CN102758595A

CN102758595A - 地热系统的井喷处理装置

Info

Publication number: CN102758595A
Application number: CN2012101824404A
Authority: CN
Inventors: 徐毅
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2012-10-31

Abstract

本发明公开了一种地热系统的井喷处理装置，所述灌浆管的出口安装于所述地热系统的井口下侧，本发明还包括用于安装在所述地热系统的井口内壁的表层套管和用于与所述表层套管内壁密封的吸水型塞柱，所述吸水型塞柱的上段为圆柱体，所述吸水型塞柱的下段表面为上大下小的圆锥形面，所述吸水型塞柱的轴向中心设置有通孔。在发生井喷事故时，首先将吸水型塞柱与表层套管密封连接，防止事态扩大，对施工现场周围环境造成污染、影响当地居民的正常生活，然后通过灌浆管向井内灌入重泥浆，直到钻井液平衡，关闭灌浆管，完成井喷处理。本发明加工方便、使用简单，处理效率高、效果好、成本低，实用性强，适于推广。

Description

地热系统的井喷处理装置

技术领域

本发明涉及一种地热系统的井喷处理装置，尤其涉及一种能够快速防止事态扩大的地热系统的井喷处理装置。

背景技术

井喷是指在钻井中，油、水或气喷出地面或流入井内其他地层导致事故发生的过程。井喷事故在石油、天然气、地热等地下能源的开发过程中很容易发生。造成井喷的原因众多，例如地质条件复杂、钻井液性能调节不当、下钻过猛、提钻或者停钻时未向井内灌注钻井液、钻井液循环散热不良、钻井规格参数选择不当、钻井液在井内停止循环时间过长、钻井液粘度太稠等等。井喷时容易形成井眼坍塌，井内套管易脱落，热流体沿着地层裂隙通道窜出地表，破坏井口周边地层，逐渐冲蚀掏空地层，造成井场陷落，或水热爆炸后使钻机设备陷入热水坑里，报废井眼和钻机设备，损失严重。发生井喷不仅会给施工带来繁重的额外工作量，损耗人力、物力、财力，延缓施工周期，而且对施工现场周围环境造成污染，影响当地居民的正常生活。

井喷事故发生快，在实际操作中很难预防，因此在井喷事故发生后如何控制和停止井喷，防止井喷失控，成为地热、石油等井下作业在实际生产过程中最关心和实用的技术。传统的地热井喷处理方法为直接泥浆压井法，该方法采用直接向井内灌入重泥浆以压井防喷，虽然操作简单，但由于在灌浆过程中依然会有热流体喷出，所以处理效果不理想。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种能够快速防止事态扩大的地热系统的井喷处理装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

本发明包括灌浆管，所述灌浆管的出口安装于所述地热系统的井口下侧，本发明还包括用于安装在所述地热系统的井口内壁的表层套管和用于与所述表层套管内壁密封的吸水型塞柱，所述吸水型塞柱的上段为圆柱体，所述吸水型塞柱的下段表面为上大下小的圆锥形面，所述吸水型塞柱的轴向中心设置有通孔。

在发生井喷事故时，首先将吸水型塞柱用安全卡瓦安装在钻杆上，通过钻杆将吸水型塞柱与表层套管密封连接，防止事态扩大，对施工现场周围环境造成污染、影响当地居民的正常生活，然后通过灌浆管向井内灌入重泥浆，直到钻井液平衡，关闭灌浆管，完成井喷处理。

进一步，所述井喷处理装置还包括与清水水源连接的清水管，所述清水管的出水口安装于地热系统的井口。发生井喷事故时，在安装吸水型塞柱之前，向井口注入清水，使热流体快速冷却；若井喷不剧烈，仅用清水即可完成井喷处理。

作为优选，所述吸水型塞柱为木质塞柱。木质塞柱质量轻，便于移动和安装，同时其下端能够快速吸收热流体的水蒸气，平衡气压。

本发明的有益效果在于：

利用本发明处理井喷事故，能够快速阻止热流体的喷溢，防止事态扩大，避免了井喷事故对施工现场周围环境造成污染以及对当地居民的正常生活造成影响；本发明加工方便、使用简单，处理效率高、效果好、成本低，实用性强，适于推广。

附图说明

图1是本发明所述地热系统的地热井、表层套管、清水管和灌浆管的结构示意图；

图2是本发明所述吸水型塞柱的轴向剖视图；

图3是本发明所述吸水型塞柱安装于钻杆后的轴向剖视图；

图4是本发明应用时的局剖结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1、图2和图4所示，本发明包括灌浆管4、清水管3、表层套管2和吸水型塞柱5，灌浆管4的出口安装于地热系统的地热井1的井口下侧，灌浆管4的入口与高压泥浆输送装置（图中未示出）连接，灌浆管4上还安装有灌浆阀门（图中未示出）；清水管3的入口与清水水源（图中未示出）连接，清水管3的出水口安装于地热井1的井口，清水管3上还安装有清水阀门（图中未示出）；表层套管2用于安装在地热井1的井口内壁，吸水型塞柱5用于与表层套管2的内壁密封连接，吸水型塞柱5的上段为圆柱体，吸水型塞柱5的下段表面为上大下小的圆锥形面7，吸水型塞柱5的轴向中心设置有通孔6；吸水型塞柱5为木质塞柱；图中的α为圆锥形面7与上段圆柱体表面之间的夹角，取10-20°为宜，一般取15°。

如图3所示，吸水型塞柱5的通孔6用于穿过钻杆8，穿过后用钢丝紧固，并在吸水型塞柱5的顶部安装与钻杆8配套的安全卡瓦9以紧固。

如图4所示，操作步骤如下：

A、下钻前，预先将表层套管2下入地热井1的井口，用水泥浆固井，并且由清水水源至井口安装清水管3；

B、井喷时，首先打开清水阀门，通过清水管3往井内注清水冷却井口；当井口压力小于3MPa，汽水混合物流量小于100m3/h时，清水将流入井内，此时仅采用注清水冷却的方法即可以停止井喷，否则进入下一步；

C、加工吸水型塞柱5，安装在钻杆8上，用钢丝紧固，并在顶部安装与钻杆8配套的安全卡瓦9以紧固；

D、缓慢下降钻杆8，用吸水型塞柱5将地热井1内的表层套管2的内壁口堵住；

E、打开灌浆阀门注入重泥浆，在钻井液平衡状态后，取出钻杆8，关闭井口总阀门和灌浆阀门。

在上述方法中：

表层套管2的下入深度不少于100m，且表层套管2的底部至热储层顶部。

用于固井的水泥浆比重不低于1.85g/cm2，水泥浆作用于表层套管2的外壁与井壁之间，候凝时间不少于48h。

安装清水管3时应满足其内清水流量不小于150m3/h、压力不小于5MPa的要求。

吸水型塞柱5的材料用青冈木或铁木等木质极硬的圆木。

吸水型塞柱5为整体或平均分成两半，最大直径比表层套管2的直径大10cm。

下降钻杆8时要轻、平稳，不要猛墩，防止损坏吸水型塞柱5。

灌浆所用的泥浆为密度大于1.5~1.8g/ cm3的重泥浆。

取出钻杆8后，孔内泥浆下降时要及时补充以保持钻井液平衡。

下面结合具体的实施例作进一步具体说明：

实施例1：

吸水型塞柱5的具体加工方法如下：

1、选取一段优质的青冈圆木；

2、将圆木用车床加工成同心圆柱体，高0.6~0.8m，直径比表层套管2的直径大10cm；

3、圆木一端加工成纵截面为梯形、高30cm的圆锥体；

4、沿圆木纵向中心线把木塞平均分成两块，用木锯锯开；

5、沿圆木轴向中心线挖去与钻杆8对应的体积形成通孔6（图中未示出两半结构），每块各挖去1/2与钻杆完全贴合；

6、表层套管2采用不锈钢套管。

然后按上述操作步骤操作，直到钻井液达到平衡状态，取出钻杆8，关闭井口总阀门及灌浆阀门，完成压井。

实施例2：

按照实施例1进行，但吸水型塞柱5的材料为铁木，其余同实施例1。

实施例3：

按照实施例1进行，但吸水型塞柱5的材料为橡木，其余同实施例1。

实施例4：

按照实施例1进行，但下入井中的表层套管2为高密度聚乙烯外套防腐钢管，其余同实施例1。

上述实施例仅是针对本发明可行的具体说明，并未限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明的等效实施或变更，均应包含在本案专利范围内。

Claims

1.一种地热系统的井喷处理装置，包括灌浆管，所述灌浆管的出口安装于所述地热系统的井口下侧，其特征在于：还包括用于安装在所述地热系统的井口内壁的表层套管和用于与所述表层套管内壁密封的吸水型塞柱，所述吸水型塞柱的上段为圆柱体，所述吸水型塞柱的下段表面为上大下小的圆锥形面，所述吸水型塞柱的轴向中心设置有通孔。

2.根据权利要求1所述的地热系统的井喷处理装置，其特征在于：所述井喷处理装置还包括与清水水源连接的清水管，所述清水管的出水口安装于地热系统的井口。

3.根据权利要求1所述的地热系统的井喷处理装置，其特征在于：所述吸水型塞柱为木质塞柱。