CN205012964U - 固井装置 - Google Patents
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- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
本实用新型提供一种固井装置，该装置包括：钻杆、插头、插入式浮箍，套管，钻杆的一端与插头连接，另一端用于注入水泥浆，插头插入到插入式浮箍，插入式浮箍内设回压凡尔装置；钻杆套设在套管中，套管的外壁与井壁之间形成第一环形空间；插入式浮箍的回压凡尔装置用于防止钻杆从套管拔出后，防止水泥浆回流至套管。固井过程中，从钻杆注入的水泥浆被压入到井壁和套管形成的第一环形空间，使得第一环形空间中的钻井泥浆溢出，使得后续替浆时，仅需要替出钻杆的杆内空间中的水泥浆，替浆量小，保证了固井的连续性。同时，替浆量小，使得清水用量小、替换出的废浆量小，节约水资源、对环境的污染小。而且，缩短了替浆时间，节省油耗及人力。
Description
技术领域
本实用新型涉及钻探技术，尤其涉及一种固井装置。
背景技术
煤矿领域中，通过卸压瓦斯抽采井对瓦斯进行抽采。卸压瓦斯抽采井的形成过程中，每次开钻后都需要固井。固井即为利用水泥浆等将井壁与套管之间的环形空间进行封闭和凝固的过程，固井对于卸压瓦斯抽采井的成井质量起着重要作用，直接影响抽采瓦斯的效果。
一般来说，Ⅳ型卸压瓦斯抽采井的形成过程中，第一次开钻后，井眼的孔径为445mm，下入外径为339.7mm、壁厚为10.92mm的套管。固井时，先注入钻井液以排除套管11和环形空间13中的空气，然后将水泥浆注入到套管11内，使得水泥浆在重力、浮箍12的回压凡尔装置等的作用下，注入到井壁14和套管11形成的环形空间13，同时，环形空间13中的钻井泥浆溢出。待环形空间13注满水泥浆后，进行替浆，即用替浆液替换出套管11中的水泥浆以避免套管11中的水泥浆凝固而封堵套管，其中，替浆液可以水等。具体可参见图1，图1为现有技术中的固井示意图。
上述固井过程中，需要在套管中不断注入水泥浆直至环形空间充满水泥浆，水泥浆用量巨大，只有在水泥浆连续生产及废浆及时清理的前提下，才可以确保固井工作的连续性，连续性固井条件高，难以实现。
实用新型内容
本实用新型提供一种固井装置，通过降低固井过程中的替浆量，实现降低固井条件的目的。
第一个方面，本实用新型实施例提供一种固井装置，包括：钻杆(1)、插头(2)、插入式浮箍(3)，套管(4)；其中
所述钻杆(1)的一端与所述插头(2)连接，另一端用于注入水泥浆；
所述插头(2)插入到所述插入式浮箍(3)，所述插入式浮箍(3)内设置有回压凡尔装置；
所述钻杆(1)套设在所述套管(4)中，所述套管(4)的外壁与井壁之间形成第一环形空间，所述插入式浮箍(3)的回压凡尔装置用于防止所述钻杆(1)从所述套管(4)拔出后，防止所述水泥浆回流至所述套管(4)。
在第一个方面的第一种可能的实现方式中，所述插入式浮箍(3)与所述套管(4)的接触处密封，以避免水泥浆注入所述钻杆(1)的外壁与所述套管(4)的内壁之间形成的第二环形空间。
结合第一个方面或第一个方面的第一种可能的实现方式，在第一个方面的第二种可能的实现方式中，该装置还包括：扶正器(5)，所述插头(2)套设在所述扶正器(5)中，所述扶正器(5)使得所述插头(2)插入到所述插入式浮箍(3)的中心位置。
结合第一个方面的第二种可能的实现方式，在第一个方面的第三种可能的实现方式中，所述扶正器(5)为圆形，且与所述套管(4)的接触处密封。
结合第一个方面的第二种可能的实现方式，在第一个方面的第四种可能的实现方式中，所述扶正器(5)为刚性扶正器。
本实用新型实施例提供的固井装置，通过钻杆将套管分成两个空间，固井时，从钻杆注入的水泥浆被压入到井壁和套管形成的第一环形空间，使得第一环形空间中的钻井泥浆溢出，使得后续替浆时，仅需要替出钻杆的杆内空间中的水泥浆，替浆量小，保证了固井的连续性。同时，替浆量小，使得清水用量小、替换出的废浆量小，节约水资源、对环境的污染小。而且，缩短了替浆时间，节省油耗及人力。
附图说明
图1为现有技术中的固井示意图；
图2为本实用新型一实施例提供的固井装置的结构示意图；
图3为本实用新型一实施例提供的固井装置注水泥的过程示意图；
图4为本实用新型一实施例提供的固井装置替浆的过程示意图；
图5为本实用新型另一实施例提供的固井装置的结构示意图。
具体实施方式
图2为本实用新型一实施例提供的固井装置的结构示意图。请参照图2，本实用新型提供的固井装置包括：钻杆1、插头2、插入式浮箍3，套管4，其中，钻杆1的一端与插头2连接，另一端用于注入水泥浆，插头2插入到插入式浮箍3，插入式浮箍3内设置有回压凡尔装置；钻杆1套设在套管4中，套管4的外壁与井壁8之间形成第一环形空间6；插入式浮箍3的回压凡尔装置用于防止钻杆1从套管4拔出后，防止水泥浆回流至套管4。
下面，对本实用新型实施例提供的固井装置的工作原理做详细说明，具体可参见图3与图4，图3为本实用新型一实施例提供的固井装置注水泥的过程示意图，图4为本实用新型一实施例提供的固井装置替浆的过程示意图，其中，椭圆表示水泥浆，菱形表示钻井泥浆，三角形表示替浆液。
固井时，钻杆1的一端与插头2连接，然后插入到插入式浮箍3的插入孔，从而把套管4内的空间分成两部分：钻杆1的杆内空间，以及钻杆1的外壁与套管4内壁之间的环形空间，即第二环形空间7，其中，钻杆1的杆内空间也称之为钻具水眼内空间。固井时，同样需要先注入钻井液以排除套管和环形空间中的空气，然后，将与钻杆1连接的插头2插入到插入式浮箍3的插入孔。接着，将水泥浆从钻杆1远离插头2的一端注入，如图3所示，注入钻杆1的水泥浆被压入到第一环形空间6，使得第一环形空间6中的钻井泥浆溢出，待第一环形空间6注满水泥浆后，即从第一环形空间6返出水泥浆后，用替浆液替换出钻杆1内的水泥浆，然后从套管4中拔出钻杆1，从而完成固井工作，如图4所示。其中，替浆液可以为水等。从套管4中拔出钻杆1后，插入式浮箍3的回压凡尔装置可防止水泥浆回流至套管4内。
上述固井过程中，只需要将钻杆1内的水泥浆替换完。以第一次开钻后井深为800米为例，经验证，替浆量约为2.7m3，是现有技术中从套管注入水泥浆固井方法中替浆量的4.22％。
上述固井过程中，插入式浮箍3与套管4的接触处密封，以避免水泥浆注入所述第二环形空间7。
上述固井过程中，下钻时，即将连接钻杆1的插头2插入插入式浮箍3时，钻杆1的接头处一定要抹油，上紧扣，以防止漏浆。当插头2距插入式浮箍3约20米～30米时，需要控制钻杆1的下放速度，遇阻时及时刹住。插头2的插入过程中，若未对准插入式浮箍3的插入孔，需要旋转钻杆，以使得插头2插入到插入式浮箍3的中心位置。当插头2插入后，对钻杆1进行压力控制，例如，将压力控制在20千牛，以避免钻杆1的自重压坏插入式浮箍3的回压凡尔装置。
上述固井过程中，向钻杆1注入水泥浆的过程中，需要认真观察钻杆1的外壁与套管4的内壁之间形成第二环形空间7是否返出水泥浆，若有，则增加钻杆1的压力以确保插头2插入到插入式浮箍3的插入孔，使得插入式浮箍3与套管4的接触处密封，以避免水泥浆从第二环形空间7返出。
上述固井过程中，替浆时需要认真确定钻杆的杆内空间体积，并严格校核替浆量，将替浆量的误差减到最小，以防止水泥浆堵塞钻杆或替空现象。当固井工作完成时，立即起钻，以防止出现意外造成埋钻事故。
本实用新型实施例提供的固井装置，通过钻杆将套管分成两个空间，固井时，从钻杆注入的水泥浆被压入到井壁和套管形成的第一环形空间，使得第一环形空间中的钻井泥浆溢出，使得后续替浆时，仅需要替出钻杆的杆内空间中的水泥浆，替浆量小，保证了固井的连续性。同时，替浆量小，使得清水用量小、替换出的废浆量小，节约水资源、对环境的污染小。而且，缩短了替浆时间，节省油耗及人力。
图5为本实用新型另一实施例提供的固井装置的结构示意图。请参照图5，本实施例提供的固井装置，在上述图2所述结构的基础上，还包括：扶正器5，所述插头2套设在所述扶正器5中，所述扶正器5使得所述插头2插入到所述插入式浮箍3的中心位置。具体的，为使得插头2顺利插入到插入式浮箍3的插入孔内，在插头2上连接扶正器5，例如刚性扶正器，以确保插头2插入到插入式浮箍3的中心位置。
可选的，上述实施例中，扶正器5例如为圆形，且与套管4的接触处密封，以避免固井时，水泥浆注入钻杆1的外壁与套管4的内壁之间形成第二环形空间7。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种固井装置，其特征在于，包括：钻杆(1)、插头(2)、插入式浮箍(3)，套管(4)；其中
所述钻杆(1)的一端与所述插头(2)连接，另一端用于注入水泥浆；
所述插头(2)插入到所述插入式浮箍(3)，所述插入式浮箍(3)内设置有回压凡尔装置；
所述钻杆(1)套设在所述套管(4)中，所述套管(4)的外壁与井壁之间形成第一环形空间，所述插入式浮箍(3)的回压凡尔装置用于防止所述钻杆(1)从所述套管(4)拔出后，防止所述水泥浆回流至所述套管(4)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述插入式浮箍(3)与所述套管(4)的接触处密封，以避免水泥浆注入所述钻杆(1)的外壁与所述套管(4)的内壁之间形成的第二环形空间。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括：扶正器(5)，所述插头(2)套设在所述扶正器(5)中，所述扶正器(5)使得所述插头(2)插入到所述插入式浮箍(3)的中心位置。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述扶正器(5)为圆形，且与所述套管(4)的接触处密封。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述扶正器(5)为刚性扶正器。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105064951A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-11-18 | 淮南矿业(集团)有限责任公司 | 固井方法及固井装置 |
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2015
- 2015-08-31 CN CN201520667434.7U patent/CN205012964U/zh not_active Expired - Fee Related
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