CN2811554Y - 负压钻井不压井起下钻装置 - Google Patents
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Abstract
一种负压钻井不压井起下钻装置，包括电测引导管悬挂接箍、固井上单流阀、套管、套管封隔器和下单流阀，套管的上端设有固井上单流阀并与电测引导管悬挂接箍的下端连接，在套管上设有固井循环孔，在套管下部的外侧套有套管封隔器，在套管的下端设有下单流阀，其特征在于：在所述的套管下端连接有特殊接箍，在该接箍的下端设有保护单流阀，其开口直径等于套管内径。本实用新型可以实现负压钻进中起下钻勿需提高泥浆密度去压稳油气流，最大限度的去保持油气层的原始状态，这对于低压低渗产层是十分重要的，对于钻进有害流体而保护人的安全是十分有意义的措施。是采用负压钻井一个新的、投入少、操作简单、使用可靠、有效掌握产层状况的有价值的装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种石油天然气钻探工具，具体是一种负压钻井不压井起下钻装置，主要用于石油天然气钻探工程。
背景技术
负压钻井是为了减少对油气层的污染，保护油气层，钻进中液柱压力小于地层压力，加上循环泥浆的环空流阻，可以平衡地层压力或者仍低于地层压力，或者由于地层产能低，浸入泥浆中的油气在地面采取排除后，仍可保证钻进过程的安全，但起下钻过程如果不用泥浆密度去平衡地层压力，失去了环空循环流阻，地层中的流体就会浸入井内，容易酿成事故。如果用提高泥浆密度去平衡地层流体压力，又伤害了油气层，伤害油气层带来的后果是严重的，一是不能正确认识油气层；二是影响产量和最终采收率；三是消除伤害要花费较大投资，有的污染甚至无法消除。
国外有一种方案，是利用事先下到技术套管下端的一个胶囊，下套管时随套管下入一根管子，并固在井内，当起钻时，钻头进入套管由地面向胶囊中打入高压流体，使胶囊膨胀封住井筒，达到不压井起钻的目的。此项工作，从下套管开始就十分复杂，下入井中的胶囊又不容易保护很容易损坏。所以，尚未见到此方案的现场应用实例。
发明内容
本实用新型就是提供一种负压钻井不压井起下钻装置，以解决现有技术存在的在起钻和下钻过程地层中流体侵入井筒的问题。
本实用新型的技术方案是：包括电测引导管悬挂接箍、固井上单流阀、套管、套管封隔器和下单流阀，套管的上端设有固井上单流阀并与电测引导管悬挂接箍的下端连接，在套管上设有固井循环孔，在套管下部的外侧套有套管封隔器，在套管的下端设有下单流阀，其特征在于：在所述的套管下端连接有接箍，在该接箍的下端设有保护单流阀，其开口直径等于套管内径。
本实用新型的优点是：有效的保护油气层，实现全过程不压井，彻底解放油气层的原始能量和产量。结构简单，使用可靠，钻头通过自如，当钻头起入套管时自动关闭套管下口。耐压能力高，密封能力20MPa完全满足负压值的要求。促使安全生产，保护人员安全。可以进行电测工作，不影响取资料和完井固井工作。也可以进行不固井完井工作。
附图说明
图1是本实用新型下半段结构的剖视示意图；
图2是本实用新型上半段结构的剖视示意图。
1阀体；2压盖；3密封胶板；4销轴与扭簧；5接箍；6压紧螺钉；7下单流阀；8套管封隔器；9、11分别是上套管和下套管上的固井循环孔；10井壁；12固井阻流板；13固井上单流阀；14电测导向管专用悬挂接箍；15上套管；16中套管；17下套管。
具体实施方式
参见图1和图2，本实用新型包括电测引导管悬挂接箍14、固井上单流阀13、上套管15、中套管16、下套管17、套管封隔器8和下单流阀7，下套管17的上端设有固井上单流阀13并与电测引导管悬挂接箍14的下端连接。上套管15通过中套管16与下套管17连接，在上套管15和下套管17上设有固井循环孔9和11，在上套管15的外侧套有弹性材料制成的胶囊式套管封隔器8，在上套管15的下端设有下单流阀7并连接有接箍5，在该接箍5的下端设有保护单流阀A，其开口直径等于套管的内径。
所述的保护单流阀A包括阀体1、压盖2、密封胶板3、销轴和扭簧4和压紧螺钉6，阀体1的一边通过销轴与所述的接箍下端铰连，在销轴上设有扭簧，阀体1的内侧中心有凸台，在其外套有环形密封胶板3，该密封胶板3通过压盖2和压紧螺钉6紧固在阀体1的内侧。
本实用新型的工作过程如下：
当钻达预计下套管的深度，下入扩大器把井底2-3米井壁10扩大到需要的直径(例如：直径216毫米井眼，准备下178毫米套管，把井眼扩大到500毫米)，洗好井起钻。
下入本实用新型，其下部结构如图1所示。靠固井下部结构的固井循环孔9和固井上单流阀13的孔进入泥浆(或者采取根根灌泥浆办法)，到底后，循环调好泥浆加大排量，利用固井阻流板12憋压使套管封隔器8的胶囊涨开，封闭上套管15周围与井壁10之间的环空。同时起到固定下端套管的作用。但切切注意，套管封隔器8不能进入已扩大的井段，否则就起不到固定下端套管的作用。准备就绪，进行常规程序固井，固井前循环泥浆，管内压力大于外部压力，下单流阀7自动关闭，此时，固井水泥浆不会进入套管封隔器8以下井段，保证保护单流阀A的开合自由。下单流阀7是为了让下套管过程中，泥浆由下单流阀7进入套管内，当固井时下单流阀7关闭，确保水泥浆不会进入套管下端影响阀体1的自由活动。
固井完成后凝固到期，下钻依次钻掉套管内的水泥塞、固井阻流板12、固井上单流阀13及下单流阀7。并下探保护单流阀A的状况，验证阀体1是否开关正常。
验证的方法如下：
把钻具慢轻下放过保护单流阀A探到井底，用泵把设计低密度泥浆循环好，把钻头提到保护单流阀A的上部，在做好地面井控各项准备后，钻开产层，若设计泥浆密度确为负压钻进，就有外溢显示，把钻具提到保护单流阀A上部，显示停止，说明保护单流阀A关闭良好。若密度不是负压状态，或者井下根本没有流体，就没有显示。下钻到底，可进一步采取降低密度到允许范围，继续观察，可能会出现溢流，一旦出现，就把钻头起到保护单流阀A以上，溢流停止，说明关闭良好，若仍无显示，有可能井下没有流体或者泥浆密度仍偏高，此时无法检验保护单流阀A的能否关闭。总之，随时发现溢流，立即起钻到保护单流阀A以上，验证保护单流阀A的可靠性。如果可靠性好，即可在不加重泥浆条件下起下钻，如果保护单流阀A有漏失现象，钻头在单流阀10米以上，在钻头确保不撞击保护单流阀A前提下可以大幅度、快速度上下活动钻具，造成液柱激动若干次，看是否把保护单流阀A激活到自由活动状态，以达到可靠关闭。也可以把钻头下到保护单流阀A下2-3米，大排量循环转动钻具，以求使保护单流阀A正常工作。
在真正负压条件下，每次起钻均应验证保护单流阀A的可靠性，每次下钻钻头通过保护单流阀A均应缓慢加压，通过后应严格注意井口控制，防止井喷。负压井段钻进采用PDC钻头和螺杆钻具为宜。
Claims (2)
1、一种负压钻井不压井起下钻装置，包括电测引导管悬挂接箍、固井上单流阀、套管、套管封隔器和下单流阀，套管的上端设有固井上单流阀并与电测引导管悬挂接箍的下端连接，在套管上设有固井循环孔，在套管下部的外侧套有套管封隔器，在套管的下端设有下单流阀，其特征在于：在所述的套管下端连接有接箍，在该接箍的下端设有保护单流阀，其开口直径等于套管内径。
2、根据权利要求1所述的负压钻井不压井起下钻装置，其特征在于：所述的保护单流阀包括阀体、压盖、密封胶板、销轴、扭簧、和压紧螺钉，阀体的一边通过销轴与所述的接箍下端铰连，在销轴上设有扭簧，阀体的内侧中心有凸台，在其外套有环形密封胶板，该密封胶板通过压盖和压紧螺钉紧固在阀体的内侧。
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