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龙图腾网获悉中国石油天然气集团有限公司;中国石油集团工程技术研究院有限公司申请的专利一种高温页岩气长水平井钻井控温系统及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114687688B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-12发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210019085.2，技术领域涉及：E21B21/08；该发明授权一种高温页岩气长水平井钻井控温系统及方法是由冯明;杨恒林;王元;付利;郭凯杰;陈刚设计研发完成，并于2022-01-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种高温页岩气长水平井钻井控温系统及方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种高温页岩气长水平井钻井控温系统及方法，属于钻井工程技术领域，该系统包括钻具组合、地面降温装置、顶驱及泥浆泵、固控设备等。所述钻具组合包括旋转导向工具、螺杆马达、钻杆。同时，本发明还公开了一种高温页岩气长水平井钻井控温方法。本发明采用理论分析和结合现场试验数据拟合等方法模拟钻井液井底循环温度，通过调整钻井液密度、泥浆泵排量、钻具组合、钻具组合的转数等来模拟和观测不同参数对钻井液井底循环温度的情况，为深层高温钻井现场施工参数优化提供参考依据。

本发明授权一种高温页岩气长水平井钻井控温系统及方法在权利要求书中公布了：1.一种高温页岩气长水平井钻井控温方法，其特征在于，采用一种高温页岩气长水平井钻井控温系统，高温页岩气长水平井钻井控温系统包括钻具组合114、地面降温装置118、泥浆泵110、顶驱113和固控设备103，所述钻具组合114置于井眼116中，与井眼116形成环空;从钻井喇叭口101返出的钻井液沿高架槽102进入固控设备103，脱除部分固相含量后经过固控设备103下部锥形罐104的流道进入锥形罐104，锥形罐104与立式换热器107通过阀门105、离心泵106、管线117连接，钻井液经阀门105、离心泵106、管线117进入立式换热器107，经过一级降温冷却后，得到的低温钻井液返回上水泥浆罐109，经由管线117，钻井液进入泥浆泵110，经由立管111进入软管112，再经顶驱113进入钻具组合114，钻井液循环到井底后由井眼116经由钻井喇叭口101进行再次循环，重复上述过程，所述地面降温装置118由阀门105、离心泵106、立式换热器107、冷水塔108、管线117构成； 高温页岩气长水平井钻井控温方法包括以下步骤： 步骤1、获取井的垂深、斜深、井眼轨迹、机械转速、排量、钻井液密度、钻井液流变参数、钻井液热物理参数、地温梯度、地层热物理参数、井身结构参数； 步骤2、预测井底钻井液最高循环温度超过135℃时，井应配备地面降温装置； 步骤3、下钻过程中采用分段循环模式，下钻至静止温度达到125℃井段时，井眼须进行15分钟以上的循环，后续下钻作业中每下钻5个立柱循环一次，每次循环时间在15分钟以上，当下钻至循环后温度仍高于125℃井段时，后续井段连续开泵下钻到底； 步骤4、下钻至水平段前，井队应确保泥浆泵110及地面管线117处于随时可用状态，地面降温装置118服务方应确保地面降温装置118在高温下钻循环过程中同步连续使用； 步骤5、水平段钻进时当井底循环温度超过135℃时且达到钻具组合114旋导工具预警温度，应当将钻具在一个立柱范围内，控制顶驱转速采用钻进排量进行循环降温，待温度稳定降低至135℃或满足旋导工具要求时方能恢复钻进； 步骤6、接立柱时晚停泵早开泵，以尽量减少停泵时间，接立柱后先开泵至钻进排量再转动顶驱，严禁在停泵时旋转钻具，当遇到维修冲管或者其它维护作业时，施工队伍应建立井下连续循环，持续降低井下温度； 步骤7、再通过以下公式分别计算钻具组合114内的钻井液循环温度、环空内的钻井液循环温度以及入井钻井液温度； 钻具组合114内温度控制方程如下： 钻具组合114内钻井液传热模型： ； 钻具组合114壁传热模型： ； 环空内钻井液传热模型 ； 地层、固井水泥环、套管传热模型 ； 式中，Qp为钻具组合114内摩阻产生的热量，Wm；为钻具组合114内钻井液密度，kgm3；q为钻井液的体积流量，m3s；Cp为钻井液比热容，；Tp为钻具组合114内钻井液温度，℃；Tw为钻具组合114壁温，℃；Ta为环空内钻井液温度，℃；Tf为近井壁地层温度，℃；T为地层、固井水泥环、套管温度，℃；z为深度，m；rp为钻具组合114内半径，m；ra为钻具组合114外半径，m；ro为井眼116半径，m；r为距井眼116中心的径向距离，m；hp为钻具组合114内壁面的对流换热系数，；ha为井眼116环空内对流换热系数，；t为时间，s； 步骤8、再根据步骤7得到钻具组合114内的钻井液循环温度、井眼116环空内的钻井液循环温度后对钻井液密度、钻井参数中的钻具组合114转速、泥浆泵110排量进行优化得到后续钻井液井底循环温度，返出钻井喇叭口101的钻井液继续参与下一阶段的循环降温。

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