CN112177566A - 一种随钻堵漏工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种随钻堵漏工具，其特征在于，包括：钻井通道、堵漏通道及通道切换系统；所述通道切换系统，用于控制钻井液及堵漏材料流入对应通道；所述钻井通道的出口连接随钻仪器；所述堵漏通道的出口位于所述随钻仪器外侧以防止所述堵漏材料掉落入所述随钻仪器内；解决现有钻井过程中发生井漏时，用堵漏材料进行堵漏作业易堵塞井下随钻测量仪器等工具的问题。

Description

一种随钻堵漏工具

技术领域

本发明涉及油气田开采技术领域中一种在钻井过程中发生井漏时可随时进行堵漏的装置。

背景技术

在钻井过程中易发生井漏等影响施工进度的现象，一旦井漏就需要用堵漏材料进行堵漏作业，但是堵漏材料易堵塞井下随钻测量仪器等进行工具，因此需要起钻将井下的随钻测量仪器等工具起出，然后再下钻进行堵漏作业。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种随钻堵漏工具，解决现有钻井过程中发生井漏时，用堵漏材料进行堵漏作业易堵塞井下随钻测量仪器等工具的问题。

为实现上述发明目的，所述的一种随钻堵漏工具，其特征在于，包括：

钻井通道、堵漏通道及通道切换系统；

所述通道切换系统， 用于控制钻井液及堵漏材料对应流入钻井通道及堵漏通道；

所述钻井通道的出口连接随钻仪器；

所述堵漏通道的出口位于所述随钻仪器外侧以防止所述堵漏材料掉落入所述随钻仪器内。

进一步地，所述堵漏通道包括第一通道及第二通道；

所述第一通道与所述第二通道错开时所述堵漏通道关闭；所述第一通道与所述第二通道连通时所述堵漏通道打开。

进一步地，所述第一通道及所述第二通道分别设置在本体及活塞套的侧壁上；

所述活塞套沿所述本体轴向移动以使所述第一通道与所述第二通道错开或连通。

进一步地，所述活塞套的中心孔为所述钻井通道；

所述钻井通道内设置所述通道切换系统。

进一步地，所述通道切换系统包括投球式憋压机构及复位机构；

所述投球式憋压机构与所述活塞套连接，用于封堵所述钻井通道并承接施加于所述钻井通道内的第一液压力；

所述第一液压力，用于驱动所述投球式憋压机构带动所述活塞套下移以使所述第一通道与所述第二通道连通完成所述堵漏通道的打开及所述钻井通道的关闭；

所述复位机构，用于驱动所述活塞套上移以使所述第一通道与所述第二通道错开完成所述堵漏通道的关闭及所述钻井通道的打开。

进一步地，所述投球式憋压机构包括球座及第一憋压球；

所述球座通过剪切销钉连接在所述活塞套内；

所述第一液压力驱动所述球座及所述第一憋压球带动所述活塞套下移以使所述第一通道与所述第二通道连通完成所述堵漏通道的打开及所述钻井通道的关闭。

进一步地，所述复位机构包括第二憋压球及弹簧；

所述活塞套下移压缩所述弹簧产生复位弹力；

所述第二憋压球，用于封堵所述第二通道以使所述钻井通道密闭；

向所述球座及所述第一憋压球施加第二液压力；

所述第二液压力，用于剪断所述剪切销钉以使所述球座及所述第一憋压球、所述第二憋压球掉落完成所述钻井通道的打开；

所述复位弹力，用于驱动所述活塞套上移以使所述第一通道与所述第二通道错开完成所述堵漏通道的关闭。

进一步地，所述通道切换系统还包括盛装容器；

所述盛装容器连接在所述活塞套的下方，用于盛装掉落的所述球座及所述第一憋压球、所述第二憋压球以免砸坏所述随钻仪器。

进一步地，所述盛装容器，其侧壁与所述本体的内壁之间设置间隙并设置侧壁通孔；

所述侧壁通孔及所述间隙，用于所述球座、所述第一憋压球及所述第二憋压球掉落在所述盛装容器中时增大所述钻井液的过流面积。

进一步地，所述盛装容器设置底壁通孔；

所述底壁通孔，用于过流所述钻井液。

进一步地，所述球座至少为一个，且从下至上所述球座的坐封直径依次增大。

进一步地，所述本体的上方连接接头

所述接头用于连接钻具。

本发明具有如下有益效果：

本发明随钻堵漏工具，连接在井下钻具的随钻测量仪器上方进行钻井作业，当发生井漏时通过通道切换系统将堵漏通道打开，同时关闭钻井通道，然后将堵漏材料通过堵漏通道送入钻具与井眼的环空进行堵漏作业；因随钻仪器位于所述钻井通道的下方，钻具与井眼的环空位于所述钻井通道的侧面，所以堵漏材料是从随钻仪器的外侧通过，并不会掉落到随钻仪器上，也就避免了堵漏过程中堵漏材料堵塞井下随钻测量仪器等工具的情况发生；堵漏结束后再次通过通道切换系统关闭堵漏通道同时打开钻井通道，可继续进行钻井作业；再次发生井漏时，重复以上操作可实现第二次堵漏。在易漏区块使用该装置既可以在不起钻的情况下多次进行堵漏作业，又避免了堵漏材料对井下随钻测量仪器的损害，缩短了钻井周期并节约了钻井成本。

附图说明

通过以下参考附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点更为清楚，在附图中：

图1是本发明实施例的随钻堵漏工具结构示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是值得说明的是，本发明并不限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本发明。

此外，本领域普通技术人员应当理解，所提供的附图只是为了说明本发明的目的、特征和优点，附图并不是实际按照比例绘制的。

同时，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。

图1是本发明实施例的随钻堵漏工具结构示意图。在图1中，本实施例的随钻堵漏工具，包括，钻井通道、堵漏通道及通道切换系统；所述通道切换系统用于控制钻井液及堵漏材料对应流入钻井通道及堵漏通道；所述钻井通道的出口连接随钻仪器，所述堵漏通道的出口位于所述随钻仪器外侧以防止所述堵漏材料掉落入所述随钻仪器内。

本实施例的随钻堵漏工具，连接在井下钻具的随钻测量仪器上方进行钻井作业，当发生井漏时通过通道切换系统将堵漏通道打开，同时关闭钻井通道，然后将堵漏材料通过堵漏通道送入钻具与井眼的环空进行堵漏作业；因随钻仪器位于所述钻井通道的下方，钻具与井眼的环空位于所述钻井通道的侧面，所以堵漏材料是从随钻仪器的外侧通过，并不会掉落到随钻仪器上，也就避免了堵漏过程中堵漏材料堵塞井下随钻测量仪器等工具的情况发生。堵漏结束后再次通过通道切换系统关闭堵漏通道同时打开钻井通道，可继续进行钻井作业。再次发生井漏时，重复以上操作可实现第二次堵漏。在易漏区块使用该装置既可以在不起钻的情况下多次进行堵漏作业，又避免了堵漏材料对井下随钻测量仪器的损害，缩短了钻井周期并节约了钻井成本。

在图1中，所述堵漏通道包括第一通道10及第二通道11，所述第一通道10与所述第二通道11错开时所述堵漏通道关闭，所述第一通道10与所述第二通道11连通时所述堵漏通道打开。进一步地，所述第一通道10及所述第二通道11分别设置在本体2及活塞套3的侧壁上；在通道切换系统的作用下，所述活塞套3沿所述本体2轴向移动，可以使所述第一通道10与所述第二通道11连通或错开，对应所述堵漏通道的打开或关闭。

在图1中，所述活塞套3的中心孔为所述钻井通道，所述钻井通道内设置所述通道切换系统。

所述通道切换系统包括投球式憋压机构及复位机构。

所述投球式憋压机构，具体包括球座及第一憋压球，所述球座通过剪切销钉连接在所述活塞套3内；向所述活塞套3内投入所述第一憋压球，所述第一憋压球坐封在所述球座上时封堵所述钻井通道，所述钻井通道的关闭，此时向所述钻井通道内施加第一液压力，所述第一液压力驱动所述第一憋压球及所述球座带动所述活塞套3下移以使所述第一通道10与所述第二通道11连通完成所述堵漏通道的打开，即实现了关闭所述钻井通道的同时打开所述堵漏通道；此时可以将堵漏材料通过堵漏通道送入钻具与井眼的环空进行堵漏作业，而所述堵漏通道的出口位于所述随钻仪器外侧，所以堵漏材料并不会掉落入所述随钻仪器内，避免了堵漏过程中堵漏材料堵塞井下随钻测量仪器等工具，也就不需要起钻将井下的随钻测量仪器等工具起出，然后再下钻进行堵漏作业。

所述复位机构，具体包括第二憋压球及弹簧7，在所述活塞套3下移过程中压缩所述弹簧7产生复位弹力。当堵漏结束后，向所述活塞套3内投入所述第二憋压球，所述第二憋压球封堵所述第二通道11，此时所述钻井通道关闭；向所述球座及所述第一憋压球施加第二液压力，所述第二液压力剪断所述剪切销钉以使所述球座及所述第一憋压球、所述第二憋压球掉落，所述钻井通道打开，所述弹簧7在所述复位弹力的作用下驱动所述活塞套3上移，所述第一通道10与所述第二通道11错开，所述堵漏通道的关闭；即完成打开所述钻井通道同时关闭所述堵漏通道的操作，此时可以继续进行钻井作业。

在图1中，所述通道切换系统还包括盛装容器6，所述盛装容器6连接在所述活塞套3的下方，所述盛装容器6的作用是盛装掉落的所述球座、所述第一憋压球及所述第二憋压球，以免所述球座、所述第一憋压球及所述第二憋压球砸坏钻井通道下方的所述随钻仪器。

优选地，所述盛装容器6侧壁与所述本体2的内壁之间设置间隙并设置侧壁通孔，因为所述球座、所述第一憋压球及所述第二憋压球在盛装容器6内时，势必会缩小钻井通道的过流面积，所以为了减少这一问题的影响，设置了所述侧壁通孔及所述间隙。进一步地，所述盛装容器6还设置了底壁通孔，所述底壁通孔，一方面用于接住掉落的所述球座、所述第一憋压球及所述第二憋压球，另一方面仍可过流所述钻井液。

在图1中 ，所述球座为两个，从下至上依次为第一球座5及第二球座4，第一球座5及第二球座4分别通过剪切销钉固定在所述活塞套3内，而所述第二球座4坐封直径要大于上述第一球座5的坐封直径。也就是说，采用两个球座，可以通过逐渐增大投入的所述第一憋压球的直径，达到再次发生井漏时，重复以上操作可实现第二次堵漏的目的。

当然，所述球座的数量还可以是多个，实现多次堵漏的目的。要求从下至上所述球座的坐封直径是依次增大的。

在图1中 ，所述本体2的上方连接接头1，所述接头1连接钻具，实现随同钻具下井的目的。

具体地，结合附图，对本实施例的随钻堵漏工具的工作过程进行详细描述，以帮助理解本申请的技术方案的有益效果：

将本实施例的堵漏工具连接在随钻测量仪器的上方，并通过接头1连接钻具，然后随钻具及随钻测量仪器下入井内；

正常钻进时，堵漏工具内的活塞套3将本体2上的第一通道10封闭，堵漏工具作为钻具的一部分进行钻进作业。

当发生井漏时，在地面向钻具内投入第一憋压球，第一憋压球落在第一球座5上，第一憋压球与第一球座5之间形成坐封结构，从而将堵漏工具的钻井通道堵住。然后在钻井液压力（即为第一液压力）的作用下活塞套3与球篮（即为盛装容器6）一起下移并压缩弹簧7，下移到预定位置后，活塞套3的第二通道11与本体2上的第一通道10对齐连通，打开堵漏通道，此时可将堵漏材料通过活塞套3上的第二通道11和本体2侧面的第一通道10送入钻具与井眼的环空进行堵漏作业，避免了堵漏材料对下面随钻测量仪器的损坏。

堵漏作业结束后，在地面向钻具内投入第二憋压球，投入的第二封闭住活塞套3的第二通道11，此时钻具内压力上升，当达到一定压力（即为第二液压力）剪断第一球座5的剪切销钉，第一球座5连同坐封在第一球座5上的第一憋压球、第二憋压球均一起落入下面球篮中，然后在弹簧7的复位弹力作用下活塞套3复位，重新将本体2上的第一通道10封闭，即堵漏通道关闭。

此时，本体2上第一通道10被封闭，第一球座5及第一憋压球、第二憋压球均保存在球篮中部，钻井液可通过球篮侧面的缝隙及其上开的侧面通孔流向下面的钻具及钻头，因此可以恢复正常钻井作业。

当再次发生井漏时，可通过再次投第一憋压球落在第二球座4上打开工具本体2的第一通道10进行再次堵漏作业，堵漏作业结束后投入第二憋压球关闭工具本体2的第一通道10，然后恢复正常钻井作业。当然再次发生井漏时投入的第一憋压球的直径，比第一次发生井漏时投入的第一憋压球的直径大，而第二憋压球的直径与第一次堵漏时投入的第二憋压球直径是相同的。

以上所述实施例仅为表达本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、同等替换、改进等，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种随钻堵漏工具，其特征在于，包括：

钻井通道、堵漏通道及通道切换系统；

所述通道切换系统， 用于控制钻井液及堵漏材料对应流入钻井通道及堵漏通道；

所述钻井通道的出口连接随钻仪器；

所述堵漏通道的出口位于所述随钻仪器外侧以防止所述堵漏材料掉落入所述随钻仪器内。

2.根据权利要求1所述的一种随钻堵漏工具，其特征在于：

所述堵漏通道包括第一通道（10）及第二通道（11）；

所述第一通道（10）与所述第二通道（11）错开时所述堵漏通道关闭；所述第一通道（10）与所述第二通道（11）连通时所述堵漏通道打开。

3.根据权利要求2所述的一种随钻堵漏工具，其特征在于：

所述第一通道（10）及所述第二通道（11）分别设置在本体（2）及活塞套（3）的侧壁上；

所述活塞套（3）沿所述本体（2）轴向移动以使所述第一通道（10）与所述第二通道（11）错开或连通。

4.根据权利要求3所述的一种随钻堵漏工具，其特征在于：

所述活塞套（3）的中心孔为所述钻井通道；

所述钻井通道内设置所述通道切换系统。

5.根据权利要求4所述的一种随钻堵漏工具，其特征在于：

所述通道切换系统包括投球式憋压机构及复位机构；

所述投球式憋压机构与所述活塞套（3）连接，用于封堵所述钻井通道并承接施加于所述钻井通道内的第一液压力；

所述第一液压力，用于驱动所述投球式憋压机构带动所述活塞套（3）下移以使所述第一通道（10）与所述第二通道（11）连通完成所述堵漏通道的打开及所述钻井通道的关闭；

所述复位机构，用于驱动所述活塞套（3）上移以使所述第一通道（10）与所述第二通道（11）错开完成所述堵漏通道的关闭及所述钻井通道的打开。

6.根据权利要求5所述的一种随钻堵漏工具，其特征在于：

所述投球式憋压机构包括球座及第一憋压球；

所述球座通过剪切销钉连接在所述活塞套（3）内；

所述第一液压力驱动所述球座及所述第一憋压球带动所述活塞套（3）下移以使所述第一通道（10）与所述第二通道（11）连通完成所述堵漏通道的打开及所述钻井通道的关闭。

7.根据权利要求6所述的一种随钻堵漏工具，其特征在于：

所述复位机构包括第二憋压球及弹簧（7）；

所述活塞套（3）下移压缩所述弹簧（7）产生复位弹力；

所述第二憋压球，用于封堵所述第二通道（11）以使所述钻井通道密闭；

向所述球座及所述第一憋压球施加第二液压力；

所述第二液压力，用于剪断所述剪切销钉以使所述球座及所述第一憋压球、所述第二憋压球掉落完成所述钻井通道的打开；

所述复位弹力，用于驱动所述活塞套（3）上移以使所述第一通道（10）与所述第二通道（11）错开完成所述堵漏通道的关闭。

8.根据权利要求7所述的一种随钻堵漏工具，其特征在于：

所述通道切换系统还包括盛装容器（6）；

所述盛装容器（6）连接在所述活塞套（3）的下方，用于盛装掉落的所述球座及所述第一憋压球、所述第二憋压球以免砸坏所述随钻仪器。

9.根据权利要求8所述的一种随钻堵漏工具，其特征在于：

所述盛装容器（6），其侧壁与所述本体（2）的内壁之间设置间隙并设置侧壁通孔；

所述侧壁通孔及所述间隙，用于所述球座、所述第一憋压球及所述第二憋压球掉落在所述盛装容器（6）中时增大所述钻井液的过流面积；

以及/或，

所述盛装容器（6）设置底壁通孔；

所述底壁通孔，用于过流所述钻井液。

10.根据权利要求6-9任一项所述的一种随钻堵漏工具，其特征在于：

所述球座至少为一个，且从下至上所述球座的坐封直径依次增大；

以及/或，

所述本体（2）的上方连接接头（1）

所述接头（1）用于连接钻具。

Images