一種修井鑽塞管柱的製作方法

2023-10-09 09:54:14

專利名稱：一種修井鑽塞管柱的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油天然氣完井施工中及完井工藝技術領域，特別涉及一種井下
作業工具，具體說是一種用於鑽除石油天然氣勘探開發井中的各種水泥塞、橋塞和井壁結 垢物的管柱。
背景技術：
石油天然氣勘探開發完井施工中，對油氣水井內部的橋塞、水泥塞和井筒內壁上 的結垢物進行旋轉鑽除，實現對油氣水井正常生產是不可缺少的步驟。針對需要鑽除橋塞、 水泥塞和井壁結垢物的鑽塞管柱，目前的結構是 1、管柱結構從下至上包括鑽頭或磨鞋+螺杆鑽具+緩衝器+過濾器+油管，這是 一種小修井鑽塞的經典管柱結構； 2、管柱結構從下至上包括鑽頭+螺杆鑽具+油管，這是一種小修井鑽塞的常用管 柱結構； 3、管柱結構從下至上包括鑽頭、(鑽鋌)、鑽杆，這是一種需要動用修井鑽臺、動用
設備較多、成本較高的鑽塞管柱結構，屬典型旋轉鑽進， 一般用於大修井作業中。 前述兩種小修井鑽塞管柱，其基本原理是管柱下入井筒中，地面應用泵車將洗井
液泵入鑽具，驅動井底的螺杆鑽具而帶動鑽頭旋轉鑽進，井底鑽除的鑽屑隨洗井液返出到
達井口到達地面。這種鑽塞存在如下缺陷 鑽進中鑽離井底的鑽屑將混入洗井液並隨之由井底上返到井口、到地面。當完成 一根油管長度的鑽進後，續接單根時，需要不停泵繼續循環，較長時間進行洗井，以使鑽屑 返出井眼到井口、地面，讓井筒中鑽具內外的洗井液的密度一致，而達到內外壓力平衡才能 停止洗井而續接下一根油管繼續鑽進。否則，鑽具與井眼之間的環形空間中的液體，由於混 入了鑽屑而使其密度增大，如果立即停止循環，或者循環不徹底沒有將鑽屑洗出井口而到 地面，則環空液體將在鑽具內外液體密度差作用下迅速回流到鑽具內，在連接油管單根過 程中，鑽屑沉澱很容易造成鑽具水眼堵塞，增加鑽塞難度，甚至造成鑽塞中途失敗、返工。鑽 完一根油管循環一次，無疑施工時間相應地較長，增加成本費用。此外，洗井液回流，加快了 鑽屑下沉的速度，還容易在鑽頭周圍沉砂而引起卡鑽；進入鑽具的鑽屑，重新開泵循環時將 隨洗井液進入螺杆鑽具而增大其損傷甚至卡死螺杆鑽具的轉子，使鑽塞失敗；洗井液回流 噴出鑽具，噴出井口 ，噴到地面，既造成井口及其周圍環境汙染嚴重，又影響井口工人的操 作，增加在井口的操作難度和勞動強度；寒冷季節環境條件下，噴出的洗井液結冰時更給地 面安全作業帶來危害。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種修井鑽塞管柱，下入井內，能完成油氣水井內部橋 塞、水泥塞和井筒內壁上的結垢物旋轉鑽除。單根鑽完後短時間循環立即停泵接單根，縮短 鑽塞時間；阻止環空混有鑽屑的液體回流進入鑽具，避免鑽屑沉澱卡鑽、卡螺杆鑽具，避免液體噴出井口 、地面，汙染環境影響操作。 本實用新型採用的技術方案是修井鑽塞管柱，主要由油管、單流閥、螺杆鑽具和
鑽頭或磨鞋組成，其特徵在於修井鑽塞管柱的連接結構自下而上是鑽頭或磨鞋的上部連
接螺杆鑽具，螺杆鑽具的上部連接單流閥，單流閥上部連接油管，油管一直連接到井口 。單
流閥下部連接螺杆鑽具，在施工中全部水泥塞鑽完後只能正洗井將井筒內的鑽屑洗出，而
不能採用反洗井的方式。螺杆旁通閥屬於螺杆鑽具的一部分。 所述的單流閥採用的是可反洗井雙重密封單流閥。
本修井鑽塞管柱的工作原理是 參閱圖1。管柱下到位後，洗井液9從管柱頂端IO進入管柱內，沿油管1中心孔到 達可反洗井雙重密封單流閥2，將可反洗井雙重密封單流閥2打開，繼續下行到達螺杆鑽具 3，使螺杆旁通閥5關閉，再向下行啟動螺杆鑽具3旋轉，帶動螺杆鑽具3底端的鑽頭4或磨 鞋旋轉，鑽除水泥塞12。旋轉鑽進產生的鑽屑8，被洗井液9衝起進入管柱與井眼之間的環 形空間6，上返到達井筒7，或者到達井口 ll流到地面，從而實現對水泥塞的鑽除。當鑽完 一根油管的深度需要續接油管時，繼續適當少量循環即可停泵停止循環，含有鑽屑的高密 度洗井液在管柱內外壓差作用下，具有流向管柱內的傾向，而在可反洗井雙重密封單流閥2 的作用下不能流進管柱內，避免鑽屑沉澱堵塞管柱水眼，大量節約了循環時間，減少鑽塞成 本。當新的油管連接完成重新開泵循環鑽進時，鑽屑又隨著洗井液9繼續上返。如此，直到 將全部水泥塞12鑽完，一次性地將產生的鑽屑8循環洗出到井口 11到地面，完成鑽塞作 業。 參閱圖2。當發生特殊情況，需要反向洗井時，可以在管柱內投入一隻鋼球13，迅 速將其送達可反洗井雙重密封單流閥2，將備用循環孔14打開，可以實現正洗井，也可以實 現反洗井。 本實用新型的有益效果本實用新型修井鑽塞管柱，能避免鑽屑沉澱堵塞管柱水 眼；能節約洗井液的循環時間，減少鑽塞成本；在續接油管單根時，鑽屑不能大量沉積於環 空內，能避免卡鑽；鑽屑不能進入螺杆鑽具，能避免螺杆鑽具的磨損和卡死；洗井液不能噴 出管柱，不會汙染井口和地面。

圖1是本實用新型修井鑽塞管柱結構剖面示意圖。 圖2是本實用新型修井鑽塞管柱實現正、反向洗井的剖面示意圖。 圖中，l.油管，2.單流閥，3.螺杆鑽具，4.鑽頭，5.螺杆鑽具旁通閥，6.環形空間，
7.井筒，8.鑽屑，9.洗井液，IO.管柱頂端，ll.井口，12.水泥塞，13.鋼球，14.循環孔。
具體實施方式
實施例1 :以一套修井鑽塞管柱為例，對本實用新型作進一步詳細說明。
參閱圖1。本實用新型修井鑽塞管柱，主要由油管1、單流閥2、螺杆鑽具3和鑽頭
4組成。單流閥2採用的是可反洗井雙重密封單流閥2。油管l採用外徑為73.02mm的普
通採油油管，螺杆鑽具3採用外徑為95mm的直螺杆鑽具，鑽頭4採用外徑為114mm的三牙
輪鑽頭。[0020] 修井鑽塞管柱的最下端連接的是外徑為114mm的三牙輪鑽頭4，鑽頭4的上部連接 外徑為95mm的直螺杆鑽具3，直螺杆鑽具3的上部連接可反洗井雙重密封單流閥2，可反洗 井雙重密封單流閥2上部連接外徑為73. 02mm的油管l，油管1 一直連接到井口 11。
實施例2 :與實施例1不同點是修井鑽塞管柱的最下端連接的是磨鞋，磨鞋的上 部連接外徑為95mm的直螺杆鑽具3。
權利要求一種修井鑽塞管柱，主要由油管(1)、單流閥(2)、螺杆鑽具(3)和鑽頭(4)或磨鞋組成，其特徵在於修井鑽塞管柱的連接結構自下而上是鑽頭(4)或磨鞋的上部連接螺杆鑽具(3)，螺杆鑽具(3)的上部連接單流閥(2)，單流閥(2)上部連接油管(1)，油管(1)一直連接到井口(11)。
2. 根據權利要求1所述的修井鑽塞管柱，其特徵是所述的單流閥(2)採用的是可反 洗井雙重密封單流閥(2)。
專利摘要修井鑽塞管柱，應用於石油天然氣完井施工鑽除水泥塞、橋塞和井壁結垢物。主要由油管、單流閥、螺杆鑽具和鑽頭或磨鞋組成，其特徵在於修井鑽塞管柱的連接結構自下而上是鑽頭或磨鞋的上部連接螺杆鑽具，螺杆鑽具的上部連接單流閥，單流閥上部連接油管，油管一直連接到井口。效果是能避免鑽屑沉澱堵塞管柱水眼；能節約洗井液的循環時間，減少鑽塞成本；在續接油管單根時，鑽屑不能大量沉積於環空內，能避免卡鑽；鑽屑不能進入螺杆鑽具，能避免螺杆鑽具的磨損和卡死；洗井液不能噴出管柱，不會汙染井口和地面。
文檔編號E21B34/08GK201513131SQ20092022228
公開日2010年6月23日 申請日期2009年9月4日 優先權日2009年9月4日
發明者王雙鈴, 王宗益, 馬雲瑞, 馬玉鵬 申請人:中國石油天然氣集團公司;吐哈石油勘探開發指揮部