在深水钻井中,常规钻井技术面临较大风险并且成本较高,而双梯度钻井技术可以有效地解决常规钻井技术在深水钻井中遇到的钻井问题。本文主要结合中石化项目——深水双密度钻井关键技术研究(JP14012),开展适用于我国南海深水的液体稀释双梯度钻井系统设计与配置研究,主要研究进展包括:(1)液体稀释双梯度钻井系统技术原理分析分析液体稀释双梯度钻井技术的工作原理,结合我国南海深水钻井作业环境特点,提出适用于我国南海深水的液体稀释双梯度钻井系统技术方案,该技术方案包括总体的实现方案、稀释液选型方案等,并进行液体稀释双梯度钻井井身结构设计及优化研究。(2)稀释液注入系统设计通过水力学参数计算稀释液密度、注入速率等参数,进行注入泵选型,研究注入管线布置技术并优选最佳方案,设计注入管线接头方案,对海底泥线以下的注入方法及所需要的装备进行研究,完成稀释液注入系统设计。(3)稀释液分离回收系统研究及CFD仿真分析研究含有稀释液及钻屑的井口返出混合液的分离原理,通过混合液固相分析,制定稀释液分离回收工艺,提出三种稀释液分离关键设备规划,对稀释液的回收效果进行理论仿真分析,并优化关键设备的工作参数,完成稀释液分离回收系统设计。(4)液体稀释双梯度钻井系统工程应用研究调研分析现有钻井平台的常规固控设备技术参数与特点,论证分析现有钻井平台实现液体稀释双梯度钻井的可行性,并给出对应解决方案,确定稀释液关键装备配套总体方案,建立液体稀释双梯度钻井系统关键装备的三维模型图。