22]优选地，所述设备还包括用于引入外部电力的井口动力及信息传输装置，通过所述井口动力及信息传输装置对所述设备提供动力。在此方案中，整个设备的运作具有独立的动力提供系统，即便在发生井下意外状况时也能够不受妨碍地运作。
[0023]根据本发明的用于控制井筒压力的设备，不仅能够对全井筒的压力实施控制，而且由于测量传感器和压力影响元件的动力可由外部引入，因此根据本发明的设备的运作不依赖泥浆循环设备，弥补了【背景技术】中所指出的不足。
[0024]本发明还提出了一种通过根据本发明所述的设备控制井筒压力的方法，包括以下步骤:
[0025]步骤a，设置所述用于控制井筒压力的设备；
[0026]步骤b，从井口泵入一种或多种泥浆；
[0027]步骤C，通过所述测量传感器检测井筒参数；
[0028]步骤d，根据所检测到的井筒参数，由控制器控制所述压力影响元件不工作或影响周围流体的压力状态。
[0029]优选地，当井筒参数显示为正常钻进时，通过所述控制器控制所述压力影响元件的第一子部分和/或第二子部分停机；当特定的测量传感器所检测到的井筒参数显示为发生井漏时，通过所述控制器控制相邻于所述特定的测量传感器的压力影响元件的第一子部分沿第一方向运动；当特定的测量传感器所检测到的井筒参数显示为发生溢流时，通过所述控制器控制相邻于所述特定的测量传感器的压力影响元件的第二子部分沿第二方向运动。
[0030]优选地，当所述压力影响元件的第一子部分沿第一方向运动时，井筒内环空静液柱压力与地层破裂压力之间的差值减小，当所述压力影响元件的第二子部分沿第二方向运动时，井筒内环空静液柱压力与地层破裂压力之间的差值增大。
[0031]优选地，根据所述压力影响元件离井漏或溢流的发生位置点的距离和井筒内环空液流的流量的不同，通过所述控制器来调整所述压力影响元件的第一子部分和/或第二子部分的运动速度和运动时间。
[0032]优选地，随着所述压力影响元件远离井漏或溢流的发生位置点，通过所述控制器控制所述压力影响元件的第一子部分和/或第二子部分的运动速度，使其逐渐降低至零。
[0033]优选地，在步骤b中，从井口泵入至少两种具有不同流体密度的泥浆，在钻杆内得到至少双梯度的流体。
[0034]优选地，在步骤b中，不同梯度中流体的密度由上至下单调变化。
[0035]优选地，在步骤b中，以如下方式泵入泥浆，即使得整个井筒中的钻柱内压力剖面为分段线性的或符合预先设定的曲线轮廓。
[0036]优选地，所述设备还包括用于调整钻头方向的导向装置，所述控制器根据来自所述传感器的参数判断井筒状态后对所述导向装置下达针对方向的指令。
[0037]优选地，所述设备还包括用于引入外部电力的井口动力及信息传输装置，通过所述井口动力及信息传输装置对所述设备提供动力。
[0038]上述各技术方案可以任何技术上可行的方式相互结合，或用等效的部件来进行替换，只要能够达到本发明的目的且不会相互冲突。
【附图说明】
[0039]在下文中将基于仅为非限定性的实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中:
[0040]图1是根据本发明的用于控制井筒压力的设备的示意图；
[0041]图2是正常钻进时井筒压力影响元件不工作时根据本发明的用于控制井筒压力的设备的井下部分的剖面示意图；
[0042]图3是井漏时井筒压力影响元件的第一子部分沿第一方向运动时根据本发明的用于控制井筒压力的设备的井下部分的剖面示意图；以及
[0043]图4是溢流时井筒压力影响元件的第二子部分沿第二方向运动时根据本发明的用于控制井筒压力的设备的井下部分的剖面示意图。
[0044]在图中，相同的构件由相同的附图标记标示。附图并未按照实际的比例绘制。
【具体实施方式】
[0045]下面将结合附图对本发明做进一步说明。本发明提出了一种用于控制井筒压力的设备20及相应的方法。
[0046]图1显示了根据本发明的用于控制井筒压力的设备20的一个实施例。
[0047]如图1所示，该用于控制井筒压力的设备20包括安装在打入到地壳4中的钻杆5上的用于测量井下参数的测量传感器6和能够调节井筒压力状况的压力影响元件7。
[0048]其中钻杆5具有动力及信号传输功能。目前钻杆中的动力及信号传输基本通过有线方式来完成，然而，在能够保证动力和信号稳定传输的前提下，也可以采用无线方式来进行。
[0049]测量传感器6和压力影响元件7的安装位置及数量由信息传输需要中继放大的最远距离及特殊层位需要加密的距离决定。
[0050]测量传感器6的类型可根据测量需要选择，可以是例如用于测量环空局部压力的压力传感器，以及用于测量地应力的声发射传感器等等。其具体的形式还可以为数据采集卡。考虑到其为现场对压力的测量，可以采用靶式压力传感器。靶式压力传感器的测量过程是依靠流体的冲力的大小使靶体位置发生变化，靶体位置的变化会改变输出电流的大小，从而测得井下压力大小。
[0051]本实施例中，测量传感器6为多参数测量传感器。测量传感器6所测量的参数例如包括流量、压力、密度和温度。这些参数对于确定和调控井筒状态具有作用。
[0052]具体地，关于流量的测量，可以采用在流体的流动方向上设置两个相同的传感器，通过测量流体流动噪声由上游传感器渡越到下游传感器的渡越时间来确定流体的流量。此类作为流量计的传感器6可以采用多种类型，如超声波传感器、电容传感器等。
[0053]压力影响元件7包括能够停机和运动的第一子部分7a和/或第二子部分7b，其中第一子部分7a能够沿第一方向运动，第二子部分7b能够沿第二方向运动。压力影响元件7的第一子部分7a和/或第二子部分7b的类型例如可以是涡轮泵或其它类型的泵。也就是说，压力影响元件7的第一子部分7a和/或第二子部分7b的具体形式可以采用涡轮泵、轴流泵、叶片泵以及柱塞泵等。
[0054]不同位置的压力影响元件7的第一子部分7a和/或第二子部分7b的排量可由地壳4的压力分布的具体情况来确定。优选地，对压力的影响通过泵入区域的排量多少及泥浆的密度来决定，泵入还是泵出可由压力影响元件7的第一子部分7a或第二子部分7b(例如为涡轮泵)的运动来决定。
[0055]根据本发明的用于控制井筒压力的设备20还包括用于控制钻头9的方向的导向装置8以及用于控制所述压力影响元件7并且通过动力及信息传输线3与井下部分连接的地面信息处理机构10 (即控制器)。在图1所显示的实施例中，在井口还安装了用于引入外部电力的井口动力及信息传输装置2。所述压力控制设备20安装到常规钻井设备I中以供使用。
[0056]当操作根据本发明的用于控制井筒压力的设备20时，在图1所示的实施例中，利用测量传感器6实时监测整个井筒，所获得的地层和钻井