CN103321620B - 随钻凝胶注入装置 - Google Patents
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Abstract
<b>本发明涉及</b><b>石油钻井中注凝胶装置技术领域</b><b>，是一种随钻凝胶注入装置，其包括内筒、上接头、下接头和外筒；内筒的上部外壁和下部外壁分别与上接头的下部内壁和下接头的上部内壁固定安装在一起，外筒的上部内壁和下部内壁分别与上接头的下部外壁和下接头上部外壁固定安装在一起，内筒、外筒、上接头、下接头之间形成环形的暂存腔。</b><b>本发明结构合理而紧凑，使用方便，注入的</b><b>凝胶在易坍塌层段絮凝后增强了该段地层的应力强度，</b><b>有效防治井下掉块引起的井下卡钻事故，为后续安全优快钻进提供有力井下保障，提高了钻井作业效率和钻井工程质量、缩短钻井作业周期，并且本发明可以重复使用，能够有效降低作业成本。</b>
Description
技术领域
本发明涉及石油钻井中注凝胶装置技术领域，是一种随钻凝胶注入装置。
背景技术
在石油工业钻井作业中，在钻遇破碎带地层（煤层、微裂缝发育地层）、弱胶结地层（砾石层）时，易坍塌地层在钻井过程中易发生井壁坍塌，同时后续钻进过程中很容易频发井壁掉块引起的钻具遇阻甚至卡钻事故；目前对于此工程课题对应处置措施虽已相当繁多，但主要措施均为被动预防及事故后处置，严重影响钻井效率和钻井质量。
发明内容
本发明提供了一种随钻凝胶注入装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决易坍塌地层在钻井过程中易发生井壁坍塌的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种随钻凝胶注入装置，包括内筒、上接头、下接头和外筒；内筒的上部外壁和下部外壁分别与上接头的下部内壁和下接头的上部内壁固定安装在一起，外筒的上部内壁和下部内壁分别与上接头的下部外壁和下接头上部外壁固定安装在一起，内筒、外筒、上接头、下接头之间形成环形的暂存腔，对应暂存腔上端的内筒上分布有至少一个径向的内筒流孔，对应暂存腔下端的外筒上分布有至少一个径向的外筒流孔，内筒流孔下方的内筒外壁上固定有环形的定位台，外筒流孔上方的外筒内壁上固定有环形的限位凸台，在定位台与限位凸台之间的暂存腔中密封安装有能上下移动的环形胶塞，在限位凸台上方的外筒上分布有至少一个径向的循环孔，循环孔的下端至限位凸台上端的距离大于胶塞的轴向长度，在内筒流孔下方的内筒内壁上有环形的锥形凸台，在内筒流孔、外筒流孔和循环孔中分别安装有暂堵销钉。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述环形胶塞的两侧自上而下可间隔分布有方向呈倾斜向上的尖头。
上述环形胶塞可为橡胶胶塞。
上述对应暂存腔上端的内筒上沿圆周径向分布有四个径向的内筒流孔，对应暂存腔下端的外筒上沿圆周径向分布有四个径向的外筒流孔，在限位凸台上方的外筒上沿圆周径向分布有四个径向的循环孔。
上述内筒的上部外壁和下部外壁分别与上接头的下部内壁和下接头的上部内壁通过螺纹固定安装在一起，外筒的上部内壁和下部内壁分别与上接头的下部外壁和下接头上部外壁通过螺纹固定安装在一起，上接头的上端有内螺纹或外螺纹，下接头的下端有内螺纹或外螺纹。
本发明结构合理而紧凑，使用方便，注入的凝胶在易坍塌层段絮凝后增强了该段地层的应力强度，有效防治井下掉块引起的井下卡钻事故，为后续安全优快钻进提供有力井下保障，提高了钻井作业效率和钻井工程质量、缩短钻井作业周期，并且本发明可以重复使用，能够有效降低作业成本。
附图说明
附图1为本发明最佳实施例的主视半剖视结构示意图。
附图中的编码分别为：1为内筒，2为上接头，3为下接头，4为外筒，5为暂存腔，6为内筒流孔，7为外筒流孔，8为定位台，9为限位凸台，10为环形胶塞，11为循环孔，12为锥形凸台，13为暂堵销钉，14为专用球，15为尖头。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
如附图1所示，该随钻凝胶注入装置包括内筒1、上接头2、下接头3和外筒4；内筒1的上部外壁和下部外壁分别与上接头2的下部内壁和下接头3的上部内壁固定安装在一起，外筒4的上部内壁和下部内壁分别与上接头2的下部外壁和下接头3上部外壁固定安装在一起，内筒1、上接头2、下接头3、外筒4之间形成环形的暂存腔5，对应暂存腔5上端的内筒1上分布有至少一个径向的内筒流孔6，对应暂存腔5下端的外筒4上分布有至少一个径向的外筒流孔7，内筒流孔6下方的内筒1外壁上固定有环形的定位台8，外筒流孔7上方的外筒4内壁上固定有环形的限位凸台9，在定位台8与限位凸台9之间的暂存腔5中密封安装有能上下移动的环形胶塞10，在限位凸台9上方的外筒4上分布有至少一个径向的循环孔11，循环孔11的下端至限位凸台9上端的距离大于胶塞10的轴向长度，在内筒流孔6下方的内筒1内壁上有环形的锥形凸台12，在内筒流孔6、外筒流孔7和循环孔11中分别安装有暂堵销钉13。当胶塞10下行时，限位凸台9能够有效对胶塞10的下行起到限位作用，保证后续作业的顺利实施，使用时，胶塞10下方的暂存腔5内装有凝胶，在钻遇破碎带地层（煤层、微裂缝发育地层）、弱胶结地层（砾石层）时，将本发明安装在钻具近钻头位置，钻穿易坍塌地层并充分循环清砂后，停泵卸开方钻杆从钻具水眼内投入直径大于锥形凸台12内径的专用球14，接方钻杆采用钻井泵从专用球14上方打压憋开暂堵销钉13，钻井液从内筒流孔6进入暂存腔5推动胶塞10下行，将暂存腔5内的凝胶从外筒流孔7推入裸眼环空注入易坍塌地层内，凝胶在易坍塌层段絮凝后增强了该段地层的应力强度，有效防止后期坍塌掉块，为后续安全优快钻进提供有力井下保障；同时，当需要建立循环时，此时胶塞10位于循环孔11下方，此时，即可由内筒流孔6和循环孔11建立内外循环，不会引发井下循环盲区问题；当本发明出井后经清洁、检修后，通过外筒流孔7向暂存腔5内注入凝胶推动胶塞10上行至定位台8后，再在内筒流孔6、外筒流孔7和循环孔11中装入暂堵销钉13后即可二次入井、循环使用，能够有效降低作业成本。
可根据实际需要，对上述随钻凝胶注入装置作进一步优化或/和改进：
如附图1所示，根据需要，环形胶塞10的两侧自上而下间隔分布有方向呈倾斜向上的尖头15。
根据需要，环形胶塞10为橡胶胶塞。
如附图1所示，作为优选，对应暂存腔5上端的内筒1上沿圆周径向分布有四个径向的内筒流孔6，对应暂存腔5下端的外筒4上沿圆周径向分布有四个径向的外筒流孔7，在限位凸台9上方的外筒4上沿圆周径向分布有四个径向的循环孔11。
如附图1所示，内筒1的上部外壁和下部外壁分别与上接头2的下部内壁和下接头3的上部内壁通过螺纹固定安装在一起，外筒4的上部内壁和下部内壁分别与上接头2的下部外壁和下接头3上部外壁通过螺纹固定安装在一起，上接头2的上端有内螺纹或外螺纹，下接头3的下端有内螺纹或外螺纹。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
Claims (9)
1.一种随钻凝胶注入装置，其特征在于包括内筒、上接头、下接头和外筒；内筒的上部外壁和下部外壁分别与上接头的下部内壁和下接头的上部内壁固定安装在一起，外筒的上部内壁和下部内壁分别与上接头的下部外壁和下接头上部外壁固定安装在一起，内筒、外筒、上接头、下接头之间形成环形的暂存腔，对应暂存腔上端的内筒上分布有至少一个径向的内筒流孔，对应暂存腔下端的外筒上分布有至少一个径向的外筒流孔，内筒流孔下方的内筒外壁上固定有环形的定位台，外筒流孔上方的外筒内壁上固定有环形的限位凸台，在定位台与限位凸台之间的暂存腔中密封安装有能上下移动的环形胶塞，在限位凸台上方的外筒上分布有至少一个径向的循环孔，循环孔的下端至限位凸台上端的距离大于胶塞的轴向长度，在内筒流孔下方的内筒内壁上有环形的锥形凸台，在内筒流孔、外筒流孔和循环孔中分别安装有暂堵销钉。
2.根据权利要求1所述的随钻凝胶注入装置，其特征在于环形胶塞的两侧自上而下间隔分布有方向呈倾斜向上的尖头。
3.根据权利要求1或2所述的随钻凝胶注入装置，其特征在于环形胶塞为橡胶胶塞。
4.根据权利要求1或2所述的随钻凝胶注入装置，其特征在于对应暂存腔上端的内筒上沿圆周径向分布有四个径向的内筒流孔，对应暂存腔下端的外筒上沿圆周径向分布有四个径向的外筒流孔，限位凸台上方的外筒上沿圆周径向分布有四个径向的循环孔。
5.根据权利要求3所述的随钻凝胶注入装置，其特征在于对应暂存腔上端的内筒上沿圆周径向分布有四个径向的内筒流孔，对应暂存腔下端的外筒上沿圆周径向分布有四个径向的外筒流孔，限位凸台上方的外筒上沿圆周径向分布有四个径向的循环孔。
6.根据权利要求1或2所述的随钻凝胶注入装置，其特征在于内筒的上部外壁和下部外壁分别与上接头的下部内壁和下接头的上部内壁通过螺纹固定安装在一起，外筒的上部内壁和下部内壁分别与上接头的下部外壁和下接头上部外壁通过螺纹固定安装在一起，上接头的上端有内螺纹或外螺纹，下接头的下端有内螺纹或外螺纹。
7.根据权利要求3所述的随钻凝胶注入装置，其特征在于内筒的上部外壁和下部外壁分别与上接头的下部内壁和下接头的上部内壁通过螺纹固定安装在一起，外筒的上部内壁和下部内壁分别与上接头的下部外壁和下接头上部外壁通过螺纹固定安装在一起，上接头的上端有内螺纹或外螺纹，下接头的下端有内螺纹或外螺纹。
8.根据权利要求4所述的随钻凝胶注入装置，其特征在于内筒的上部外壁和下部外壁分别与上接头的下部内壁和下接头的上部内壁通过螺纹固定安装在一起，外筒的上部内壁和下部内壁分别与上接头的下部外壁和下接头上部外壁通过螺纹固定安装在一起，上接头的上端有内螺纹或外螺纹，下接头的下端有内螺纹或外螺纹。
9.根据权利要求5所述的随钻凝胶注入装置，其特征在于内筒的上部外壁和下部外壁分别与上接头的下部内壁和下接头的上部内壁通过螺纹固定安装在一起，外筒的上部内壁和下部内壁分别与上接头的下部外壁和下接头上部外壁通过螺纹固定安装在一起，上接头的上端有内螺纹或外螺纹，下接头的下端有内螺纹或外螺纹。
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