些实施例中,结合起来,泄放阀163a和断流阀162a和162b提供了流块164a与流块160a的一种类型的“双重断流-泄放”隔离,因此,在一些实施例中,这种结合特别适用于海上应用。断流阀162c可操作地联接到流块160b。泄放阀163b可操作地联接到断流阀162c,与流块160b相对。断流阀162d可操作地联接到泄放阀163b,与断流阀162c相对。钻井节流器166a通过例如滑阀170a可操作地联接到断流阀162d,与泄放阀163b相对。结合起来,泄放阀163b和断流阀162c和162d可以提供钻井节流器166a与流块160b的一种类型的“双重断流-泄放”隔离。例如,在一些实施例中,为了提供钻井节流器166a与流块160b的一种类型的“双重断流-泄放”隔离,关闭断流阀162c和162d,打开泄放阀163b以允许断流阀162c和162d之间的流体流动路径的任何必要的泄放或减压,确保钻井节流器166a已经与流块160b流体隔离。在一些实施例中,结合起来,泄放阀163b和断流阀162c和162d提供了钻井节流器166a与流块160b的一种类型的“双重断流-泄放”隔离,因此,在一些实施例中,这种结合特别适用于海上应用。钻井节流器166a通过例如滑阀172a可操作地联接到流块164a。

断流阀162e可操作地联接到邻近断流阀162a的流块160a。泄放阀163c可操作地联接到断流阀162e,与流块160a相对。断流阀162f可操作地联接到泄放阀163c,与断流阀162e相对。流块164b通过例如滑阀168b可操作地联接到断流阀162f,与泄放阀163c相对。结合起来,泄放阀163c和断流阀162e和162f可以提供流块164b与流块160a的一种类型的“双重断流-泄放”隔离。例如,在一些实施例中,为了提供流块164b与流块160a的一种类型的“双重断流-泄放”隔离,关闭断流阀162e和162f两者,打开泄放阀163c以允许断流阀162e和162f之间的流体流动路径的任何必要的泄放或减压,确保流块164b已经与流块160a流体隔离。在一些实施例中,结合起来,泄放阀163c和断流阀162e和162f提供了流块164b与流块160a的一种类型的“双重断流-泄放”隔离,因此,在一些实施例中,这种结合特别适用于海上应用。断流阀162g可操作地联接到邻近断流阀162c的流块160b。泄放阀163d可操作地联接到断流阀162g,与流块160b相对。断流阀162h可操作地联接到泄放阀163d,与断流阀162g相对。钻井节流器166b通过例如滑阀170b可操作地联接到与泄放阀163d相对的断流阀162h。结合起来,泄放阀163d和断流阀162g和162h可以提供钻井节流器166b与流块160b的一种类型的“双重断流-泄放”隔离。例如,在一些实施例中,为了提供钻井节流器166b与流块160b的一种类型的“双重断流-泄放”隔离,关闭断流阀162g和162h两者,打开泄放阀163d以允许断流阀162g和162h之间的流体流动路径的任何必要的泄放或减压,确保钻井节流器166b已经与流块160b流体隔离。在一些实施例中,结合起来,泄放阀163d和断流阀162g和162h提供了钻井节流器166b与流块160b的一种类型的“双重断流-泄放”隔离,因此,在一些实施例中,这种结合特别适用于海上应用。钻井节流器166b通过例如滑阀172b可操作地联接到流块164b。

断流阀162i可操作地联接到邻近断流阀162e的流块160a。泄放阀163e可操作地联接到断流阀162i,与流块160a相对。断流阀162j可操作地联接到泄放阀163e,与断流阀162i相对。流块164c通过例如滑阀168c可操作地联接到断流阀162j,与泄放阀163e相对。结合起来,泄放阀163e和断流阀162i和162j可以提供流块164c与流块160a的一种类型的“双重断流-泄放”隔离。例如,在一些实施例中,为了提供流块164c与流块160a的一种类型的“双重断流-泄放”隔离,关闭断流阀162i和162j,打开泄放阀163e以允许断流阀162i和162j之间的流体流动路径的任何必要的泄放或减压,确保流块164c已经与流块160a流体隔离。在一些实施例中,结合起来,泄放阀163e和断流阀162i和162j提供了流块164c与流块160a的一种类型的“双重断流-泄放”隔离,因此,在一些实施例中,这种结合特别适用于海上应用。断流阀162k可操作地联接到邻近断流阀162g的流块160b。泄放阀163f可操作地联接到断流阀162k,与流块160b相对。断流阀162l可操作地联接到泄放阀163f,与断流阀162k相对。钻井节流器166c通过例如滑阀170c可操作地联接到断流阀162l,与泄放阀163f相对。结合起来,泄放阀163f和断流阀162k和162l可以提供钻井节流器166c与流块160b的一种类型的“双重断流-泄放”隔离。例如,在一些实施例中,为了提供钻井节流器166c与流块160b的一种类型的“双重断流-泄放”隔离,关闭断流阀162k和162l两者,打开泄放阀163f以允许断流阀162k和162l之间的流体流动路径的任何必要的泄放或减压,确保钻井节流器166c已经与流块160b流体隔离。在一些实施例中,结合起来,泄放阀163f和断流阀162k和162l提供了钻井节流器166c与流块160b的一种类型的“双重断流-泄放”隔离,因此,在一些实施例中,这种结合特别适用于海上应用。钻井节流器166c通过例如滑阀172c可操作地联接到流块164c。

在一些实施例中,泄放阀163a至163f中的每一个是针阀、包括针阀或者是针阀的一部分。在一些实施例中,泄放阀163a至163f中的至少一个是针阀、包括针阀或者是针阀的一部分。在一些实施例中,泄放阀163a至163f中的一个或多个是针阀、包括针阀或者是针阀的一部分。在一些实施例中,钻井节流器166a至166c中的每一个是4英寸内径(ID)的节流器。在一些实施例中,钻井节流器166a至166c中的每一个限定了大约4英寸的内径。

节流模块158可在背压控制配置和节流旁路配置之间致动。在背压控制配置中,流块160b通过钻井节流器166a、166b和/或166c中的一个或多个与流块160a流体连通。在一些实施例中,当节流模块158处于背压控制配置时,流块160b不通过断流阀162m与流块160a流体连通(即,断流阀162m关闭)。在钻井系统10的操作过程中,当节流模块158处于背压控制配置时,钻井节流器166a、166b和/或166c中的一个或多个被调节以考虑钻井泥浆流速的变化,从而保持井筒29内的期望背压。在节流旁路配置中,流块160b通过断流阀162m与流块160a流体连通。在一些实施例中,当节流模块158处于节流旁路配置时,流块160b不通过钻井节流器166a、166b或166c与流块160a流体连通。在一些实施例中,为了使流块160a和160b之间能够通过断流阀162m进行这种流体连通,断流阀162a至162l被致动为关闭配置,断流阀162m被致动为打开配置。

在一些实施例中,钻井节流器166a、166b和/或166c中的一个或多个是手动节流器,因此当节流模块158处于背压控制配置时,使钻井人员能够手动控制钻井系统10内的背压。在一些实施例中,当节流模块158处于背压控制配置时,钻井节流器166a、166b和/或166c中的一个或多个是由电子压力监控设备自动控制的自动节流器。在一些实施例中,钻井节流器166a、166b和/或166c中的一个或多个是手动/自动节流器的组合。

在一些实施例中,当节流模块158处于背压控制配置时,流块160b至少通过钻井节流器166a与流块160a流体连通。为了能够通过钻井节流器166a在流块160a和160b之间实现这种流体连通,断流阀162a、162b、162c和162d被致动为打开配置,断流阀162m被致动为关闭配置。结果,流块160b分别至少通过断流阀162c、泄放阀163a、断流阀162d、滑阀170a、钻井节流器166a、滑阀172a、流块164a、滑阀168a、断流阀162b、泄放阀163a和断流阀162a与流块160a流体连通。

在一些实施例中,当节流模块158处于背压控制配置时,流块160b至少通过钻井节流器166b与流块160a流体连通。为了能够通过钻井节流器166b在流块160a和160b之间实现这种流体连通,断流阀162e、162f、162g和162h被致动为打开配置,断流阀162m被致动为关闭配置。结果,流块160b分别至少通过断流阀162g、泄放阀163d、断流阀162h、滑阀170b、钻井节流器166b、滑阀172b、流块164b、滑阀168b、断流阀162f、泄放阀163c和断流阀162e与流块160a流体连通。

在一些实施例中,当节流模块158处于背压控制配置时,流块160b至少通过钻井节流器166c与流块160a流体连通。为了能够通过钻井节流器166c在流块160a和160b之间实现这种流体连通,断流阀162i、162j、162k和162l被致动为打开配置,并且断流阀162m被致动为关闭配置。结果,流块160b分别至少通过断流阀162l、泄放阀163f、断流阀162l、滑阀170c、钻井节流器166c、滑阀172c、流块164c、滑阀168c、断流阀162j、泄放阀163e和断流阀162i与流块160a流体连通。

在一些实施例中,流块160a和160b基本上彼此相同,因此,结合图11(a)至图11(b),下面将仅详细描述流块160a;然而,以下描述适用于流块160a和160b两者。在一个实施例中,如图11(a)至图11(b)所示,继续参考图10(a)至图10(f),流块160a包括端部174a至174b和侧176a至176d。在一些实施例中,端部174a和174b以基本平行的关系隔开。在一些实施例中,侧176a和176b以基本平行的关系隔开,每个侧从端部174a延伸到端部174b。在一些实施例中,侧176c和176d以基本平行的关系隔开,每个侧从端部174a延伸到端部174b。在一些实施例(其中一个实施例如图11(a)至图11(b)所示)中,侧176a和176b以基本平行的关系隔开,侧176c和176d以基本平行的关系隔开。在一些实施例中,侧176a和176b以与侧176c和176d基本垂直的关系隔开。在一些实施例中,端部174a和174b以与侧176a和176b基本垂直的关系间隔开。在一些实施例中,端部174a和174b以与侧176c和176d基本垂直的关系隔开。在一些实施例(其中一个实施例如图11(a)至图11(b)所示)中,端部174a和174b与侧176a、176b、176c和176d以基本垂直的关系隔开。

此外,流块160a限定了内部区域178和流体通道180a至180g。在一些实施例中,流体通道180a延伸穿过流块160a的端部174a进入内部区域178。在一些实施例中,流体通道180b延伸穿过流块160a的端部174b进入内部区域178。在一些实施例(其中一个实施例如图11(a)至图11(b)所示)中,流体通道180a延伸穿过流块160a的端部174a进入内部区域178,并且流体通道180b延伸穿过流块160a的端部174b进入内部区域178。在一些实施例中,流体通道180a和180b与内部区域178一起形成连续的流体通道。在一些实施例中,流体通道180c延伸穿过流块160a的侧176a进入内部区域178。在一些实施例中,流体通道180d延伸穿过流块160a的侧176b进入内部区域178。在一些实施例(其中一个实施例如图11(a)至图11(b)所示)中,流体通道180c延伸穿过流块160a的侧176a进入内部区域178,并且流体通道180d延伸穿过流块160a的侧176b进入内部区域178。在一些实施例中,流体通道180c和180d与内部区域178一起形成连续的流体通道。在一些实施例(其中一个实施例如图11(a)至图11(b)所示)中,流体通道180e、180f和180g各自延伸穿过流块160a的侧176c进入内部区域178。在一些实施例中,流体通道180a、180c或180d中的一个或多个从流块160a中省略,和/或类似于流块160a的流体通道180a、180c或180d的一个或多个流体通道从流块160b中省略。

在节流模块158的一个实施例中,如图10(a)至图10(f)所示,继续参考图11(a)至图11(b),可以看出,断流阀162a可操作地联接到流块160a的侧176c,并通过流体通道180e与流块160a的内部区域178流体连通,断流阀162e可操作地联接到流块160a的侧176c(邻近断流阀162a),并通过流体通道180f与流块160a的内部区域178流体连通,断流阀162i可操作地联接到流块160a的侧176c(邻近断流阀162e),并通过流体通道180g与流块160a的内部区域178流体连通。断流阀162c、162g和162k以与断流阀162a、162e和162i可操作地联接到流块160a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块160b。断流阀162m可操作地联接到流块160a的侧176b,并通过流体通道180d与流块160a的内部区域178流体连通。此外,断流阀162m以与断流阀162m可操作地联接到流块160a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块160b,除了断流阀162m可操作地联接到类似于流块160a的侧176a的流块160b的侧——结果,断流阀162m通过类似于流块160a的流体通道180c的流体通道与流块160b的内部区域流体连通。

在一些实施例中,断流阀162a、162e和162i与流块160a的可操作联接以及断流阀162c、162g和162k与流块160b的可操作联接减少了构成节流模块158所需的流体联接的数量,从而减少了潜在的泄漏路径。在一些实施例中,断流阀162a、162e和162i可操作地联接到流块160a的方式以及断流阀162c、162g和162k可操作地联接到流块160b的方式允许钻井节流器166a至166c可操作地并联联接在流块160a和160b之间。在一些实施例中,可操作地联接到流块160a的断流阀162a、162e和162i之间的间距以及可操作地联接到流块160b的断流阀162c、162g和162k之间的间距允许钻井节流器166a至166c可操作地并行联接在流块160a和160b之间。

当MPD歧管20与节流模块158而不是节流模块36组装在一起时,阀模块40可操作地联接在节流模块158和流量计模块38之间。更具体地,阀88a可操作地联接到流块160a的端部174b,并通过流体通道180b与其内部区域178流体连通,并且阀88c以与阀88a可操作地联接到流块160a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块160b。此外,阀88b可操作地联接到滑阀100a,与流块98a相对,阀88d可操作地联接到流量计96,与流块98b相对。结果,当阀模块40可操作地联接在节流模块158和流量计模块38之间时,如图10(a)至图10(f)所示,流量计模块38在大致水平的方向上延伸。在流量计模块38在大致水平的方向上延伸的那些实施例中,MPD歧管20特别适用于陆上钻井操作。在一些实施例中,不是阀88b可操作地联接到滑阀100a并且阀88d可操作地联接到流量计96,而是阀88b可操作地联接到流量计96,阀88d可操作地联接到滑阀100a。

在一个实施例中,如图10(a)至图10(f)所示,MPD歧管20还包括可操作地联接到流块86a的侧90c并通过流体通道94c与流块86a的内部区域92流体连通的流动配件182a,以及可操作地联接到流块160a的侧176a并通过流体通道180c与流块160a的内部区域178流体连通的流动配件182b。此外,除了流动配件182b之外,或者代替流动配件182b,MPD歧管20可以包括流动配件184a,该流动配件184a以与流动配件182b可操作地联接到流块160a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块160b,除了流动配件184a可操作地联接到类似于流块160a的侧176b的流块160b的侧。最后,除了流动配件182a之外,或者代替流动配件182a,MPD歧管20可以包括流动配件184b,该流动配件184b以与流动配件182a可操作地联接到流块86a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块86b,除了流动配件184b可操作地联接到类似于流块86a的侧90d的流块86b的侧。

在MPD歧管20包括流动配件182a和182b的那些实施例中,温度传感器48和密度计50可以通过流动配件182a可操作地联接到阀模块40(如图2所示),并且温度传感器44和密度计46可以通过流动配件182b可操作地联接到节流模块158(如图2所示)。在这样的实施例中,流动配件182a适于从RCD 16接收钻井泥浆,而MGS 22适于从流动配件182b接收钻井泥浆。结果,钻井泥浆可以被允许在流经钻井节流器166a、166b和/或166c之前流经流量计96。另外,在MPD歧管20包括流动配件184a和184b的那些实施例中,温度传感器48和密度计50可以通过流动配件184a可操作地联接到节流模块158(如图3所示),并且温度传感器44和密度计46可以通过流动配件184b可操作地联接到阀模块40(如图3所示)。在这样的实施例中,流动配件184a适于从RCD 16接收钻井泥浆,而MGS 22适于从流动配件184b接收钻井泥浆,如下面参考图3进一步详细描述的。结果,在流经流量计96之前,钻井泥浆可以被允许流经钻井节流器166a、166b和/或166c。

在一些实施例中,测量配件186可操作地联接到流块160b,并通过类似于流块160a的流体通道180a的流体通道与流块160b的内部区域流体连通。除了测量配件186之外,或者代替测量配件186,另一个测量配件(未示出)可以可操作地联接到流块160a的端部174a,并且通过流体通道180a与流块160a的内部区域178流体连通。在一些实施例中,压力监测设备185(如图10(a)所示),诸如例如用于自动控制钻井节流器166a、166b和/或166c中的一个或多个的电子压力监测设备(包括一个或多个压力传感器),可操作地联接到测量配件186和/或可操作地联接到流块160a的测量配件。除了电子压力监测设备之外,或者代替电子压力监测设备,压力监测设备185可以包括模拟压力监测设备(包括一个或多个压力传感器),其可以可操作地联接到测量配件186和/或可操作地联接到流块160a的测量配件。

在一个实施例中,如图12(a)至图12(d)所示,继续参考图10(a)至图10(f),阀模块40是可配置的,使得阀88b不是可操作地联接到流块86a的侧90b并通过流体通道94b与流块86a的内部区域92流体连通,而是阀88b可操作地联接到流块86a的侧90e并通过流体通道94e与流块86a的内部区域92流体连通。此外,阀88d以与阀88b可操作地联接到流块86a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块86b。结果,当阀模块40可操作地联接在节流模块158和流量计模块38之间时,如图12(a)至图12(d)所示,流量计模块38在大致垂直的方向上延伸,因此显著减小了MPD歧管20的总占地面积。在流量计模块38在大致垂直方向上延伸的那些实施例中,MPD歧管20特别适用于海上钻井操作。在一些实施例中,盲法兰95a可操作地联接到流块86a的侧90b,以阻止内部区域92和大气之间的连通。在一些实施例中,盲法兰95b以与盲法兰95a可操作地联接到流块86a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块86b。

在一些实施例中,为了确定钻井泥浆的重量:将由温度传感器44测量的钻井泥浆的温度与由温度传感器48测量的钻井泥浆的温度进行比较;将由密度计46测量的钻井泥浆密度与由密度计50测量的钻井泥浆密度进行比较;和/或由可操作地联接到测量配件102a和102b的压力监测设备103(如图10(f)所示)、可操作地联接到测量配件186的压力监测设备185(如图10(a)所示)、可操作地联接到MPD歧管20的另一个测量配件的压力监测设备或其任何组合测量的钻井泥浆的相应压力进行比较。因此,温度传感器44和48、密度计46和50和/或压力监测设备103和/或185可操作来确定钻井泥浆的重量是否低于临界阈值。在一些实施例中,响应于钻井泥浆的重量低于临界阈值的确定:循环到钻井工具的钻井流体(如图1中箭头30和32所示)的重量增加,和/或钻井节流器166a、166b和/或166c被调节以增加钻井29内钻井泥浆的背压。以这种方式,温度传感器44和48、密度计46和50和/或压力监测设备103和/或185可用于预测和阻止钻井操作期间的井涌。

在一些实施例中,为了确定钻井泥浆中夹带的气体量:将温度传感器44测量的钻井泥浆温度与温度传感器48测量的钻井泥浆温度进行比较;将由密度计46测量的钻井泥浆密度与由密度计50测量的钻井泥浆密度进行比较;和/或将由压力监测设备103、压力监测设备185、可操作地联接到MPD歧管20的另一测量配件的压力监测设备或其任何组合测量的钻井泥浆的相应压力进行比较。因此,温度传感器44和48、密度计46和50和/或压力监测设备103和/或185可操作来确定钻井泥浆中夹带的气体量是否高于临界阈值。在一些实施例中,响应于钻井泥浆中夹带的气体量高于临界阈值的确定:循环到钻井工具的钻井流体(如图1中箭头30和32所示)的重量增加,和/或钻井节流器166a、166b和/或166c被调节以增加井筒29内钻井泥浆的背压。以这种方式,温度传感器44和48、密度计46和50和/或压力监测设备103和/或185可用于预测和阻止钻井操作期间的井涌。

在一些实施例中,将在钻井泥浆穿过钻井节流器166a、166b和/或166c之前测量的钻井泥浆的温度和密度与钻井泥浆穿过钻井节流器166a、166b和/或166c之后的钻井泥浆的温度和密度进行比较。此外,在一些实施例中,将在钻井泥浆穿过钻井节流器166a、166b和/或166c之前测量的钻井泥浆的温度和压力与钻井泥浆穿过钻井节流器166a、166b和/或166c之后测量的钻井泥浆的温度和压力进行比较。此外,在一些实施例中,将在钻井泥浆穿过钻井节流器166a、166b和/或166c之前测量的钻井泥浆的密度和压力与在钻井泥浆穿过钻井节流器166a、166b和/或166c之后测量的钻井泥浆的密度和压力进行比较。最后,在一些实施例中,将在钻井泥浆穿过钻井节流器166a、166b和/或166c之前测量的钻井泥浆的温度、密度和压力与在钻井泥浆穿过钻井节流器166a、166b和/或166c之后测量的钻井泥浆的温度、密度和压力进行比较。

在一个实施例中,如图13所示,控制井筒29内钻井泥浆背压的方法被示意性地示出,并且总体上由附图标记188表示。方法188包括在步骤190从井筒29接收钻井泥浆;或者:在步骤192,使用一个或多个钻井节流器166a至166c控制井筒29内钻井泥浆的背压,钻井节流器166a至166c是节流模块158的一部分,或者在步骤194,绕过节流模块158的钻井节流器166a至166c;或者:在步骤196,使用流量计96测量从井筒29接收的钻井泥浆的流速,流量计96是流量计模块38的一部分,或者在步骤198,绕过流量计模块38的流量计96;并且在步骤200,排放钻井泥浆。在一些实施例中,方法188的步骤196和198基本上与方法124的步骤134和136相同;因此,将不进一步详细讨论步骤196和198。

在步骤190,从井筒29接收钻井泥浆。在步骤190的实施例中,通过流动配件182a从井筒29接收钻井泥浆,流动配件182a可操作地联接到流块86a,并通过流块86a的流体通道94c与流块86a的内部区域92流体连通。在步骤190的另一个实施例中,通过流动配件184a从井筒29接收钻井泥浆,流动配件184a以与流动配件182b可操作地联接到流块160a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块160b,除了流动配件184a可操作地联接到类似于流块160a的侧176b的流块160b的侧。

在一些实施例中,在步骤192,钻井节流器166a至166c中的一个或多个控制井筒29内钻井泥浆的背压。在步骤192的实施例中,钻井节流器166a至166c中的一个或多个用于通过以下方式控制井筒29内钻井泥浆的背压:允许流体通过以下元件组合中的一个或两个从流块160b流到流块160a:断流阀162c、泄放阀163b、断流阀162d、钻井节流器166a、断流阀162b、泄放阀163a和断流阀162a;断流阀162g、泄放阀163d、断流阀162h、钻井节流器166b、断流阀162f、泄放阀163c和断流阀162e;以及断流阀162k、泄放阀163f、断流阀162l、钻井节流器166c、断流阀162j、泄放阀163e和断流阀162i;并且阻止或至少减少流体通过断流阀162e从流块160b流到流块160a。更具体地,钻井节流器166a至166c中的一个或多个可以用于通过如下方式来控制井筒29内钻井泥浆的背压:致动断流阀162a至162m,使得:断流阀162a至162d被致动为打开配置,断流阀162e至162m被致动为关闭配置;断流阀162e至162h被致动为打开配置,断流阀162a至162d和162i至162m被致动为关闭配置;断流阀162i至162l被致动为打开配置,断流阀162a至162h和162m被致动为关闭配置;断流阀162a至162h被致动为打开配置,断流阀162i至162m被致动为关闭配置;断流阀162a至162d和162i至162l被致动为打开配置,断流阀162e至162h和162m被致动为关闭配置;断流阀162e至162l被致动为打开配置,断流阀162a至162d和162m被致动为关闭配置;或者断流阀162a至162l被致动为打开配置,断流阀162m被致动为关闭配置。

在一些实施例中,在步骤194,绕过钻井节流器166a至166c。在步骤194的实施例中,通过以下方式绕过节流模块158的钻井节流器166a至166c:允许流体通过断流阀162m从流块160b流到流块160a并且阻止或至少减少流体通过以下元件组合中的每一个从流块160b流到流块160a:断流阀162c、泄放阀163b、断流阀162d、钻井节流器166a、断流阀162b、泄放阀163a和断流阀162a;断流阀162g、泄放阀163d、断流阀162h、钻井节流器166b、断流阀162f、泄放阀163c和断流阀162e;以及断流阀162k、泄放阀163f、断流阀162l、钻井节流器166c、断流阀162j、泄放阀163e和断流阀162i。更具体地,通过致动断流阀162a至162m而绕过节流模块158的钻井节流器166a至166c,使得断流阀162a至162l关闭,断流阀162m打开。

方法188包括在步骤200排放钻井泥浆。在步骤200的一个实施例中,通过以下任一元件排放钻井泥浆:流动配件182b,其可操作地联接到流块160a,并通过流块160a的流体通道180c与流块160a的内部区域178流体连通;或者流动配件184b,其以与流动配件182a可操作地联接到流块86a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块86b,除了流动配件184b可操作地联接到类似于流块86a的侧90d的流块86b的侧。

在步骤190和200的一个实施例中,在步骤190,通过流动配件182a从井筒29接收钻井泥浆,流动配件182a可操作地联接到流块86a并通过流块86a的流动通道94c与流块86a的内部区域92流体连通,并且在步骤200,通过流动配件182b排放钻井泥浆,流动配件182b可操作地联接到流块160a并通过流块160a的流动通道180c与流块160a的内部区域178流体连通。在步骤190和200的另一个实施例中,在步骤190,通过流动配件184a从井筒29接收钻井泥浆,流动配件184a以与流动配件182b可操作地联接到流块160a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块160b,并且在步骤200,通过流动配件184b排放钻井泥浆,流动配件184b以与流动配件182a可操作地联接到流块86a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块86b。

在各种实施例中,方法188的步骤可以用不同顺序和/或方式的不同步骤组合来执行。例如,方法188的一个实施例包括:步骤190,其中通过流动配件182a从井筒29接收钻井泥浆,该流动配件182a可操作地联接到流块86a并通过流块86a的流体通道94c与流块86a的内部区域92流体连通;在步骤190期间和/或之后,为步骤196,其中钻井泥浆通过阀88b、滑阀100a、流块98a、滑阀100b、流块98b、流量计96和阀88d从流块86a流到流块86b(阀88a和88e关闭);在步骤196期间和/或之后,为步骤192,其中钻井泥浆通过阀88c从流块86b流到流块160b,并且通过以下元件组合中的一个或多个从流块160b流到流块160a:断流阀162c、泄放阀163b、断流阀162d、钻井节流器166a、断流阀162b、泄放阀163a和断流阀162a;断流阀162g、泄放阀163d、断流阀162h、钻井节流器166b、断流阀162f、泄放阀163c和断流阀162e;以及断流阀162k、泄放阀163f、断流阀162l、钻井节流器166c、断流阀162j、泄放阀163e和断流阀162i(断流阀162m关闭);以及在步骤192期间和/或之后,为步骤200,其中通过流动配件182b排放钻井泥浆,流动配件182b可操作地联接到流块160a,并通过流块160a的流体通道180c与流块160a的内部区域178流体连通。

另一个示例是,方法188的实施例包括:步骤190,其中通过流动配件182a从井筒29接收钻井泥浆,流动配件182a可操作地联接到流块86a,并通过流块86a的流体通道94c与流块86a的内部区域92流体连通;在步骤190期间和/或之后,为步骤198,其中钻井泥浆通过阀88e从流块86a流到流块86b(阀88a、88b和88d关闭);在步骤198期间和/或之后,为步骤192,钻井泥浆通过阀88c从流块86b流到流块160b,并且通过以下元件组合中的一个或多个从流块160b流到流块160a:断流阀162c、泄放阀163b、断流阀162d、钻井节流器166a、断流阀162b、泄放阀163a和断流阀162a;断流阀162g、泄放阀163d、断流阀162h、钻井节流器166b、断流阀162f、泄放阀163c和断流阀162e;以及断流阀162k、泄放阀163f、断流阀162l、钻井节流器166c、断流阀162j、泄放阀163e和断流阀162i(断流阀162m关闭);以及在步骤192期间和/或之后,为步骤200,其中通过流动配件182b排放钻井泥浆,流动配件182b可操作地联接到流块160a,并通过流块160a的流体通道180c与流块160a的内部区域178流体连通。

又一个示例是,方法188的实施例包括:步骤190,其中通过流动配件182a从井筒29接收钻井泥浆,该流动配件182a可操作地联接到流块86a,并通过流块86a的流体通道94c与流块86a的内部区域92流体连通;在步骤190期间和/或之后,为步骤196,其中钻井泥浆通过阀88b、滑阀100a、流块98a、滑阀100b、流块98b、流量计96和阀88d从流块86a流到流块86b(阀88a和88e关闭);在步骤196期间和/或之后,为步骤194,其中钻井泥浆通过阀88c从流块86b流到流块160b,并且通过断流阀162m从流块160b流到流块160a(断流阀162a至162l关闭);以及在步骤194期间和/或之后,为步骤200,其中通过流动配件182b排放钻井泥浆,流动配件182b可操作地联接到流块160a,并通过流块160a的流体通道180c与流块160a的内部区域178流体连通。

又一个示例是,方法188的实施例包括:步骤190,其中通过流动配件182a从井筒29接收钻井泥浆,该流动配件182a可操作地联接到流块86a,并通过流块86a的流体通道94c与流块86a的内部区域92流体连通;在步骤190期间和/或之后,为步骤198,其中钻井泥浆通过阀88e从流块86a流到流块86b(阀88a、88b和88d关闭);在步骤198期间和/或之后,为步骤194,其中钻井泥浆通过阀88c从流块86b流到流块160b,并且通过断流阀162m从流块160b流到流块160a(断流阀162a至162l关闭);以及在步骤194期间和/或之后,为步骤200,其中通过流动配件182b排放钻井泥浆,流动配件182b可操作地联接到流块160a,并通过流块160a的流体通道180c与流块160a的内部区域178流体连通。

又一示例是,方法188的实施例包括:步骤190,其中通过流动配件184a从井筒29接收钻井泥浆,流动配件184a以与流动配件182b可操作地联接到流块160a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块160b;在步骤190期间和/或之后,为步骤192,其中钻井泥浆通过以下元件组合中的一个或多个从流块160b流到流块160a:断流阀162c、泄放阀163b、断流阀162d、钻井节流器166a、断流阀162b、泄放阀163a和断流阀162a;断流阀162g、泄放阀163d、断流阀162h、钻井节流器166b、断流阀162f、泄放阀163c和断流阀162e;以及断流阀162k、泄放阀163f、断流阀162l、钻井节流器166c、断流阀162j、泄放阀163e和断流阀162i(断流阀162m关闭);在步骤192期间和/或之后,为步骤196,其中钻井泥浆通过阀88a从流块160a流到流块86a,并通过阀88b、滑阀100a、流块98a、滑阀100b、流块98b、流量计96和阀88d从流块86a流到流块86b(阀88c和88e关闭);并且在步骤196期间和/或之后,为步骤200,其中通过流动配件184b排放钻井泥浆,流动配件184b以与流动配件182a可操作地联接到流块86a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块86b。

又一示例是,方法188的实施例包括:步骤190,其中通过流动配件184a从井筒29接收钻井泥浆,流动配件184a以与流动配件182b可操作地联接到流块160a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块160b;在步骤190期间和/或之后,为步骤192,其中钻井泥浆通过以下元件组合中的一个或多个从流块160b流到流块160a:断流阀162c、泄放阀163b、断流阀162d、钻井节流器166a、断流阀162b、泄放阀163a和断流阀162a;断流阀162g、泄放阀163d、断流阀162h、钻井节流器166b、断流阀162f、泄放阀163c和断流阀162e;以及断流阀162k、泄放阀163f、断流阀162l、钻井节流器166c、断流阀162j、泄放阀163e和断流阀162i(断流阀162m关闭);在步骤192期间和/或之后,为步骤198,其中钻井泥浆通过阀88a从流块160a流到流块86a,并且通过阀88e从流块86a流到流块86b(阀88b、88c和88d关闭);并且在步骤198期间和/或之后,为步骤200,其中通过流动配件184b排放钻井泥浆,流动配件184b以与流动配件182a可操作地联接到流块86a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块86b。

又一示例是,方法188的实施例包括:步骤190,其中通过流动配件184a从井筒29接收钻井泥浆,流动配件184a以与流动配件182b可操作地联接到流块160a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块160b;在步骤190期间和/或之后,为步骤194,其中钻井泥浆通过断流阀162m从流块160b流到流块160a(断流阀162a至162l关闭);在步骤194期间和/或之后,为步骤196,其中钻井泥浆通过阀88a从流块160a流到流块86a,并通过阀88b、滑阀100a、流块98a、滑阀100b、流块98b、流量计96和阀88d从流块86a流到流块86b(阀88c和88e关闭);并且在步骤196期间和/或之后,为步骤200,其中通过流动配件184b排放钻井泥浆,流动配件184b以与流动配件182a可操作地联接到流块86a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块86b。

最后,又一个示例是,方法188的实施例包括:步骤190,其中通过流动配件184a从井筒29接收钻井泥浆,流动配件184a以与流动配件182b可操作地联接到流块160a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块160b;在步骤190期间和/或之后,为步骤194,其中钻井泥浆通过断流阀162m从流块160b流到流块160a(断流阀162a至162l关闭);在步骤194期间和/或之后,为步骤198,其中钻井泥浆通过阀88a从流块160a流到流块86a,并且通过阀88e从流块86a流到流块86b(阀88b至88d关闭);并且在步骤198期间和/或之后,为步骤200,其中通过流动配件184b排放钻井泥浆,流动配件184b以与流动配件182a可操作地联接到流块86a的方式基本相同的方式可操作地联接到流块86b。

在一些实施例中,MPD歧管20的配置,包括用于执行方法188的钻井节流器166a至166c和流量计96,优化了钻井系统10的效率,从而提高了钻井操作的成本和效率。这种效率的提高有利于操作人员应对挑战,例如连续操作、恶劣的井下环境、多口延伸侧井等。在一些实施例中,MPD歧管20的配置,包括用于执行方法188的钻井节流器166a至166c和流量计96有利地影响了MPD歧管20的尺寸和/或重量,从而影响MPD歧管20在井场的可运输性和总占地面积。

在一些实施例中,用于执行方法188的MPD歧管20上的钻井节流器166a至166c和流量计96的集成性质使得更容易检查、维修或修理MPD歧管20,从而减少了钻井操作期间的停机时间。在一些实施例中,用于执行方法188的MPD歧管20上的钻井节流器166a至166c和流量计96的集成性质使得更容易协调诸如例如钻井节流器166a至166c和/或流量计96以及其他部件的MPD歧管20的部件的检查、维修、修理或更换。在这点上,图10(b)、图10(d)、图12(b)和图12(c)中的箭头202指示了当滑阀168a和170a分别从断流阀162b和162d分离时,或者当流块164a和钻井节流器166a从相应滑阀168a和170a分离时,钻井节流器166a容易从节流模块158移除的方向。

此外,箭头202指示了当滑阀168b和170b分别从断流阀162f和162h上分离时,或者当流块164b和钻井节流器166b分别从滑阀168b和170b上分离时,钻井节流器166b容易从节流模块158上移除的方向。此外,箭头202指示了当滑阀168c和170c分别从断流阀162j和162l上分离时,或者当流块164c和钻井节流器166c从各自的滑阀168c和170c上分离时,钻井节流器166c容易从节流模块158上移除的方向。因此,在钻井操作期间,钻井节流器166a至166c中的一个可以容易地被检查、维修、修理或更换,而钻井节流器166a至166c中的另一个仍然在使用中。

在一个实施例中,如图14所示,控制井筒29内钻井泥浆背压的方法被示意性地示出,并且总体上由附图标记204指代。方法204包括在步骤206,从井筒29接收钻井泥浆;在步骤208,在钻井泥浆流过钻井节流器166a、166b和/或166c之前,使用第一传感器测量钻井泥浆的第一物理特性;在步骤210,使钻井泥浆流过钻井节流器166a、166b和/或166c;在步骤212,在钻井泥浆流过钻井节流器166a、166b和/或166c之后,使用第二传感器测量钻井泥浆的第一物理特性;在步骤214,比较由第一和第二传感器获得的第一物理特性的相应测量值;在步骤216,至少基于第一和第二传感器对第一物理特性的相应测量值的比较,确定钻井泥浆中夹带的气体量;以及在步骤218,基于钻井泥浆中夹带的气体量的确定,调节钻井节流器166a、166b和/或166c,以控制井筒29内的钻井泥浆的背压。在一些实施例中,当钻井泥浆中夹带的气体量高于临界阈值时,钻井节流器166a、166b和/或166c被调节以增加井筒29内钻井泥浆的背压。在一些实施例中,除了或代替确定钻井泥浆中夹带的气体量,步骤216包括至少基于由第一和第二传感器获得的第一物理特性的相应测量值的比较来确定钻井泥浆的重量。结果,步骤218包括基于钻井泥浆重量的确定来调节钻井节流器166a、166b和/或166c,以控制井筒29内钻井泥浆的背压。

在步骤208、210和212的实施例中,第一物理特性是密度,第一和第二传感器是密度计46和50。在步骤208、210和212的另一个实施例中,第一物理特性是温度,第一和第二传感器是温度传感器44和48。在步骤208、210和212的又一实施例中,第一物理特性是压力,并且第一和第二传感器是可操作地联接到测量配件102a、102b、186和/或另一测量配件的压力传感器;在一些实施例中,这些压力传感器可以是压力监测设备103和/或185、可以包括压力监测设备103和/或185或者可以是压力监测设备103和/或185的一部分。

在方法204的一些实施例中,步骤208、210和212还包括在钻井泥浆流过钻井节流器166a、166b和/或166c之前使用第三传感器测量钻井泥浆的第二物理特性,在钻井泥浆流过钻井节流器166a、166b和/或166c之后使用第四传感器测量钻井泥浆的第二物理特性,并且比较由第三和第四传感器获得的第二物理特性的相应测量值。在一些实施例中,确定钻井泥浆中夹带的气体量还基于第三和第四传感器对第二物理特性的相应测量值的比较。在一个实施例中,第一物理特性是密度,第一和第二传感器是密度计46和50,第二物理特性是温度,第三和第四传感器是温度传感器44和48。在另一个实施例中,第一物理特性是密度,第一和第二传感器是密度计46和50,第二物理特性是压力,第三和第四传感器是可操作地联接到测量配件102a、102b、186和/或另一个测量配件的压力传感器;在一些实施例中,这些压力传感器可以是压力监测设备103和/或185、可以包括压力监测设备103和/或185或者可以是压力监测设备103和/或185的一部分。在又一实施例中,第一物理特性是温度,第一和第二传感器是温度传感器44和48,第二物理特性是压力,第三和第四传感器是可操作地联接到测量配件102a、102b、186和/或另一测量配件的压力传感器。

在方法204的一些实施例中,步骤208、210和212还包括在钻井泥浆流过钻井节流器166a、166b和/或166c之前使用第五传感器测量钻井泥浆的第三物理特性,在钻井泥浆流过钻井节流器166a、166b和/或166c之后使用第六传感器测量钻井泥浆的第三物理特性,并且比较由第五和第六传感器获得的第三物理特性的相应测量值。在一些实施例中,确定钻井泥浆中夹带的气体量还基于第五和第六传感器对第三物理特性的相应测量值的比较。在一个实施例中,第一物理特性是密度,第一和第二传感器是密度计46和50,第二物理特性是温度,第三和第四传感器是温度传感器44和48,第三物理特性是压力,第五和第六传感器是可操作地联接到测量配件102a、102b、186和/或另一测量配件的压力传感器;在一些实施例中,这些压力传感器可以是压力监测设备103和/或185、可以包括压力监测设备103和/或185或者可以是压力监测设备103和/或185的一部分。

在一些实施例中,在MPD歧管20的操作、方法188的执行、方法204的执行或其任何组合期间,钻井泥浆被允许流过两个钻井节流器166a至166c,并且两个钻井节流器166a至166c根据前述内容受到控制;在一些实施例中,剩余的一个钻井节流器166a至166c是关闭的,但是仍然出于冗余目的而提供,诸如例如,在两个钻井节流器166a至166c中的一个或两个出现操作问题的情况下。在一些实施例中,部分由泄放阀163a至163f提供的上述“双重断流-泄放”功能,以及由使用至少两个钻井节流器166a至166c提供的流量,使得节流模块158特别适用于海上应用。在一些实施例中,部分由泄放阀163a至163f提供的上述“双重断流-泄放”功能,以及由使用全部三个钻井节流器166a至166c提供的流量,使得节流模块158特别适用于海上应用。

在一个实施例中,如图15所示,控制单元被示意性地示出,并且总体上由附图标记220指代——控制单元220包括处理器222和可操作地联接到其上的非暂时性计算机可读介质224,多个指令被存储在非暂时性计算机可读介质224上,这些指令可由处理器222访问和执行。在一些实施例中,如图4(a)至图4(c)、图4(e)和图4(f)所示,控制单元220与钻井节流器70a和/或70b通信。在节流模块36被省略并用节流模块158替换的那些实施例中,控制单元220可以与钻井节流器166a、166b和/或166c通信,而不是与钻井节流器70a和/或70b通信,如图10(a)至图10(c)、图10(e)和图10(f)所示。

在一些实施例中,如图2和图3所示,控制单元220也与流量计模块38通信,因此,控制单元220可以基于从流量计模块38接收的测量数据将控制信号传送到钻井节流器70a和/或70b(或钻井节流器166a、166b和/或166c)。在一些实施例中,如图2和图3所示,控制单元220还与温度传感器44和48通信,因此,控制单元220可以基于从温度传感器44和48接收的测量数据将控制信号传送到钻井节流器70a和/或70b(或钻井节流器166a、166b和/或166c)。在一些实施例中,如图2和图3所示,控制单元220还与密度计46和50通信,因此,控制单元220可以基于从密度计46和50接收的测量数据将控制信号传送到钻井节流器70a和/或70b(或钻井节流器166a、166b和/或166c)。在一些实施例中,控制单元220还与可操作地联接到测量配件102a、102b、108、186和/或另一测量配件的压力传感器通信,因此,控制单元220可以基于从压力传感器接收的测量数据将控制信号传送到钻井节流器70a和/或70b(或钻井节流器166a、166b和/或166c);在一些实施例中,这些压力传感器可以是压力监测设备103、107和/或185、可以包括压力监测设备103、107和/或185或者可以是压力监测设备103、107和/或185的一部分。最后,在一些实施例中,控制单元220还与同钻井系统10相关联的一个或多个其他传感器通信,诸如例如,与钻井工具18、井口12、BOP 14、RCD 16、MGS22、扩口24、振动器26和/或泥浆泵28相关联的一个或多个传感器;因此,控制单元220可以基于从一个或多个传感器接收的测量数据将控制信号传送到钻井节流器70a和/或70b(或钻井节流器166a、166b和/或166c)。

在一些实施例中,多个指令或计算机程序存储在非暂时性计算机可读介质上,这些指令或计算机程序可由一个或多个处理器访问和执行。在一些实施例中,一个或多个处理器执行多个指令(或计算机程序)以全部或部分操作上述实施例。在一些实施例中,一个或多个处理器是控制单元220、一个或多个其他计算设备或其任何组合的一部分。在一些实施例中,非暂时性计算机可读介质是控制单元220、一个或多个其他计算设备或其任何组合的一部分。

在一个实施例中,如图16所示,描绘了用于实现一个或多个上述网络、元件、方法和/或步骤和/或其任何组合的一个或多个实施例的计算设备1000。计算设备1000包括微处理器1000a、输入设备1000b、存储设备1000c、视频控制器1000d、系统存储器1000e、显示器1000f和通信设备1000g,所有这些都通过一条或多条总线1000互连。在一些实施例中,存储设备1000c可以包括软盘驱动器、硬盘驱动器、CD-ROM、任何其他形式的存储设备和/或其任何组合。在一些实施例中,存储设备1000c可以包括和/或能够接收软盘、CD-ROM、DVD-ROM或可以包含可执行指令的任何其他形式的计算机可读介质。在一些实施例中,通信设备1000g可以包括调制解调器、网卡或任何其他设备,以使计算设备能够与其他计算设备通信。在一些实施例中,任何计算设备代表多个互连的(无论是通过内部网还是互联网)计算机系统,包括但不限于个人计算机、大型机、PDA、智能手机和手机。

在一些实施例中,上述实施例的一个或多个部件至少包括计算设备1000和/或其部件,和/或基本上类似于计算设备1000的一个或多个计算设备和/或其部件。在一些实施例中,计算设备1000的一个或多个上述部件包括相应的多个相同部件。

在一些实施例中,计算机系统通常至少包括能够执行机器可读指令的硬件,以及用于执行产生期望结果的动作的软件(通常是机器可读指令)。在一些实施例中,计算机系统可以包括硬件和软件的混合,以及计算机子系统。

在一些实施例中,硬件通常至少包括处理器支持的平台,例如客户机(也称为个人计算机或服务器)和手持处理设备(例如智能电话、平板计算机、个人数字助理(PDA)或个人计算设备(PCD))。在一些实施例中,硬件可以包括能够存储机器可读指令的任何物理设备,诸如存储器或其他数据存储设备。在一些实施例中,其他形式的硬件包括硬件子系统,包括传输设备,诸如例如调制解调器、调制解调器卡、端口和端口卡。

在一些实施例中,软件包括存储在诸如RAM或ROM的任何存储介质中的任何机器代码,以及存储在其他设备(诸如例如软盘、闪存或CD ROM)上的机器代码。在一些实施例中,软件可以包括源代码或目标代码。在一些实施例中,软件包括能够在计算设备上诸如例如在客户机或服务器上执行的任何指令集。

在一些实施例中,软件和硬件的组合也可以用于为本公开的某些实施例提供增强的功能和性能。在一个实施例中,软件功能可以直接制造到硅片中。因此,应该理解的是,硬件和软件的组合也包括在计算机系统的定义中,并且因此被本公开设想为可能的等效结构和等效方法。

在一些实施例中,计算机可读介质包括例如被动数据存储设备,诸如随机存取存储器(RAM)以及半永久数据存储设备,诸如光盘只读存储器(CD-ROM)。本公开的一个或多个实施例可以具体实施在计算机的RAM中,以将标准计算机转换成新的特定计算机。在一些实施例中,数据结构是可以实现本公开的实施例的定义的数据组织。在一个实施例中,数据结构可以提供数据组织或可执行代码组织。

在一些实施例中,任何网络和/或其一个或多个部分可以被设计成在任何特定架构上工作。在一个实施例中,任何网络的一个或多个部分可以在单个计算机、局域网、客户端-服务器网络、广域网、互联网、手持和其他便携式和无线设备和网络上执行。

在一些实施例中,数据库可以是任何标准或专有的数据库软件。在一些实施例中,数据库可以具有字段、记录、数据和可以通过数据库特定软件关联的其他数据库元素。在一些实施例中,可以映射数据。在一些实施例中,映射是将一个数据条目与另一个数据条目相关联的过程。在一个实施例中,包含在字符文件位置中的数据可以被映射到第二表格中的字段。在一些实施例中,数据库的物理位置不受限制,并且数据库可以是分布式的。在一个实施例中,数据库可以远离服务器存在,并且在单独的平台上运行。在一个实施例中,数据库可以通过互联网访问。在一些实施例中,可以实现不止一个数据库。

在一些实施例中,存储在非暂时性计算机可读介质上的多个指令可以由一个或多个处理器执行,以使得一个或多个处理器全部或部分地执行或实现钻井系统10、MPD歧管20、方法124、方法142、方法188、方法204和/或其任何组合的上述实施例中的每一个的上述操作。在一些实施例中,这样的处理器可以包括微处理器1000a、处理器222和/或它们的任何组合中的一个或多个,并且这样的非暂时性计算机可读介质可以包括计算机可读介质224和/或可以分布在钻井系统10和/或MPD歧管20的一个或多个部件中。在一些实施例中,这样的处理器可以结合虚拟计算机系统执行多个指令。在一些实施例中,这样的多个指令可以直接与一个或多个处理器通信,和/或可以与一个或多个操作系统、中间件、固件、其他应用和/或其任何组合交互,以使一个或多个处理器执行指令。

在第一方面,本公开引入了一种适于从井筒接收钻井泥浆的受控压力钻井(“MPD”)歧管,该MPD歧管包括:包括一个或多个钻井节流器的第一模块;包括流量计的第二模块;以及第三模块,包括可操作地并联联接在第一和第二模块之间的第一和第二流块;其中所述一个或多个钻井节流器适于控制钻井内钻井泥浆的背压;并且其中流量计适于测量从井筒接收的钻井泥浆的流速。在一个实施例中,第三模块还包括:第一阀,其可操作地联接在第一流块和第一模块之间并与其流体连通;第二阀,其可操作地联接在第一流块和第二模块之间并与其流体连通;第三阀,其可操作地联接在第二流块和第一模块之间并与其流体连通;以及第四阀,其可操作地联接在第二流块和第二模块之间并与其流体连通。在一个实施例中,第三模块还包括第五阀,该第五阀可操作地联接在第一和第二流块之间并与其流体连通。在一个实施例中,第三模块可在以下两者之间致动:第一配置,其中允许流体通过第二阀、流量计和第四阀从第一流块流到第二流块,并且阻止或至少减少流体通过第五阀从第一流块流到第二流块;以及第二配置,其中阻止或至少减少流体通过第二阀、流量计和第四阀从第一流块流到第二流块,并且允许流体通过第五阀从第一流块流到第二流块。在一个实施例中,在第一配置中,第一、第二、第三、第四和第五阀被致动,使得:第二、第三和第四阀打开并且第一和第五阀关闭,或者第一、第二和第四阀打开并且第三和第五阀关闭;并且其中,在第二配置中,第一、第二、第三、第四和第五阀被致动,使得:第三和第五阀打开并且第一、第二和第四阀关闭,或者第一和第五阀打开并且第二、第三和第四阀关闭。在一个实施例中,第一流块的第一和第二流体通道大致同轴,并且第二流块的第一和第二流体通道大致同轴,使得包括流量计的第二模块在大致水平的方向上延伸。在一个实施例中,第一流块的第一和第二流体通道限定大致垂直的轴线,并且第二流块的第一和第二流体通道限定大致垂直的轴线,使得包括流量计的第二模块在大致垂直的方向上延伸。在一个实施例中,第一和第二流块各自包括第一、第二、第三、第四、第五和第六侧,第三、第四、第五和第六侧在第一和第二侧之间延伸,第一、第三和第四流体通道分别延伸穿过第一、第三和第四侧,第二流体通道延伸穿过第二侧或第五侧。在一个实施例中,第二模块还包括第三和第四流块以及第一和第二滑阀,第一滑阀可操作地联接到第三流块并与其流体连通,第二滑阀可操作地联接在第三和第四流块之间并与其流体连通,流量计可操作地联接到第四流块并与其流体连通。

在第二方面,本公开还引入了一种适于从井筒接收钻井泥浆的受控压力钻井(“MPD”)歧管,该MPD歧管包括:包括一个或多个钻井节流器的第一模块;包括流量计的第二模块;以及第三模块,其可操作地联接在第一和第二模块之间并与其流体连通,第三模块被配置成在以下任一方向上支撑第二模块:大致水平的方向;或者大致垂直的方向;其中所述一个或多个钻井节流器适于控制钻井内钻井泥浆的背压;并且其中,流量计适于测量从井筒接收的钻井泥浆的流速。在一个实施例中,第一和第二模块一起安装在滑轨或拖车上,使得当如此安装时,第一和第二模块可以一起在操作地点之间牵引。在一个实施例中,第三模块包括可操作地并联联接在第一和第二模块之间的第一和第二流块,第一和第二流块各自限定内部区域以及延伸到内部区域中的第一、第二、第三、第四和第五流体通道。在一个实施例中,当第三模块在大致水平的方向上支撑第二模块时:第一模块可操作地联接到第一流块并通过第一流块的第一流体通道与第一流块的内部区域流体连通,第二模块可操作地联接到第一流块并通过第一流块的第二流体通道与第一流块的内部区域流体连通;并且第一模块可操作地联接到第二流块并通过第二流块的第一流体通道与第二流块的内部区域流体连通,第二模块可操作地联接到第二流块并通过第二流块的第二流体通道与第二流块的内部区域流体连通。在一个实施例中,当第三模块在大致垂直的方向上支撑第二模块时:第一模块可操作地联接到第一流块并通过第一流块的第一流体通道与第一流块的内部区域流体连通,第二模块可操作地联接到第一流块并通过第一流块的第五流体通道与第一流块的内部区域流体连通;并且第一模块可操作地联接到第二流块并通过第二流块的第一流体通道与第二流块的内部区域流体连通,第二模块可操作地联接到第二流块并通过第二流块的第五流体通道与第二流块的内部区域流体连通。在一个实施例中,第一和第二流块各自包括第一、第二、第三、第四、第五和第六侧,第三、第四、第五和第六侧在第一和第二侧之间延伸,第一、第二、第三、第四和第五流体通道延伸穿过第一、第二、第三、第四和第五侧。在一个实施例中,第三模块还包括第一、第二、第三、第四和第五阀,第一和第二阀可操作地联接到第一流块和相应的第一和第二模块并与其流体连通,第三和第四阀可操作地联接到第二流块和相应的第一和第二模块并与其流体连通,第五阀可操作地联接在第一和第二流块之间并与其流体连通。在一个实施例中,第二模块还包括第一和第二流块以及第一和第二滑阀,第一滑阀可操作地联接到第一流块并与其流体连通,第二滑阀可操作地联接在第一和第二流块之间并与其流体连通,流量计可操作地联接到第二流块并与其流体连通。

在第三方面,本公开还引入了一种适于从井筒接收钻井泥浆的受控压力钻井(“MPD”)歧管,该MPD歧管包括:第一流块,钻井泥浆适于从井筒流入该第一流块;第二流块,钻井泥浆适于从第一流块流入该第二流块;第一阀,其可操作地联接到第一和第二流块;以及节流模块,其包括第一钻井节流器,该节流模块可在以下配置之间致动:背压控制配置,其中:第一钻井节流器与第一流块流体连通,以控制井筒内钻井泥浆的背压;第二流块通过第一钻井节流器与第一流块流体连通;并且第二流块不通过第一阀与第一流块流体连通;以及节流旁路配置,其中:第一钻井节流器不与第一流块流体连通;第二流块不通过第一钻井节流器与第一流块流体连通;并且第二流块通过第一阀与第一流块流体连通。在一个实施例中,MPD歧管还包括可操作地联接到节流模块的阀模块,该阀模块包括第二阀;和可操作地联接到阀模块的流量计模块,该流量计模块包括流量计;其中所述阀模块可在以下两种配置之间致动:流量计量配置,其中:第二流块通过流量计与第一流块流体连通;并且第二流块不通过第二阀与第一流块流体连通;以及流量计旁路配置,其中:第二流块不通过流量计与第一流块流体连通;并且第二流块通过第二阀与第一流块流体连通。在一个实施例中,节流模块还包括第二钻井节流器;并且其中,第二流块适于通过第一钻井节流器和第二钻井节流器中的一个或两个与第一流块流体连通。在一个实施例中,阀模块包括第一流块或第二流块。在一个实施例中,节流模块包括第一流块,阀模块包括第二流块。在一个实施例中,节流模块包括第二流块,阀模块包括第一流块。在一个实施例中,流量计是科里奥利流量计。在一个实施例中,节流模块包括第一阀。在一个实施例中,节流模块包括第一流块或第二流块。在一个实施例中,节流模块包括第一阀、第一流块和第二流块。

在第四方面,本公开引入了一种适于从井筒接收钻井泥浆的节流模块,该节流模块包括第一和第二流体块;以及可操作地并联联接在第一和第二流体块之间的第一和第二钻井节流器;其中第一和第二钻井节流器中的每一个都适于控制井筒内钻井泥浆的背压。在一个实施例中,节流模块还包括第一、第二、第三和第四阀,第一和第二阀可操作地联接到第一流体块并与其流体连通,第三和第四阀可操作地联接到第二流体块并与其流体连通,第一钻井节流器可操作地联接在第一和第三阀之间并与其流体连通,第二钻井节流器可操作地联接在第二和第四阀之间并与其流体连通。在一个实施例中,节流模块还包括第五阀,该第五阀可操作地联接在第一和第二流体块之间并与其流体连通。在一个实施例中,节流模块可在以下配置之间致动:第一配置,其中允许流体通过以下元件组合中的一个或两个从第一流体块流到第二流体块:第一阀、第一钻井节流器和第三阀,以及第二阀、第二钻井节流器和第四阀;并且阻止或至少减少流体通过第五阀从第一流体块流到第二流体块;以及第二配置,其中允许流体通过第五阀从第一流体块流到第二流体块;并且通过以下元件组合中的每一个阻止或至少减少流体从第一流体块流到第二流体块:第一阀、第一钻井节流器和第三阀,以及第二阀、第二钻井节流器和第四阀。在一个实施例中,当节流模块处于第一配置时,第一、第二、第三、第四和第五阀被致动,使得:或者第一和第三阀打开,第二、第四和第五阀关闭,第二和第四阀打开,第一、第三和第五阀关闭,或者第一、第二、第三和第四阀打开,第五阀关闭;并且,当节流模块处于第二配置时,第一、第二、第三、第四和第五阀被致动,使得第一、第二、第三和第四阀关闭,第五阀打开。在一个实施例中,第一和第二流体块各自限定内部区域以及延伸到内部区域中的第一、第二、第三和第四流体通道。在一个实施例中,第一、第二和第五阀通过第一流体块的相应第一、第二和第三流体通道与第一流体块的内部区域流体连通;并且第三、第四和第五阀通过其第二流体块的相应第一、第二和第四流体通道与第二流体块的内部区域流体连通。在一个实施例中,第一和第二流体块各自包括第一和第二端,以及在第一和第二端之间延伸的第一、第二、第三和第四侧,第一和第二流体通道分别延伸穿过第一侧,第三和第四流体通道分别延伸穿过第二和第三侧。

在第五方面,本公开引入了一种控制钻井内钻井泥浆背压的方法,该方法包括从钻井接收钻井泥浆;或者:使用第一和/或第二钻井节流器控制井筒内钻井泥浆的背压,第一和第二钻井节流器是第一模块的一部分,第一模块还包括第一和第二流体块,第一和第二钻井节流器可操作地并联联接在第一和第二流体块之间,或者绕过第一模块的第一和第二钻井节流器;排放钻井泥浆。在一个实施例中,第一模块还包括第一、第二、第三和第四阀,第一和第二阀可操作地联接到第一流体块并与其流体连通,第三和第四阀可操作地联接到第二流体块并与其流体连通,第一钻井节流器可操作地联接在第一和第三阀之间并与其流体连通,第二钻井节流器可操作地联接在第二和第四阀之间并与其流体连通。在一个实施例中,第一模块还包括第五阀,该第五阀可操作地联接在第一和第二流体块之间并与其流体连通。在一个实施例中,使用第一和/或第二钻井节流器控制井筒内钻井泥浆的背压包括允许流体通过以下元件组合中的一个或两个从第一流体块流到第二流体块:第一阀、第一钻井节流器和第三阀,以及第二阀、第二钻井节流器和第四阀;并且阻止或者至少减少流体通过第五阀从第一流体块流到第二流体块;绕过第一模块的第一和第二钻井节流器包括允许流体通过第五阀从第一流体块流到第二流体块;以及阻止或至少减少流体通过以下元件组合中的每一个从第一流体块流到第二流体块:第一阀、第一钻井节流器和第三阀,以及第二阀、第二钻井节流器和第四阀。在一个实施例中,使用第一和/或第二钻井节流器控制钻井内钻井泥浆的背压包括致动第一、第二、第三、第四和第五阀,使得:第一和第三阀打开,第二、第四和第五阀关闭,第二和第四阀打开,第一、第三和第五阀关闭,或者第一、第二、第三和第四阀打开,第五阀关闭;绕过第一模块的第一和第二钻井节流器包括致动第一、第二、第三、第四和第五阀,使得第一、第二、第三和第四阀关闭,第五阀打开。在一个实施例中,第一和第二流体块各自限定内部区域以及延伸到内部区域中的第一、第二、第三和第四流体通道。在一个实施例中,第一、第二和第五阀通过第一流体块相应的第一、第二和第三流体通道与第一流体块的内部区域流体连通;并且第三、第四和第五阀通过第二流体块的相应第一、第二和第四流体通道与第二流体块的内部区域流体连通。在一个实施例中,第一和第二流体块各自包括第一和第二端,以及在第一和第二端之间延伸的第一、第二、第三和第四侧,第一和第二流体通道分别延伸穿过第一侧,第三和第四流体通道分别延伸穿过第二和第三侧。

在第六方面,本公开引入了一种适于从井筒接收钻井泥浆的受控压力钻井(“MPD”)歧管,该MPD歧管包括包括一个或多个钻井节流器的第一模块;包括流量计的第二模块;以及第三模块,其可操作地联接在第一和第二模块之间并与第一和第二模块流体连通,第三模块被配置成在大致水平方向或大致垂直方向上支撑第二模块;其中,当MPD歧管从井筒接收钻井泥浆时:一个或多个钻井节流器适于控制井筒内钻井泥浆的背压,流量计适于测量从井筒接收的钻井泥浆的流速。在一个实施例中,第一和第二模块一起安装在滑轨或拖车上,使得当如此安装时,第一和第二模块可以一起在操作地点之间牵引。在一个实施例中,第三模块包括可操作地并联联接在第一和第二模块之间的第一和第二流块,第一和第二流块各自限定内部区域以及延伸到内部区域中的第一、第二、第三、第四和第五流体通道。在一个实施例中,当第三模块在大致水平的方向上支撑第二模块时:第一模块可操作地联接到第一流块并通过第一流块的第一流体通道与第一流块的内部区域流体连通,第二模块可操作地联接到第一流块并通过第一流块的第二流体通道与第一流块的内部区域流体连通;并且第一模块可操作地联接到第二流块并通过第二流块的第一流体通道与第二流块的内部区域流体连通,第二模块可操作地联接到第二流块并通过第二流块的第二流体通道与第二流块的内部区域流体连通。在一个实施例中,当第三模块在大致垂直的方向上支撑第二模块时:第一模块可操作地联接到第一流块并通过第一流块的第一流体通道与第一流块的内部区域流体连通,第二模块可操作地联接到第一流块并通过第一流块的第五流体通道与第一流块的内部区域流体连通;并且第一模块可操作地联接到第二流块并通过第二流块的第一流体通道与第二流块的内部区域流体连通,第二模块可操作地联接到第二流块并通过第二流块的第五流体通道与第二流块的内部区域流体连通。在一个实施例中,第一和第二流块各自包括第一、第二、第三、第四、第五和第六侧,第三、第四、第五和第六侧在第一和第二侧之间延伸,第一、第二、第三、第四和第五流体通道延伸穿过第一、第二、第三、第四和第五侧。在一个实施例中,第三模块还包括第一、第二、第三、第四和第五阀,第一和第二阀可操作地联接到第一流块和相应的第一和第二模块并与其流体连通,第三和第四阀可操作地联接到第二流块和相应的第一和第二模块并与其流体连通,第五阀可操作地联接在第一和第二流块之间并与其流体连通。在一个实施例中,第三模块可在以下两种配置之间致动:第一配置,其中允许流体通过第二阀、流量计和第四阀从第一流块流到第二流块,并且阻止或至少减少流体通过第五阀从第一流块流到第二流块;以及第二配置,其中阻止或至少减少流体通过第二阀、流量计和第四阀从第一流块流到第二流块,并且允许流体通过第五阀从第一流块流到第二流块。在一个实施例中,在第一配置中,第一、第二、第三、第四和第五阀被致动,使得:第二、第三和第四阀打开并且第一和第五阀关闭,或者第一、第二和第四阀打开并且第三和第五阀关闭;并且,在第二配置中,第一、第二、第三、第四和第五阀被致动,使得:第三和第五阀打开并且第一、第二和第四阀关闭,或者第一和第五阀打开并且第二、第三和第四阀关闭。在一个实施例中,第二模块还包括第一和第二流块以及第一和第二滑阀,第一滑阀可操作地联接到第一流块并与其流体连通,第二滑阀可操作地联接在第一和第二流块之间并与其流体连通,流量计可操作地联接到第四流块并与其流体连通。在一个实施例中,流量计是科里奥利流量计。

在第七方面,本公开引入了一种控制钻井内钻井泥浆背压的方法,该方法包括从钻井接收钻井泥浆;或者:使用一个或多个钻井节流器控制井筒内钻井泥浆的背压,所述一个或多个钻井节流器是第一模块的一部分,或者绕过第一模块的一个或多个钻井节流器;或者:使用流量计测量从井筒接收的钻井泥浆的流速,流量计是第二模块的一部分,或者绕过第二模块的流量计;使用第三模块在第一模块和第二模块之间传送钻井泥浆,第三模块被配置成在大致水平方向或大致垂直方向上支撑第二模块;排放钻井泥浆。在一个实施例中,第一和第二模块一起安装在滑轨或拖车上,使得当如此安装时,第一和第二模块可以一起在操作地点之间牵引。在一个实施例中,第三模块包括可操作地并联联接在第一和第二模块之间的第一和第二流块,第一和第二流块各自限定内部区域以及延伸到内部区域中的第一、第二、第三、第四和第五流体通道。在一个实施例中,当第三模块在大致水平的方向支撑第二模块时:第一模块可操作地联接到第一流块并通过第一流块的第一流体通道与第一流块的内部区域流体连通,第二模块可操作地联接到第一流块并通过第一流块的第二流体通道与第一流块的内部区域流体连通;并且第一模块可操作地联接到第二流块并通过第二流块的第一流体通道与第二流块的内部区域流体连通,第二模块可操作地联接到第二流块并通过第二流块的第二流体通道与第二流块的内部区域流体连通。在一个实施例中,当第三模块在大致垂直的方向上支撑第二模块时:第一模块可操作地联接到第一流块并通过第一流块的第一流体通道与第一流块的内部区域流体连通,第二模块可操作地联接到第一流块并通过第一流块的第五流体通道与第一流块的内部区域流体连通;并且第一模块可操作地联接到第二流块并通过第二流块的第一流体通道与第二流块的内部区域流体连通,第二模块可操作地联接到第二流块并通过第二流块的第五流体通道与第二流块的内部区域流体连通。在一个实施例中,第一和第二流块各自包括第一、第二、第三、第四、第五和第六侧,第三、第四、第五和第六侧在第一和第二侧之间延伸,第一、第二、第三、第四和第五流体通道延伸穿过第一、第二、第三、第四和第五侧。在一个实施例中,第三模块还包括第一、第二、第三、第四和第五阀,第一和第二阀可操作地联接到第一流块和相应的第一和第二模块并与其流体连通,第三和第四阀可操作地联接到第二流块和相应的第一和第二模块并与其流体连通,第五阀可操作地联接在第一和第二流块之间并与其流体连通。在一个实施例中,使用第三模块在第一和第二模块之间传送钻井泥浆包括:允许流体通过第二阀、流量计和第四阀从第一流块流到第二流块;以及阻止或至少减少流体通过第五阀从第一流块流到第二流块;绕过第二模块的流量计包括:阻止或至少减少流体通过第二阀、流量计和第四阀从第一流块流到第二流块;并且允许流体通过第五阀从第一流块流到第二流块。在一个实施例中,使用第三模块在第一和第二模块之间传送钻井泥浆包括致动第一、第二、第三、第四和第五阀,使得:第二、第三和第四阀打开,第一和第五阀关闭;或者第一、第二和第四阀打开,第三和第五阀关闭;绕过第二模块的流量计包括致动第一、第二、第三、第四和第五阀,使得:第三和第五阀打开,第一、第二和第四阀关闭;或者第一和第五阀打开,第二、第三和第四阀关闭。在一个实施例中,第二模块还包括第一和第二流块以及第一和第二滑阀,第一滑阀可操作地联接到第一流块并与其流体连通,第二滑阀可操作地联接在第一和第二流块之间并与其流体连通,流量计可操作地联接到第四流块并与其流体连通。在一个实施例中,流量计是科里奥利流量计。

在第八方面,本公开引入了一种适于从井筒接收钻井泥浆的节流模块,该节流模块包括限定内部区域的第一流体块和延伸到内部区域的第一和第二流体通道,第一流体块包括第一和第二端,以及在第一和第二端之间延伸的第一、第二、第三和第四侧,第一和第二流体通道延伸穿过第一侧。在一个实施例中,节流模块还包括第一和第二钻井节流器,第一和第二钻井节流器可操作地联接到第一流体块并通过第一流体块相应的第一和第二流体通道与第一流体块的内部区域流体连通;其中第一和第二钻井节流器中的每一个都适于控制井筒内钻井泥浆的背压。在一个实施例中,节流模块还包括第一阀,其可操作地联接在第一流体块和第一钻井节流器之间并与其流体连通;以及第二阀,其可操作地联接在第一流体块和第二钻井节流器之间并与其流体连通。在一个实施例中,节流模块还包括第二流体块,该第二流体块限定内部区域以及延伸到内部区域中的第一和第二流体通道,第二流体块包括第一和第二端,以及在第一和第二端之间延伸的第一、第二、第三和第四侧,第一和第二流体通道延伸穿过第一侧;其中第一和第二钻井节流器可操作地联接到第二流体块并通过第二流体块相应的第一和第二流体通道与第二流体块的内部区域流体连通。在一个实施例中,节流模块还包括阀,该阀可操作地联接在第一和第二流体块的相应内部区域之间并与其流体连通。在一个实施例中,节流模块还包括第一阀,其可操作地联接在第二流体块和第一钻井节流器之间并与其流体连通;以及第二阀,其可操作地联接在第二流体块和第二钻井节流器之间并与其流体连通。在一个实施例中,第一流体块还限定了第三流体通道,该第三流体通道延伸穿过其第二侧,并适于从井筒接收钻井泥浆。在一个实施例中,第一流体块还限定第四流体通道,该第四流体通道延伸穿过其第一端,并适于通过联接到第一端的测量配件来传送钻井泥浆。

在第九方面,本公开引入了一种控制钻井内钻井泥浆背压的方法,该方法包括从钻井接收钻井泥浆;在钻井泥浆流过一个或多个钻井节流器之前,使用第一传感器测量钻井泥浆的第一物理特性;使钻井泥浆流过一个或多个钻井节流器;在钻井泥浆流过一个或多个钻井节流器之后,使用第二传感器测量钻井泥浆的第一物理特性;比较由第一和第二传感器获得的第一物理特性的相应测量值;至少基于第一和第二传感器对第一物理特性的相应测量值的比较,确定钻井泥浆中夹带的气体量;以及至少基于钻井泥浆中夹带的气体量的确定来调节一个或多个钻井节流器,以控制井筒内的钻井泥浆背压;其中,当钻井泥浆中夹带的气体量高于临界阈值时,调节一个或多个钻井节流器以增加井筒内的钻井泥浆背压。在一个实施例中,第一物理特性是密度,第一和第二传感器是密度计。在一个实施例中,第一物理特性是温度,第一和第二传感器是温度传感器。在一个实施例中,第一物理特性是压力,第一和第二传感器是压力传感器。在一个实施例中,该方法还包括在钻井泥浆流过一个或多个钻井节流器之前,使用第三传感器测量钻井泥浆的第二物理特性;在钻井泥浆流过一个或多个钻井节流器之后,使用第四传感器测量钻井泥浆的第二物理特性;以及比较由第三和第四传感器获得的第二物理特性的相应测量值;其中确定钻井泥浆中夹带的气体量还基于第三和第四传感器对第二物理特性的相应测量值的比较。在一个实施例中,第一物理特性是密度,第一和第二传感器是密度计;第二物理特性是温度,第三和第四传感器是温度传感器。在一个实施例中,第一物理特性是密度,第一和第二传感器是密度计;第二物理特性是压力,第三和第四传感器是压力传感器。在一个实施例中,第一物理特性是温度,第一和第二传感器是温度传感器;第二物理特性是压力,第三和第四传感器是压力传感器。在一个实施例中,该方法还包括:在钻井泥浆流过一个或多个钻井节流器之前,使用第五传感器测量钻井泥浆的第三物理特性;在钻井泥浆流过一个或多个钻井节流器之后,使用第六传感器测量钻井泥浆的第三物理特性;以及比较由第五和第六传感器获得的第三物理特性的相应测量值;其中确定钻井泥浆中夹带的气体量还基于第五和第六传感器对第三物理特性的相应测量值的比较。在一个实施例中,第一物理特性是密度,第一和第二传感器是密度计;第二物理特性是温度,第三和第四传感器是温度传感器;第三物理特性是压力,第五和第六传感器是压力传感器。

在第十方面,本公开引入了一种适于从井筒接收钻井泥浆的受控压力钻井(“MPD”)歧管,该MPD歧管包括:第一模块,其包括一个或多个钻井节流器;和第二模块,其包括流量计,第二模块可操作地联接到第一模块上,或者是在水平方向上,或者是在垂直方向上;其中,所述第一和第二模块一起安装在滑轨或拖车上,使得当如此安装时,所述第一和第二模块可以一起在操作地点之间牵引;并且其中,当MPD歧管从井筒接收钻井泥浆时:一个或多个钻井节流器适于控制井筒内钻井泥浆的背压;并且流量计适于测量从井筒接收的钻井泥浆的流速。在一个实施例中,第一模块还包括第一和第二流体块,第一模块的一个或多个钻井节流器包括可操作地并联联接在第一和第二流体块之间的第一和第二钻井节流器。在一个实施例中,第一模块还包括第一、第二、第三和第四阀,第一和第二阀可操作地联接到第一流体块并与其流体连通,第三和第四阀可操作地联接到第二流体块并与其流体连通,第一钻井节流器可操作地联接在第一和第三阀之间并与其流体连通,第二钻井节流器可操作地联接在第二和第四阀之间并与其流体连通。在一个实施例中,第一模块还包括第五阀,该第五阀可操作地联接在第一和第二流体块之间并与其流体连通。在一个实施例中,第一模块可在以下配置之间致动:第一配置,其中:允许流体通过以下元件组合中的一个或两个从第二流体块流到第一流体块:第一阀、第一钻井节流器和第三阀;以及第二阀、第二钻井节流器和第四阀;并且阻止或至少减少流体通过第五阀从第二流体块流到第一流体块;以及第二配置,其中:允许流体通过第五阀从第二流体块流到第一流体块;并且通过以下元件组合中的每一个阻止或至少减少流体从第二流体块流到第一流体块:第一阀、第一钻井节流器和第三阀;以及第二阀、第二钻井节流器和第四阀。在一个实施例中,在第一配置中,第一、第二、第三、第四和第五阀被致动,使得:第一和第三阀打开,第二、第四和第五阀关闭,第二和第四阀打开,第一、第三和第五阀关闭,或者第一、第二、第三和第四阀打开,第五阀关闭;并且,在第二配置中,第一、第二、第三、第四和第五阀被致动,使得:第一、第二、第三和第四阀关闭,第五阀打开。在一个实施例中,第一和第二流体块各自限定内部区域以及延伸到内部区域中的第一、第二、第三、第四、第五和第六流体通道。在一个实施例中,第一、第二和第五阀通过第一流体块的相应第五、第六和第四流体通道与第一流体块的内部区域流体连通;并且第三、第四和第五阀通过第二流体块的相应第五、第六和第三流体通道与第二流体块的内部区域流体连通。在一个实施例中,MPD歧管还包括第三模块,该第三模块可操作地联接到以下部分并且与其流体连通:第一流体块的内部区域,通过其第二流体通道;第二流体块的内部区域,通过其第二流体通道;和第二模块的流量计。在一个实施例中,第一模块还包括以下一个或两个:第一流动配件,其可操作地联接到第二流体块的内部区域并通过第二流体块的第四流体通道与其流体连通,第一流动配件适于从井筒接收钻井泥浆;以及第二流动配件,其可操作地联接到第一流体块的内部区域并通过第一流体块的第三流体通道与其流体连通,第二流动配件适于从第一模块排放钻井泥浆。在一个实施例中,第一模块还包括以下一个或两个:第一测量配件,其可操作地联接到第一流体块的内部区域并通过第一流体块的第一流体通道与其流体连通;以及第二测量配件,其可操作地联接到第二流体块的内部区域并通过第二流体块的第一流体通道与其流体连通。在一个实施例中,第一和第二流体块各自包括第一和第二端,以及在第一和第二端之间延伸的第一、第二、第三和第四侧,第一和第二流体通道分别延伸穿过第一和第二端,第三和第四流体通道分别延伸穿过第一和第二侧,第五和第六流体通道各自延伸穿过第三侧。在一个实施例中,第二模块还包括第一和第二流块以及第一和第二滑阀,第一滑阀可操作地联接到第一流块并与其流体连通,第二滑阀可操作地联接在第一和第二流块之间并与其流体连通,流量计可操作地联接到第二流块并与其流体连通。在一个实施例中,第二模块还包括以下一个或两个:第一测量配件,其可操作地联接到第一流块并与其流体连通;以及第二测量配件,其可操作地联接到第二流块并与其流体连通。在一个实施例中,流量计是科里奥利流量计。在一个实施例中,MPD歧管还包括第三模块,第三模块包括第一和第二流块以及第一、第二、第三和第四阀,第一阀可操作地联接到第一流块和第一模块并与其流体连通,第二阀可操作地联接到第一流块和第二模块并与其流体连通,第三阀可操作地联接到第一流块和第二模块并与其流体连通,第二流块和第一模块以及第四阀可操作地联接到第二流块和第二模块并与其流体连通。在一个实施例中,第三模块还包括第五阀,该第五阀可操作地联接在第一和第二流块之间并与其流体连通;并且其中,第三模块可在以下两种配置之间致动:第一配置,其中允许流体通过第二阀、流量计和第四阀从第一流块流到第二流块,并且阻止或至少减少流体通过第五阀从第一流块流到第二流块;以及第二配置,其中阻止或至少减少流体通过第二阀、流量计和第四阀从第一流块流到第二流块,并且允许流体通过第五阀从第一流块流到第二流块。在一个实施例中,在第一配置中,第一、第二、第三、第四和第五阀被致动,使得:第二、第三和第四阀打开并且第一和第五阀关闭,或者第一、第二和第四阀打开并且第三和第五阀关闭;并且,在第二配置中,第一、第二、第三、第四和第五阀被致动,使得:第三和第五阀打开并且第一、第二和第四阀关闭,或者第一和第五阀打开并且第二、第三和第四阀关闭。在一个实施例中,第一和第二流块各自限定内部区域和各自延伸到内部区域中的第一、第二、第三和第四流体通道。在一个实施例中,第一、第二和第五阀通过第一流块相应的第一、第二和第四流体通道与第一流块的内部区域流体连通;并且第三、第四和第五阀通过第二流块的相应第一、第二和第三流体通道与第二流块的内部区域流体连通。在一个实施例中,第一流块的第一和第二流体通道大致同轴,并且第二流块的第一和第二流体通道大致同轴,使得包括流量计的第二模块在大致水平方向上延伸。在一个实施例中,第一流块的第一和第二流体通道限定大致垂直的轴线,第二流块的第一和第二流体通道限定大致垂直的轴线,使得包括流量计的第二模块在大致垂直的方向上延伸。在一个实施例中,第一和第二流块各自包括第一、第二、第三、第四、第五和第六侧,第三、第四、第五和第六侧在第一和第二侧之间延伸,第一、第三和第四流体通道延伸穿过相应的第一、第三和第四侧,第二流体通道延伸穿过第二侧或第五侧。在一个实施例中,第三模块还包括以下一个或两个:第一流动配件,其通过第一流块的第三流体通道可操作地联接到第一流块的内部区域并与其流体连通,第一流动配件适于从井筒接收钻井泥浆;或者第二流动配件,其通过第二流块的第四流体通道可操作地联接到第二流块的内部区域并与其流体连通,第二流动配件适于从第三模块排放钻井泥浆。

在第十一方面,本公开引入了一种适于从井筒接收钻井泥浆的受控压力钻井(“MPD”)歧管,该MPD歧管包括第一模块,该第一模块包括:第一和第二流体块,以及可操作地并联联接在第一和第二流体块之间的第一和第二钻井节流器;以及第二模块,该第二模块包括流量计;其中,当MPD歧管从井筒接收钻井泥浆时:一个或多个钻井节流器适于控制井筒内钻井泥浆的背压;并且流量计适于测量从井筒接收的钻井泥浆的流速。在一个实施例中,第一模块还包括第一、第二、第三和第四阀,第一和第二阀可操作地联接到第一流体块并与其流体连通,第三和第四阀可操作地联接到第二流体块并与其流体连通,第一钻井节流器可操作地联接在第一和第三阀之间并与其流体连通,第二钻井节流器可操作地联接在第二和第四阀之间并与其流体连通。在一个实施例中,第一模块还包括第五阀,该第五阀可操作地联接在第一和第二流体块之间并与其流体连通。在一个实施例中,第一模块可在以下配置之间致动:第一配置,其中:允许流体通过以下元件组合中的一个或两个从第二流体块流到第一流体块:第一阀、第一钻井节流器和第三阀;以及第二阀、第二钻井节流器和第四阀;并且阻止或至少减少流体通过第五阀从第二流体块流到第一流体块;以及第二配置,其中:允许流体通过第五阀从第二流体块流到第一流体块;并且通过以下元件组合中的每一个阻止或至少减少流体从第二流体块流到第一流体块:第一阀、第一钻井节流器和第三阀;以及第二阀、第二钻井节流器和第四阀。在一个实施例中,在第一配置中,第一、第二、第三、第四和第五阀被致动,使得:第一和第三阀打开,第二、第四和第五阀关闭,第二和第四阀打开,第一、第三和第五阀关闭,或者第一、第二、第三和第四阀打开,第五阀关闭;并且,在第二配置中,第一、第二、第三、第四和第五阀被致动,使得:第一、第二、第三和第四阀关闭,第五阀打开。在一个实施例中,第一和第二流体块各自限定内部区域以及延伸到内部区域中的第一、第二、第三、第四、第五和第六流体通道。在一个实施例中,第一、第二和第五阀通过第一流体块的相应第五、第六和第四流体通道与第一流体块的内部区域流体连通;并且第三、第四和第五阀通过第二流体块的相应第五、第六和第三流体通道与第二流体块的内部区域流体连通。在一个实施例中,MPD歧管还包括第三模块,该第三模块可操作地联接到以下部分并与其流体连通:第一流体块的内部区域,通过第一流体块的第二流体通道;第二流体块的内部区域,通过第二流体块的第二流体通道的;以及第二模块的流量计。在一个实施例中,第一模块还包括以下一个或两个:第一流动配件,其可操作地联接到第二流体块的内部区域并通过第二流体块的第四流体通道与其流体连通,第一流动配件适于从井筒接收钻井泥浆;以及第二流动配件,其可操作地联接到第一流体块的内部区域并通过第一流体块的第三流体通道与其流体连通,第二流动配件适于从第一模块排放钻井泥浆。在一个实施例中,第一模块还包括以下一个或两个:第一测量配件,其可操作地联接到第一流体块的内部区域并通过第一流体块的第一流体通道与其流体连通;以及第二测量配件,其可操作地联接到第二流体块的内部区域并通过第二流体块的第一流体通道与其流体连通。在一个实施例中,第一和第二流体块各自包括第一和第二端,以及在第一和第二端之间延伸的第一、第二、第三和第四侧,第一和第二流体通道分别延伸穿过第一和第二端,第三和第四流体通道分别延伸穿过第一和第二侧,第五和第六流体通道各自延伸穿过第三侧。在一个实施例中,第二模块还包括第一和第二流块以及第一和第二滑阀,第一滑阀可操作地联接到第一流块并与其流体连通,第二滑阀可操作地联接在第一和第二流块之间并与其流体连通,流量计可操作地联接到第二流块并与其流体连通。在一个实施例中,第二模块还包括以下一个或两个:第一测量配件,其可操作地联接到第一流块并与其流体连通;以及第二测量配件,其可操作地联接到第二流块并与其流体连通。在一个实施例中,流量计是科里奥利流量计。

在第十二方面,本公开引入了一种适于从井筒接收钻井泥浆的受控压力钻井(“MPD”)歧管,该MPD歧管包括第一模块,其包括一个或多个钻井节流器;第二模块,其包括流量计;以及第三模块,其包括可操作地并联联接在第一和第二模块之间的第一和第二流块;其中,当MPD歧管从井筒接收钻井泥浆时:一个或多个钻井节流器适于控制井筒内钻井泥浆的背压;并且流量计适于测量从井筒接收的钻井泥浆的流速。在一个实施例中,第三模块还包括第一、第二、第三和第四阀,第一和第二阀可操作地联接到第一流块和相应的第一和第二模块并与其流体连通,第三和第四阀可操作地联接到第二流块和相应的第一和第二模块并与其流体连通。在一个实施例中,第三模块还包括第五阀,该第五阀可操作地联接在第一和第二流块之间并与其流体连通;并且其中,所述第三模块可在以下两种配置之间致动:第一配置,其中允许流体通过第二阀、流量计和第四阀从第一流块流到第二流块,并且阻止或至少减少流体通过第五阀从第一流块流到第二流块;以及第二配置,其中阻止或至少减少流体通过第二阀、流量计和第四阀从第一流块流到第二流块,并且允许流体通过第五阀从第一流块流到第二流块。在一个实施例中,在第一配置中,第一、第二、第三、第四和第五阀被致动,使得:第二、第三和第四阀打开并且第一和第五阀关闭,或者第一、第二和第四阀打开并且第三和第五阀关闭;并且其中,在第二配置中,第一、第二、第三、第四和第五阀被致动,使得:第三和第五阀打开并且第一、第二和第四阀关闭,或者第一和第五阀打开并且第二、第三和第四阀关闭。在一个实施例中,第一和第二流块各自限定内部区域,以及各自延伸到内部区域中的第一、第二、第三和第四流体通道。在一个实施例中,第一、第二和第五阀通过第一流块的相应第一、第二和第四流体通道与第一流块的内部区域流体连通;并且第三、第四和第五阀通过第二流块的相应第一、第二和第三流体通道与第二流块的内部区域流体连通。在一个实施例中,第一流块的第一和第二流体通道大致同轴,并且第二流块的第一和第二流体通道大致同轴,使得包括流量计的第二模块在大致水平的方向上延伸。在一个实施例中,第一流块的第一和第二流体通道限定大致垂直的轴线,第二流块的第一和第二流体通道限定大致垂直的轴线,使得包括流量计的第二模块在大致垂直的方向上延伸。在一个实施例中,第一和第二流块各自包括第一、第二、第三、第四、第五和第六侧,第三、第四、第五和第六侧在第一和第二侧之间延伸,第一、第三和第四流体通道分别延伸穿过第一、第三和第四侧,第二流体通道延伸穿过第二侧或第五侧。在一个实施例中,第三模块还包括以下一个或两个:第一流动配件,其可操作地联接到第一流块的内部区域并通过第一流块的第三流体通道与其流体连通,第一流动配件适于从井筒接收钻井泥浆;以及第二流动配件,其可操作地联接到第二流块的内部区域并通过第二流块的第四流体通道与其流体连通,第二流动配件适于从第三模块排放钻井泥浆。在一个实施例中,第二模块还包括第三和第四流块以及第一和第二滑阀,第一滑阀可操作地联接到第三流块并与其流体连通,第二滑阀可操作地联接在第三和第四流块之间并与其流体连通,流量计可操作地联接到第四流块并与其流体连通。在一个实施例中,第二模块还包括以下一个或两个:第一测量配件,其可操作地联接到第三流块并与其流体连通;以及第二测量配件,其可操作地联接到第四流块并与其流体连通。在一个实施例中,流量计是科里奥利流量计。

在第十三方面,本公开引入了一种控制钻井内钻井泥浆背压的方法,该方法包括从钻井接收钻井泥浆;或者:使用一个或多个钻井节流器控制井筒内钻井泥浆的背压,所述一个或多个钻井节流器是第一模块的一部分,或者绕过第一模块的一个或多个钻井节流器;或者:使用流量计测量从井筒接收的钻井泥浆的流速,流量计是第二模块的一部分,或者绕过第二模块的流量计;排放钻井泥浆;其中,第二模块在大致水平方向或大致垂直方向上可操作地联接到第一模块;并且其中,第一和第二模块一起安装到滑轨或拖车上,使得当如此安装时,第一和第二模块可以一起在操作地点之间牵引。在一个实施例中,第一模块还包括第一和第二流体块,第一模块的一个或多个钻井节流器包括可操作地并联联接在第一和第二流体块之间的第一和第二钻井节流器。在一个实施例中,第一模块还包括第一、第二、第三和第四阀,第一和第二阀可操作地联接到第一流体块并与其流体连通,第三和第四阀可操作地联接到第二流体块并与其流体连通,第一钻井节流器可操作地联接在第一和第三阀之间并与其流体连通,第二钻井节流器可操作地联接在第二和第四阀之间并与其流体连通。在一个实施例中,第一模块还包括第五阀,该第五阀可操作地联接在第一和第二流体块之间并与其流体连通。在一个实施例中,使用一个或多个钻井节流器来控制井筒内钻井泥浆的背压包括:允许流体通过以下元件组合中的一个或两个从第二流体块流到第一流体块:第一阀、第一钻井节流器和第三阀;以及第二阀、第二钻井节流器和第四阀;以及阻止或至少减少流体通过第五阀从第二流体块流到第一流体块;绕过第一模块的一个或多个钻井节流器包括:允许流体通过第五阀从第二流体块流到第一流体块;以及阻止或至少减少流体通过以下元件组合中的每一个从第二流体块流到第一流体块:第一阀、第一钻井节流器和第三阀;以及第二阀、第二钻井节流器和第四阀。在一个实施例中,使用一个或多个钻井节流器控制钻井内钻井泥浆的背压包括致动第一、第二、第三、第四和第五阀,使得:第一和第三阀打开,第二、第四和第五阀关闭,第二和第四阀打开,第一、第三和第五阀关闭,或者第一、第二、第三和第四阀打开,第五阀关闭;绕过第一模块的一个或多个钻井节流器包括致动第一、第二、第三、第四和第五阀,使得:第一、第二、第三和第四阀关闭,第五阀打开。在一个实施例中,第一和第二流体块各自限定内部区域以及延伸到内部区域中的第一、第二、第三、第四、第五和第六流体通道。在一个实施例中,第一、第二和第五阀通过第一流体块的相应第五、第六和第四流体通道与第一流体块的内部区域流体连通;并且第三、第四和第五阀通过第二流体块的相应第五、第六和第三流体通道与第二流体块的内部区域流体连通。在一个实施例中,该方法还包括使用第三模块将钻井泥浆传送到第二模块,第三模块可操作地联接到以下部分并与其流体连通:第一流体块的内部区域,通过第一流体块的第二流体通道;第二流体块的内部区域,通过第二流体块的第二流体通道;和第二模块的流量计。在一个实施例中,从井筒接收钻井泥浆包括通过第一流动配件从井筒接收钻井泥浆,第一流动配件可操作地联接到以下任一部分并与其流体连通:第二流体块的内部区域,通过第二流体块的第四流体通道;或第三模块;并且排放钻井泥浆包括通过第二流动配件排放钻井泥浆,第二流动配件可操作地联接到以下任一部分并与其流体连通:第三模块;或者第一流体块的内部区域,通过第一流体块的第三流体通道。在一个实施例中,第一模块还包括以下一个或两个:第一测量配件,其可操作地联接到第一流体块的内部区域并通过第一流体块的第一流体通道与其流体连通;以及第二测量配件,其可操作地联接到第二流体块的内部区域并通过第二流体块的第一流体通道与其流体连通。在一个实施例中,第一和第二流体块各自包括第一和第二端,以及在第一和第二端之间延伸的第一、第二、第三和第四侧,第一和第二流体通道分别延伸穿过第一和第二端,第三和第四流体通道分别延伸穿过第一和第二侧,第五和第六流体通道各自延伸穿过第三侧。在一个实施例中,第二模块还包括第一和第二流块以及第一和第二滑阀,第一滑阀可操作地联接到第一流块、第二滑阀并与其流体连通,第二滑阀可操作地联接在第一和第二流块之间并与其流体连通,流量计可操作地联接到第二流块并与其流体连通。在一个实施例中,第二模块还包括以下一个或两个:第一测量配件,其可操作地联接到第一流块并与其流体连通;以及第二测量配件,其可操作地联接到第二流块并与其流体连通。在一个实施例中,流量计是科里奥利流量计。在一个实施例中,该方法还包括使用第三模块将钻井流体传送到第二模块,第三模块包括第一和第二流块以及第一、第二、第三和第四阀,第一阀可操作地联接到第一流块和第一模块并与其流体连通,第二阀可操作地联接到第一流块和第二模块并与其流体连通,第三阀可操作地联接到第二流块和第一模块并与其流体连通,第四阀可操作地联接到第二流块和第二模块并与其流体连通。在一个实施例中,第三模块还包括第五阀,该第五阀可操作地联接在第一和第二流块之间并与其流体连通。在一个实施例中,使用第三模块将钻井流体传送到第二模块包括:允许流体通过第二阀、流量计和第四阀从第一流块流到第二流块;以及阻止或至少减少流体通过第五阀从第一流块流到第二流块;并且其中,绕过第二模块的流量计包括:阻止或至少减少流体通过第二阀、流量计和第四阀从第一流块流到第二流块;并且允许流体通过第五阀从第一流块流到第二流块。在一个实施例中,使用第三模块将钻井流体传送到第二模块包括致动第一、第二、第三、第四和第五阀,使得:第二、第三和第四阀打开,第一和第五阀关闭,或者第一、第二和第四阀打开,第三和第五阀关闭;绕过第二模块的流量计包括致动第一、第二、第三、第四和第五阀,使得:第三和第五阀打开,第一、第二和第四阀关闭,或者第一和第五阀打开,第二、第三和第四阀关闭。在一个实施例中,第一和第二流块各自限定内部区域,以及各自延伸到内部区域中的第一、第二、第三和第四流体通道。在一个实施例中,第一、第二和第五阀通过第一流块的相应第一、第二和第四流体通道与第一流块的内部区域流体连通;并且第三、第四和第五阀通过第二流块的相应第一、第二和第三流体通道与第二流块的内部区域流体连通。在一个实施例中,第一流块的第一和第二流体通道大致同轴,并且第二流块的第一和第二流体通道大致同轴,使得包括流量计的第二模块在大致水平方向上延伸。在一个实施例中,第一流块的第一和第二流体通道限定大致垂直的轴线,第二流块的第一和第二流体通道限定大致垂直的轴线,使得包括流量计的第二模块在大致垂直的方向上延伸。在一个实施例中,第一和第二流块各自包括第一、第二、第三、第四、第五和第六侧,第三、第四、第五和第六侧在第一和第二侧之间延伸,第一、第三和第四流体通道延伸穿过相应的第一、第三和第四侧,第二流体通道延伸穿过第二侧或第五侧。在一个实施例中,从井筒接收钻井泥浆包括通过第一流动配件从井筒接收钻井泥浆,第一流动配件可操作地联接到以下部分并与其流体连通:第一模块;或第一流块的内部区域,通过第一流块的第三流体通道;并且排放钻井泥浆包括通过第二流动配件排放钻井泥浆,第二流动配件可操作地联接到以下部分并与其流体连通:第二流块的内部区域,通过第二流块的第四流体通道,或者第一模块。

在第十四方面,本公开引入了一种控制钻井内的钻井泥浆背压的方法,该方法包括从钻井接收钻井泥浆;或者:使用一个或多个钻井节流器控制井筒内钻井泥浆的背压,所述一个或多个钻井节流器是第一模块的一部分,或者绕过第一模块的一个或多个钻井节流器;或者:使用流量计测量从井筒接收的钻井泥浆的流速,流量计是第二模块的一部分,或者绕过第二模块的流量计;排放钻井泥浆;其中第一模块还包括第一和第二流体块,第一模块的一个或多个钻井节流器包括可操作地并联联接在第一和第二流体块之间的第一和第二钻井节流器。在一个实施例中,第一模块还包括第一、第二、第三和第四阀,第一和第二阀可操作地联接到第一流体块并与其流体连通,第三和第四阀可操作地联接到第二流体块并与其流体连通,第一钻井节流器可操作地联接在第一和第三阀之间并与其流体连通,第二钻井节流器可操作地联接在第二和第四阀之间并与其流体连通。在一个实施例中,第一模块还包括第五阀,该第五阀可操作地联接在第一和第二流体块之间并与其流体连通。在一个实施例中,使用一个或多个钻井节流器来控制井筒内钻井泥浆的背压包括允许流体通过以下元件组合中的一个或两个从第二流体块流到第一流体块:第一阀、第一钻井节流器和第三阀;以及第二阀、第二钻井节流器和第四阀;以及阻止或至少减少流体通过第五阀从第二流体块流到第一流体块;绕过第一模块的一个或多个钻井节流器包括允许流体通过第五阀从第二流体块流到第一流体块;以及阻止或至少减少流体通过以下元件组合中的每一个从第二流体块流到第一流体块:第一阀、第一钻井节流器和第三阀;以及第二阀、第二钻井节流器和第四阀。在一个实施例中,使用一个或多个钻井节流器控制钻井内钻井泥浆的背压包括致动第一、第二、第三、第四和第五阀,使得:第一和第三阀打开,第二、第四和第五阀关闭,第二和第四阀打开,第一、第三和第五阀关闭,或者第一、第二、第三和第四阀打开,第五阀关闭;并且绕过第一模块的一个或多个钻井节流器包括致动第一、第二、第三、第四和第五阀,使得:第一、第二、第三和第四阀关闭,第五阀打开。在一个实施例中,第一和第二流体块各自限定内部区域以及延伸到内部区域中的第一、第二、第三、第四、第五和第六流体通道。在一个实施例中,第一、第二和第五阀通过第一流体块的相应第五、第六和第四流体通道与第一流体块的内部区域流体连通;并且第三、第四和第五阀通过第二流体块的相应第五、第六和第三流体通道与第二流体块的内部区域流体连通。在一个实施例中,该方法还包括使用第三模块将钻井泥浆传送到第二模块,第三模块可操作地联接到以下部分并与其流体连通:第一流体块的内部区域,通过第一流体块的第二流体通道;第二流体块的内部区域,通过第二流体块的第二流体通道;和第二模块的流量计。在一个实施例中,从井筒接收钻井泥浆包括通过第一流动配件从井筒接收钻井泥浆,第一流动配件可操作地联接到以下任一部分并与其流体连通:第二流体块的内部区域,通过第二流体块的第四流体通道,或第三模块;并且排放钻井泥浆包括通过第二流动配件排放钻井泥浆,第二流动配件可操作地联接到以下任一部分并与其流体连通:第三模块,或第一流体块的内部区域,通过第一流体块的第三流体通道。在一个实施例中,第一模块还包括以下一个或两个:第一测量配件,其可操作地联接到第一流体块的内部区域并通过第一流体块的第一流体通道与其流体连通;以及第二测量配件,其可操作地联接到第二流体块的内部区域并通过第二流体块的第一流体通道与其流体连通。在一个实施例中,第一和第二流体块各自包括第一和第二端,以及在第一和第二端之间延伸的第一、第二、第三和第四侧,第一和第二流体通道分别延伸穿过第一和第二端,第三和第四流体通道分别延伸穿过第一和第二侧,第五和第六流体通道各自延伸穿过第三侧。在一个实施例中,第二模块还包括第一和第二流块以及第一和第二滑阀,第一滑阀可操作地联接到第一流块并与其流体连通,第二滑阀可操作地联接在第一和第二流块之间并与其流体连通,流量计可操作地联接到第二流块并与其流体连通。在一个实施例中,第二模块还包括以下一个或两个:第一测量配件,其可操作地联接到第一流块并与其流体连通;以及第二测量配件,其可操作地联接到第二流块并与其流体连通。在一个实施例中,流量计是科里奥利流量计。

在第十五方面,本公开引入了一种控制钻井内钻井泥浆背压的方法,该方法包括从钻井接收钻井泥浆;或者:使用一个或多个钻井节流器控制井筒内钻井泥浆的背压,所述一个或多个钻井节流器是第一模块的一部分,或者绕过第一模块的一个或多个钻井节流器;或者:使用流量计测量从井筒接收的钻井泥浆的流速,流量计是第二模块的一部分,或者绕过第二模块的流量计;使用第三模块将钻井流体传送到第二模块,第三模块包括可操作地并联联接在第一和第二模块之间的第一和第二流块;排放钻井泥浆。在一个实施例中,第三模块还包括第一、第二、第三和第四阀,第一阀可操作地联接到第一流块和第一模块并与其流体连通,第二阀可操作地联接到第一流块和第二模块并与其流体连通,第三阀可操作地联接到第二流块和第一模块并与其流体连通,第四阀可操作地联接到第二流块和第二模块并与其流体连通。在一个实施例中,第三模块还包括第五阀,该第五阀可操作地联接在第一和第二流块之间并与其流体连通。在一个实施例中,使用第三模块将钻井流体传送到第二模块包括:允许流体通过第二阀、流量计和第四阀从第一流块流到第二流块;以及阻止或至少减少流体通过第五阀从第一流块流到第二流块;绕过第二模块的流量计包括:阻止或至少减少流体通过第二阀、流量计和第四阀从第一流块流到第二流块;并且允许流体通过第五阀从第一流块流到第二流块。在一个实施例中,使用第三模块将钻井流体传送到第二模块包括致动第一、第二、第三、第四和第五阀,使得:第二、第三和第四阀打开,第一和第五阀关闭,或者第一、第二和第四阀打开,第三和第五阀关闭;绕过第二模块的流量计包括致动第一、第二、第三、第四和第五阀,使得:第三和第五阀打开,第一、第二和第四阀关闭,或者第一和第五阀打开,第二、第三和第四阀关闭。在一个实施例中,第一和第二流块各自限定内部区域,以及各自延伸到内部区域中的第一、第二、第三和第四流体通道。在一个实施例中,第一、第二和第五阀通过第一流块的相应第一、第二和第四流体通道与第一流块的内部区域流体连通;并且第三、第四和第五阀通过第二流块的相应第一、第二和第三流体通道与第二流块的内部区域流体连通。在一个实施例中,第一流块的第一和第二流体通道大致同轴,并且第二流块的第一和第二流体通道大致同轴,使得包括流量计的第二模块在大致水平的方向上延伸。在一个实施例中,第一流块的第一和第二流体通道限定大致垂直的轴线,第二流块的第一和第二流体通道限定大致垂直的轴线,使得包括流量计的第二模块在大致垂直的方向上延伸。在一个实施例中,第一和第二流块各自包括第一、第二、第三、第四、第五和第六侧,第三、第四、第五和第六侧在第一和第二侧之间延伸,第一、第三和第四流体通道延伸穿过相应的第一、第三和第四侧,第二流体通道延伸穿过第二侧或第五侧。在一个实施例中,从井筒接收钻井泥浆包括通过第一流体配件从井筒接收钻井泥浆,第一流动配件可操作地联接到以下任一个并与其流体连通:第一模块,或第一流块的内部区域,通过第一流块的第三流体通道;并且排放钻井泥浆包括通过第二流动配件排放钻井泥浆,第二流动配件可操作地联接到以下任一个并与其流体连通:第二流块的内部区域,通过第二流块的第四流体通道,或者第一模块。在一个实施例中,第二模块还包括第一和第二流块以及第一和第二滑阀,第一滑阀可操作地联接到第一流块并与其流体连通,第二滑阀可操作地联接在第一和第二流块之间并与其流体连通,流量计可操作地联接到第二流块并与其流体连通。在一个实施例中,第二模块还包括以下一个或两个:第一测量配件,其可操作地联接到第一流块并与其流体连通;以及第二测量配件,其可操作地联接到第二流块并与其流体连通。在一个实施例中,流量计是科里奥利流量计。

应当理解,在不脱离本公开的范围的情况下,可以在前述内容中进行变化。

在一些实施例中,各种实施例的元件和教导可以在一些或所有实施例中整体或部分组合。此外,各种实施例的一个或多个元件和教导可以至少部分地被省略,和/或至少部分地与各种实施例的一个或多个其他元件和教导相结合。

在一些实施例中,虽然不同的步骤、过程和程序被描述为表现为不同的动作,但是一个或多个步骤、一个或多个过程和/或一个或多个程序也可以以不同的顺序同时和/或依次执行。在一些实施例中,步骤、过程和/或程序可以合并成一个或多个步骤、过程和/或程序。

在一些实施例中,每个实施例中的一个或多个操作步骤可以省略。此外,在一些情况下,可以在不相应使用其他特征的情况下使用本公开的一些特征。此外,一个或多个上述实施例和/或变化可以全部或部分地与任何一个或多个其他上述实施例和/或变化相结合。

在某些实施例的前述描述中,为了清楚起见,使用了特定术语。然而,本公开并不旨在局限于如此选择的特定术语,并且应当理解,每个特定术语包括以类似方式操作以实现类似技术目的的其他技术等同物。诸如“左”和“右”、“前”和“后”、“上”和“下”等术语被用作方便提供参考点的词语,而不应被解释为限制性术语。

在本说明书中,词语“包括”应理解为其“开放”的意思,即“包括”的意思,因此不限于其“封闭”的意思,即“仅由……组成”的意思。相应的含义应归于它们出现的相应词语“包括”。

虽然上面已经详细描述了一些实施例,但是所描述的实施例仅仅是说明性的,而不是限制性的,并且本领域技术人员将容易理解,在不实质上背离本公开的新颖教导和优点的情况下,在实施例中许多其他修改、改变和/或替换是可能的。因此,所有这些修改、改变和/或替换都旨在包括在如所附权利要求所定义的本公开的范围内。在权利要求中,任何装置+功能的分句旨在覆盖在此描述的执行所述功能的结构,不仅是结构等同物,而且是等同结构。此外,申请人的明确意图是不援引35U.S.C.§112第6段对本文中的任何权利要求进行任何限制,除非权利要求明确使用词语“装置”和相关功能。

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