CN102787824A

CN102787824A - 一种水平井筛管顶部注水泥免钻塞的工具及方法

Info

Publication number: CN102787824A
Application number: CN201110127641XA
Authority: CN
Inventors: 王绍先; 彭志刚; 余金陵; 安克; 许遵见; 杨海波; 徐鑫; 魏新芳; 邹晓敏; 许婵婵
Original assignee: China Petrochemical Corp; Drilling Technology Research Institute of Sinopec Shengli Petroleum Administration Bureau
Current assignee: China Petrochemical Corp; Drilling Technology Research Institute of Sinopec Shengli Petroleum Administration Bureau
Priority date: 2011-05-18
Filing date: 2011-05-18
Publication date: 2012-11-21

Abstract

一种水平井筛管顶部注水泥免钻塞的工具及方法。水平井筛管顶部注水泥免钻塞的工具由免钻塞工具、碰压胶塞和打捞工具组成。施工时将免钻工具随套管串一同下井。井口打压，胀封封隔器，继续打压，打开开启活塞，建立循环，正常固井。固井后期投入碰压胶塞碰压，同时关闭活塞动作，关闭循环通道，固井结束。侯凝结束后，用小钻杆连接打捞锚进行打捞，到位后上提，卡瓦张开，卡住打捞筒，将免钻工具内部结构一同提出，施工结束。该工艺使用的完井附件在作业过程中由于不受钻磨等影响，使用寿命大大延长；完井管柱内通径大且内表面光滑通畅，保障了酸洗及砾石充填作业的顺利实施；单井平均减少完井作业时间24小时，大大节约了完井成本。

Description

一种水平井筛管顶部注水泥免钻塞的工具及方法

技术领域

本发明涉及一种水平井筛管顶部注水泥免钻塞的工具及使用该工具进行免钻塞作业的方法。

技术背景

目前国内水平井主要有两种完井方式：固井射孔和筛管顶部注水泥完井。筛管顶部注水泥完井因成本低、污染小、产量高而越来越得到广泛应用，新钻水平井超过60％是筛管完井。目前的筛管顶部注水泥工艺是这样实现的：

1.管串结构组成：引鞋+筛管+盲板+管外封隔器+分级箍+套管。

2.管串到位后，井口打压，首先胀封管外封隔器，将筛管段和套管段隔离，继续打压，打开分级箍，建立循环，正常程序固井，后期投胶塞碰压，固井结束。

3.侯凝结束后，下小钻杆带钻头，将胶塞、分级箍、盲板等附件钻穿，整个完井施工结束。

但是目前的筛管顶部注水泥工艺后期需要钻穿分级箍、盲板等附件，存在很大的隐患：

1.钻塞对分级箍和套管造成磨损或破坏，易形成渗漏，还可能破坏钻塞处的水泥环；

2.钻塞后内壁不光滑，留有毛刺，会刮损酸洗等作业用工具，特别是橡胶类工具，增加施工风险；钻塞后内径减小也影响生产及作业工具的下入。

发明内容

如果用免钻塞工具代替目前的分级箍、盲板、封隔器的工具组合，后期不需要钻塞，就消除了目前筛管顶部注水泥完井工艺的隐患。本发明要解决的技术问题是提供一套水平井筛管顶部注水泥免钻塞工具，并以此为基础实现水平井筛管顶部注水泥免钻塞方法。

本发明是这样实现的：

1.水平井筛管顶部注水泥免钻塞的工具由免钻塞工具、碰压胶塞和打捞工具组成；免钻塞工具包括提升接头、胶塞座、关闭活塞、开启活塞、胶筒胀封开关、打捞筒、盲板、胶筒；碰压胶塞包括胶皮和本体；打捞工具包括打捞锚和卡瓦。

2.水平井筛管顶部注水泥免钻塞工艺的管串结构为：引鞋+筛管+免钻工具+套管。

3.施工时按照设计位置将免钻工具随套管串一同下井。

4.井口打压，打开胶筒胀封开关，胀封封隔器，封隔器胀封完全后，胶筒胀封开关自动关闭。

5.继续打压，打开开启活塞，管内外建立循环，正常程序固井。

6.固井后期投入碰压胶塞碰压，同时关闭活塞动作，关闭循环通道，固井结束。

7.侯凝结束后，用小钻杆连接打捞锚送入到打捞筒上部接头部分，上提，卡瓦张开，卡住打捞筒，起钻杆，将免钻工具内部结构胶塞座、开启活塞、打捞筒、盲板一同提出，施工结束。

本发明的优点在于：

1.免钻工具等完井附件在作业过程中由于不受钻磨等影响，使用寿命大大延长，减少修井作业时间及成本；

2.完井管柱内通径大且内表面光滑通畅，有力保障了酸洗及砾石充填作业的顺利实施，也改善了作业效果；

3.采用免钻塞完井技术后，单井平均减少完井作业时间24小时，大大节约了完井成本；

4.基本不改变目前的现场施工程序，不增加施工难度，便于推广。

5.碰压胶塞采用可钻材料制成，比如铝，万一打捞不成功，易于下钻钻除，安全性高。

6.采用双保险开关关闭注水泥通道，防止水泥上返，提高施工安全性。

附图说明

图1为免钻工具示意图

图2为碰压胶塞示意图

图3为打捞工具示意图

提升接头1、流通通道2、胶塞座3、关闭活塞4、连通孔5、开启活塞6、胶筒胀封开关7、导液孔8、打捞筒9、盲板10、胶筒11、胶皮12、本体13、打捞锚14、卡瓦15、

图4为目前筛管顶部注水泥工艺示意图

图5为水平井筛管顶部注水泥免钻塞示意图

引鞋A、筛管B、盲板C、管外封隔器D、分级箍E、套管F、免钻工具G

具体实施方式

现结合说明书附图对本发明作进一步的描述。

参照说明书附图图1，水平井筛管顶部注水泥免钻塞的工具由碰压胶塞、打捞工具和免钻塞工具组成。碰压胶塞的本体13上部有胶皮12包裹，胶皮12周围加工成有凹弧形，上表面呈圆弧形，可与打捞筒内壁密封；本体13下部为倒圆锥形，与胶塞座3配合形成面密封。本体用易钻材料制成，比如铝。打捞工具上头为与小钻杆等径的圆杆形打捞锚14，内有打捞扣可与钻杆配套连接。打捞工具下头为尖锥形，上有卡瓦15与打捞工具下头活动连接；打捞时上提打捞工具，卡瓦15自动张开并与打捞筒上端接头配套卡紧。

免钻工具上部有提升接头1，用于连接套管和固定。免钻工具内部有一个打捞筒9，打捞筒9最底端是一个盲板10，用销钉固定在免钻工具内壁上。盲板10上部打捞筒壁上有至少一个通孔导液孔8。免钻工具壁上对应位置均开有通孔，并设有一个圆环形胶筒胀封开关7，用销钉与免钻工具固定，所述胶筒胀封开关7与免钻工具壁为滑动密封。免钻工具外部在胶筒胀封开关7下面裹有胶筒11，内部打压注水泥浆时可以胀开，封住井壁与固井管柱之间的空隙。打捞筒9在所述导液孔8上方有至少一个通孔连通孔5，导液孔8和连通孔5之间有一个梯形台阶；开启活塞6与打捞筒9内壁呈面密封，且开启活塞6的上端封住连通孔5，在压力作用下可沿打捞筒内壁向下滑动，到梯台处停止。连通孔5上部有一胶塞座3，与打捞筒9用销钉固定；胶塞座3有一倒圆锥面，可与碰压胶塞配合形成面密封。打捞筒9最上端接头可与打捞工具的卡瓦配套卡紧；所述接头与打捞筒9外壁围成流通通道2。

参照说明书附图图3，一种水平井筛管顶部注水泥免钻塞的方法实现步骤如下：施工时按照设计位置将免钻工具随套管串一同下井，井口打压注入水泥浆，水泥浆由导液孔8进入封隔器胶筒与免钻工具外层之间空隙，胀封封隔器胶筒11，封隔器胀封完全后内部压力继续增大，达到设定压力后胶筒胀封开关7上销钉剪断，胶筒胀封开关7向下滑动，关闭导液孔8。继续打压注水泥浆，开启活塞6在压差作用下向下滑动打开，露出打捞筒闭上的连通孔5，管内外建立循环，正常程序固井。固井后期投入碰压胶塞碰压，胶塞与胶塞座形成面密封，并在压力作用下剪短销钉，推动胶塞座3继续向下移动，从内部封死连通孔5，关闭循环通道。继续注入水泥浆，水泥浆导入打捞筒与免钻工具外壁之间的流通通道2，推动关闭活塞4下移，从外部关闭连通孔5，固井结束。侯凝结束后，用小钻杆连接打捞锚14送入到打捞筒9上部接头部分，上提，卡瓦15张开，卡住打捞筒9的接头，起钻杆，将免钻工具内部结构胶塞座3、开启活塞6、打捞筒9、盲板10和碰压胶塞一同提出，施工结束。

Claims

1.一种水平井筛管顶部注水泥免钻塞的工具，其特征是：包括一个免钻塞工具、一个碰压胶塞和一副打捞工具；免钻工具上部有提升接头[1]，内部有一个打捞筒[9]，打捞筒[9]底端有一盲板[10]，与免钻工具内壁用销钉固定；盲板[10]上部打捞筒壁上有多个通孔导液孔[8]；免钻工具壁上对应位置均有通孔，并设有一个圆环形胶筒胀封开关[7]，用销钉与免钻工具固定；打捞筒[9]在所述导液孔[8]上方有多个通孔连通孔[5]，导液孔[8]和连通孔[5]之间为梯形台阶；开启活塞[6]的短端刚好封住连通孔[5]；连通孔[5]上部有一胶塞座[3]。

2.如权利要求1所述的一种水平井筛管顶部注水泥免钻塞的工具，其特征是：碰压胶塞的本体[13]下部为倒圆锥形密封面；本体[13]上部加工成圆凸台形，外部包裹胶皮[12]；本体[13]为易钻材料制成；胶皮[12]周围加工成有凹弧形，上表面呈圆弧形。

3.如权利要求1所述的一种水平井筛管顶部注水泥免钻塞的工具，其特征是：打捞工具上头为圆杆形打捞锚[14]，内有打捞扣；打捞工具下头为尖锥形，上有卡瓦[15]与其活动连接。

4.如权利要求1所述的一种水平井筛管顶部注水泥免钻塞的工具，其特征在于胶塞座[3]与碰压胶塞下部呈面密封。

5.如权利要求1所述一种水平井筛管顶部注水泥免钻塞的工具，其特征在于胶塞座[3]用销钉固定在打捞筒[9]上。

6.如权利要求1所述一种水平井筛管顶部注水泥免钻塞的工具，其特征在于胶筒胀封开关[7]与免钻工具壁为滑动密封。

7.如权利要求1所述一种水平井筛管顶部注水泥免钻塞的工具，其特征在于所述导液孔[8]的数量为2～8个。

8.如权利要求1所述一种水平井筛管顶部注水泥免钻塞的工具，其特征在于所述连通孔[5]的数量为2～8个。

9.如权利要求2所述一种水平井筛管顶部注水泥免钻塞的工具，其特征在于制做碰压胶塞本体的材料是铝。

10.一种水平井筛管顶部注水泥免钻塞的方法，其特征是包括以下步骤：

a.通井，然后按照设计位置将免钻工具随套管串一同下井；

b.井口打压注水泥浆，胀封封隔器；

c.井口打压注水泥浆，关闭胶筒胀封开关[7]，封住导液孔[8]；

d.井口打压注水泥浆，打开开启活塞[6]，打开连通孔[5]，固井；

e.投入碰压胶塞碰压，推动胶塞座[3]下移，关闭连通孔[5]；

f.井口打压注水泥浆，水泥浆导入连通通道[2]，关闭活塞[4]关闭；

g.侯凝

h.用小钻杆连接打捞锚[14]送入到打捞筒[9]上部接头部分，上提，起钻杆，将免钻工具内部结构胶塞座[3]、开启活塞[6]、打捞筒[9]、盲板[10]和碰压胶塞一同提出；

i.下钻头通井，施工结束。

11.如权利要求10所述的一种水平井筛管顶部注水泥免钻塞的方法，其特征是所述各步骤的顺序依次为a、b、c、d、e、f、g、h、i。