一種一體化接頭及利用該一體化接頭實施的深水固井方法與流程
2023-05-27 02:05:36
本發明涉及一種一體化接頭及利用該一體化接頭實施的深水固井方法，屬於石油開採領域。
背景技術：
深水鑽井在泥線以下500m以內通常設置兩層套管，通常表層導管採用噴射法或鑽入法下入至泥線以下75m左右，表層套管下入至泥線以下500m左右，低壓井口頭連接表層導管頂部，高壓井口頭連接表層套管頂部，高壓井口頭處在低壓井口頭頂部，從而建立深水鑽井水下井口。但常規作業時先將表層導管下入泥內，然後通過海洋鑽機打好井眼，再下入表層套管，最後固井，這樣子費時費力，作業成本較高。
技術實現要素：
針對上述問題，本發明的目的是提供一種一體化接頭及利用該一體化接頭實施的深水固井方法，該方法能夠顯著節約深水固井作業的時間。
為實現上述目的，本發明採用以下技術方案：一種一體化接頭，其特徵在於：它包括內管和同心套設在所述內管外部的外管，所述內管的兩端各設置有用於連接表層套管的套管接頭，所述外管的長度小於所述內管的長度，所述外管包括等徑管段和連接在所述等徑管段下端的錐管段，所述外管的上端設置有用於連接表層導管的導管接頭，在所述內管與所述外管之間設置加強筋板。
所述外管的下端與所述內管的外壁焊接連接。
所述加強筋板的數量為6個且沿所述內管的周向呈等角度分布。
所述內管與所述表層套管同等規格。
一種利用一體化接頭而實施的深水固井方法，包括以下步驟：1)通過海洋鑽機在泥線以下鑽出深500m的井，井眼直徑大於表層套管的直徑，泥線以下0m至25m通過擴眼器鑽井，井眼直徑大於等徑管段直徑；2)在泥線下20～25m處，組裝出一體化管柱，具體地，將內管上端的套管接頭與第一表層套管連接，內管下端的套管接頭與第二表層套管連接，將外管上端的導管接頭與表層導管連接，將最上端表層套管的頂端與高壓井口頭連接，將最上端表層導管的頂端與低壓井口頭連接，且高壓井口頭與低壓井口頭連接；3)下入一體化管柱，然後實施固井作業。
所述步驟1)中，組成的一體化管柱為500m。
所述步驟2)中，泥線以下25m至500m鑽出的井眼直徑為660mm，其長度為500m，通過擴眼器擴後泥線以下0m至25m的直徑為944mm。
本發明由於採取以上技術方案，其具有以下優點：1、本發明中內管的上下兩端設置的表層套管接頭固定連接表層套管，外管的上端設置的表層導管接頭固定連接表層導管，因此可以在下井前將表層套管與表層導管緊固連接起來然後入井，節省了工作時間且安全可靠。2、在外管和內管上分別採用了與表層導管和表層套管配套的接頭，因此，此接頭更便於將表層導管與表層套管安裝起來。3、本發明在內管與外管直接設置有加強筋板結構，保證結構強度達到傳統施工工藝條件，因此能夠保證作業的安全。4、本發明結構簡單，操作方便，實用性強，可實現在海洋複雜環境工條件下施工使用。
附圖說明
圖1是本發明正視結構示意圖；
圖2是本發明俯視結構示意圖；
圖3是本發明在圖2中A-A半剖視圖結構示意圖；
圖4是本發明工作時的半剖結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的描述。
如圖1～3所示，本發明提出了一種一體化接頭，它包括內管1和同心套設在內管1外部的外管2，內管1的兩端各設置有用於連接表層套管6的套管接頭3，外管2的長度小於內管1的長度，外管2包括等徑管段和連接在等徑管段下端的錐管段，外管2的上端設置有用於連接表層導管8的導管接頭5，在內管1與外管2之間設置加強筋板4。
上述實施例中，外管2的下端與內管1的外壁焊接連接。
上述實施例中，加強筋板4的數量為6個且沿內管1的周向呈等角度分布。
上述實施例中，內管1與表層套管6同等規格，直徑為為508mm，壁厚為25.4mm。
上述實施例中，外管2等徑管段直徑為762mm時壁厚為25.4或38.1mm，當等徑管段直徑為944mm時壁厚為25.4或38.1mm。
本發明還提出了一種利用上述一體化接頭實施的深水固井方法，包括以下步驟：
1)通過海洋鑽機在泥線以下鑽出深500m的井，井眼直徑大於表層套管6的直徑，泥線以下0m至25m通過擴眼器鑽井，井眼直徑大於等徑管段直徑。
2)在泥線下20～25m處，組裝出一體化管柱，具體地，將內管1上端的套管接頭3與第一表層套管6連接，內管1下端的套管接頭3與第二表層套管6連接，將外管2上端的導管接頭5與表層導管8連接，將第一表層套管6的頂端與高壓井口頭7連接，將表層導管8的頂端與低壓井口頭9連接，且高壓井口頭7與低壓井口頭9連接。
3)下入一體化管柱，然後實施固井作業。
上述實施例中，步驟1)中，調整最上部的表層套管6和表層導管8的長度使得高壓井口頭7與低壓井口頭9連接，組成的一體化管柱為500m。
上述實施例中，步驟2)中，鑽出的井眼直徑為660mm，其長度為500m，通過擴眼器擴後的直徑為944mm。
下面通過一個具體實施例說明本發明的效果。
某海洋深水井表層鑽井擬採用傳統工藝作業，先下入直徑762mm、壁厚25.4mm的表層導管8入泥75m，再下入直徑508mm、壁厚10mm的表層套管6入泥500m。因海上作業日費較高，對比傳統工藝條件下上部抗彎剛度為2.09e9N·m^2，在採用本發明裝置後一體化管柱抗彎剛度為2.02e9N·m^2，二者強度幾乎相同，同時根據井口彎矩分析結果，彎矩分布在泥線以下20m以內，更深部彎矩近似為零。考慮降低成本措施，因此決定採用本發明的接頭，實現表層套管6與表層導管8一體化作業模式。
在本次實施例中將本發明裝置安放在泥線20～25m處，如圖4所示，通過本發明裝置內管1上部的套管接頭3連接上部的表層套管6至高壓井口頭7，下部套管接頭3連接下部的表層套管6至泥線以下500m，通過外管2上部的導管接頭5連接上部表層導管88至低壓井口頭9。根據配長調整實現低壓井口頭9和高壓井口頭7相連接，組成總成約500m的一體化管柱。
先通過海洋鑽機在泥線以下鑽出500m的井眼，泥線以下25m至500m鑽660mm井眼，泥線以下0m至25m通過擴眼器鑽944mm井眼，鑽完井眼後下入表層套管6和表層導管8一體化管柱，然後實施固井作業，這樣即可完成深水錶層鑽井作業。
傳統工藝作業時間為7天，現在作業時間降低至3.5天，較傳統作業工藝可節約50％作業時間，節約大量費用。
本發明僅以上述實施例進行說明，各部件的結構、設置位置及其連接都是可以有所變化的，在本發明技術方案的基礎上，凡根據本發明原理對個別部件進行的改進和等同變換，均不應排除在本發明的保護範圍之外。