CN201567992U - 一种用于等直径钻完井的膨胀工具 - Google Patents
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Abstract
用于等直径钻完井的膨胀工具，应用于井下膨胀管的膨胀作业。主要由上插接杆、实体膨胀锥、下插接杆、可变径膨胀锥和连接杆组成。其特征在于：上插接杆下端通过卡簧与实体膨胀锥上部连接。实体膨胀锥的下端与下插接杆上端通过卡簧连接，下插接杆的下端通过常规螺纹与可变径膨胀锥连接。可变径膨胀锥下端与连接杆通过常规螺纹连接。连接杆有中心孔，连接杆下部的管壁上开有泄流孔。效果是：能够实现等直径钻完井。优化钻完井作业并提高钻井过程的安全可靠性，能有效处理钻井风险和事故。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油、煤层气行业的钻完井工具，尤其是一种用于实现等直径钻完井的膨胀工具组合。
背景技术
在传统的油气井钻完井作业中，多数采用渐缩式井身结构。在深井、超深井中随着下入套管层数的不断增加，井眼直径不断缩小，将导致尾管尺寸很小、影响产油能力。同时，在具有复杂地层的深井钻完井作业中，通常采用提前下套管的措施来封堵问题地层，打乱了原钻井设计所规定的套管序列，将导致最终无法钻达目的层。
等直径钻完井技术能很好地解决上述问题，顺利钻达目的层。该技术不仅能解决尾管尺寸很小的问题，也可以在不缩小井眼直径尺寸的情况下封隔复杂地层回避风险，能优化钻井作业，提高钻井施工安全性。等直径钻完井技术的核心技术为膨胀管技术，其常规的膨胀工具采用的是插接杆与膨胀锥的组合。该膨胀工具组合主要起到胀大膨胀套管和形成密闭的高压发射腔，并最终与上一级套管形成悬挂锚定。但由于发射腔是密闭的，没有形成流体通道而无法实现注固井水泥；由于膨胀锥外径尺寸小于上级套管内径尺寸，膨胀后下一级套管内径小于上一级套管内径而无法形成等直径的井身结构。
实用新型内容
本实用新型的目的是：提供一种用于等直径钻完井的膨胀工具，在钻完井过程中实现从表层套管到目的层套管内径具有相同直径。克服目前的发射腔密闭，无法实现注固井水泥；膨胀后下一级套管内径小于上一级套管内径的不足。
本实用新型采用的技术方案是：用于等直径钻完井的膨胀工具，主要由上插接杆、实体膨胀锥、下插接杆、可变径膨胀锥和连接杆组成。其特征在于：上插接杆下端通过卡簧与实体膨胀锥上部连接，实体膨胀锥主要有三个作用：一是对膨胀管进行预膨胀；二是上提下放管柱；三是形成密闭压力腔，提供膨胀压力。实体膨胀锥的下端与下插接杆上端通过卡簧连接，下插接杆的下端通过常规螺纹与可变径膨胀锥连接。可变径膨胀锥的作用主要是对膨胀管进行终极膨胀，达到与上级套管相同的内径尺寸，且膨胀后可变径膨胀锥能变回原始尺寸有利于工具组合的提出。可变径膨胀锥下端与连接杆通过常规螺纹连接。连接杆有中心孔，连接杆下部的管壁上开有泄流孔，泄流孔用于建立膨胀管的内外循环通路。
简述用于等直径钻完井的膨胀工具的使用过程：参阅图2a。首先将本膨胀工具在施工之前放入膨胀管柱内，膨胀管管柱是由膨胀管8、波纹管9和套管鞋10焊接而成，通过实体膨胀锥3的锥面与膨胀管8管壁的凸台配合将膨胀工具组合悬挂于膨胀管柱内，上插接杆2上端通过常规螺纹连接钻杆1，一起下入井内。当膨胀管柱到达设计深度之后，下放膨胀工具组合，当连接杆6下放插入到套管鞋10内时，连接杆6的下部的管壁上的泄流孔7被套管鞋10堵住，通过套管鞋10下部的通道与膨胀管柱建立外部循环通道，注固井水泥。参阅图2a。随后下入自锁式固井胶塞12堵住套管鞋10下部的通道。然后，上提工具组合露出下端泄流孔7，由此建立膨胀管柱内部通道，打压使波纹管9膨胀至设计尺寸，从而为可变径膨胀锥5变径提供足够的空间，参阅图2c。然后下放可变径膨胀锥5使其位于波纹管9已膨胀部分，变径至设计尺寸。参阅图2d。继续打压液压力推动膨胀工具组合向上运动，从而使膨胀管8内径膨胀至与上一级套管11内径一致，并与上端膨胀管8形成悬挂锚定。参阅图2e。胀管作业完毕后起钻，从井下取出膨胀锥工具串，下入磨铣工具，磨铣套管鞋和下底阀，磨铣完毕后起钻，从井下取出磨铣工具，重复上述过程，直至全井身等直径建井结束。
本实用新型的有益效果：本实用新型用于等直径钻完井的膨胀工具，能够实现等直径钻完井。优化钻完井作业并提高钻井过程的安全可靠性，能有效处理钻井风险和事故。
附图说明
图1是本实用新型用于等直径钻完井的膨胀工具结构示意图。
图2a是下放膨胀工具串，建立外部循环通道示意图。图2b是投自锁式固井水泥塞，上体膨胀工具组合，建立内部循环通道示意图。图2c是下放膨胀工具组合，可变径膨胀锥进行变径示意图。图2d是工具组合进行胀管示意图。图2e形成于上级套管相同内径，上体膨胀工具组合示意图。
图中，1.常规钻杆，2.上插接杆，3.实体膨胀锥，4.下插接杆，5.可变径膨胀锥，6.连接杆，7.泄流孔，8.膨胀管，9.波纹管，10.套管鞋，11.上级套管，12.固井胶塞。
具体实施方式
实施例1：以一个用于等直径钻完井的膨胀工具为例，对本实用新型作进一步详细说明。
参阅图1。本实用新型用于等直径钻完井的膨胀工具，由上插接杆2、实体膨胀锥3、下插接杆4、可变径膨胀锥5和连接杆6组成。
上插接杆2下端通过卡簧与实体膨胀锥3上部连接。实体膨胀锥3的下端与下插接杆4上端通过卡簧连接，下插接杆4的下端通过常规螺纹与可变径膨胀锥5连接。可变径膨胀锥5下端与连接杆6通过常规螺纹连接。连接杆6有中心孔，连接杆6下部的管壁上开有六个泄流孔7，泄流孔7在同一水平线上
在121/4′钻头钻取的井眼内，下放210×12mm的膨胀管8后形成内径220mm套管为例，对本实用新型进行膨胀施工过程作进一步的详述。
(A)将上插接杆2上端通过螺纹与钻杆1相连接，下放到套管管柱内，使上插接杆2下端通过卡簧与实体膨胀锥3上端连接，利用膨胀工具组合将套管管柱下放到井底。
(B)参阅图2a所示，套管管柱下放到井底后，下放膨胀工具组合，通过连接杆6与套管鞋10间建立外部循环通道注固井水泥。参阅图2b。投入自锁式固井胶塞12打入顶替液，将固井胶塞12与套管鞋10底部形成自锁。上提膨胀工具组合使连接杆6下端的泄流孔7与套管管柱内部形成内循环通道，通过液压力将套管管柱中波纹管9部分内径膨胀至268mm。参阅图2c。下放膨胀工具组合使可变径膨胀5处于膨胀的波纹管9处，投球使可变径膨胀锥9进行变径至245mm。参阅图2d。上提膨胀工具组合使实体膨胀锥3与膨胀管8之间形成密封为可变径膨胀锥5膨胀提供液压动力，直至膨胀整个套管管柱完成，并于上级套管11形成悬挂密封且直径相同。参阅图2e。将可变径膨胀锥收回，提出膨胀工具组合至井口，完成内径为220mm套管管柱的膨胀。
Claims (1)
1.一种用于等直径钻完井的膨胀工具，主要由上插接杆(2)、实体膨胀锥(3)、下插接杆(4)、可变径膨胀锥(5)和连接杆(6)组成，其特征在于：上插接杆(2)下端通过卡簧与实体膨胀锥(3)上部连接，实体膨胀锥(3)的下端与下插接杆(4)上端通过卡簧连接，下插接杆(4)的下端通过常规螺纹与可变径膨胀锥(5)连接，可变径膨胀锥(5)下端与连接杆(6)通过常规螺纹连接，连接杆(6)有中心孔，连接杆(6)下部的管壁上开有泄流孔(7)。
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| CN102061881A (zh) * | 2010-12-17 | 2011-05-18 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司 | 一种等直径钻完井方法 |
| CN106761593A (zh) * | 2016-12-14 | 2017-05-31 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司 | 一种复杂地层预处理工艺 |
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2009
- 2009-12-16 CN CN2009202782099U patent/CN201567992U/zh not_active Expired - Lifetime
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