CN105649548A - 一种旁通短节、井下钻具及其堵漏或解卡方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种旁通短节、井下钻具及其堵漏或解卡方法,旁通短节包括具有过流通道的本体、滑动套设在本体外的滑动壳体,以及先后活动放置在过流通道内的第一堵塞和第二堵塞,本体包括至上而下依次连接的上接头、中心管和下接头;滑动壳体与上接头之间具有第一液压腔,上接头的侧壁上开设与第一液压腔连通的第一传压孔;中心管的侧壁上开设内循环孔,滑动壳体的侧壁上开设外循环孔,滑动壳体滑动使外循环孔与内循环孔错开或对位连通;当外、内循环孔错开时,第一堵塞封堵于第一传压孔和内循环孔之间;当外、内循环孔对位连通时,起出第一堵塞,第二堵塞封堵于内循环孔下方。本发明能避免堵塞或腐蚀管柱,提高堵漏或解卡效率。
Description
技术领域
本发明涉及油气井钻井作业的技术领域,特别涉及一种在钻井过程中,可以随钻进行堵漏或解卡循环的旁通短节、具有该旁通短节的井下钻具,及该井下钻具的堵漏或解卡方法。
背景技术
在油气井钻井时,会经常钻遇易漏地层或者易卡地层,从而发生井漏或者卡钻等井下复杂事故,为了能够继续正常钻入更深的地层,需要进行堵漏或者解卡等施工作业,因此用于堵漏和解卡的工具及方法是钻井过程中进行施工作业的重要配套技术。在现有的实施作业时,往往需要多次起下钻,然后进行多次单独作业才能完成全部的施工作业。
比如使用井下螺杆钻具钻进时发生井漏,在堵漏过程中,一般要先将堵漏剂从井口直接注入钻具内部。这种方法的缺点是:对所使用的堵漏剂有较高的要求,只能是液体的堵漏剂或者是颗粒较小的堵漏剂,如果使用较大颗粒的堵漏剂就会将井下钻具组合中的随钻测量(MWD)仪器、螺杆钻具或者钻头的水眼等内径小的工具堵死,因此如果在井漏严重而需要较大颗粒堵漏剂的井段,这种方法不能满足堵漏的需要。通常需要先将井下的工具全部起钻到地面,然后将所有的易堵工具拆除,再将不带有易堵工具的钻具组合重新入井,最后在井口向钻杆内部注入颗粒较大的堵漏剂。在堵漏作业完成后,还需要将易堵工具重新安装到位,还原成原钻具组合后再次下入井底进行打钻,尤其在3000米以下的深井中进行这种反复的拆卸和组装操作十分地耗时费力。
比如使用井下钻具钻进时发生沉砂或者井塌卡钻,从而将钻具和井眼间的环形空间堵死,在解卡的过程中,一般是要将解卡剂从井口直接注入钻具内部。这种方法的缺点是:一方面,所使用的解卡剂具有腐蚀性,会对井下钻具组合中的MWD仪器和螺杆钻具等带有橡胶部件的工具造成腐蚀,影响使用性能和零件寿命;另一方面,解卡剂通过钻头水眼进入钻具和井眼的环形空间后,只能到达卡点的下方,无法对位于卡点上方的环形空间注入解卡剂,导致解卡效果不是很好,而且在打入解卡剂的过程中,可能会由于泵压的不断升高,使解卡剂无法有效到达卡点位置,也会导致解卡效果不好。
发明内容
为解决上述的技术问题,本发明提出一种旁通短节、井下钻具及其堵漏或解卡方法,避免堵塞管柱,且在堵漏过程中无需反复拆卸并组装管柱,提高了堵漏效率。解卡剂不会流入到位于旁通短节下方的工具中,避免了对易损零件的腐蚀,还能使解卡剂直接注入到环形空间内作用于卡点位置,提高了解卡效率。
本发明提出一种旁通短节,所述旁通短节包括本体和能滑动地套设在所述本体外侧的滑动壳体,所述本体包括至上而下依次连接的上接头、中心管和下接头,所述本体的中心具有至上而下贯通的过流通道;在所述滑动壳体与所述上接头之间具有第一液压腔,在所述上接头的侧壁上开设与所述第一液压腔连通的第一传压孔;在所述中心管的侧壁上开设内循环孔,在所述滑动壳体的侧壁上开设外循环孔,通过所述滑动壳体沿所述本体的滑动所述外循环孔能与所述内循环孔错开或对位连通;
所述旁通短节还包括先后活动放置在所述过流通道内的第一堵塞和第二堵塞,当所述外循环孔与所述内循环孔错开时,所述第一堵塞封堵于所述第一传压孔和所述内循环孔之间的所述过流通道内;当所述外循环孔与所述内循环孔对位连通时,起出所述第一堵塞,所述第二堵塞封堵于所述内循环孔的下方的所述过流通道内。
进一步地,所述滑动壳体包括能滑动地套装于所述上接头外侧的上滑套和固定连接于所述上滑套下方的下滑套,所述下滑套的上端套装于所述上滑套的外侧,所述下滑套的下端能滑动地套装于所述中心管的外侧;
所述中心管的上端固定套装于所述上接头的外侧,所述上滑套的下端面与所述中心管的上端面之间具有间隔,所述下滑套的内壁和所述上接头的外壁将所述间隔围合形成所述第一液压腔。
更进一步地,所述上接头的外壁上设置第一轴肩,所述上滑套的内壁上设置第二轴肩,所述第一轴肩与所述第二轴肩围合形成位于所述第一液压腔上方的第二液压腔,所述上接头的侧壁上开设与所述第二液压腔连通的第二传压孔,所述第一液压腔的横截面积大于所述第二液压腔的横截面积;
所述旁通短节还包括活动放置在所述过流通道内的第三堵塞,所述第三堵塞能封堵于所述第二传压孔和所述第一传压孔之间的所述过流通道内,通过所述第三堵塞的封堵所述钻井液经所述第二传压孔注入所述第二液压腔,所述钻井液驱动所述滑动壳体反向滑动至所述外循环孔与所述内循环孔错开。
更进一步地,所述中心管的外壁上设置第三轴肩,所述下滑套的内壁上设置第四轴肩,所述第三轴肩与所述第四轴肩围合形成位于所述第一液压腔下方的第三液压腔,所述中心管的侧壁上开设与所述第三液压腔连通的第三传压孔,所述第一液压腔的横截面积等于所述第二液压腔的横截面积与所述第三液压腔的横截面积之和;
所述第一堵塞能封堵于所述第一传压孔和所述第三传压孔之间的所述过流通道内,通过所述第一堵塞的封堵所述钻井液经所述第一传压孔和所述第二传压孔分别注入所述第一液压腔和所述第二液压腔,所述钻井液驱动所述滑动壳体向上滑动至所述外循环孔与所述内循环孔连通。
作为一种可实施的方式,所述上接头的外壁上设置能与所述上滑套的上端面相配合的限位轴肩,当所述滑动壳体向上滑动至所述外循环孔与所述内循环孔连通,所述上滑套的上端面与所述限位轴肩相抵靠。
作为一种可实施的方式,所述第一堵塞、所述第二堵塞和所述第三堵塞上分别具有第一球面、第二球面和第三球面,在所述上接头的内壁或所述中心管的内壁上设置能与所述第一球面密封配合的第一球座,在所述中心管的内壁或所述下接头的内壁上设置能与所述第二球面密封配合的第二球座,在所述上接头的内壁上设置能与所述第三球面密封配合的第三球座。
进一步地,所述上滑套的内壁与所述上接头的外壁之间、所述下滑套的内壁与所述中心管的外壁之间均为滑动密封配合。
本发明还提出一种井下钻具,所述井下钻具包括从上到下依次连接的钻杆、所述的至少一个旁通短节、第一非磁钻铤、随钻测量仪器、第二非磁钻铤、稳定器、单流阀、螺杆和钻头;
当第一堵塞封堵在过流通道内,通过所述钻杆注入所述过流通道的钻井液经第一传压孔注入第一液压腔,所述钻井液驱动滑动壳体滑移至外循环孔与内循环孔连通;当第二堵塞的封堵在所述过流通道内,通过所述钻杆注入所述过流通道的堵漏剂或解卡剂依次经所述过流通道、所述内循环孔和所述外循环孔输送到所述井下钻具的外部。
进一步地,所述旁通短节的数量为至少两个,相邻的所述旁通短节之间通过连接钻杆相互连通。
进一步地,所述井下钻具还包括绞车、连接钢丝绳、活动放置在所述钻杆处的十字卡和下放钢丝绳;所述连接钢丝绳的上端与所述绞车固定连接,其下端与所述十字卡固定连接;所述下放钢丝绳的上端与所述十字卡固定连接,其下端先后与所述第一堵塞或所述第二堵塞能拆卸地连接。
本发明还提出一种井下钻具的堵漏或解卡方法,所述井下钻具的堵漏或解卡方法采用所述的井下钻具,包括如下步骤:
步骤S10,将所述井下钻具下入井眼,使所述钻杆的上端位于井口处,所述井下钻具的外壁与所述井眼的内壁之间形成环形空间;
步骤S20,下放第一堵塞,所述第一堵塞封堵于第一传压孔和内循环孔之间的过流通道内,从所述钻杆的上端注入钻井液,所述钻井液输入到所述过流通道,然后经所述第一传压孔注入第一液压腔,所述第一液压腔中的所述钻井液驱动滑动壳体滑动,直至所述滑动壳体滑移至外循环孔与内循环孔连通,打开所述旁通短节,起出所述第一堵塞;
步骤S30,下放第二堵塞,所述第二堵塞封堵于所述内循环孔的下方的所述过流通道内,从所述钻杆的上端注入堵漏剂或解卡剂,所述堵漏剂或解卡剂输入到所述过流通道,然后依次经所述内循环孔和所述外循环孔输送到所述环形空间,直至堵漏或解卡完毕,起出所述第二堵塞。
进一步地,所述井下钻具的堵漏或解卡方法在所述步骤S30之后还包括步骤S40,
所述步骤S40为在上接头的外壁与所述滑动壳体的内壁之间具有位于所述第一液压腔上方的第二液压腔,在所述上接头的侧壁上开设与所述第二液压腔连通的第二传压孔,所述第一液压腔的横截面积大于所述第二液压腔的横截面积;
下放第三堵塞,所述第三堵塞封堵于所述第二传压孔和所述第一传压孔之间的所述过流通道内,从所述钻杆的上端再次注入所述钻井液,所述钻井液输入到所述过流通道,然后经所述第二传压孔注入所述第二液压腔,所述第二液压腔的钻井液驱动所述滑动壳体反向滑动,直至所述滑动壳体滑动至外循环孔与内循环孔恢复错开,关闭所述旁通短节,起出所述第三堵塞。
本发明相比于现有技术的有益效果在于:本发明的旁通短节、具有该旁通短节的井下钻具及井下钻具的堵漏或解卡方法,通过第一液压腔进液推动滑动壳体滑移,使外循环孔与内循环孔对位连通,从而打开旁通短节,对位连通的内循环孔和外循环孔将过流通道连通到环形空间。
通过旁通短节上方的钻杆注入堵漏剂,经过流通道、内循环孔和外循环孔向环形空间内输送堵漏剂,颗粒较大的堵漏剂不会流入易堵工具,不会造成管柱堵塞,提高了堵漏效率,无需反复拆卸易堵工具并重新组装管柱,通过下一次管柱即可实现全部作业。旁通短节还可以实现反复的打开或关闭,可以根据需要灵活控制。在解卡过程中,通过对位连通的内循环孔和外循环孔将解卡剂输送到环形空间,使具有腐蚀性的解卡剂不会流入到位于旁通短节下方的工具中,避免了对易损零件的腐蚀,还能使解卡剂直接注入到环形空间内并作用于卡点位置,提高了解卡效率。
附图说明
图1为本发明的旁通短节在关闭状态的结构主视示意图;
图2为本发明的旁通短节在打开状态的结构主视示意图;
图3为本发明的井下钻具的结构主视示意图。
附图标记:
1-井下钻具;10-旁通短节;11-上接头;112-第一传压孔;114-第二传压孔;
116-第一轴肩;118-限位轴肩;12-中心管;122-第三传压孔;124-内循环孔;
127-第三轴肩;13-下接头;14-过流通道;142-第一球座;144-第二球座;
146-第三球座;15-滑动壳体;152-外循环孔;154-上滑套;155-第二轴肩;
156-下滑套;157-第四轴肩;16-第一液压腔;17-第二液压腔;18-第三液压腔;
192-第一堵塞;194-第二堵塞;196-第三堵塞;
20-钻杆;30-第一非磁钻铤;40-随钻测量仪器;50-第二非磁钻铤;60-稳定器;
70-单流阀;80-螺杆;90-钻头;110-十字卡;120-下放钢丝绳。
具体实施方式
以下结合附图,对本发明上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例,而不是全部实施例。
请参阅图1和图2所示,本发明提出一种旁通短节10,旁通短节10包括本体和能滑动地套设在本体外侧的滑动壳体15,本体包括至上而下依次连接的上接头11、中心管12和下接头13,本体的中心具有至上而下贯通的过流通道14。在滑动壳体15与上接头11之间具有第一液压腔16,在上接头11的侧壁上开设与第一液压腔16连通的第一传压孔112;在中心管12的侧壁上开设内循环孔124,在滑动壳体15的侧壁上开设外循环孔152,通过滑动壳体15沿本体的滑动外循环孔152能与内循环孔124错开或对位连通。
旁通短节10还包括先后活动放置在过流通道14内的第一堵塞192和第二堵塞194。当外循环孔152与内循环孔124错开时,第一堵塞192封堵于第一传压孔112和内循环孔124之间的过流通道14内;钻井液经过流通道14和第一传压孔112注入第一液压腔16,第一液压腔16中的钻井液推动滑动壳体15滑移,使外循环孔152与内循环孔124对位连通,从而打开旁通短节10。
当外循环孔152与内循环孔124对位连通时,起出第一堵塞192,第二堵塞194封堵于内循环孔124的下方的过流通道14内,对位连通的内循环孔124和外循环孔152将过流通道14连通到旁通短节10的外部;堵漏剂或解卡剂依次经过流通道14、内循环孔124和外循环孔152输送到旁通短节10的外部,不再经下接头13的下端口向下传输。因此,本发明的旁通短节10能避免堵塞旁通短节10下方的管柱,且在堵漏过程中无需反复拆卸并组装管柱,提高了堵漏效率。解卡剂不会流入到位于旁通短节10下方的工具中,避免了对易损零件的腐蚀,还能使解卡剂直接注入到环形空间内作用于卡点位置,提高了解卡效率。
进一步地,滑动壳体15包括能滑动地套装于上接头11外侧的上滑套154和固定连接于上滑套154下方的下滑套156,下滑套156的上端套装于上滑套154的外侧,下滑套156的下端能滑动地套装于中心管12的外侧。中心管12的上端固定套装于上接头11的外侧,上滑套154的下端面与中心管12的上端面之间具有间隔,下滑套156的内壁和上接头11的外壁将间隔围合形成第一液压腔16,也就是下滑套156覆盖在间隔的外侧。当钻井液经第一传压孔112注入第一液压腔16,由于中心管12与上接头11固定连接,钻井液作用于上滑套154的下端面,必然推动上滑套154并带动下滑套156向上滑移。
更进一步地,上接头11的外壁上设置第一轴肩116,上滑套154的内壁上设置第二轴肩155,第一轴肩116与第二轴肩155围合形成位于第一液压腔16上方的第二液压腔17,上接头11的侧壁上开设与第二液压腔17连通的第二传压孔114,第一液压腔16的横截面积大于第二液压腔17的横截面积。旁通短节10还包括活动放置在过流通道14内的第三堵塞196,第三堵塞196能封堵于第二传压孔114和第一传压孔112之间的过流通道14内,通过第三堵塞196的封堵钻井液经第二传压孔114注入第二液压腔17,钻井液驱动滑动壳体15反向滑动至外循环孔152与内循环孔124错开。通过第三堵塞196的封堵,旁通短节10还可以实现反复的打开或关闭,可以根据需要灵活控制,在实际生产中能够进行多次堵漏或解卡作业。
当外循环孔152与内循环孔124错开时,第一堵塞192封堵于第一传压孔112和内循环孔124之间的过流通道14内;此时,钻井液经第一传压孔112和第二传压孔114分别注入第一液压腔16和第二液压腔17,由于第一液压腔16的横截面积大于第二液压腔17的横截面积,钻井液在第一液压腔16中产生对滑动壳体15向上的推力大于第二液压腔17中产生对滑动壳体15向下的推力,因此,钻井液驱动滑动壳体15向上滑动至外循环孔152与内循环孔124连通。
更进一步地,中心管12的外壁上设置第三轴肩127,下滑套156的内壁上设置第四轴肩157,第三轴肩127与第四轴肩157围合形成位于第一液压腔16下方的第三液压腔18,中心管12的侧壁上开设与第三液压腔18连通的第三传压孔122,第一液压腔16的横截面积等于第二液压腔17的横截面积与第三液压腔18的横截面积之和。
第一堵塞192能封堵于第一传压孔112和第三传压孔122之间的过流通道14内,通过第一堵塞192的封堵钻井液经第一传压孔112和第二传压孔114分别注入第一液压腔16和第二液压腔17,钻井液驱动滑动壳体15向上滑动至外循环孔152与内循环孔124连通。当外循环孔152与内循环孔124对位连通时,第二堵塞194封堵于内循环孔124的下方的过流通道14内;堵漏剂或解卡剂依次经过流通道14、内循环孔124和外循环孔152输送到旁通短节10的外部。
此时,堵漏剂或解卡剂也会经第一传压孔112、第二传压孔114和第三传压孔122分别注入第一液压腔16、第二液压腔17和第三液压腔18,第一液压腔16中产生对滑动壳体15向上的推力,第二液压腔17和第三液压腔18中均产生对滑动壳体15向下的推力,由于第一液压腔16的横截面积等于第二液压腔17的横截面积与第三液压腔18的横截面积之和,因此滑动壳体15受到推力上下平衡,滑动壳体15能在本体的外壁上静止不动,使外循环孔152与内循环孔124维持连通状态。
作为一种可实施的方式,上接头11的外壁上设置能与上滑套154的上端面相配合的限位轴肩118,当滑动壳体15向上滑动至外循环孔152与内循环孔124连通,上滑套154的上端面与限位轴肩118相抵靠,通过限位也避免滑动壳体15的滑移量过大,保证了外循环孔152与内循环孔124能完全地对位连通。较优地,当外循环孔152与内循环孔124错开时,滑动壳体15的下端面(即下滑套156的下端面)抵靠在下接头13的上端面,旁通短节10形成初始状态。当第一堵塞192封堵在过流通道14内,第一液压腔16进液,滑动壳体15向上滑移直至上滑套154的上端面与限位轴肩118相抵靠,形成打开状态。
作为一种可实施的方式,如图1所示,第一堵塞192、第二堵塞194和第三堵塞196上分别具有第一球面、第二球面和第三球面。在上接头11的内壁或中心管12的内壁上设置能与第一球面密封配合的第一球座142;在中心管12的内壁或下接头13的内壁上设置能与第二球面密封配合的第二球座144,本实施例中第一球座142设置在中心管12的内壁上,且靠近上接头11与中心管12相交的位置;在上接头11的内壁上设置能与第三球面密封配合的第三球座146。这种球面相配合的方式使密封更紧密,保证了第一堵塞192、第二堵塞194和第三堵塞196在工作时的封堵效果。
本实施例中,过流通道14的内径从上至下渐缩,因此,下放后的封堵位置越往上的堵塞的外径越大,也就是说,第三堵塞196的外径大于第一堵塞192的外径,第一堵塞192的外径大于第二堵塞194的外径。第三堵塞196的外径大于或等于55,且小于或等于60;第一堵塞192的外径大于或等于50,且小于或等于55;第二堵塞194的外径大于或等于45,且小于或等于50。
进一步地,上滑套154的内壁与上接头11的外壁之间、下滑套156的内壁与中心管12的外壁之间均为滑动密封配合。在本实施例中,在上滑套154与上接头11之间,且分别在第一传压孔112的上下两侧、第二传压孔114的上下两侧、第三传压孔122的上下两侧设置密封圈,避免第一液压腔16、第二液压腔17和第三液压腔18中的钻井液泄漏。在下滑套156与中心管12之间设置异形截面密封圈,异形截面密封圈具有更好的密封效果,避免经外循环孔152与内循环孔124流通的堵漏剂或解卡剂泄露到滑动壳体15和中心管12之间的缝隙中。
请参阅图3所示,本发明还提出一种井下钻具1,包括从上到下依次连接的钻杆20、至少一个旁通短节10、第一非磁钻铤30、随钻测量仪器40、第二非磁钻铤50、稳定器60、单流阀70、螺杆80和钻头90。当第一堵塞192封堵在过流通道14内,通过钻杆20注入过流通道14的钻井液经第一传压孔112注入第一液压腔16,钻井液驱动滑动壳体15滑移至外循环孔152与内循环孔124连通;当第二堵塞194封堵在过流通道14内,通过钻杆20注入过流通道14的堵漏剂或解卡剂依次经过流通道14、内循环孔124和外循环孔152输送到井下钻具1的外部。
通过旁通短节10上方的钻杆20注入堵漏剂,经过流通道14、内循环孔124和外循环孔152向环形空间内输送堵漏剂,颗粒较大的堵漏剂不会流入易堵工具,堵漏剂不会流入井下钻具1中的随钻测量仪器40、螺杆80或者钻头90的水眼这一类内径相对较小的易堵工具,避免堵塞管柱,无需反复拆卸易堵工具后再下放管柱进行堵漏,然后再一次重新组装管柱,提高了堵漏效率,而且本发明通过下一次管柱即可实现全部作业。在解卡过程中,通过对位连通的内循环孔124和外循环孔152将解卡剂输送到环形空间,使具有腐蚀性的解卡剂不会流入到位于旁通短节10下方的工具中,避免了对易损零件的腐蚀,例如井下钻具1中的随钻测量仪器40和螺杆80中均带有橡胶部件,橡胶部件容易被解卡剂腐蚀导致损坏;还能使解卡剂直接注入到环形空间内并作用于卡点位置,提高了解卡效率。
进一步地,旁通短节10的数量为至少两个,相邻的旁通短节10之间通过连接钻杆20相互连通。根据实际井深的需要,相邻的旁通短节10之间间隔1米至1千米的距离。较优地,还可以在钻杆20和旁通短节10之间从上到下依次设置加重钻杆、震击器。
进一步地,井下钻具1还包括绞车、连接钢丝绳、活动放置在钻杆20处的十字卡110和下放钢丝绳120。通常情况下,绞车可放置在井场上的任意位置,连接钢丝绳的上端与绞车固定连接,其下端与十字卡110固定连接;下放钢丝绳120的上端与十字卡110固定连接,其下端先后与第一堵塞192或第二堵塞194能拆卸地连接。如图2所示,十字卡110的外形为十字,十字的外周边缘卡在钻杆20的内壁上,使十字卡110不会落入过流通道14内,下放钢丝绳120的上端系在十字的中心。根据作业需要,下放钢丝绳120将第一堵塞192、第二堵塞194或第三堵塞196中的其中一个下放到过流通道14内。还可以采用米字形或其他能卡在钻杆20的内壁上,且不影响从钻杆20的上端口注入流体的结构,在此不再逐一列举。
本发明的一种井下钻具的堵漏或解卡方法,采用上述的井下钻具1,包括如下步骤:
步骤S10,将井下钻具1下入井眼,使钻杆20的上端位于井口处,井下钻具1的外壁与井眼的内壁之间形成环形空间;
步骤S20,下放第一堵塞192,第一堵塞192封堵于第一传压孔112和内循环孔124之间的过流通道14内,从钻杆20的上端注入钻井液,钻井液输入到过流通道14,然后经第一传压孔112注入第一液压腔16,第一液压腔16中的钻井液驱动滑动壳体15滑动,直至滑动壳体15滑移至外循环孔152与内循环孔124连通,打开旁通短节10,起出第一堵塞192;
步骤S30,下放第二堵塞194,第二堵塞194封堵于内循环孔124的下方的过流通道14内,从钻杆20的上端注入堵漏剂或解卡剂,堵漏剂或解卡剂输入到过流通道14,然后依次经内循环孔124和外循环孔152输送到环形空间,直至堵漏或解卡完毕,起出第二堵塞194。
进一步地,井下钻具的堵漏或解卡方法在步骤S30之后还包括步骤S40,步骤S40为在上接头11的外壁与滑动壳体15的内壁之间具有位于第一液压腔16上方的第二液压腔17,在上接头11的侧壁上开设与第二液压腔17连通的第二传压孔114,第一液压腔16的横截面积大于第二液压腔17的横截面积;
下放第三堵塞196,第三堵塞196封堵于第二传压孔114和第一传压孔112之间的过流通道14内,从钻杆20的上端再次注入钻井液,钻井液输入到过流通道14,然后经第二传压孔114注入第二液压腔17,第二液压腔17的钻井液驱动滑动壳体15反向滑动,直至滑动壳体15滑动至外循环孔152与内循环孔124恢复错开,关闭旁通短节10,起出第三堵塞196。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明,应当理解,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限定本发明的保护范围。特别指出,对于本领域技术人员来说,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种旁通短节,其特征在于,所述旁通短节包括本体和能滑动地套设在所述本体外侧的滑动壳体,所述本体包括至上而下依次连接的上接头、中心管和下接头,所述本体的中心具有至上而下贯通的过流通道;在所述滑动壳体与所述上接头之间具有第一液压腔,在所述上接头的侧壁上开设与所述第一液压腔连通的第一传压孔;在所述中心管的侧壁上开设内循环孔,在所述滑动壳体的侧壁上开设外循环孔,通过所述滑动壳体沿所述本体的滑动所述外循环孔能与所述内循环孔错开或对位连通;
所述旁通短节还包括先后活动放置在所述过流通道内的第一堵塞和第二堵塞,当所述外循环孔与所述内循环孔错开时,所述第一堵塞封堵于所述第一传压孔和所述内循环孔之间的所述过流通道内;当所述外循环孔与所述内循环孔对位连通时,起出所述第一堵塞,所述第二堵塞封堵于所述内循环孔的下方的所述过流通道内。
2.根据权利要求1所述的旁通短节,其特征在于,所述滑动壳体包括能滑动地套装于所述上接头外侧的上滑套和固定连接于所述上滑套下方的下滑套,所述下滑套的上端套装于所述上滑套的外侧,所述下滑套的下端能滑动地套装于所述中心管的外侧;
所述中心管的上端固定套装于所述上接头的外侧,所述上滑套的下端面与所述中心管的上端面之间具有间隔,所述下滑套的内壁和所述上接头的外壁将所述间隔围合形成所述第一液压腔。
3.根据权利要求2所述的旁通短节,其特征在于,所述上接头的外壁上设置第一轴肩,所述上滑套的内壁上设置第二轴肩,所述第一轴肩与所述第二轴肩围合形成位于所述第一液压腔上方的第二液压腔,所述上接头的侧壁上开设与所述第二液压腔连通的第二传压孔,所述第一液压腔的横截面积大于所述第二液压腔的横截面积;
所述旁通短节还包括活动放置在所述过流通道内的第三堵塞,所述第三堵塞能封堵于所述第二传压孔和所述第一传压孔之间的所述过流通道内,通过所述第三堵塞的封堵所述钻井液经所述第二传压孔注入所述第二液压腔,所述钻井液驱动所述滑动壳体反向滑动至所述外循环孔与所述内循环孔错开。
4.根据权利要求3所述的旁通短节,其特征在于,所述中心管的外壁上设置第三轴肩,所述下滑套的内壁上设置第四轴肩,所述第三轴肩与所述第四轴肩围合形成位于所述第一液压腔下方的第三液压腔,所述中心管的侧壁上开设与所述第三液压腔连通的第三传压孔,所述第一液压腔的横截面积等于所述第二液压腔的横截面积与所述第三液压腔的横截面积之和;
所述第一堵塞能封堵于所述第一传压孔和所述第三传压孔之间的所述过流通道内,通过所述第一堵塞的封堵所述钻井液经所述第一传压孔和所述第二传压孔分别注入所述第一液压腔和所述第二液压腔,所述钻井液驱动所述滑动壳体向上滑动至所述外循环孔与所述内循环孔连通。
5.根据权利要求4所述的旁通短节,其特征在于,所述上接头的外壁上设置能与所述上滑套的上端面相配合的限位轴肩,当所述滑动壳体向上滑动至所述外循环孔与所述内循环孔连通,所述上滑套的上端面与所述限位轴肩相抵靠。
6.根据权利要求3所述的旁通短节,其特征在于,所述第一堵塞、所述第二堵塞和所述第三堵塞上分别具有第一球面、第二球面和第三球面,在所述上接头的内壁或所述中心管的内壁上设置能与所述第一球面密封配合的第一球座,在所述中心管的内壁或所述下接头的内壁上设置能与所述第二球面密封配合的第二球座,在所述上接头的内壁上设置能与所述第三球面密封配合的第三球座。
7.根据权利要求2所述的旁通短节,其特征在于,所述上滑套的内壁与所述上接头的外壁之间、所述下滑套的内壁与所述中心管的外壁之间均为滑动密封配合。
8.一种井下钻具,其特征在于,所述井下钻具包括从上到下依次连接的钻杆、如权利要求1至7任一项所述的至少一个旁通短节、第一非磁钻铤、随钻测量仪器、第二非磁钻铤、稳定器、单流阀、螺杆和钻头;
当第一堵塞封堵在过流通道内,通过所述钻杆注入所述过流通道的钻井液经第一传压孔注入第一液压腔,所述钻井液驱动滑动壳体滑移至外循环孔与内循环孔连通;当第二堵塞的封堵在所述过流通道内,通过所述钻杆注入所述过流通道的堵漏剂或解卡剂依次经所述过流通道、所述内循环孔和所述外循环孔输送到所述井下钻具的外部。
9.根据权利要求8所述的井下钻具,其特征在于,所述旁通短节的数量为至少两个,相邻的所述旁通短节之间通过连接钻杆相互连通。
10.根据权利要求8所述的井下钻具,其特征在于,所述井下钻具还包括绞车、连接钢丝绳、活动放置在所述钻杆处的十字卡和下放钢丝绳;所述连接钢丝绳的上端与所述绞车固定连接,其下端与所述十字卡固定连接;所述下放钢丝绳的上端与所述十字卡固定连接,其下端先后与所述第一堵塞或所述第二堵塞能拆卸地连接。
11.一种井下钻具的堵漏或解卡方法,其特征在于,所述井下钻具的堵漏或解卡方法采用权利要求8至10任一项所述的井下钻具,包括如下步骤:
步骤S10,将所述井下钻具下入井眼,使所述钻杆的上端位于井口处,所述井下钻具的外壁与所述井眼的内壁之间形成环形空间;
步骤S20,下放第一堵塞,所述第一堵塞封堵于第一传压孔和内循环孔之间的过流通道内,从所述钻杆的上端注入钻井液,所述钻井液输入到所述过流通道,然后经所述第一传压孔注入第一液压腔,所述第一液压腔中的所述钻井液驱动滑动壳体滑动,直至所述滑动壳体滑移至外循环孔与内循环孔连通,打开所述旁通短节,起出所述第一堵塞;
步骤S30,下放第二堵塞,所述第二堵塞封堵于所述内循环孔的下方的所述过流通道内,从所述钻杆的上端注入堵漏剂或解卡剂,所述堵漏剂或解卡剂输入到所述过流通道,然后依次经所述内循环孔和所述外循环孔输送到所述环形空间,直至堵漏或解卡完毕,起出所述第二堵塞。
12.根据权利要求11所述的井下钻具的堵漏或解卡方法,其特征在于,所述井下钻具的堵漏或解卡方法在所述步骤S30之后还包括步骤S40,
所述步骤S40为在上接头的外壁与所述滑动壳体的内壁之间具有位于所述第一液压腔上方的第二液压腔,在所述上接头的侧壁上开设与所述第二液压腔连通的第二传压孔,所述第一液压腔的横截面积大于所述第二液压腔的横截面积;
下放第三堵塞,所述第三堵塞封堵于所述第二传压孔和所述第一传压孔之间的所述过流通道内,从所述钻杆的上端再次注入所述钻井液,所述钻井液输入到所述过流通道,然后经所述第二传压孔注入所述第二液压腔,所述第二液压腔的钻井液驱动所述滑动壳体反向滑动,直至所述滑动壳体滑动至外循环孔与内循环孔恢复错开,关闭所述旁通短节,起出所述第三堵塞。
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