CN203783460U - 水平井油管钻磨复合桥塞钻具组合 - Google Patents

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席仲琛
徐迎新
杨红斌
谢涛
韩静静
柳志勇
李还向
魏晓龙
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本实用新型属于油气井勘探开发领域,特别涉及一种适用于水平井的钻磨复合桥塞钻具组合,从井口向内依次包括油管、用于解卡的液压震击器、液压丢手、用于扶正降磨的滚珠扶正器、螺杆钻和磨鞋,相邻工具之间通过各自的上下接头螺纹连接。本实用新型通过液压震击器实现管串卡阻后的解卡,通过止逆阀实现油管内防喷,通过钻压控制器提供稳定、连续、可控的钻压,地面仅需配置常规的起、下油管设施设备,井口大四通装配常规的手动闸板防喷器即可。大幅降低作业成本,减少地面设备。同时减少环空截面面积,使得环空液流上返速度加快,更有利于携带磨屑,减少了磨屑沉降卡钻的风险。

Description

水平井油管钻磨复合桥塞钻具组合
技术领域
[0001] 本实用新型属于油气井勘探开发领域,特别涉及一种适用于水平井的钻磨复合桥塞钻具组合。
背景技术
[0002] 水力泵送桥射一体工具实现射孔和封隔井筒,分段压裂完成后,井内留有复合桥塞,为恢复井筒畅通,就需要钻磨复合桥塞。现有的钻磨复合桥塞的方式包括油管作业与连续油管作业两种模式。使用油管钻磨复合桥塞,其举升系统是通井机和井架,而使用连续油管钻磨复合桥塞,其举升系统是连续油管车和大型吊车。连续油管车目前主要依赖进口,购置费用高、使用费用高,同时需要大型吊车配合作业,也增加了施工费用。连续油管缠绕在连续油管车上,其使用寿命有限,使用一定井次后就需要强制报废。同时,连续油管设备安装、拆卸、转场耗时长,该设备适合在大井丛的水平井井场连续作业,对于国内普遍布置1-2井的水平井丛式井场,使用连续油管钻磨复合桥塞并不经济。而且,不论使用连续油管钻磨还是油管钻磨复合桥塞时,作用在复合桥塞上的钻压都是人为在地面控制入井管串重量来施加的,水平井中斜井段井壁与入井管串摩擦接触,实际作用在复合桥塞上的钻压与地面施加的钻压无固定关系,且具体数值不可量度。因此实际施加在复合桥塞上的钻压具有不稳定、不利于精确控制钻压大小和方向等缺陷。
实用新型内容
[0003] 为解决现有技术中地面设备繁杂,安装、拆卸、转场耗时长,作业费用高,且钻压不稳定,不能精确控制钻压的大小和方向等问题,本实用新型提出了一种水平井油管钻磨复合桥塞钻具组合,能大幅度降低套管内钻磨复合桥塞的费用,同时减少了动用的地面设备设施,且钻压稳定、连续、可控。为低品质非常规油气藏的改造增加了新的技术途径、降低了开发成本,特别是针对水平井开发技术的发展具有重要意义。
[0004] 本实用新型是通过采用下述技术方案实现的:
[0005] 一种水平井油管钻磨复合桥塞钻具组合,从井口向内依次包括油管、用于解卡的液压震击器、液压丢手、用于扶正降磨的滚珠扶正器、螺杆钻和磨鞋,相邻工具之间通过各自的上下接头螺纹连接。
[0006] 进一步的,液压丢手与滚珠扶正器之间还连接有钻压控制器,钻压控制器通过上下接头分别与液压丢手与滚珠扶正器相连。
[0007] 进一步的,钻压控制器与滚珠扶正器之间还连接有止逆阀,止逆阀通过上下接头分别与钻压控制器和滚珠扶正器相连。
[0008] 进一步的,钻压控制器包括上接头、芯轴和下接头,上接头上部外径大于下部外径,上接头下部的内壁周向开有凹槽,芯轴上部外径小于下部外径,并与上接头下部外径相等,上接头下端与芯轴的变径处沿轴向固定有弹簧,芯轴上端设有向外突出的台阶,台阶在上接头的凹槽内做轴向移动,上接头下部的内径与芯轴内径相等;芯轴与下接头螺纹连接,上接头下部和芯轴下部的外侧套有外筒,外筒与上接头螺纹连接。
[0009] 进一步的,外筒与芯轴之间设有密封凹槽。
[0010] 进一步的,油管的外径为2V8英寸。
[0011] 本实用新型采用的钻具组合,通过液压震击器实现管串卡阻后的解卡,通过止逆阀实现油管内防喷,通过钻压控制器提供稳定、连续、可控的钻压,地面仅需配置常规的起、下油管设施设备,井口大四通装配常规的手动闸板防喷器即可。大幅降低作业成本,减少地面设备。同时减少环空截面面积,使得环空液流上返速度加快,更有利于携带磨屑,减少了磨屑沉降卡钻的风险。
附图说明
[0012] 图1为本实用新型的钻具组合井下连接示意图;
[0013] 图2为本实用新型中钻具控制器的结构示意图。
[0014] 其中,1:套管;2:油管;3:液压震击器;4:液压丢手;5:止逆阀;6:钻压控制器;7:滚珠扶正器;8:螺杆钻;9:磨鞋;10:上接头:11:外筒;12:下接头;13:密封槽;14:芯轴;15:弹簧;16:台阶;17:凹槽。
具体实施方式
[0015] 下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
[0016] 本实用新型提供一种水平井油管钻磨复合桥塞钻具组合,如图1所示,从井口向内依次包括油管2、用于解卡的液压震击器3、液压丢手4、用于扶正降磨的滚珠扶正器7、螺杆钻8和磨鞋9,相邻工具之间通过各自的上下接头螺纹连接。
[0017] 液压震击器3可在井下工具串发生卡阻后实现解卡。作业过程中,当工具串管柱不能正常上提或下放时,通过液压震击器3产生较大的上击力或下击力来实现解卡。
[0018] 液压丢手4可在解卡无效的情况下,将丢手以下工具串丢弃,其余工具串就可顺利起出。
[0019] 滚珠扶正器7上的滚珠通过滚动摩擦的方式与井壁接触,起、下管柱时滚珠扶正器4可减少磨鞋9大端外缘合金部分对套管I内壁的磨损,从而达到该工具扶正降摩的作用。
[0020] 螺杆钻8用于带动磨鞋9高速旋转,磨鞋9则用于切削研磨复合桥塞。
[0021] 本实用新型的液压丢手4与滚珠扶正器7之间还连接有钻压控制器6,钻压控制器6通过上下接头10、12分别与液压丢手4与滚珠扶正器7相连。钻压控制器6的结构如图2所示,包括上接头10、芯轴14和下接头12,上接头10上部外径大于下部外径,上接头10下部的内壁周向开有凹槽17,芯轴14上部外径小于下部外径,并与上接头10下部外径相等,上接头10下端与芯轴14的变径处沿轴向固定有弹簧15,芯轴14上端设有向外突出的台阶16,台阶16在上接头10的凹槽17内做轴向移动,上接头10下部的内径与芯轴14内径相等;芯轴14与下接头12螺纹连接,上接头10下部和芯轴14下部的外侧套有外筒11,外筒11与上接头10螺纹连接。
[0022] 本实用新型的钻压控制器6引入弹簧15机构,从而给下接头12提供一个稳定连续、大小可知、大小可调的沿水平井筒的轴向钻压。工具串管柱的重量给上接头10提供一个足够的钻压,此钻压迫使上接头10沿轴向向下移动,压缩弹簧15,直至芯轴14的台阶16与上接头10内侧凹槽17的上端面接触,同时弹簧15达到最大压缩距,施加给芯轴14和下接头12 —个轴向钻压。一旦磨鞋9与复合桥塞之间出现即使很小的间隙,弹簧15就会伸长,芯轴14的台阶16与上接头10内侧凹槽17的上端面也会出现间隙,此时上接头10承载的钻压就会迫使芯轴14的台阶16回到原位,重新与上接头10内侧凹槽17的上端面相接触,弹簧15也重新达到最大压缩距,从而给下接头12提供一个稳定连续的轴向钻压。根据施工需求,可更换不同型号的弹簧15来达到加载不同水平井筒轴向钻压的目的。
[0023] 另外,钻压控制器6与滚珠扶正器7之间还连接有止逆阀5,止逆阀5通过上下接头10、12分别与钻压控制器6和滚珠扶正器7相连。逆止阀5需具备两个功能,一是保证钻磨作业时正循环通道畅通而反循环通道封闭,即,允许液体经由钻磨管柱进入井筒,再由环形空间返出;同时封闭环空内液体经由磨鞋水眼向上逆流进入钻磨管柱内的通道。二是具备油管内防喷功能,相当于连续油管地面防喷器组的功能。
[0024] 应用本实用新型钻磨复合桥塞时,地面只需配套常规的起、下油管设施设备,井口大四通装配常规的手动闸板防喷器。套管大四通上装有常规的手动闸板防喷器,解决环空防喷问题,钻具组合中的逆止阀5用来解决油管2内防喷问题。逆止阀5同时可以防止井筒内液体反循环流经螺杆钻8,造成螺杆钻8内腔流体通道被杂质、碎屑堵塞,螺杆钻8损坏。
[0025] 钻磨时,磨鞋9挤压复合桥塞后,钻压控制器6将地面施加的钻压转化为该工具内置弹簧15定量压缩变形所施加的钻压,确保钻磨时钻压稳定、连续、可控。
[0026] 采用该实用新型钻磨水平井5V2英寸套管I和7英寸套管I内的复合桥塞时,油管2尺寸均为27/8英寸,环空截面面积更小,约是采用2英寸连续油管钻磨572英寸套管内复合桥塞时环空截面面积的2/3,因此相同钻磨排量下,采用27/8in普通油管钻磨复合桥塞时,环空液流上返速度更快,更有利于携带磨屑,减少了磨屑沉降卡钻的风险。

Claims (6)

1.水平井油管钻磨复合桥塞钻具组合,其特征在于,从井口向内依次包括油管、用于解卡的液压震击器、液压丢手、用于扶正降磨的滚珠扶正器、螺杆钻和磨鞋,相邻工具之间通过各自的上下接头螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的水平井油管钻磨复合桥塞钻具组合,其特征在于,所述液压丢手与滚珠扶正器之间还连接有钻压控制器,所述钻压控制器通过上下接头分别与液压丢手与滚珠扶正器相连。
3.根据权利要求2所述的水平井油管钻磨复合桥塞钻具组合,其特征在于,所述钻压控制器与滚珠扶正器之间还连接有止逆阀,所述止逆阀通过上下接头分别与钻压控制器和滚珠扶正器相连。
4.根据权利要求2或3所述的水平井油管钻磨复合桥塞钻具组合,其特征在于,所述钻压控制器包括上接头、芯轴和下接头,所述上接头上部外径大于下部外径,上接头下部的内壁周向开有凹槽,所述芯轴上部外径小于下部外径,并与上接头下部外径相等,上接头下端与芯轴的变径处沿轴向固定有弹簧,芯轴上端设有向外突出的台阶,所述台阶在上接头的凹槽内做轴向移动,上接头下部的内径与芯轴内径相等;所述芯轴与下接头螺纹连接,所述上接头下部和芯轴下部的外侧套有外筒,所述外筒与上接头螺纹连接。
5.根据权利要求4所述的水平井油管钻磨复合桥塞钻具组合,其特征在于,所述外筒与芯轴之间设有密封凹槽。
6.根据权利要求5所述的水平井油管钻磨复合桥塞钻具组合,其特征在于,所述油管的外径为2V8英寸。
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