專利名稱：一種大直徑工程井下套管方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大直徑工程井下套管方法。
背景技術(shù)：
常規(guī)小直徑煤 層氣井、水文井、瓦斯抽排井、輸?shù)獪缁鹁?、送冰降溫井、排水通風(fēng)井等雖然能起到一定程度的抽排、通風(fēng)、送料等功能，但是由于直徑小，工作能力有限，難以滿足實(shí)際生產(chǎn)和工程需要，因而，大直徑工程井(O500-1200mm)逐漸在煤礦等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是，大直徑工程井由于井眼尺寸大、入井套管重、成井質(zhì)量要求高，因而在鉆井、完井過(guò)程中施工技術(shù)難度較大，尤其易發(fā)生套管折斷、下套管遇阻、套管擠毀、套管下不到位、套管發(fā)生粘卡等事故。根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，常規(guī)小直徑工程井由于套管重量較小，設(shè)備機(jī)具能力能滿足下套管提升力的要求，可以采用提吊下套管方法，即在套管底部安裝浮箍，依靠鉆機(jī)提升能力進(jìn)行下套管作業(yè)。但大直徑工程井由于直徑大，所需入井套管的直徑、重量大，超過(guò)鉆機(jī)大鉤和鉆塔的最大承受能力，采用常規(guī)提吊下套管方法存在如下問(wèn)題:鉆機(jī)、鉆塔提升能力不足，不能承受大直徑工程井入井套管重量。綜上所述，采用常規(guī)浮箍提吊下套管方法，不能實(shí)現(xiàn)大直徑工程井下套管的技術(shù)要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決大直徑工程井套管下管過(guò)程中鉆機(jī)設(shè)備提升能力不足的難題，提供一種新型的下套管方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種大直徑工程井下套管方法，采用鉆機(jī)提吊和套管內(nèi)灌注水泥浮力塞相結(jié)合在大直徑工程井中下入套管。首先利用鉆機(jī)提吊下入套管，在下入套管的重量接近鉆機(jī)安全提升能力時(shí)，在套管中相應(yīng)位置安裝水泥浮力塞，依靠水泥浮力塞以上空管段產(chǎn)生的浮力減輕套管柱的重量；下套管作業(yè)完成后，用鉆頭鉆穿水泥浮力塞。采用向空管段注入泥漿液體的方法來(lái)控制空管段長(zhǎng)度，制備水泥浮力塞。根據(jù)鉆機(jī)提吊能力和入井套管重量，計(jì)算浮力塞應(yīng)承受浮力；然后根據(jù)浮力塞應(yīng)承受浮力計(jì)算浮力塞位置和浮力塞厚度；然后將泥漿液體注入相應(yīng)套管內(nèi)候凝至強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。水泥浮力塞位置確定方法如下式1、II，取兩式最大值:
權(quán)利要求
1.一種大直徑工程井下套管方法，其特征在于，采用鉆機(jī)提吊和套管內(nèi)灌注水泥浮力塞相結(jié)合在大直徑工程井中下入套管。
2.如權(quán)利要求1所述的大直徑工程井下套管方法，其特征在于，首先利用鉆機(jī)提吊下入套管，在下入套管的重量接近鉆機(jī)安全提升能力時(shí)，在套管中相應(yīng)位置安裝水泥浮力塞，依靠水泥浮力塞以上空管段產(chǎn)生的浮力減輕套管柱的重量；下套管作業(yè)完成后，鉆穿水泥浮力塞。
3.如權(quán)利要求2所述的大直徑工程井下套管方法，其特征在于，采用向空管段注入泥漿液體的方法來(lái)控制空管段長(zhǎng)度，制備水泥浮力塞。
4.如權(quán)利要求3所述的大直徑工程井下套管方法，其特征在于，根據(jù)鉆機(jī)提吊能力和入井套管重量，計(jì)算浮力塞應(yīng)承受浮力；然后根據(jù)浮力塞應(yīng)承受浮力計(jì)算浮力塞位置和浮力塞厚度；然后將泥漿液體注入相應(yīng)套管內(nèi)候凝至強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
5.如權(quán)利要求4所述的大直徑工程井下套管方法，其特征在于，水泥浮力塞位置確定方法如下式1、II，取兩者最大值:
6.如權(quán)利要求5所述的大直徑工程井下套管方法，其特征在于，水泥浮力塞厚度的確定如下式III:
7.如權(quán)利要求4所述的大直徑工程井下套管方法，其特征在于，所述的水泥浮力塞的制作方法為:首先根據(jù)水泥浮力塞在最大深度的抗壓、抗剪強(qiáng)度及安全系數(shù)選擇一根入井套管；其次根據(jù)計(jì)算出的水泥浮力塞位置和厚度，沿套管內(nèi)壁螺旋狀焊接鋼筋圈，最后用地勘水泥，注入套管內(nèi)候凝，等待凝固強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求備用即可。
8.如權(quán)利要求2-7任一所述的大直徑工程井下套管方法，其特征在于，鉆機(jī)提吊下入套管時(shí)，在套管上割孔，在孔中穿入穿杠，用鋼絲繩連接鉆機(jī)大鉤與穿杠起吊套管，同時(shí)配合使用防套管口變形支撐板。
9.如權(quán)利要求8所述的大直徑工程井下套管方法，其特征在于，套管對(duì)接后，抽出穿杠，將割孔割下的圓板填入孔內(nèi)，焊牢，在孔外補(bǔ)焊方擋板。
10.如權(quán)利要求8所述的大直徑工程井下套管方法，其特征在于，步驟如下: 1)將套管割孔，然后從割孔中穿入穿杠，用鋼絲繩連接鉆機(jī)大鉤與穿杠起吊入井套管； 2)套管對(duì)接前進(jìn)行找正，保證管口合縫、同心； 3)確保套管連接垂直后進(jìn)行焊接，確保焊縫密實(shí)、牢固，加焊4-6塊加強(qiáng)筋； 4)套管焊接成功后，抽出穿杠，將割孔切下的圓板填入割孔內(nèi)，焊牢，在割孔外補(bǔ)焊方擋板； 5)按(I)- (4)工序根據(jù)入井順序依次將套管下入井內(nèi)，當(dāng)下入套管的重量接近鉆機(jī)安全提升能力時(shí)，安裝水泥浮力塞； (6)依靠水泥浮力塞浮力減輕入井套管重量，按順序下入其它入井套管； (7)下管作業(yè)完 成后，回灌泥漿，采用略小于套管內(nèi)徑的鉆頭鉆穿水泥浮力塞。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大直徑工程井下套管方法。所述方法采用鉆機(jī)提吊和套管內(nèi)灌注水泥浮力塞相結(jié)合在大直徑工程井中下入套管。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，操作方便，安全隱患小，解決了大直徑工程井下套管過(guò)程中鉆機(jī)設(shè)備提升能力不足的難題，提高施工安全性和施工效率。
文檔編號(hào)E21B7/20GK103104196SQ201310047649
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者徐培遠(yuǎn), 曹偉, 王新敏, 姬玉平, 張振倫, 曹東風(fēng), 郝登峰, 袁志堅(jiān), 張躍亭, 靳光均, 劉國(guó)衛(wèi), 王立峰, 齊治虎, 石繼峰, 張學(xué)峰, 石希民, 李玉泰, 張留斌, 栗學(xué)彬, 秦紅濤, 陳立松, 張峰, 徐影, 張曉昂, 李亞輝, 楊櫻花, 劉衛(wèi)娟, 劉坤鵬, 郭東杰, 李宏欣 申請(qǐng)人:河南豫中地質(zhì)勘察工程公司, 河南省能源鉆井工程技術(shù)研究中心