万米超深孔连续循环钻井技术
连续循环钻井系统是实现连续循环钻井技术的关键技术，集机械、电气、液压、控制一体化等多学科技术于一体。它主要是利用主机室总成闸板的开启和关闭，形成和控制主机上下密封室的连通和隔离，配合分流管汇完成封闭室内钻井液通道的分流切换，实现单根内钻井液的不间断循环。利用动力钳、平衡补偿装置和腔背钳的协调动作，实现钻杆在密封腔内的自动上、下扣操作。
3.1.1国内外研究现状
在1995中，Laurie Ayling首先提出了连续循环钻井(CCD)的概念，即在连接过程中保持钻井液的连续循环，并申请了第一项专利；在1999中，荷兰壳牌NAM公司通过定量风险分析得出结论，连续钻井液循环将使非作业钻井时间减少一半，每口井节省作业成本1万美元。2000年，连续循环钻井联合工业项目开始运行，该项目由Maris公司管理，得到了ITF和由壳牌、BP、道达尔、Statoil、BG和ENI组成的“工业技术联合组织”的支持。2001，项目选择Varco Shaffer作为设备制造商和供应商参与开发。2003年，BP公司在美国俄克拉荷马州的陆上油井成功测试了一个连续循环系统样机，随后开始了工程样机的设计和制造。2005年，ENI在意大利南部的Agri油田和埃及沿海的PortFouad油田成功实现了连续循环系统的商业应用。2006年至2008年，挪威国家石油公司使用连续循环系统在北海油田钻了6口井，均获得巨大成功。经过近10年的发展，国外连续循环系统已进入推广应用阶段。在ENI和挪威国家石油公司取得显著成功之后，英国石油公司、英国天然气公司和壳牌公司也在考虑首次使用这项技术。
在国内，中石油钻井工程研究院从2006年就开始跟踪这项技术，并已开始研究。经过多年的技术攻关，2012年4月9日，在中国石油钻探工程研究院与渤海钻探技术服务公司合作建设的科学试验井中，成功实现了该院研制的连续循环钻井系统样机的基本动作，但该系统在控制精度和可靠性方面仍存在诸多问题，样机还需进一步研究关键技术。
3.1.2关键技术
考虑到技术发展的成熟度和现场作业的安全性，连续循环系统的发展应立足于我国万米深孔钻井技术的特点，发展具有自主知识产权的连续循环钻井技术。连续循环系统是集机、电、液、控于一体的先进钻井技术和装备。要成功实现国产化的目标，首先必须对系统的关键技术进行深入的分析和研究。连续循环系统的关键技术和难点主要包括以下几个方面。
(1)高压动密封技术
在高压高温泥浆的持续循环和钻杆的运动(轴向和旋转)下，孔口连接系统中半密封闸板与钻杆之间会产生相对旋转和轴向运动，因此闸板的动密封性能是一个关键问题。目前，国外产品在35MPa压力下连接钻杆，每40 ~ 50次必须更换闸板。
(2)钻杆精确定位和连接技术。
钻柱和钻杆的接头在不能直接观察到的压力室内连接和拆卸。钻杆的位置由顶驱的上下运动控制，下部钻柱的位置由卡瓦和连接器决定。如何使钻柱和钻杆的螺纹接头保持在合理的位置，便于螺纹对中，是顺利完成连续循环动作的关键，也是提高系统效率的关键。
(3)钻杆连接螺纹和杆体保护技术。
钻杆本体保护。在拧入过程中，钻杆管体容易损坏；特别是动力卡瓦部分，既要承受钻柱的重量，又要提供足够的通断扭矩，这就使得钻杆本体与卡瓦齿板之间的受力状态非常复杂，很容易造成钻杆滑脱损坏本体，甚至造成钻柱滑脱落井。
钻杆接头的对接和拧紧都是在密封的腔体内进行的，操作者无法直接观察腔体内的情况。同时，腔体内的高压钻井液使接头的螺纹承受很大的顶力，操作不当容易造成螺纹损坏。因此，在对接和拧紧接头时，必须通过强制起下钻装置来平衡钻井液的顶力，以保持螺纹接合面上的接触力处于合适的值。此外，螺纹脂必须具有抗冲刷能力，以避免接头螺纹粘住。
(4)泥浆转换和分流技术
泥浆分流控制的关键是保证循环压力稳定和不受干扰。由于立管和旁通管线存在压差，直接切换容易造成泥浆循环压力不稳定，高压泥浆还会冲刷冲击阀门部件。因此，在切换前，必须对低压侧的管道进行充压，消除立管和旁通管道之间的压差，既能保持泥浆循环压力稳定，又能消除对阀门的不利影响，有效提高阀门的使用寿命。
3.1.3研究内容和简单方案
实现连续循环钻井技术的主要设备是连续循环钻井系统，该系统控制复杂，安全可靠性要求高。在研制过程中，需要对高压动密封技术、钻杆精确定位与连接技术、钻杆连接丝扣和钻杆保护技术、泥浆切换分流技术等关键技术进行深入分析和研究。
本项目研究在充分调研国内外研究现状的基础上，通过对典型连续循环钻井系统结构的对比分析，确定本项目拟开发的连续循环钻井系统主要由泥浆连接器、分流管汇装置、钻杆装卸机械手、控制系统和动力系统组成。
(1)研究内容
主要研究内容如下:①国内外连续泥浆循环技术资料的调查与分析；(2)连续泥浆循环控制流程的制定；(3)连续泥浆循环系统实施方案(包括泥浆连接器、分流管汇装置、钻杆装卸机械手、控制系统和动力系统等。);④关键部件的仿真分析；⑤研究样机的总体设计和各部分设计；⑥样机的制造和加工；⑦样机的实验室和现场实验研究；⑧连续循环钻井技术及优化技术研究。
参考设计参数为:工作压力≤35MPa，钻杆外径，最大扭矩9kn·m，泥浆流量≤1200gpm(75.7L/s)。
(2)研究方案
泥浆接头可以由三个类似防喷器的结构组成，每个结构内部都有密封板，其中反封闸板在下部结构，盲板在中部。顶部和底部的结构设有旁路和阀门，并与分流管汇装置连接，在连接单根时用作加压、减压和维持钻井液循环的通道；钻杆提卸机械手具有上扣、紧扣和卸扣功能，可在强制提升装置的驱动下上下移动，并配有动力卡瓦，承受钻柱悬挂重量，提供上扣和卸扣扭矩；控制系统为系统各执行部件提供动作驱动力和驱动指令，动力系统主要是液压站，提供驱动动力源。
基于三闸板防喷器的基本结构，泥浆接箍和分流管汇装置的研究可以进行技术改造、增加泥浆分流通道、注重局部细节设计、选用新材料等。解决了高压动密封的技术难题，设计了新的耐压防震结构，解决了泥浆分流切换的扰动问题。钻杆装卸机械手部分通过优化控制元件和改进控制算法，保证了钻杆和钻柱的精确定位、对中和连接；通过改善滑齿板的接触条件和材料，提高了螺纹润滑密封，减少了螺纹和杆体的损伤。动力系统采用液压驱动和模块化设计，结合手动和自动技术，提高了操作的便利性和可靠性。控制系统的逻辑控制信号主要是压力和位置检测，其中压力检测包括密封腔压力、立管压力和各执行机构的工作压力，位置检测是指闸板的开闭、泥浆阀的开闭、钻杆接头的位置和各执行机构的动作位置等。通过冗余设计，保证了逻辑控制信号的准确性和可靠性。
3.1.4研究计划
本项目的研究争取各方面的支持，特别是国家或行业科研项目的支持。计划用5年时间，完成国内国际信息研究分析、总体技术实施方案、关键技术和技术难点、样机加工、制造装配、现场实验和我国自主知识产权连续循环钻井技术优化，满足现场先导使用要求。
2013年6月至2013年6月，完成了连续循环钻井系统的国内外情报调研和对比分析，提出了连续循环系统发展的基本思路；
2013年7月至2013，12年6月，完成连续循环钻井控制流程的制定、连续循环钻井系统总体方案的初步设计，完成部分关键子系统设计方案的初步研究；
2014 1月~ 2014 12月完成连续循环钻井系统详细设计方案、各部分(泥浆接头、分流管汇装置、钻杆装卸机械手、控制系统、动力系统)详细设计方案(初稿)、重点难点问题(高压动密封技术)
2015年6月至2015年6月，完成了连续循环钻井系统关键部位的模拟分析研究，完成了连续循环钻井系统总体设计方案(实施稿)，完成了各部位设计方案(实施稿)，完成并通过了总体方案和局部方案相关的图纸和计算(实施稿)；
2015年6月至2015年6月，12进行连续循环钻井系统样机加工，完成连续循环系统室内实验方案设计，完成连续循环系统现场实验方案设计。
2065438年6月+2006年10月至2065438年6月+2006年2月，完成了连续循环钻井技术室内和现场试验，总结问题，提出新的优化和解决方案，完成了连续循环钻井技术研究；
2017 ~ 1 ~ 2017 ~ 12按照优化方案进行整改，并结合多次试验，实现了研究目标，撰写了总结报告。