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一種大直徑工程井下套管方法

2023-04-30 13:14:31 1

專利名稱:一種大直徑工程井下套管方法
技術領域:
本發明涉及一種大直徑工程井下套管方法。
背景技術:
常規小直徑煤 層氣井、水文井、瓦斯抽排井、輸氮滅火井、送冰降溫井、排水通風井等雖然能起到一定程度的抽排、通風、送料等功能,但是由於直徑小,工作能力有限,難以滿足實際生產和工程需要,因而,大直徑工程井(O500-1200mm)逐漸在煤礦等領域得到廣泛應用。但是,大直徑工程井由於井眼尺寸大、入井套管重、成井質量要求高,因而在鑽井、完井過程中施工技術難度較大,尤其易發生套管折斷、下套管遇阻、套管擠毀、套管下不到位、套管發生粘卡等事故。根據以往施工經驗,常規小直徑工程井由於套管重量較小,設備機具能力能滿足下套管提升力的要求,可以採用提吊下套管方法,即在套管底部安裝浮箍,依靠鑽機提升能力進行下套管作業。但大直徑工程井由於直徑大,所需入井套管的直徑、重量大,超過鑽機大鉤和鑽塔的最大承受能力,採用常規提吊下套管方法存在如下問題:鑽機、鑽塔提升能力不足,不能承受大直徑工程井入井套管重量。綜上所述,採用常規浮箍提吊下套管方法,不能實現大直徑工程井下套管的技術要求。

發明內容
本發明的目的在於解決大直徑工程井套管下管過程中鑽機設備提升能力不足的難題,提供一種新型的下套管方法。本發明採用的技術方案如下:
一種大直徑工程井下套管方法,採用鑽機提吊和套管內灌注水泥浮力塞相結合在大直徑工程井中下入套管。首先利用鑽機提吊下入套管,在下入套管的重量接近鑽機安全提升能力時,在套管中相應位置安裝水泥浮力塞,依靠水泥浮力塞以上空管段產生的浮力減輕套管柱的重量;下套管作業完成後,用鑽頭鑽穿水泥浮力塞。採用向空管段注入泥漿液體的方法來控制空管段長度,製備水泥浮力塞。根據鑽機提吊能力和入井套管重量,計算浮力塞應承受浮力;然後根據浮力塞應承受浮力計算浮力塞位置和浮力塞厚度;然後將泥漿液體注入相應套管內候凝至強度達到設計要求。水泥浮力塞位置確定方法如下式1、II,取兩式最大值:
權利要求
1.一種大直徑工程井下套管方法,其特徵在於,採用鑽機提吊和套管內灌注水泥浮力塞相結合在大直徑工程井中下入套管。
2.如權利要求1所述的大直徑工程井下套管方法,其特徵在於,首先利用鑽機提吊下入套管,在下入套管的重量接近鑽機安全提升能力時,在套管中相應位置安裝水泥浮力塞,依靠水泥浮力塞以上空管段產生的浮力減輕套管柱的重量;下套管作業完成後,鑽穿水泥浮力塞。
3.如權利要求2所述的大直徑工程井下套管方法,其特徵在於,採用向空管段注入泥漿液體的方法來控制空管段長度,製備水泥浮力塞。
4.如權利要求3所述的大直徑工程井下套管方法,其特徵在於,根據鑽機提吊能力和入井套管重量,計算浮力塞應承受浮力;然後根據浮力塞應承受浮力計算浮力塞位置和浮力塞厚度;然後將泥漿液體注入相應套管內候凝至強度達到設計要求。
5.如權利要求4所述的大直徑工程井下套管方法,其特徵在於,水泥浮力塞位置確定方法如下式1、II,取兩者最大值:
6.如權利要求5所述的大直徑工程井下套管方法,其特徵在於,水泥浮力塞厚度的確定如下式III:
7.如權利要求4所述的大直徑工程井下套管方法,其特徵在於,所述的水泥浮力塞的製作方法為:首先根據水泥浮力塞在最大深度的抗壓、抗剪強度及安全係數選擇一根入井套管;其次根據計算出的水泥浮力塞位置和厚度,沿套管內壁螺旋狀焊接鋼筋圈,最後用地勘水泥,注入套管內候凝,等待凝固強度達到設計要求備用即可。
8.如權利要求2-7任一所述的大直徑工程井下套管方法,其特徵在於,鑽機提吊下入套管時,在套管上割孔,在孔中穿入穿槓,用鋼絲繩連接鑽機大鉤與穿槓起吊套管,同時配合使用防套管口變形支撐板。
9.如權利要求8所述的大直徑工程井下套管方法,其特徵在於,套管對接後,抽出穿槓,將割孔割下的圓板填入孔內,焊牢,在孔外補焊方擋板。
10.如權利要求8所述的大直徑工程井下套管方法,其特徵在於,步驟如下: 1)將套管割孔,然後從割孔中穿入穿槓,用鋼絲繩連接鑽機大鉤與穿槓起吊入井套管; 2)套管對接前進行找正,保證管口合縫、同心; 3)確保套管連接垂直後進行焊接,確保焊縫密實、牢固,加焊4-6塊加強筋; 4)套管焊接成功後,抽出穿槓,將割孔切下的圓板填入割孔內,焊牢,在割孔外補焊方擋板; 5)按(I)- (4)工序根據入井順序依次將套管下入井內,當下入套管的重量接近鑽機安全提升能力時,安裝水泥浮力塞; (6)依靠水泥浮力塞浮力減輕入井套管重量,按順序下入其它入井套管; (7)下管作業完 成後,回灌泥漿,採用略小於套管內徑的鑽頭鑽穿水泥浮力塞。
全文摘要
本發明涉及一種大直徑工程井下套管方法。所述方法採用鑽機提吊和套管內灌注水泥浮力塞相結合在大直徑工程井中下入套管。本發明方法簡單,操作方便,安全隱患小,解決了大直徑工程井下套管過程中鑽機設備提升能力不足的難題,提高施工安全性和施工效率。
文檔編號E21B7/20GK103104196SQ201310047649
公開日2013年5月15日 申請日期2013年2月6日 優先權日2013年2月6日
發明者徐培遠, 曹偉, 王新敏, 姬玉平, 張振倫, 曹東風, 郝登峰, 袁志堅, 張躍亭, 靳光均, 劉國衛, 王立峰, 齊治虎, 石繼峰, 張學峰, 石希民, 李玉泰, 張留斌, 慄學彬, 秦紅濤, 陳立松, 張峰, 徐影, 張曉昂, 李亞輝, 楊櫻花, 劉衛娟, 劉坤鵬, 郭東傑, 李宏欣 申請人:河南豫中地質勘察工程公司, 河南省能源鑽井工程技術研究中心

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