CN109025897A - 一种井内发泡式体积堵漏装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种井内发泡式体积堵漏装置，是由钻杆、发泡堵漏机构、扩孔器和钻头组成，钻杆、发泡堵漏机构、扩孔器和钻头依次螺纹连接在一起；本发明主要解决钻井工程中复杂地层的涌水涌气和漏失问题，针对现有堵漏装置操作复杂、成本较高，大都不能直接作用于漏失处，堵漏效果往往不理想，不适合深孔等问题，本发明操作简单，成本小，使用过程中只需补充发泡胶即可不断工作；适用于各个深度的地层，底部安装有导向钻头，增强了实用性；直接作用于漏失处，堵漏效果可靠；堵漏过程可通过地表泵压表的示数实时监测控制，增强了可操作性和实用性。
Description
技术领域
本发明涉及钻孔技术领域，特别涉及一种井内发泡式体积堵漏装置。
背景技术
在钻探生产过程中经常会遇到松散破碎和溶洞、裂隙发育的复杂地层，它们通常会导致钻孔冲洗液的严重漏失，使钻井液无法保持正常循环，难以正常钻进；而当钻遇承压水地层或含油气地层时，地层中的水或气可能会进入钻孔内，导致涌水、涌气事故的发生，造成泥浆性能的改变，并产生安全隐患。因此，针对上述地层的有效堵漏方法一直是钻井行业亟待解决的问题之一。
目前，针对上述地层采用水泥护壁堵漏、改变钻井液的流变性能、加入堵漏剂、黏土球充填法和下入套管等方法，这些方法大都操作复杂、成本较高，大都不能直接作用于漏失处，堵漏效果往往不理想，尤其是当钻孔的深度较深时，这些问题显得更加突出。
发明内容
本发明的目的是要解决上述背景技术中，现有堵漏装置和方法操作复杂、成本较高，大都不能直接作用于漏失处，堵漏效果往往不理想，不适合深孔等问题，而提供一种井内发泡式体积堵漏装置。
一种井内发泡式体积堵漏装置，是由钻杆、发泡堵漏机构、扩孔器和钻头组成，钻杆、发泡堵漏机构、扩孔器和钻头依次螺纹连接在一起；
所述钻杆上接头连接钻具，钻杆下接头与异径接头螺纹连接；
所述发泡堵漏机构包括异径接头、单向溢流阀、橡胶活塞、储藏室、发泡胶、外管和单向溢流阀，异径接头上端与钻杆下接头螺纹连接，异径接头下端分别与储藏室和外管螺纹连接，发泡胶和橡胶活塞从下往上依次设置在储藏室的环形储藏腔中，橡胶活塞上端与异径接头下端接触，储藏室中心设有通道，中心通道上端安装有单向溢流阀，储藏室底部开孔中设有单向溢流阀；
所述扩孔器上端与外管的下端螺纹连接，扩孔器下端与钻头上端螺纹连接；
钻头上端与扩孔器下端螺纹连接。
本发明的工作原理和过程：
一、堵漏开始前，停泵，将钻具提离孔底，在地表将发泡胶(一般为聚氨酯类等常见发泡胶)注入储藏室内密封，调节底部单向溢流阀开启压力稍大于漏失地层处的钻杆内液柱压力P，并将堵漏装置组装好，上端连接钻杆；
二、将堵漏装置缓慢下入孔底或目标深度，此时，橡胶活塞上端受到的压力为P。之后开泵，使钻井液从钻杆中心通道内注入，同时观察地表泵压表示数缓慢升高，此时，橡胶活塞缓慢下移，储藏室底部单向溢流阀被打开，同时发泡胶进入储藏室外侧与外管的环形储藏腔内，并通过外管上的孔洞进入漏失地层中，遇水不断膨胀固化，封堵地层裂隙；
三、当储藏室内的发泡胶被挤出完毕时，钻杆内部钻井液压力迅速上升，地表泵压表示数突然增大，说明堵漏完毕，此时，立刻关闭泥浆泵，等待一段时间使发泡胶稳定后即可提出钻具；
四、当在堵漏过程中遇到轻微卡钻或者岩屑卡堵时，可启动钻具利用钻头进行扫孔作业，保证堵漏装置的正常作业；
五、完成一次作业后，只需拆开储藏室补充发泡胶重新组装后即可进行下次作业。
本发明的有益效果：
本发明操作简单，成本小，使用过程中只需补充发泡胶即可不断工作；适用于各个深度的地层，底部安装有扫孔钻头，增强了实用性；直接作用于漏失处，堵漏效果可靠；堵漏过程可通过地表泵压表的示数实时监测控制，增强了可操作性和实用性。
附图说明
图1是本发明实施例一的结构剖视图；
图2是本发明实施例二的结构剖视图。
具体实施方式
请参阅图1和图2所示，一种井内发泡式体积堵漏装置，是由钻杆1、发泡堵漏机构2、扩孔器3和钻头4组成，钻杆1、发泡堵漏机构2、扩孔器3和钻头4依次螺纹连接在一起；
所述钻杆1上接头11连接钻具，钻杆1下接头12与异径接头21螺纹连接；
所述发泡堵漏机构2包括异径接头21、单向溢流阀22、橡胶活塞23、储藏室24、发泡胶25、外管26和单向溢流阀27，异径接头21上端与钻杆1下接头12螺纹连接，异径接头21下端分别与储藏室24和外管26螺纹连接，发泡胶25和橡胶活塞23从下往上依次设置在储藏室24的环形储藏腔31中，橡胶活塞23上端与异径接头21下端接触，储藏室24中心设有通道32，中心通道32上端安装有单向溢流阀22，储藏室24底部开孔中设有单向溢流阀27；
所述发泡堵漏机构2包括异径接头21、单向溢流阀22、橡胶活塞23、储藏室24、发泡胶25、外管26、弹簧28和橡胶塞29，异径接头21上端与钻杆1下端螺纹连接，异径接头21下端分别与储藏室24和外管26螺纹连接，弹簧28、发泡胶25和橡胶活塞23从下往上依次设置在储藏室24的环形储藏腔31中，橡胶活塞23上端与异径接头21下端接触，储藏室24中心设有通道32，中心通道32上端安装有单向溢流阀22，储藏室24底部开孔中装有橡胶塞29；
所述扩孔器3上端与外管26的下端螺纹连接，扩孔器3下端与钻头4上端螺纹连接；
钻头4上端与扩孔器3下端螺纹连接。
实施案例一：
本发明的工作原理和过程：
请参阅图1所示：一、堵漏开始前，停泵，将钻具提离孔底，在地表将发泡胶25(一般为聚氨酯类等常见发泡胶)注入储藏室24内密封，调节底部单向溢流阀27开启压力稍大于漏失地层处的钻杆1内液柱压力P0，并将堵漏装置组装好，上端连接钻杆1；
二、将堵漏装置缓慢下入孔底或目标深度，此时，橡胶活塞23上端受到的压力为P0。之后开泵，使钻井液从钻杆1中心通道内注入，同时观察地表泵压表示数缓慢升高，此时，橡胶活塞23缓慢下移，储藏室24底部单向溢流阀27被打开，同时发泡胶25进入储藏室24外侧与外管26的环形储藏腔31内，并通过外管26上的孔洞30进入漏失地层中，遇水不断膨胀固化，封堵地层裂隙；
三、当储藏室24内的发泡胶25被挤出完毕时，钻杆1内部钻井液压力迅速上升，地表泵压表示数突然增大，说明堵漏完毕，此时，立刻关闭泥浆泵，等待一段时间使发泡胶25稳定后即可提出钻具；
四、当在堵漏过程中遇到轻微卡钻或者岩屑卡堵时，可启动钻具利用钻头4进行扫孔作业，保证堵漏装置的正常作业；
五、完成一次作业后，只需拆开储藏室24补充发泡胶25重新组装后即可进行下次作业。
实施案例二：
本发明的工作原理和过程：
请参阅图2所示，一、堵漏开始前，停泵，将钻具提离孔底，在地表将发泡胶25(一般为聚氨酯类等常见发泡胶)注入储藏室24内密封，调节储藏室中弹簧28被预压缩一定长度，其所产生的预应力应大于漏失地层处的钻杆内液柱压力P0；
二、将堵漏装置缓慢下入孔底或目标深度，此时，橡胶活塞23上端受到的压力为P0。之后开泵，使钻井液从钻杆1中心通道内注入，同时观察地表泵压表示数缓慢升高，此时，橡胶活塞23缓慢下移，储藏室24底部橡胶塞被挤出，同时发泡胶25进入储藏室24外侧与外管26的环形储藏腔31内，并通过外管26上的孔洞30进入漏失地层中，遇水不断膨胀固化，封堵地层裂隙；
三、当弹簧28被压缩到一定程度时，发泡胶25基本排出完毕，弹簧28无法被压缩，钻杆1内部钻井液压力迅速上升，地表泵压表示数突然增大，说明堵漏完毕，此时，立刻关闭泥浆泵，等待一段时间使发泡胶25稳定后即可提出钻具；
四、当在堵漏过程中遇到轻微卡钻或者岩屑卡堵时，可启动钻具利用钻头4进行扫孔作业，保证堵漏装置的正常作业；
五、完成一次作业后，只需拆开储藏室24补充发泡胶25重新组装后即可进行下次作业。
Claims (1)
1.一种井内发泡式体积堵漏装置，其特征在于：是由钻杆(1)、发泡堵漏机构(2)、扩孔器(3)和钻头(4)组成，钻杆(1)、发泡堵漏机构(2)、扩孔器(3)和钻头(4)依次螺纹连接在一起；
所述钻杆(1)上接头11连接钻具，钻杆(1)下接头(12)与异径接头(21)螺纹连接；
所述扩孔器(3)上端与外管(26)的下端螺纹连接，扩孔器(3)下端与钻头(4)上端螺纹连接；
钻头(4)上端与扩孔器(3)下端螺纹连接；
所述发泡堵漏机构(2)包括异径接头(21)、单向溢流阀(22)、橡胶活塞(23)、储藏室(24)、发泡胶(25)、外管(26)和单向溢流阀(27)，异径接头(21)上端与钻杆(1)下接头(12)螺纹连接，异径接头(21)下端分别与储藏室(24)和外管(26)螺纹连接，发泡胶(25)和橡胶活塞(23)从下往上依次设置在储藏室(24)的环形储藏腔(31)中，橡胶活塞(23)上端与异径接头(21)下端接触，储藏室(24)中心设有通道(32)，中心通道(32)上端安装有单向溢流阀(22)，储藏室(24)底部开孔中设有单向溢流阀(27)；
所述发泡堵漏机构(2)包括异径接头(21)、单向溢流阀(22)、橡胶活塞(23)、储藏室(24)、发泡胶(25)、外管(26)、弹簧(28)和橡胶塞(29)，异径接头(21)上端与钻杆(1)下端螺纹连接，异径接头(21)下端分别与储藏室(24)和外管(26)螺纹连接，弹簧(28)、发泡胶(25)和橡胶活塞(23)从下往上依次设置在储藏室(24)的环形储藏腔(31)中，橡胶活塞(23)上端与异径接头(21)下端接触，储藏室(24)中心设有通道(32)，中心通道(32)上端安装有单向溢流阀(22)，储藏室(24)底部开孔中装有橡胶塞(29)；
改装置的使用方法如下：
一、堵漏开始前，停泵，将钻具提离孔底，在地表将发泡胶(25)注入储藏室(24)内密封，调节底部单向溢流阀(27)开启压力稍大于漏失地层处的钻杆(1)内液柱压力P0，并将堵漏装置组装好，上端连接钻杆(1)；
二、将堵漏装置缓慢下入孔底或目标深度，此时，橡胶活塞(23)上端受到的压力为P0。之后开泵，使钻井液从钻杆(1)中心通道内注入，同时观察地表泵压表示数缓慢升高，此时，橡胶活塞(23)缓慢下移，储藏室(24)底部单向溢流阀(27)被打开，同时发泡胶(25)进入储藏室(24)外侧与外管(26)的环形储藏腔(31)内，并通过外管(26)上的孔洞(30)进入漏失地层中，遇水不断膨胀固化，封堵地层裂隙；
三、当储藏室(24)内的发泡胶(25)被挤出完毕时，钻杆(1)内部钻井液压力迅速上升，地表泵压表示数突然增大，说明堵漏完毕，此时，立刻关闭泥浆泵，等待一段时间使发泡胶(25)稳定后即可提出钻具；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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