CN107218010A - 破损钻孔套管堵水桥塞及双桥塞式堵水方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种堵水桥塞及堵水方法，属于钻井技术领域，具体涉及一种破损钻孔套管堵水桥塞及双桥塞式堵水方法。该双桥塞式堵水方法在套管破损漏水点位置上、下各构筑一桥塞，然后通过预埋在顶部桥塞的注浆管路向两桥塞之间注入水泥浆，在注浆泵的压力作用下，水泥浆经套管破损口进入地层并沿地层裂隙运移至一定距离，将地层裂隙通道填充，最后，憋压待水泥浆凝固后，即可将套管破碎口处地层裂隙封堵，以阻止地层水再次进入套管内。该方法具有水泥材料消耗少，施工简单快速的技术优势。

Description

破损钻孔套管堵水桥塞及双桥塞式堵水方法

技术领域

本发明涉及一种堵水桥塞及堵水方法，属于钻井技术领域，具体涉及一种破损钻孔套管堵水桥塞及双桥塞式堵水方法。

背景技术

据公开资料显示，目前还没有针对大直径钻孔套管破损漏水的孔内事故实施补救的工程实践，可借鉴的是传统油气井钻井作业中的膨胀套管技术、修井作业中的套管补贴技术，以及裸眼段打水泥塞技术。

上述膨胀套管技术和套管补贴技术均是基于标准油管规格而进行的相关研究工作，不适用规格以上的大直径套管。

上述打水泥塞技术是指在未下入套管封闭的井段中，注入一定数量的水泥浆，以便用来封闭或隔绝某一段裸眼地层。它一般应用于以下几种情况：①封堵报废井；②隔绝地层，在裸眼法完井中采用；③钻定向井，或进行侧钻，封堵原井孔；④堵塞漏失；⑤加固坍塌的井壁。在大直径条件下打水泥塞需要下入木塞。

由于工况条件和施工目的的不同，上述几种技术施工方法在大直径钻孔条件下难以照搬应用。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的大直径深钻孔因套管破损造成地层水漏入而严重影响矿方后期管理使用的实际问题的技术问题，提供了一种破损钻孔套管堵水桥塞及双桥塞式堵水方法。该方法具有水泥材料消耗少，施工简单快速的优势。该双桥塞式堵水方法在套管破损漏水点位置上、下各构筑一桥塞，然后通过预埋在顶部桥塞的注浆管路向两桥塞之间注入水泥浆，在注浆泵的压力作用下，水泥浆经套管破损口进入地层并沿地层裂隙运移至一定距离，将地层裂隙通道填充，最后，憋压待水泥浆凝固后，即可将套管破碎口处地层裂隙封堵，以阻止地层水再次进入套管内。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种破损钻孔套管堵水桥塞，包括:分别用于下放至套管破损漏水点上方及下方的顶部桥塞及底部桥塞；其中，所述顶部桥塞包括：

组合塞体，贯穿组合塞体的第一软管、第三软管及无锁接头短钻杆，用于向组合塞体上端外壁与套管内壁之间注浆的第二软管，上端与无锁接头短钻杆底部连接并且下端设置若干通孔的第四软管。

优化的，上述的一种破损钻孔套管堵水桥塞，所述顶部桥塞包括直径不同并且由无锁接头短钻杆共轴连接的第一塞体及第二塞体；其中，直径较大的第二塞体上设置有用于安装所述第一软管、第三软管的通孔，所述第二软管的底部设置于第二塞体上侧并用于向第一塞体及套管内壁之间注浆。

优化的，上述的一种破损钻孔套管堵水桥塞，所述顶部桥塞和/或底部桥塞的外壁上设置有倒刺槽。

优化的，上述的一种破损钻孔套管堵水桥塞，所述顶部桥塞和/或底部桥塞的外侧表面设置有密封圈。

优化的，上述的一种破损钻孔套管堵水桥塞，所述密封圈包括：麻绳、海带、棉被中的一种或多种。

优化的，上述的一种破损钻孔套管堵水桥塞，所述第一塞体、第二塞体及底部桥塞为实心圆木结构。

一种破损钻孔套管双桥塞式堵水方法，包括：

桥塞构筑步骤，用于在套管破损漏水点位置上、下构筑桥塞；

水泥注浆步骤，用于通过预埋在桥塞上的注浆管路向两桥塞之间注入水泥浆，利用经套管破损口进入地层并沿地层裂隙运移的水泥浆填充地层裂隙通道。

优化的，上述的一种破损钻孔套管双桥塞式堵水方法，所述桥塞构筑步骤包括用于构筑位于套管破损漏水点下方的底部桥塞的底部桥塞构筑子步骤，所述底部桥塞构筑子步骤具体包括：

步骤401，将孔内液面抽至套管破损口以下，利用钻杆将底部桥塞压送至孔内液面处；

步骤402，从钻孔孔口依次投入若干碎石及砂，将钻杆提离孔底，通过钻杆注入加有速凝剂的水泥浆，形成第二水泥密封层；

步骤403，将钻杆提离底部，候凝后下钻，探明第二水泥密封层的深度。

优化的，上述的一种破损钻孔套管双桥塞式堵水方法，所述步骤402中，水泥浆在经过加接在钻杆尾端的旋喷接头时，从旋喷接头侧部小眼喷射而出，缓慢旋转钻杆，使水泥浆渗入碎石、粗砂和细砂层中。

优化的，上述的一种破损钻孔套管双桥塞式堵水方法，所述桥塞构筑步骤包括用于构筑位于套管破损漏水点上方的顶部桥塞的顶部桥塞构筑子步骤，所述顶部桥塞构筑子步骤具体包括：

步骤601，将顶部桥塞及位于顶部桥塞上的软管压送至距离套管破损口上方的预定位置；

步骤602，通过软管向顶部桥塞的第一塞体与套管形成的环状间隙之间注入加有速凝剂的水泥浆，形成第一水泥密封层，候凝后将钻孔内灌满水；

优化的，上述的一种破损钻孔套管双桥塞式堵水方法，还包括用于测试顶部桥塞与底部桥塞密封效果的试压测试步骤，所述试压测试步骤具体包括：

步骤701，向两桥塞间注入前置液，根据贯穿于顶部桥塞的软管是否返水判断各管路是否通畅；

步骤702，将注浆泵泵量调至最低，封闭软管出口，憋起一定压力后，若钻孔孔口无水溢出，则表明构筑的顶部桥塞密封效果良好，满足注浆承压要求。

优化的，上述的一种破损钻孔套管双桥塞式堵水方法，水泥注浆步骤具体包括：

步骤801，通过钻杆依次注入不同水灰比的水泥浆，当贯穿于顶部桥塞的软管返出稠水泥浆后，停止注水泥浆；

步骤802，向钻杆内注入一定量的后置液，驱除钻杆内存留的水泥浆，然后将贯穿于顶部桥塞的软管封闭；

步骤803，切换注浆泵至低档位，低泵量继续向钻杆内注入少量的后置液，进行憋压，使水泥浆沿套管破损口进入地层裂缝；

步骤805，关闭注浆泵的阀门，候凝形成水泥浆塞后提出钻杆。

优化的，上述的一种破损钻孔套管双桥塞式堵水方法，还包括扫塞钻进步骤，具体包括：

步骤901，下钻扫顶部桥塞、水泥浆塞，至底部桥塞顶部，停止扫塞钻进，将孔内液面降至套管破损口位置以下；

步骤902，下入孔内摄像头观察漏点情况，若无出水或在允许的出水量范围内，则表明堵漏成功，然后继续下钻扫掉底部桥塞。

因此，本发明具有如下优点：消耗的水泥材料少；可避免出现新的孔内事故，保障了施工安全；封堵效果好。

附图说明

附图1为双桥塞式堵漏方法示意图；

附图2为组合塞体结构示意图；

附图3为附图2的俯视图。

图中：1.钻杆；2.第一软管；3.第一水泥密封层；4.组合塞体；5.套管破损口；6.第二水泥密封层；7.第二软管；8.第三软管；9.第一密封；10.第四软管；11.小孔；12.底部桥塞；13.第二密封；401.第一塞体；402.倒刺槽；403.第二塞体；404.无锁接头的短钻杆；405.第一通孔；406.第二通孔；407.第三通孔。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

本发明实施例提供了一种破损大直径钻孔套管的双桥塞式堵水方法，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

所述的套管破损的双桥塞式堵水方法主要步骤：

步骤一：构筑底部桥塞

(1)利用实心圆木制作底部木塞12；

(2)将孔内液面抽至套管破损口5约5m以下；

(3)利用钻杆将底部桥塞12送至孔内液面处；

(4)从钻孔孔口依次投入若干碎石、粗砂和细砂，，然后将钻杆1提离孔底1m～2m，通过钻杆1注入加有速凝剂的水泥浆，水泥浆在经过加接在钻杆1尾端的旋喷接头时，从旋喷接头侧部小眼喷射而出，同时缓慢旋转钻杆1，使水泥浆均匀渗入碎石、粗砂和细砂层中，形成高度1m～2m的第二水泥密封层6，目的是将底部桥塞12与套管周边进一步密封；

(5)将钻杆1提离底部一定距离后，候凝2h；

(6)下钻，探明第二水泥密封层6的深度后，提出钻杆1；

步骤二：构筑顶部桥塞

(1)制作利用两个不同直径的实心圆木制作组合塞体4；

(2)利用钻杆1将组合塞体4及第一软管2、第二软管7、第三软管8、第四软管10等压送至距离套管破损口53m以上的预定位置；

(3)通过第二软管7向组合塞体4的第一塞体401与套管的环状间隙注入加有速凝剂的水泥浆，形成高度1m～1.5m的第一水泥密封层3，目的是将组合塞体4与套管周边进一步密封，同时要防止水泥浆漫至裸露钻杆1处将钻杆1固结引起新的孔内事故；

(4)候凝12h后，将钻孔内灌满水，目的一是在顶部桥塞上部施加一定压力有助于其下部承受更大的压力，目的二是在注水泥浆过程中通过观察钻孔水液面可辅助判断顶部桥塞密封情况；

步骤三：试压

(1)利用注浆泵通过钻杆1向两桥塞间注入前置液清水，当预埋在组合塞体4中的第一软管2、第三软管8返出水，则表明孔内各管路通畅，第一软管2、第三软管8完好无严重折弯现象；

(2)然后，将注浆泵泵量调至最低，将第一软管2、第三软管8出口封闭，憋起一定压力验证顶部桥塞的密封效果，如果钻孔孔口无水溢出，则表明构筑的顶部桥塞密封效果良好，可满足注浆承压要求；

步骤四：注水泥浆

(1)通过钻杆依次注入不同水灰比的水泥浆，同时观察第一软管2、第三软管8返出水泥浆、以及钻孔孔口溢水的情况，当返出稠水泥浆后，停止注水泥浆；

(2)向钻杆1内注入一定量的后置液即地面管路与钻杆通道的容积，驱除钻杆1内存留的水泥浆，防止钻杆1内发生凝固造成堵塞，然后将第一软管2、第三软管8出口封闭；

(3)切换注浆泵至低档位，低泵量继续向钻杆1内注入少量的后置液进行憋压，使水泥浆沿套管破损口进入地层裂缝；

(4)关闭注浆泵的阀门，候凝2h后，提出钻杆1；

步骤五：扫塞钻进

(1)继续候凝48h，下钻扫顶部桥塞、水泥浆塞，至底部桥塞顶部，停止扫塞钻进；

(2)采用空气反循环方法将孔内液面降至套管破损口5位置以下；

(3)下入孔内摄像头观察漏点情况；

(4)若无出水或在允许的出水量范围内，则表明堵漏成功；

(5)继续下钻扫掉底部桥塞。

所述的组合塞体4的结构，由第二塞体403、第一塞体401、无锁接头的短钻杆404组成，其中：第二塞体403设置有第一通孔405、第二通孔406、第三通孔407等共三个通孔，在外侧表面设置有倒刺槽402，其作用是防止缠绕在第二塞体403外侧表面的麻绳、海带、棉被在下放过程中脱落，第一塞体401设置有第二通孔406，无锁接头的短钻杆404通过第二通孔406将第二塞体403与第一塞体401连接。

所述的顶部桥塞的组合塞体4与套管间的密封形式，由缠绕在组合塞体第二塞体403外侧表面的麻绳、海带、棉被形成第一密封9，由灌注于第一塞体401与套管间的水泥浆凝固后形成第一水泥密封层3。

所述的底部桥塞的底部桥塞12与套管间的密封形式，由缠绕在底部桥塞12外侧表面的麻绳、海带、棉被形成第二密封13，由灌注的不同粒径砂石、水泥凝固后形成第二水泥密封层6。

所述的第四软管10上端与无锁接头的短钻杆404连接，下端设置有多个小孔11，第四软管10的设置可使水泥浆沿着钻杆1、无锁接头的短钻杆404中心通道进入底部桥塞12顶部，保障水泥浆至下而上填充底部桥塞与顶部桥塞之间的空间，同时将其间的地层水经由第一软管2、第三软管8驱出至地面，第四软管10下端多个小孔11的设计可避免因孔内复杂情况使某个小孔的堵塞从而造成整个堵水施工的失败。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种破损钻孔套管堵水桥塞，其特征在于，包括:分别用于下放至套管破损漏水点上方及下方的顶部桥塞及底部桥塞；其中，所述顶部桥塞包括：

组合塞体，贯穿组合塞体的第一软管、第三软管及无锁接头短钻杆，用于向组合塞体上端外壁与套管内壁之间注浆的第二软管，上端与无锁接头短钻杆底部连接并且下端设置若干通孔的第四软管。

2.根据权利要求1所述的一种破损钻孔套管堵水桥塞，其特征在于，所述顶部桥塞包括直径不同并且由无锁接头短钻杆共轴连接的第一塞体及第二塞体；其中，直径较大的第二塞体上设置有用于安装所述第一软管、第三软管的通孔，所述第二软管的底部设置于第二塞体上侧并用于向第一塞体及套管内壁之间注浆。

3.一种破损钻孔套管双桥塞式堵水方法，其特征在于，包括：

桥塞构筑步骤，用于在套管破损漏水点位置上、下构筑桥塞；

水泥注浆步骤，用于通过预埋在桥塞上的注浆管路向两桥塞之间注入水泥浆，利用经套管破损口进入地层并沿地层裂隙运移的水泥浆填充地层裂隙通道。

4.根据权利要求3所述的一种破损钻孔套管双桥塞式堵水方法，其特征在于，所述桥塞构筑步骤包括用于构筑位于套管破损漏水点下方的底部桥塞的底部桥塞构筑子步骤，所述底部桥塞构筑子步骤具体包括：

步骤401，将孔内液面抽至套管破损口以下，利用钻杆将底部木塞压送至孔内液面处；

步骤402，从钻孔孔口依次投入若干碎石及砂，将钻杆提离孔底，通过钻杆注入加有速凝剂的水泥浆，形成第二水泥密封层；

步骤403，将钻杆提离底部，候凝后下钻，探明第二水泥密封层的深度。

5.根据权利要求4所述的一种破损钻孔套管双桥塞式堵水方法，其特征在于，所述步骤402中，水泥浆在经过加接在钻杆尾端的旋喷接头时，从旋喷接头侧部小眼喷射而出，缓慢旋转钻杆，使水泥浆渗入碎石、粗砂和细砂层中。

6.根据权利要求3所述的一种破损钻孔套管双桥塞式堵水方法，其特征在于，所述桥塞构筑步骤包括用于构筑位于套管破损漏水点上方的顶部桥塞的顶部桥塞构筑子步骤，所述顶部桥塞构筑子步骤具体包括：

步骤601，将顶部桥塞及位于顶部桥塞上的软管压送至距离套管破损口上方的预定位置；

步骤602，通过软管向顶部桥塞的第一塞体与套管形成的环状间隙之间注入加有速凝剂的水泥浆，形成第一水泥密封层，候凝后将钻孔内灌满水。

7.根据权利要求3所述的一种破损钻孔套管双桥塞式堵水方法，其特征在于，还包括用于测试顶部桥塞与底部桥塞密封效果的试压测试步骤，所述试压测试步骤具体包括：

步骤701，向两桥塞间注入前置液，根据贯穿于顶部桥塞的软管是否返水判断各管路是否通畅；

步骤702，将注浆泵泵量调至最低，封闭软管出口，憋起一定压力后，若钻孔孔口无水溢出，则表明构筑的顶部桥塞密封效果良好，满足注浆承压要求。

8.根据权利要求3所述的一种破损钻孔套管双桥塞式堵水方法，其特征在于，水泥注浆步骤具体包括：

步骤801，通过钻杆依次注入不同水灰比的水泥浆，当贯穿于顶部桥塞的软管返出稠水泥浆后，停止注水泥浆；

步骤802，向钻杆内注入一定量的后置液，驱除钻杆内存留的水泥浆，然后将贯穿于顶部桥塞的软管封闭；

步骤803，切换注浆泵至低档位，低泵量继续向钻杆内注入少量的后置液，进行憋压，使水泥浆沿套管破损口进入地层裂缝；

步骤805，关闭注浆泵的阀门，候凝形成水泥浆塞后提出钻杆。

9.根据权利要求3所述的一种破损钻孔套管双桥塞式堵水方法，其特征在于，还包括扫塞钻进步骤，所述扫塞钻进步骤具体包括：

步骤901，下钻扫顶部桥塞、水泥浆塞，至底部桥塞顶部，停止扫塞钻进，将孔内液面降至套管破损口位置以下；

步骤902，下入孔内摄像头观察漏点情况，若无出水或在允许的出水量范围内，则表明堵漏成功，然后继续下钻扫掉底部桥塞。