CN207033402U - 地面瓦斯抽采钻井压盘止水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地面瓦斯抽采钻井压盘止水器，包括外管和内管，所述内管套在所述外管下部的空腔内，所述内管可以在所述外管内上下移动并且其上端被限位在所述外管之内；所述外管的下端外侧连接有环形的压盘，所述内管的下端外侧连接有环形的托盘，所述压盘与所述托盘之间连接有弹性的套筒；所述套筒套在所述内管之外，其内壁贴合所述内管的外壁。本实用新型的优点在于：保障了地面钻井瓦斯抽采量，降低了在长期的瓦斯抽采过程中套管出现变形、错断的概率，延长了钻井抽采瓦斯的服役时间。

Description

地面瓦斯抽采钻井压盘止水器

技术领域

本实用新型涉及钻井工具技术领域，尤其涉及一种地面瓦斯抽采钻井压盘止水器。

背景技术

地面瓦斯抽采钻井从Ⅰ型发展到Ⅲ型、Ⅳ型，施工工艺日臻成熟，在进行二开套管石油技术固井时，阻止水泥浆进入花管段是钻井施工的重点和难点。

现有的压盘止水器采用套管，在套管上均匀抹上油灰，然后用棉布包裹好并用铁丝捆绑。当花管下至预定位置后，利用套管的自重将棉布和油灰压实在护壁管和套管之间，从而形成一个致密“止浆带”，阻止固井水泥浆下行。

现有的压盘止水器主要存在以下两个缺点：

(1)在将套管向下放入护壁管的过程中，棉布包裹的油灰会与护壁管的内壁发生摩擦，可能导致棉布和油灰部分脱落，使“止浆带”强度降低，固井止浆效果大打折扣。

(2)当花管下至预定位置后，其上方套管的自重都作用在油灰上，可能导致油灰被压成“线”状，在固井时固井压力则可能压穿“线”状止浆带，导致水泥浆进入花管。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种提高了固井止浆效果的地面瓦斯抽采钻井压盘止水器。

本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：地面瓦斯抽采钻井压盘止水器，包括外管和内管，所述内管套在所述外管下部的空腔内，所述内管可以在所述外管内上下移动并且其上端被限位在所述外管之内；所述外管的下端外侧连接有环形的压盘，所述内管的下端外侧连接有环形的托盘，所述压盘与所述托盘之间连接有弹性的套筒；所述套筒套在所述内管之外，其内壁贴合所述内管的外壁。

作为优化的技术方案，所述套筒的长度为500～700mm。

作为优化的技术方案，所述内管的长度大于所述外管下部空腔的长度。套筒压实后其上方外管的自重便有一部分作用在内管上，避免了套筒可能被压成“线”状或被压裂的问题。

作为优化的技术方案，所述内管的长度比所述外管下部空腔的长度长300～500mm。从开始压缩套筒到压实，外管只有100～300mm的行程，外管的自重全部作用在套筒上的行程较短，避免了套筒可能被压成“线”状或被压裂的问题。

作为优化的技术方案，所述套筒采用橡胶筒。橡胶具有耐高温，耐高压，耐磨，遇水不变形、不流失等特点，避免了采用油灰可能出现的脱落或者破坏的情况。

作为优化的技术方案，所述外管、内管、压盘和托盘均采用钢制。

本实用新型的优点在于：解决了水泥浆可能压穿“止浆带”进入花管，堵塞瓦斯出气通道的问题，保障了地面钻井瓦斯抽采量；使水泥浆能够全部上返并在孔口返浆，保证护壁管与套管的环形空隙全部被水泥浆充填，增大了该段出气通道的强度，降低了在长期的瓦斯抽采过程中套管出现变形、错断的概率，延长了钻井抽采瓦斯的服役时间。

附图说明

图1是本实用新型地面瓦斯抽采钻井压盘止水器的结构示意图。

图2是本实用新型外管和内管的结构示意图。

具体实施方式

如图1-2所示，地面瓦斯抽采钻井压盘止水器，包括外管1、内管2、压盘3、托盘4和套筒5。

内管2套在外管1下部的空腔内，内管2可以在外管1内上下移动并且其上端被限位在外管1之内；外管1的下端外侧连接有环形的压盘3，内管2的下端外侧连接有环形的托盘4，压盘3与托盘4之间连接有弹性的套筒5；套筒5套在内管2 之外，其内壁贴合内管2的外壁。

护壁管的内径为252.68mm，外管1采用外径为219mm的钢管，内管2采用外径为177.8mm的钢管，压盘3和托盘4均为外径为235mm的环形钢盘，套筒5的外径为235mm。

套筒5采用橡胶筒，长度为600mm，内管2在重力作用下伸出外管1的长度为 600mm，套筒5不产生变形。

内管2的长度比外管1下部空腔的长度长400mm。

花管连接在内管2的下端，在花管到达预定下置深度前，套筒5处于未压缩状态，当花管到达预定深度后，外管1的自重产生轴向压缩力使套筒5产生径向膨胀，直径变大直到与护壁管接触，起到密封作用。

在实际生产中，套筒5产生的径向膨胀量能否达到密封的要求，需要通过实验来验证。具体实验情况如下：

由于实际下置过程中，套筒5的压缩过程在护壁管内完成，无法观测到其形变量，为了便于观察，该过程需要在地面测试。

将本实用新型压盘止水器组装连接完毕后，将内管2用吊卡卡在护壁管的管口磨盘处，使其无法向下移动，在外管1上连接钢丝绳，钢丝绳通过滑轮组连接绞车，绞车收紧钢丝绳向下拉动外管1挤压套筒5，通过连接在钢丝绳上的拉力表读出作用在套筒5上的下压力，测试在不同的压力下套筒5的外径大小。

套筒5在自由状态下长600mm，外径235mm，内径180mm，试验数据见表1。

表1不同压力下套筒5的形变量

序号	压力(KN)	套筒5长度(mm)	压缩长度(mm)	套筒5外径(mm)
					1	3	57	3	251
2	7	53	7	258
					3	10	51	9	262
4	12	50	10	264

本次实验中套筒5的外部没有护壁管的限制，不能无限制加压，否则套筒5 将产生不均匀形变，导致压盘3被压入套筒5的内部损坏套筒5，实验量取的套筒 5外径为套筒5径向形变最大位置的直径。

通过实验数据可以看出，在压力达到7KN时，套筒5的压缩长度为7cm，此时套筒5外径为258mm，已超过护壁管内径252.68mm，起到了密封环空的作用，实际下置时，套筒5承受上方外管1的自重力远大于7KN。

因此可以确定，在有护壁管限制的空间内，套筒5压缩长度为100～300mm 时，套筒5的径向形变量足以把护壁管与内管2之间的环空密封严实，有效地起到了止浆作用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种地面瓦斯抽采钻井压盘止水器，其特征在于：包括外管(1)和内管(2)，所述内管(2)套在所述外管(1)下部的空腔内，所述内管(2)可以在所述外管(1)内上下移动并且其上端被限位在所述外管(1)之内；所述外管(1)的下端外侧连接有环形的压盘(3)，所述内管(2)的下端外侧连接有环形的托盘(4)，所述压盘(3)与所述托盘(4)之间连接有弹性的套筒(5)；所述套筒(5)套在所述内管(2)之外，其内壁贴合所述内管(2)的外壁。

2.如权利要求1所述的地面瓦斯抽采钻井压盘止水器，其特征在于：所述套筒(5)的长度为500～700mm。

3.如权利要求1所述的地面瓦斯抽采钻井压盘止水器，其特征在于：所述内管(2)的长度大于所述外管(1)下部空腔的长度。

4.如权利要求3所述的地面瓦斯抽采钻井压盘止水器，其特征在于：所述内管(2)的长度比所述外管(1)下部空腔的长度长300～500mm。

5.如权利要求1所述的地面瓦斯抽采钻井压盘止水器，其特征在于：所述套筒(5)采用橡胶筒。

6.如权利要求1所述的地面瓦斯抽采钻井压盘止水器，其特征在于：所述外管(1)、内管(2)、压盘(3)和托盘(4)均采用钢制。