專利名稱：尾管鉆井和完井工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田鉆井領(lǐng)域中的尾管鉆井工藝，尤其是尾管鉆井和 完井工藝。
背景技術(shù)：
套管鉆井技術(shù)是一項(xiàng)世界范圍內(nèi)鉆井領(lǐng)域的革命性新技術(shù)，具 有廣泛的應(yīng)用前景。套管鉆井改變了常規(guī)鉆井的作業(yè)方式，將井下破 巖鉆進(jìn)和下套管作業(yè)同步，具有鉆井與完井一體化的技術(shù)特征，既可 降低工程費(fèi)用，又可減少井下復(fù)雜事故的發(fā)生，并有利于儲層保護(hù)等 優(yōu)點(diǎn)。尾管鉆井工藝是套管鉆井工藝的一種形式。尾管鉆井屬于套管 鉆井的一種類型，因此同樣具有降低鉆井成本、減少井下事故的優(yōu)點(diǎn)。 尤其對存在井壁坍塌等復(fù)雜異常情況的深井，使用尾管鉆井技術(shù)具有 重要意義。尾管鉆井工藝在國外經(jīng)歷了二十多年的發(fā)展完善，得到了 成功的應(yīng)用。目前，國外存在以貝克-休斯、休斯-克里斯坦森、阿莫 克-溫納德和一次性等四種不同的尾管鉆井系統(tǒng)，其中貝克-休斯尾管 鉆井系統(tǒng)應(yīng)用最多，其整體性能還有待于提高。國外的尾管鉆井系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，其任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會造成工程事故，其可靠性 和深井的進(jìn)尺能力等方面不能完全滿足現(xiàn)場要求。尾管固井工藝在固 井質(zhì)量和工程安全上不能完全兼顧?，F(xiàn)有的尾管鉆井工藝一般采用兩 種工藝 一是先坐掛尾管，然后在不旋轉(zhuǎn)尾管條件下固井。二是先在 旋轉(zhuǎn)尾管條件下固井，然后再坐掛尾管。前者的缺點(diǎn)是固井質(zhì)量難以 保證。后者的缺點(diǎn)是固井后如果坐掛和解脫出問題，就導(dǎo)致送入工具 拔不出來的嚴(yán)重井下事故。綜上所述，現(xiàn)有尾管鉆井工藝主要存在固 井質(zhì)量難以保證，易造成嚴(yán)重井下事故，而且工藝復(fù)雜，涉及工具多， 可靠性差，深井鉆井最長進(jìn)尺為60米，滿足不了鉆井需求，制約尾 管鉆井工藝的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有尾管鉆井工藝固井質(zhì)量難以保證，易造成嚴(yán)重井下事故，工藝復(fù)雜，涉及工具多，可靠性差，鉆井長度短的不足，本發(fā) 明提供一種尾管鉆井和完井工藝，該尾管鉆井和完井工藝具有固井質(zhì) 量好，安全可靠，工藝簡單，涉及工具少，鉆井長度長的特點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案是該尾管鉆井和完井工藝包括技術(shù)套管完 井，在技術(shù)套管固井后；(1) 、尾管鉆柱連接；包括有方鉆桿、鉆桿、可分別進(jìn)行鉆井和完 井的旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器、尾管、花籃式膠塞座、浮箍、鉆頭；(2) 、尾管鉆井；用氣體作為循環(huán)介質(zhì)進(jìn)行鉆井；(3) 、完鉆后；循環(huán)鉆井液；(4) 、坐掛尾管和送入工具與尾管懸掛器解脫；通過向鉆柱內(nèi)投入 工作球，循環(huán)鉆井液升壓至5兆帕，旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器卡瓦坐掛到上一 級套管上，鉆井液繼續(xù)升壓至8兆帕，送入工具與尾管懸掛器解脫并 保持密封，繼續(xù)升壓到15兆帕，固井通道打開，可進(jìn)行注水泥；(5) 、完井管柱連接；水泥頭與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相連，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與尾管鉆 柱相連；(6) 、旋轉(zhuǎn)尾管固井；轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤，注水泥漿，通過向管柱內(nèi)投入實(shí) 心塞，替鉆井液，碰壓后升壓至15兆帕，實(shí)心塞與空心塞復(fù)合并保 持密封， 一同下行，與膠塞座復(fù)合并保持密封；(7) 、坐封尾管懸掛器；上提送入工具一定高度，下壓鉆柱，將旋 轉(zhuǎn)尾管懸掛器密封機(jī)構(gòu)坐封到上一級套管內(nèi)；(8) 、起出鉆桿和送入工具。上述方案中的尾管鉆井，用鉆井液作為循環(huán)介質(zhì)進(jìn)行鉆井。 本發(fā)明具有的有益效果是該尾管鉆井和完井工藝由于釆用了上 述工藝，取得如下有益效果，首先是本工藝不但能參與鉆井，還能進(jìn) 行旋轉(zhuǎn)固井，而且鉆井可靠，操作安全，固井質(zhì)量優(yōu)良，避免送入工 具無法拔出的情況發(fā)生，滿足現(xiàn)場要求。其次是進(jìn)尺長，由現(xiàn)有60 米增加至300米左右。最后是工藝簡單，涉及工具少，可靠性高，固 井質(zhì)量好，降低工程費(fèi)用，又可減少井下復(fù)雜事故的發(fā)生，并有利于 儲層保護(hù)。有利于推廣應(yīng)用。


附圖1是本發(fā)明鉆井鉆柱結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是本發(fā)明完井管柱結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3是本發(fā)明可分別進(jìn)行鉆井和完井的旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器結(jié)構(gòu) 示意圖。圖中1-球座，2-內(nèi)筒，3-中心管，4-固定銷釘，5-懸掛球襯，6-懸掛球，7-過液孔，8-滑套，9-滑軸，10-坐掛螺銷，11-卡瓦，12-錐體， 13-滑動銷釘，14-主體，15-球座銷釘，16-心管，17-連接銷釘，18-膨脹頭，19-擋銷，20-膨脹管，21-上滑座，22-膠筒，23-方鉆桿， 24-鉆桿，25-可分別進(jìn)行鉆井和完井的旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器，26-尾管， 27-花籃式膠塞座，28-浮箍，29-鉆頭，30-上一級套管，31-水泥 頭，32-旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖將對本發(fā)明作進(jìn)一步說明由圖1結(jié)合圖2、圖3所示，該尾管鉆井和完井工藝在技術(shù)套管 固井后；(1) ，尾管鉆柱連接。該操作主要作用是組成尾管鉆柱。包括有方 鉆桿23、鉆桿24、可分別進(jìn)行鉆井和完井的旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器25、尾 管26、花籃式膠塞座27、浮箍28、鉆頭29，它們依次通過螺 紋連接，通過轉(zhuǎn)盤帶動方鉆桿23鉆井和固井，通過可分別進(jìn)行鉆 井和完井的旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器25控制鉆桿24與尾管26的連接和解脫。(2) 、尾管鉆井。該操作主要作用是利用尾管鉆柱平穩(wěn)鉆進(jìn)。采用 現(xiàn)有普通鉆進(jìn)所用的氣體作為循環(huán)介質(zhì)進(jìn)行鉆井，也采用現(xiàn)有普通鉆 進(jìn)所用的鉆井液作為循環(huán)介質(zhì)進(jìn)行鉆井。采用氣體作為循環(huán)介質(zhì)進(jìn)行 鉆井時(shí)，可提高進(jìn)尺長度，由現(xiàn)有60米增加至300米左右。(3) 、完鉆后。循環(huán)鉆井液。該操作主要作用是清潔井眼，同時(shí)為 尾管懸掛器施工做好準(zhǔn)備。(4) 、坐掛尾管和送入工具與尾管懸掛器解脫。該操作主要作用是 尾管坐掛和鉆柱與尾管解脫。通過向鉆柱內(nèi)投入工作球，工作球從鉆 柱投入到該可分別進(jìn)行鉆井和完井的旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器25的球座1的 上端，工作球與球座1上端的球面產(chǎn)生密封，當(dāng)壓力達(dá)到5兆帕?xí)r， 使內(nèi)筒2與中心管3固定連接的固定銷釘4剪斷，內(nèi)筒2下行，內(nèi)筒 2通過懸掛球襯5還對懸掛球6限位，內(nèi)筒2上端的密封圈失效，鉆井液從過液孔7進(jìn)入滑套8上端凸臺內(nèi)，推動滑套8剪斷滑套8與滑 軸9之間的坐掛螺銷10，滑套8上行，推動卡瓦11沿錐體12下端 外錐面上行，在錐體12錐面的作用下卡瓦11向外膨脹，使卡瓦ll 外的錨牙卡在上一級套管內(nèi)，尾管實(shí)現(xiàn)坐掛在上一級套管內(nèi)。鉆井液 繼續(xù)升壓至8兆帕，使內(nèi)筒2與中心管3連接的滑動銷釘13剪斷， 內(nèi)筒2不再對懸掛球6進(jìn)行限位，懸掛球6向內(nèi)移出，中心管3與主 體14的懸掛解脫，這時(shí)主體14通過花鍵能夠與中心管3同步旋轉(zhuǎn)， 但中心管3不再承載主體14及其下部的載荷，實(shí)現(xiàn)送入工具與坐掛 機(jī)構(gòu)的解脫并保持密封，也就是鉆柱與尾管解脫。繼續(xù)升壓到15兆 帕，球座1與內(nèi)筒2之間的連接球座銷釘15被剪斷，工作球與球座 l一同脫落，固井通道打開，可進(jìn)行注水泥。從而解決先坐掛尾管， 然后旋轉(zhuǎn)尾管條件下固井，提高了固井質(zhì)量，避免了送入工具拔不出 來嚴(yán)重的井下事故現(xiàn)象發(fā)生。(5) 、完井管柱連接。該操作主要作用是在尾管鉆柱完成完井管柱 組合。通過水泥頭31與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32相連，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)32與尾管鉆柱 相連組成完井管柱。(6) 、旋轉(zhuǎn)尾管固井。該操作主要作用是通過轉(zhuǎn)盤帶動完井管柱轉(zhuǎn) 動完成固井。通過完井管柱向尾管內(nèi)注水泥漿，同時(shí)通過轉(zhuǎn)盤帶動完 井管柱轉(zhuǎn)動，注水泥結(jié)束后，通過向完井管柱內(nèi)投入實(shí)心塞，實(shí)心塞 從完井管柱坐到該可分別進(jìn)行鉆井和完井的旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器25的內(nèi) 筒2的上端，實(shí)心塞與內(nèi)筒2上端產(chǎn)生密封，替鉆井液，碰壓后升壓 至15兆帕，使心管16與中心管3固定的連接銷釘17剪斷，內(nèi)筒2 及心管16—同脫落，實(shí)心塞與空心塞復(fù)合并保持密封， 一同下行， 與膠塞座復(fù)合并保持密封，上提完井管柱，實(shí)現(xiàn)鉆柱與送入機(jī)構(gòu)的徹 底脫開。(7) 、坐封尾管懸掛器。該操作主要作用是將尾管密封在上一級套 管內(nèi)。在完井管柱上行過程中，中心管3上行，膨脹頭18不再對擋 銷19限位，擋銷19彈出，擋銷19卡坐在膨脹頭18上端，下壓完井 管柱，在完井管柱下落的過程中，中心管3下落也跟著下落，中心管 3下落的過程中擋銷19通過膨脹頭18的錐形臺階脹開膨脹管20，實(shí) 現(xiàn)硬密封，同時(shí)，再通過膨脹管20及膠筒上滑座21擠壓膠筒22，再實(shí)現(xiàn)軟密封，最終達(dá)到雙坐封。將旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器密封機(jī)構(gòu)坐封到 上一級套管內(nèi)，尾管坐封操作完成。(8)、起出完井管柱和送入工具。該操作主要作用是起出完井管柱 與送入機(jī)構(gòu)。最終完成尾管鉆井和完井施工。綜上所述，由于采用了上述工藝取得如下有益效果，首先，因鉆 井鉆柱與完井管柱基本相同，也就是基本用一根管柱完成鉆井和固井 工藝，所以說本工藝不但能參與鉆井，還能進(jìn)行旋轉(zhuǎn)固井，而且鉆井 可靠，操作安全，固井質(zhì)量優(yōu)良，避免送入工具無法拔出的情況發(fā)生， 滿足現(xiàn)場要求。其次，再因采用了現(xiàn)有普通鉆進(jìn)所用的氣體作為循環(huán) 介質(zhì)進(jìn)行鉆井，從而增加了鉆井進(jìn)尺長度，由現(xiàn)有60米增加至300 米左右。最后，因尾管鉆柱和完井管柱上采用可分別進(jìn)行鉆井和完井 的旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器25，使得工藝簡單，涉及工具少，可靠性高，提 高了固井質(zhì)量，降低工程費(fèi)用，又可減少井下復(fù)雜事故的發(fā)生，并有 利于儲層保護(hù)，為油田鉆井的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。所以說該尾管鉆 井和完井工藝具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。
權(quán)利要求
1、一種尾管鉆井和完井工藝，其特征在于在技術(shù)套管固井后；(1)、尾管鉆柱連接；包括有方鉆桿(23)、鉆桿(24)、可分別進(jìn)行鉆井和完井的旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器(25)、尾管(26)、花籃式膠塞座(27)、浮箍(28)、鉆頭(29)；(2)、尾管鉆井；用氣體作為循環(huán)介質(zhì)進(jìn)行鉆井；(3)、完鉆后；循環(huán)鉆井液；(4)、坐掛尾管和送入工具與尾管懸掛器解脫；通過向鉆柱內(nèi)投入工作球，循環(huán)鉆井液升壓至5兆帕，旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器卡瓦坐掛到上一級套管上，鉆井液繼續(xù)升壓至8兆帕，送入工具與尾管懸掛器解脫并保持密封，繼續(xù)升壓到15兆帕，固井通道打開，可進(jìn)行注水泥；(5)、完井管柱連接；水泥頭(31)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(32)相連，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(23)與尾管鉆柱相連；(6)、旋轉(zhuǎn)尾管固井；轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤，注水泥漿，通過向管柱內(nèi)投入實(shí)心塞，替鉆井液，碰壓后升壓至15兆帕，實(shí)心塞與空心塞復(fù)合并保持密封，一同下行，與膠塞座復(fù)合并保持密封；(7)、坐封尾管懸掛器；上提送入工具一定高度，下壓鉆柱，將旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器密封機(jī)構(gòu)坐封到上一級套管內(nèi)；(8)、起出鉆桿和送入工具。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的尾管鉆井和完井工藝，其特征在于 尾管鉆井，用鉆井液作為循環(huán)介質(zhì)進(jìn)行鉆井。
全文摘要
一種尾管鉆井和完井工藝。主要解決現(xiàn)有尾管鉆井工藝固井質(zhì)量難以保證，易造成嚴(yán)重井下事故，工藝復(fù)雜，涉及工具多，可靠性差，鉆井最長度短的問題。其特征在于在技術(shù)套管完井后；(1)尾管鉆柱連接；(2)尾管鉆井；(3)完鉆后；(4)坐掛尾管和送入工具與尾管懸掛器解脫；(5)完井管柱連接；(6)旋轉(zhuǎn)尾管固井；(7)坐封尾管；(8)起出鉆桿和送入工具。該尾管鉆井和完井工藝具有固井質(zhì)量好，安全可靠，工藝簡單，涉及工具少，鉆井最長度長的特點(diǎn)。
文檔編號E21B7/20GK101403281SQ200810137580
公開日2009年4月8日 申請日期2008年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日
發(fā)明者劉玉民, 張洪君, 李玉海, 李秋杰, 楊決算, 楊智光, 金志富 申請人:大慶石油管理局