CN103306604B - 钻井用多功能下套管灌浆装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钻井用多功能下套管灌浆装置。钻井用多功能下套管灌浆装置，包括外筒（1）和可活动地设置在外筒中的内筒（2），内筒的下端从外筒的下端伸出，外筒的下端内壁与内筒的外壁之间设置有密封圈（7）；所述外筒中段的内壁设置有轴向滑槽（3）和至少两个沿外筒的轴向间隔分布且垂直于轴向滑槽的导向槽（4），每个导向槽远离轴向滑槽的一端均设置有沿外筒的轴向向下延伸的定位槽（5），所述轴向滑槽、导向槽、定位槽相互连通；所述内筒（2）的外壁设置有可在轴向滑槽、导向槽、定位槽中滑动的滑块（6）。本发明可减小井下套管粘卡风险，增加大位移井长裸眼段下套管到位的成功率。

Description

钻井用多功能下套管灌浆装置
技术领域
本发明属于油气田钻井的技术领域，具体是指一种在大位移井长裸眼段下套管作业中，有利于降低作业风险、提高作业能力的辅助装置。
背景技术
目前，现有技术中，通常大位移井长裸眼段下套管作业有下述两种灌浆方式：1）下一段长度的套管后，在转盘面坐卡瓦静止灌浆；2）下一段长度的套管，接上一根套管后慢速下放，利用这段下放时间基本灌满套管串。现场作业证明，这两种常用的下套管灌浆方式，在大位移井长裸眼下套管作业中都存在下述极大的井下风险：1）前者静止灌浆方式，井下套管串静止时间长，粘卡风险极大；2）后者灌浆方式，由于顶驱保护接头距离套管吊卡高度较高，而且顶驱保护接头与套管接箍中心对中往往并不理想，有时还赶上在风速很高的时候作业，导致灌浆排量受限，套管串下放速度受限或根本无法灌满套管串，井下套管串粘卡风险也很高；3）在垂深浅、裸眼段长、井斜大、井况差或提升能力有限等情况下的大位移井下套管，往往受限于大钩悬重，出现套管下不位的复杂情况，使本来难度就很大的大位移井作业更加复杂。
上述论述内容目的在于向读者介绍可能与下面将被描述和/或主张的本发明的各个方面相关的技术的各个方面，相信该论述内容有助于为读者提供背景信息，以有利于更好地理解本发明的各个方面，因此，应了解是以这个角度来阅读这些论述，而不是承认现有技术。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种钻井用多功能下套管灌浆装置，以解决在大位移井长裸眼段下套管作业中灌浆时套管串静止时间长的问题，减小井下套管粘卡风险。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
提供一种钻井用多功能下套管灌浆装置，包括外筒和可活动地设置在外筒中的内筒，所述内筒的下端从外筒的下端伸出，所述外筒的下端内壁与内筒的外壁之间设置有密封圈；所述外筒中段的内壁设置有轴向滑槽和至少两个沿外筒的轴向间隔分布且垂直于轴向滑槽的导向槽，每个导向槽远离轴向滑槽的一端均设置有沿外筒的轴向向下延伸的定位槽，所述轴向滑槽、导向槽、定位槽相互连通；所述内筒的外壁设置有可在轴向滑槽、导向槽、定位槽中滑动的滑块。
其中，所述外筒的下端设置有顶驱配重块。
其中，所述顶驱配重块上设置有供内筒穿过的孔。
其中，所述外筒与内筒之间设置有绳索。
其中，所述外筒和内筒的外壁均设置有吊耳，所述绳索一端连在外筒1上的吊耳上，另一端连接在内筒上的吊耳上。
其中，所述导向槽为三个，沿外筒的轴向均匀间隔分布。
其中，所述外筒的上端设置有用于与顶驱保护接头连接的母扣。
本发明提供的钻井用多功能下套管灌浆装置，包括外筒和可活动地设置在外筒中的内筒，所述内筒的下端从外筒的下端伸出，所述外筒的下端内壁与内筒的外壁之间设置有密封圈；所述外筒中段的内壁设置有轴向滑槽和至少两个沿外筒的轴向间隔分布且垂直于轴向滑槽的导向槽，每个导向槽远离轴向滑槽的一端均设置有沿外筒的轴向向下延伸的定位槽，所述轴向滑槽、导向槽、定位槽相互连通；所述内筒的外壁设置有可在轴向滑槽、导向槽、定位槽中滑动的滑块。所述内筒可在外筒活动，由于滑块在轴向滑槽、导向槽、定位槽中滑动，当滑块在轴向滑槽中时，所述内筒可沿轴向上下滑动，当滑块沿导向槽滑入定位槽底部时，所述内筒无法转动且无法向下滑动，只能向上滑动，这样，所述内筒在外筒中至少有两个轴向上的定位位置，下套管时，将内筒长度调节到距离套管接箍5～10cm，这样就可以实现边下套管边灌浆，而且不受顶驱保护接头和套管接箍对中因素以及现场风速的影响，可以以较大的排量灌浆，能够很大程度上减少灌浆静止时间；下套管遇阻，需要接循环头时，可以迅速将内筒缩回外筒，以留出足够空间接循环头往下冲。这样，减少了大位移井长裸眼段下套管灌浆时套管串在井下的静止时间，减小了套管串粘卡的几率。
作为进一步的技术方案，所述外筒的下端设置有顶驱配重块，当下套管顶驱大钩悬重无法推动井下套管串，不选择接循环头时，可以快速下放顶驱，通过顶驱配重块将顶驱的部分或全部重量施加到套管串上，将套管串推向井底。顶驱配重块增加了套管串推动悬重，提高了大位移井套管下到位的成功率，提高了作业能力。
本发明减少了大位移井长裸眼段下套管灌浆时套管串在井下的静止时间，减小了套管串粘卡的几率，有利于作业安全；同时，在装置中融入了顶驱配重块，增加了套管串推动悬重，提高了大位移井套管下到位的成功率，提高了作业能力。此外，本发明操作方便，可在油气田钻井作业中广泛应用。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图１是钻井用多功能下套管灌浆装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明的核心在于提供一种钻井用多功能下套管灌浆装置，其解决在大位移井长裸眼段下套管作业中灌浆时套管串静止时间长以及下套管大钩悬重不足的问题。
如图1所示，本发明所述的钻井用多功能下套管灌浆装置，包括外筒1和可活动地设置在外筒1中的内筒2。所述外筒1的上端设置有用于与顶驱保护接头11连接的母扣13。外筒1通过母扣与顶驱保护接头用顶驱背嵌连接。所述内筒2的下端从外筒1的下端伸出，所述外筒1的下端内壁与内筒2的外壁之间设置有密封圈7，密封圈7可为梯形密封圈，具体的，外筒下端内壁设置有密封圈槽，梯形密封圈安装在密封圈槽中，密封圈7用于对外筒1和内筒2之间的环空进行密封。
所述外筒1中段的内壁设置有轴向滑槽3和至少两个沿外筒1的轴向间隔分布且垂直于轴向滑槽3的导向槽4，每个导向槽4远离轴向滑槽3的一端均设置有沿外筒1的轴向向下延伸的定位槽5，所述轴向滑槽3、导向槽4、定位槽5相互连通，图中所述导向槽4为三个，沿外筒1的轴向均匀间隔分布。所述内筒2的外壁设置有可在轴向滑槽3、导向槽4、定位槽5中滑动的滑块6，滑块焊接在内筒上端外壁，经打磨抛光后在抹过黄油的轴向滑槽3、导向槽4、定位槽5中滑动，配合间隙最小2mm。由于滑块在轴向滑槽、导向槽、定位槽中滑动，当滑块在轴向滑槽中时，所述内筒可沿轴向上下滑动，当滑块沿导向槽滑入定位槽底部时，所述内筒无法转动且无法向下滑动，只能向上滑动，这样，所述内筒在外筒中至少有两个轴向上的定位位置，下套管时，将内筒长度调节到距离套管接箍5～10cm，这样就可以实现边下套管边灌浆，而且不受顶驱保护接头和套管接箍对中因素以及现场风速的影响，可以以较大的排量灌浆，能够很大程度上减少灌浆静止时间；下套管遇阻，需要接循环头时，可以迅速将内筒缩回外筒，以留出足够空间接循环头往下冲，从而减少了大位移井长裸眼段下套管灌浆时套管串在井下的静止时间，减小了套管串粘卡的几率。
优选的，所述外筒1的下端设置有顶驱配重块8，所述顶驱配重块8上设置有供内筒2穿过的孔。当下套管顶驱大钩悬重无法推动井下套管串，不选择接循环头时，可以快速下放顶驱，通过顶驱配重块将顶驱的部分或全部重量施加到套管串上，将套管串推向井底。顶驱配重块增加了套管串推动悬重，提高了大位移井套管下到位的成功率，提高了作业能力。
优选的，所述外筒1与内筒2之间设置有绳索10，绳索10用于防止内筒2从外筒1中掉出。具体的，所述外筒1和内筒2的外壁均设置有吊耳9，所述绳索10一端连在外筒1上的吊耳9上，另一端连接在内筒2上的吊耳9上。
使用本发明时，具体操作如下：
① 钻完大位移井长裸眼井段，处理好井眼，起钻完；
② 更换套管吊卡，连接顶驱保护接头与本发明，用顶驱背嵌上扭矩至25000ft.lbs，此时多功能灌浆装置内筒伸出外筒处于最短状态；
③ 扣上浮鞋单根，根据内筒到套管接箍12上端面的距离，调节内筒的长度（距离套管接箍端面5～10cm），用链钳反转内筒使滑块处于至外筒轴向滑槽处，下移内筒位置至大约合适位置，用链钳正转憋扭矩上下微移至滑块滑入导向槽，并正转内筒，使滑块滑至定位槽上端，下移内筒使滑块落入定位槽底部完成定位；
④ 套管上扣结束即可实现大排量灌浆；
⑤ 下套管遇阻，需要接循环头时，可以迅速将内筒缩回外筒（以③中的步骤反向操作），以留出足够空间接循环头往下冲；
⑥ 下套管顶驱大钩悬重无法推动井下套管串，不选择接循环头时，快速下放顶驱，顶驱配重块压在套管接箍上端面实现将顶驱的部分或全部重量施加到套管串上，将套管串推向井底。
上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，不能理解为对本发明保护范围的限制。
总之，本发明虽然例举了上述优选实施方式，但是应该说明，虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型，除非这样的变化和改型偏离了本发明的范围，否则都应该包括在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种钻井用多功能下套管灌浆装置，其特征在于：包括外筒（1）和可活动地设置在外筒（1）中的内筒（2），所述内筒（2）的下端从外筒（1）的下端伸出，所述外筒（1）的下端内壁与内筒（2）的外壁之间设置有密封圈（7）；所述外筒（1）中段的内壁设置有轴向滑槽（3）和至少两个沿外筒（1）的轴向间隔分布且垂直于轴向滑槽（3）的导向槽（4），每个导向槽（4）远离轴向滑槽（3）的一端均设置有沿外筒（1）的轴向向下延伸的定位槽（5），所述轴向滑槽（3）、导向槽（4）、定位槽（5）相互连通；所述内筒（2）的外壁设置有可在轴向滑槽（3）、导向槽（4）、定位槽（5）中滑动的滑块（6）。
2.根据权利要求1所述的钻井用多功能下套管灌浆装置，其特征在于：所述外筒（1）的下端设置有顶驱配重块（8）。
3.根据权利要求2所述的钻井用多功能下套管灌浆装置，其特征在于：所述顶驱配重块（8）上设置有供内筒（2）穿过的孔。
4.根据权利要求1所述的钻井用多功能下套管灌浆装置，其特征在于：所述外筒（1）与内筒（2）之间设置有绳索（10）。
5.根据权利要求4所述的钻井用多功能下套管灌浆装置，其特征在于：所述外筒（1）和内筒（2）的外壁均设置有吊耳（9），所述绳索（10）一端连在外筒（1）上的吊耳（9）上，另一端连接在内筒（2）上的吊耳（9）上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的钻井用多功能下套管灌浆装置，其特征在于：所述导向槽（4）为三个，沿外筒（1）的轴向均匀间隔分布。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的钻井用多功能下套管灌浆装置，其特征在于：所述外筒（1）的上端设置有用于与顶驱保护接头（11）连接的母扣（13）。
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