CN105239957A - 一种可组装可释放的膨大管堵漏装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种可组装可释放的膨大管堵漏装置，包括上下首尾连接且呈空心管的钻杆连接装置、脱手装置和膨大管柱，所述膨大管柱同轴安装可组装式注浆管柱，且可组装式注浆管柱上端通过注浆管柱接头连接在膨大管柱上，下端通过注浆管柱接头安装在集装袋固定底座上；所述可组装式注浆管柱外套有集装袋，所述集装袋的上下两端分别通过集装袋接箍和集装袋固定底座固定，所述集装袋固定底座下部连接有引鞋；所述可组装式注浆管柱上均匀分布有若干筛孔，所述集装袋由水敏丝缠绕在可组装式注浆管柱上。本发明可以使注入的可凝固堵漏材料在受限空间内凝固，对溶洞结构进行修饰，并在井眼轨迹穿过的通道上建立所需高度和一定直径及一定强度的支撑体。

Description

一种可组装可释放的膨大管堵漏装置

技术领域

本发明涉及石油钻井工程领域，特别涉及用于溶洞及流水溶洞堵漏的可组装可释放的膨大管堵漏装置。

背景技术

在石油钻井过程中，一旦钻遇到断层，大型裂缝和溶洞，钻井液将发生严重的漏失，常常表现为钻井液的漏失失返。对于此类井漏常规的桥浆堵漏是没有作用的，最常用的方法就是注水泥浆或者水泥浆混合其他堵漏材料堵漏；但是在有水情况下的溶洞和暗河采用这种现有的注水泥的堵漏不仅作业的成功率不高，需要反复多次的作业才能达到一定效果，而且作业周期长，产生的费用大，有时还达不到恢复循环的效果，因此，如何在钻进到这些大的地下空洞时建立钻井液的循环通道，恢复钻井液的正常循环，使钻井作业继续进行，是目前钻进溶洞地层时较为棘手的问题。

“内置袋式堵漏器”(中国专利申请号：200320114902.5)该发明属于钻井井眼内的密封和封隔装置，包含上接头、外套筒、引鞋、内套筒、密封套座、活塞环及袋网。上接头下段与外套筒上段连接，外套筒下段与引鞋上端面接触。内套筒上段与上接头下段连接，密封套座装在引鞋内孔上段，其上段与内套筒下段结合，二者间以销钉连接，密封套座与引鞋之间以销钉；衬套装在内套筒下段外面。活塞环装在衬套上面的外套筒与内套筒之间。衬筒装在活塞环上面的内套筒外面。袋网装在活塞环下端与引鞋上段之间。

“袋式堵漏工具”(中国专利申请号：2003249919.1)该发明是一种由释放机构、泄压机构和堵漏机构组成的用于解决采用桥接充填材料或堵漏水泥浆进行封堵开口尺寸较大的裂缝的堵漏工具。

“钻孔及钻井用拦截式堵漏工具”(中国专利申请号：200920292863.5)该发明是一种钻孔及钻井用拦截式堵漏工具，其拦截袋因堵漏浆液逐渐增多，拦截袋下沉，提升钻杆后拦截袋从拦截袋接头上脱落，在自重情况下横向膨胀，达到堵漏效果。

1991年《石油钻采工艺》期刊第3期上刊登的“袋式堵漏工具研制与试验”，这种简易的袋式堵漏工具主要由钻杆接头、筛管、堵漏袋、橡皮护圈及木引鞋组成，堵漏时工具与钻柱连接下入到井下，从钻具内注入堵漏水泥浆，通过筛管进入堵漏袋。

几种袋式堵漏工具其堵漏袋的固定方式不具有安全稳定性，常因固定不牢降低堵漏成功率；无防倒流装置，如因计算不准确堵漏浆注入过多，将导致堵漏袋破裂；无专门的脱手装置，保证井下作业安全；堵漏袋无自动释放装置，为保证堵漏袋安全下到漏层不会在下入过程中被破坏，需将堵漏袋固定在注浆管柱上，若没有自动释放装置可能导致堵漏袋不能完全打开影响堵漏效果，且堵漏工具的长度大小不能依据实际需要调节；堵漏袋脱手后，内部无支撑，在堵漏浆自重情况下横向膨胀堵漏过程中容易造成跑浆，降低堵漏浆浓度，最终影响堵漏效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于溶洞堵漏的膨大管柱，针对现有技术缺陷，以及溶洞、流水溶洞等恶性漏失情况，设计一种可自动释放、安全脱手、防倒流且可组装的专门用于溶洞及流水溶洞的膨大管柱堵漏工具，其特点是可以使注入的可凝固堵漏材料在受限空间内凝固，对溶洞结构进行修饰，并在井眼轨迹穿过的通道上建立所需高度和一定直径及一定强度的支撑体。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种可组装可释放的膨大管堵漏装置，包括上下首尾连接且呈空心管的钻杆连接装置1、脱手装置5和膨大管柱10，所述膨大管柱10同轴安装可组装式注浆管柱15，且可组装式注浆管柱15上端通过注浆管柱接头14连接在膨大管柱10上，下端通过注浆管柱接头19安装在集装袋固定底座20上；所述可组装式注浆管柱15外套有集装袋17，所述集装袋17的上下两端分别通过集装袋接箍13和集装袋固定底座20固定，所述集装袋固定底座20下部连接有引鞋21；所述可组装式注浆管柱15上均匀分布有若干筛孔16，所述集装袋17由水敏丝18缠绕在可组装式注浆管柱15上。

进一步地，所述钻杆连接装置1上部设置的钻杆锥形接头3通过螺纹与钻杆链接，所述钻杆连接装置1下部设置的托手环连接母扣4通过螺纹与脱手装置5上的脱手环连接公扣6连接。

进一步地，所述脱手装置5内部设置防倒流阀7，防倒流阀7下方有一个脱手环8。

进一步地，所述脱手装置(5)下方有一个注浆管柱连接公扣(9)，可以通过膨大管柱(10)上端的注浆管柱连接母扣(12)将脱手装置(5)与膨大管柱(10)连接。

进一步地，所述的膨大管柱10中间的可组装式注浆管柱15可根据需要选择多根可组装式注浆管柱15通过螺纹接口串联后连接在膨大管柱10和集装袋固定底座20上。

进一步地，膨大管柱10上方有扶正器11，保证膨大管柱10下入过程可以居中。

进一步地，所述集装袋17外缠绕有水敏丝18，保证膨大管柱10下入过程中集装袋17不会被破坏，且水敏丝18在地层环境下自动降解，集装袋17自动释放

本发明的特点及有益效果在于：

(1)本发明所采用的材料具有一定的强度又全部可钻，膨大管柱主体在能够支撑工具安全送入井下又能在起钻时自动脱手；

(2)本发明采用的注浆管柱和集装袋可配合溶洞规模组装、定制，所用的材料具有很好的强度和弹韧性，而且具有较好的耐酸、耐碱、耐温性；

(3)本发明可在流水溶洞中构建了一个受限空间，注入的可凝固材料后不会因为水流而漏失，实现井下受限凝固，形成具有一定高度、直径及强度的支撑体，再支撑体上重新打钻建立循环；

(4)本发明的膨大管柱直接下到漏层堵漏，操作工艺简单实用、便于施工、安全可靠，提高了堵漏的成功率，能够大大减少堵漏材料的用量，节约了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1，一种可组装可释放的膨大管堵漏装置，包括上下首尾连接且呈空心管的钻杆连接装置1、脱手装置5和膨大管柱10，所述膨大管柱10同轴安装可组装式注浆管柱15，且可组装式注浆管柱15上端通过注浆管柱接头14连接在膨大管柱10上，下端通过注浆管柱接头19安装在集装袋固定底座20上；所述可组装式注浆管柱15外套有集装袋17，所述集装袋17的上下两端分别通过集装袋接箍13和集装袋固定底座20固定，所述集装袋固定底座20下部连接有引鞋21；所述可组装式注浆管柱15上均匀分布有若干筛孔16，所述集装袋17由水敏丝18缠绕在可组装式注浆管柱15上。

钻杆连接装置1上部设置的钻杆锥形接头3通过螺纹与钻杆链接，所述钻杆连接装置1下部设置的托手环连接母扣4通过螺纹与脱手装置5上的脱手环连接公扣6连接。所述脱手装置5内部设置防倒流阀7，防倒流阀7下方有一个脱手环8。所述脱手装置5下方有一个注浆管柱连接公扣9，可以通过膨大管柱10上端的注浆管柱连接母扣12将脱手装置5与膨大管柱10连接。膨大管柱10上方有扶正器11，保证膨大管柱10下入过程可以居中。

本发明在采用膨大管柱进行钻井堵漏时，首先通过钻杆锥形接头3将整个膨大管柱工具与钻杆连接，通过钻杆将膨大管柱送至漏层；然后采用钻杆通过注浆口2向膨大管柱内注入液体凝固材料，液体凝固材料通过可组装式注浆管柱15、筛孔16进入集装袋17，在注入液体凝固材料达到堵漏需要量后停止注入；然后通过起钻使脱手环8自动脱手，清洗钻杆；最后，侯凝，完成堵漏，下钻钻塞。

所选膨大管柱10材料均具有良好的可钻性，宜采用有机纤维、有机橡胶、塑料等；所选材料在井下凝固、破坏、降解过程中在外力以及水流情况下要具有稳定性。

注浆管柱采用可拆卸式，也可多根管柱串联，依据溶洞大小按需调节，方便现场应用及运输。

集装袋的制作材料不仅需要具有最好的强度，具有一定弹韧性，而且需要具有较好的耐酸耐碱的性能，具有一定温度作用下的尺寸稳定性，可供选择的材料包括尼龙类，涤纶类，凯夫拉纤维类等；集装袋的尺寸选择可根据现场测漏或者对溶洞大小的预判来定制。

集装袋两端采用接箍固定在注浆管柱上，下入膨大管柱时集装袋外部包裹水敏丝，保证膨大管柱下入过程中集装袋不会被破坏，下放到漏层后在地层环境下集装袋自动释放。为保证将液体凝固材料注入集装袋后能迅速脱手，起钻清洗钻杆，设计了自动脱手环；凝固材料注入后，起钻时自动脱手；

为保证膨大管柱尽可能居中送至漏层，在脱手环附近，设计采用小于井眼尺寸的扶正管，在扶正的同时，在脱手后，如果凝固材料没有全部送入到位，该扶正器可以起到漏斗承接液体凝固材料的效果；设计时，脱手环在水平上低于扶正器的上部约5到10cm。

本发明所述采用膨大管柱进行钻井堵漏的方法包括以下步骤：

(1)通过钻杆将膨大管柱送至漏层；

(2)采用钻杆向膨大管柱内注入液体凝固材料；

(3)液体凝固材料通过注浆管柱注入集装袋中；

(4)在注入液体凝固材料达到堵漏需要量后停止注入；

(5)起钻，脱手，清洗钻杆；

(6)侯凝，完成堵漏，下钻钻塞。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种可组装可释放的膨大管堵漏装置，其特征在于，包括上下首尾连接且呈空心管的钻杆连接装置(1)、脱手装置(5)和膨大管柱(10)，所述膨大管柱(10)同轴安装可组装式注浆管柱(15)，且可组装式注浆管柱(15)上端通过注浆管柱接头(14)连接在膨大管柱(10)上，下端通过注浆管柱接头(19)安装在集装袋固定底座(20)上；所述可组装式注浆管柱(15)外套有集装袋(17)，所述集装袋(17)的上下两端分别通过集装袋接箍(13)和集装袋固定底座(20)固定，所述集装袋固定底座(20)下部连接有引鞋(21)；所述可组装式注浆管柱(15)上均匀分布有若干筛孔(16)。

2.如权利要求1所述的一种可组装可释放的膨大管堵漏装置，其特征在于，所述钻杆连接装置(1)上部设置的钻杆锥形接头(3)通过螺纹与钻杆链接，所述钻杆连接装置(1)下部设置的托手环连接母扣(4)通过螺纹与脱手装置(5)上的脱手环连接公扣(6)连接。

3.如权利要求1所述的一种可组装可释放的膨大管堵漏装置，其特征在于，所述脱手装置(5)内部设置防倒流阀(7)，防倒流阀(7)下方有一个脱手环(8)。

4.如权利要求1所述的一种可组装可释放的膨大管堵漏装置，其特征在于，所述脱手装置(5)下方有一个注浆管柱连接公扣(9)，可以通过膨大管柱(10)上端的注浆管柱连接母扣(12)将脱手装置(5)与膨大管柱(10)连接。

5.如权利要求1所述的一种可组装可释放的膨大管堵漏装置，其特征在于，所述的膨大管柱(10)中间的可组装式注浆管柱(15)可根据需要选择多根可组装式注浆管柱(15)通过螺纹接口串联后连接在膨大管柱(10)和集装袋固定底座(20)上。

6.如权利要求1所述的一种可组装可释放的膨大管堵漏装置，其特征在于，膨大管柱(10)上方有扶正器(11)，保证膨大管柱(10)下入过程可以居中。

7.如权利要求1所述的一种可组装可释放的膨大管堵漏装置，其特征在于，所述集装袋(17)外缠绕有水敏丝(18)，保证膨大管柱(10)下入过程中集装袋(17)不会被破坏，且水敏丝(18)在地层环境下自动降解，集装袋(17)自动释放。