可實(shí)現(xiàn)分段固井的套管隔斷裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及地面鉆井固井輔助設(shè)備，具體為一種可實(shí)現(xiàn)分段固井的套管隔斷裝置，包括隔斷套管（8），所述隔斷套管（8）的上端管壁分布有返漿孔（9），所述隔斷套管（8）的下端內(nèi)壁焊有隔斷網(wǎng)片（14），所述隔斷套管（8）的下部管壁外焊接有上擋板（11）和下?lián)醢澹?3），所述上擋板（11）和下?lián)醢澹?3）之間套裝有若干層皮帶墊片（12）。通過水泥球（10）和隔斷網(wǎng)片（14）將產(chǎn)氣實(shí)管（6）和產(chǎn)氣篩管（7）隔斷，從產(chǎn)氣實(shí)管壓入水泥漿經(jīng)返漿孔（9）返至地面鉆井標(biāo)高實(shí)現(xiàn)固井，固井完成后，下入鉆機(jī)將水泥球（10）和隔斷網(wǎng)片（14）鉆透至鉆井設(shè)計(jì)深度。本實(shí)用新型有效解決了地面鉆井施工過程中的分段固井問題。
【專利說明】可實(shí)現(xiàn)分段固井的套管隔斷裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及地面鉆井固井輔助設(shè)備，具體為一種可實(shí)現(xiàn)分段固井的套管隔斷裝置，適用于地面鉆井不同層段分層固井施工。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著煤礦開采深度的增加和開采技術(shù)的提高，煤層瓦斯壓力和瓦斯含量不斷增大，瓦斯的治理難度越來越大，嚴(yán)重制約著高瓦斯礦井的安全生產(chǎn)。煤礦井下瓦斯抽采技術(shù)受巷道空間、抽采時(shí)間和采掘銜接的制約，極大地影響了礦井的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。
[0003]地面鉆井抽放瓦斯技術(shù)是從地面施工鉆孔至開采煤層，通過地面泵站抽采本煤層及鄰近層受采動(dòng)影響產(chǎn)生的卸壓瓦斯和采空區(qū)瓦斯。工作面上覆巖層可以分為彎曲下沉帶、裂隙帶、冒落帶三個(gè)區(qū)域，不同區(qū)域內(nèi)巖層的物理力學(xué)性質(zhì)及運(yùn)移規(guī)律不盡相同，嚴(yán)重影響井身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。為此，通常將地面鉆井分為表土段、基巖段、產(chǎn)氣段，固井時(shí)分別采用不同類型的石油套管配合水泥漿固井至地面標(biāo)高。其中，表土段與基巖段為實(shí)管，產(chǎn)氣段常分為兩段，上部為產(chǎn)氣實(shí)管，需要水泥漿液固井，下部為產(chǎn)氣篩管，篩管表面有篩孔而不需要固井，所以，地面鉆井的產(chǎn)氣段需要分層固井，實(shí)現(xiàn)不同的功能。
[0004]分層固井施工過程中常常借鑒井下瓦斯抽采孔的封孔方法，利用膨脹膠等化學(xué)材料的反應(yīng)時(shí)效性來實(shí)現(xiàn)，其施工工藝復(fù)雜、難度大、風(fēng)險(xiǎn)高，會(huì)給鉆井帶來不必要的損失。
[0005]因此，有必要發(fā)明快速、簡(jiǎn)便、實(shí)用有效的分段固井裝置，對(duì)地面鉆井固井技術(shù)具有重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型為解決地面鉆井固井過程中的分段固井問題，提供了一種可實(shí)現(xiàn)分段固井的套管隔斷裝置。
[0007]本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種可實(shí)現(xiàn)分段固井的套管隔斷裝置，包括隔斷套管，所述隔斷套管的上端管壁分布有返漿孔，所述隔斷套管的下端內(nèi)壁焊有隔斷網(wǎng)片，所述隔斷套管的下部管壁外焊接有上擋板和下?lián)醢?，所述上擋板和下?lián)醢逯g套裝有若干層皮帶墊片。
[0009]工作時(shí)，如圖1所示，隔斷套管上部連接產(chǎn)氣實(shí)管，下部連接產(chǎn)氣篩管。預(yù)先在地面將產(chǎn)氣篩管、隔斷套管、產(chǎn)氣實(shí)管依次連好，然后將套管下入鉆井設(shè)計(jì)深度。固井時(shí)，采取分段固井，首先將水泥加水和成直徑5cm的水泥團(tuán)，逐個(gè)投入產(chǎn)氣套管到達(dá)隔斷套管，投入量約為隔斷網(wǎng)片到返漿孔之間的容積，然后向管內(nèi)加少量水，使水泥球融合凝固。待水泥團(tuán)凝固后，利用固井車采用高強(qiáng)低密度水泥漿進(jìn)行返漿固井，具體為水泥漿從產(chǎn)氣實(shí)管口進(jìn)入，經(jīng)返漿孔充滿管壁周圍空隙，上升至地面設(shè)計(jì)位置后凝固穩(wěn)定，完成固井。最后，接入地面鉆機(jī)下入鉆頭將水泥球和隔斷網(wǎng)片鉆透至鉆井設(shè)計(jì)深度。
[0010]有益效果:分段固井套管隔斷裝置可以通過預(yù)先隔斷堵漏實(shí)現(xiàn)上部產(chǎn)氣實(shí)管固井，下部產(chǎn)氣篩管不固井，同時(shí)利用高強(qiáng)低密度水泥漿返漿固井技術(shù)提高固井的強(qiáng)度。分層固井裝置主要由兩個(gè)擋板、皮帶墊片和隔斷網(wǎng)片組成，上下兩個(gè)擋板可以保證皮帶墊片在下管和固井過程中不滑落，起到固定作用；皮帶墊片使用廢舊皮帶裁剪而成，一方面廢舊皮帶可以防止擋板與井壁發(fā)生碰撞起到保護(hù)井壁的作用；另一方面，廢舊皮帶韌性好、強(qiáng)度高與井壁接觸密實(shí)、孔隙小，為固井水泥漿提供足夠的支撐強(qiáng)度。
[0011]優(yōu)選的，所述上擋板包括沿隔斷套管軸向焊接的三角形肋板和沿套管圓周方向焊接的扇環(huán)形鐵板，3個(gè)上擋板均勻布置在隔斷套管管壁上，下管過程中，上擋板可防止皮帶墊片沿管壁向上滑動(dòng)。
[0012]所述皮帶墊片為6片廢舊皮帶經(jīng)裁剪而成的圓環(huán)皮墊組合而成，分層固井過程中，用于支撐固井水泥漿重量，阻擋水泥漿進(jìn)入篩管段。
[0013]所述下?lián)醢鍨?個(gè)經(jīng)切割的鐵板焊接而成，距離上擋板1cm均勻地布置在隔斷套管管壁上；固井過程中，下?lián)醢迮c皮帶墊片共同承受上部水泥漿的壓力。
[0014]所述隔斷網(wǎng)片為孔徑1mm大小的圓形網(wǎng)片，網(wǎng)片直徑與隔斷套管內(nèi)徑一致，經(jīng)焊接固定在隔斷套管底部，距管口約為20cm。
[0015]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有效解決了地面鉆井固井過程中的分層固井問題。該裝置由廢舊材料拼接焊制而成，不需特殊加工工藝，成本低廉、簡(jiǎn)單實(shí)用，而且使用過程中工藝簡(jiǎn)單、易學(xué)，有利于工人掌握，提高生產(chǎn)效率，對(duì)地面鉆井過程中的分段固井施工具有重要的推廣價(jià)值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是套管隔斷裝置的安裝位置示意圖。
[0017]圖2是套管隔斷裝置正視圖。
[0018]圖3是套管隔斷裝置俯視圖。
[0019]圖中:1-表土段，2-基巖段，3-產(chǎn)氣段，4-表土套管，5-基巖套管，6-產(chǎn)氣實(shí)管，7-產(chǎn)氣篩管，8-隔斷套管，9-返漿孔，10-水泥球，11-上擋板，12-皮帶墊片，13-下?lián)醢澹?4-隔斷網(wǎng)片。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0021]一種可實(shí)現(xiàn)分段固井的套管隔斷裝置，如圖2所示，包括隔斷套管8，所述隔斷套管8的上端管壁分布有返漿孔9，所述隔斷套管8的下端內(nèi)壁焊有隔斷網(wǎng)片14，所述隔斷套管8的下部管壁外焊接有上擋板11和下?lián)醢?3，所述上擋板11和下?lián)醢?3之間套裝有若干層皮帶墊片12。
[0022]通過水泥球10和隔斷網(wǎng)片14將產(chǎn)氣實(shí)管6和產(chǎn)氣篩管7隔斷，從產(chǎn)氣實(shí)管壓入水泥漿經(jīng)返漿孔9返至地面鉆井標(biāo)高實(shí)現(xiàn)固井，固井完成后，下入鉆機(jī)將水泥球10和隔斷網(wǎng)片14鉆透至鉆井設(shè)計(jì)深度。
[0023]如圖1所不,在表土段I內(nèi)插入表土套管4 ;在基巖段2內(nèi)下入基巖套管5 ;在產(chǎn)氣段3內(nèi)插入產(chǎn)氣篩管7 ;所述隔斷套管8主要位于產(chǎn)氣實(shí)管6與產(chǎn)氣篩管7之間。固井前，將三種套管按順序連接下入鉆井設(shè)計(jì)深度，下管后通過隔斷套管8將產(chǎn)氣實(shí)管6和產(chǎn)氣篩管7隔斷，對(duì)上部產(chǎn)氣實(shí)管6進(jìn)行返漿固井。
[0024]如圖2所示，所述隔斷套管8設(shè)有返漿孔9，下部設(shè)有上擋板11、皮帶墊片12、下?lián)醢?3、隔斷網(wǎng)片14。套管按順序連接下至設(shè)計(jì)深度后，將水泥加水和成團(tuán)狀即水泥球10投入隔斷套管8內(nèi)，并添加少量水使水泥融合凝固。然后，接入地面固井車對(duì)產(chǎn)氣實(shí)管6固井，漿液由產(chǎn)氣實(shí)管6的管口進(jìn)入，經(jīng)返漿孔9沿管壁與井壁間隙返至地面設(shè)計(jì)標(biāo)高，水泥漿液凝固后完成固井。最后，接入地面鉆機(jī)下入鉆頭，將隔斷網(wǎng)片及其上部水泥球鉆透至鉆井設(shè)計(jì)深度然后退鉆完工。
[0025]所述返漿孔9，為產(chǎn)氣實(shí)管6固井過程中的水泥漿返漿通道。
[0026]所述水泥球10，為水泥加水調(diào)和而成的粒徑5cm大小的泥團(tuán)，凝固后可承受水泥漿壓力，改變水泥漿流動(dòng)方向，使水泥漿由返漿孔返至地面標(biāo)高。
[0027]所述上擋板11，在下套管過程中，通過豎向肋板與橫向鐵板的阻力阻擋皮帶墊片沿管壁向上滑移。
[0028]所述皮帶墊片12，在套管下至鉆井設(shè)計(jì)深度后，與下?lián)醢?3共同承受管壁與井壁之間水泥漿的壓力，提供水泥漿凝固的支撐模板。
[0029]所述下?lián)醢?3，返漿固井過程中，與皮帶墊片12共同承受管壁與井壁之間水泥漿的壓力。
[0030]所述上擋板11、皮帶墊片12、下?lián)醢?3，隔斷網(wǎng)片14，其俯視圖如圖3所示。其中上擋板11與下?lián)醢?3上下交錯(cuò)布置，皮帶墊片12被固定于兩擋板之間，隔斷網(wǎng)片距下?lián)醢?3約20cm，被焊接于隔斷套管8的內(nèi)壁。
[0031]制作時(shí)，所述隔斷套管8為原裝石油套管加工而成。所述返漿孔為電焊機(jī)焊制而成的Φ80ι?πι的圓孔,距隔斷套管底端100mm對(duì)稱布置于隔斷套管8兩側(cè)。所述上擋板11由3塊豎向三角肋板和橫向扇環(huán)形擋板焊接而成，擋板厚5_，其寬度小于井壁與套管外徑差值，三個(gè)上擋板11均勻地焊接在隔斷套管8管壁上，即互成120°夾角環(huán)形布置。所述皮帶墊片12為6片厚1mm的廢舊皮帶裁剪而成的圓環(huán)墊片，其外徑略小于鉆井直徑，內(nèi)徑略大于隔斷套管8外徑，保證接觸縫隙不超過5mm ;皮帶墊片12是在焊接完上擋板11后，由隔斷套管8底部穿入，然后焊接下?lián)醢?3，將皮帶墊片12固定。所述下?lián)醢?3由3塊5mm厚的廢舊扇環(huán)形鐵板焊制而成，其寬度小于鉆井與套管外徑差值，三個(gè)下?lián)醢?3均勻地焊接在隔斷套管8管壁上，即互成120°夾角環(huán)形布置，與上擋板11沿豎直方向交錯(cuò)布置。所述隔斷網(wǎng)片14由孔徑1mm的鋼筋網(wǎng)片裁剪而成，隔斷網(wǎng)片直徑與隔斷套管內(nèi)徑相同，采用電焊技術(shù)焊接于隔斷套管8距其下端管口 20cm處。
[0032]工作時(shí)，隔斷裝置上部連接產(chǎn)氣實(shí)管6，下部連接產(chǎn)氣篩管7，通過帶有隔斷裝置的隔斷套管8相連。隔斷套管8預(yù)先在地面加工完成，然后將產(chǎn)氣篩管7、隔斷套管8、產(chǎn)氣實(shí)管6依次連接下入鉆井設(shè)計(jì)深度。固井時(shí)，采取分段固井技術(shù)，首先將水泥加水和成直徑約為5cm大小的水泥團(tuán)，逐個(gè)填入隔斷套管8內(nèi)，由隔斷網(wǎng)片14支撐，投入量約為隔斷套管8的返漿孔9至隔斷網(wǎng)片14之間的容積，然后加少量水，使水泥球逐漸融合凝固。待水泥球融合凝固后，利用固井車采用高強(qiáng)低密度水泥漿固井，具體為水泥漿從產(chǎn)氣實(shí)管6管口進(jìn)入經(jīng)返漿孔9進(jìn)入產(chǎn)氣實(shí)管6和基巖套管5之間的空隙，上升至地面設(shè)計(jì)標(biāo)高，完成固井。最后，接入地面鉆機(jī)下入鉆頭將水泥球10和隔斷網(wǎng)片14鉆透至鉆井設(shè)計(jì)深度。
【權(quán)利要求】
1.一種可實(shí)現(xiàn)分段固井的套管隔斷裝置，其特征在于:包括隔斷套管(8)，所述隔斷套管(8)的上端管壁分布有返漿孔(9)，所述隔斷套管(8)的下端內(nèi)壁焊有隔斷網(wǎng)片(14)，所述隔斷套管(8)的下部管壁外焊接有上擋板(11)和下?lián)醢?13)，所述上擋板(11)和下?lián)醢?13)之間套裝有若干層皮帶墊片(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)分段固井的套管隔斷裝置，其特征在于:所述返漿孔(9)的孔徑為80mm，對(duì)稱均布于隔斷套管(8)管壁上，距隔斷套管(8)底端1000mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可實(shí)現(xiàn)分段固井的套管隔斷裝置，其特征在于:所述上擋板(11)由豎向三角肋板和橫向擋板焊接而成，三個(gè)上擋板(11)均勻焊接在隔斷套管(8)的下部管壁同一水平面上，所述橫向擋板距離返漿孔60cm;三塊下?lián)醢?13)均勻焊接在隔斷套管(8)的下部管壁同一水平面上；所述上擋板(11)和下?lián)醢?13)的間距10cm、且交錯(cuò)布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可實(shí)現(xiàn)分段固井的套管隔斷裝置，其特征在于:所述皮帶墊片(12)由厚度1mm的皮帶裁剪而成的圓環(huán)墊片。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可實(shí)現(xiàn)分段固井的套管隔斷裝置，其特征在于:所述隔斷網(wǎng)片(14)由孔徑1mm的鋼筋網(wǎng)片裁剪而成。
【文檔編號(hào)】E21B33/16GK204082088SQ201420376031
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】蘇海, 何宇雄, 張利軍, 姜濤, 白雁楠, 葉川, 喬鑫, 李云, 周建偉, 程萬里 申請(qǐng)人:山西潞安集團(tuán)余吾煤業(yè)有限責(zé)任公司