本發(fā)明涉及石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種籠套式鉆井堵漏裝置及鉆井堵漏方法。

背景技術(shù)：

鉆井工程中，井漏是鉆井液從井眼漏入地層的現(xiàn)象。井漏常發(fā)生在鉆井過(guò)程中或者起下鉆過(guò)程中，是石油天然氣鉆探過(guò)程中普遍存在、經(jīng)常遇到的復(fù)雜問(wèn)題。井漏引起的井下事故復(fù)雜，對(duì)鉆井、完井施工危害極大，一直是國(guó)內(nèi)外石油工程界非常關(guān)注的問(wèn)題。

鉆井作業(yè)中，一旦發(fā)生井漏，不僅延誤時(shí)間，損失鉆井液，損害油氣層，干擾地質(zhì)錄井工作，而且還可能引起井壁失穩(wěn)，導(dǎo)致井塌、卡鉆、井噴等一系列復(fù)雜情況與事故，甚至導(dǎo)致井眼報(bào)廢，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。當(dāng)漏失發(fā)生在井下產(chǎn)層處時(shí)，漏失的處理變得更加復(fù)雜化，若處理不當(dāng)很容易損害產(chǎn)層，影響投產(chǎn)后的產(chǎn)量，降低油層的開(kāi)采率。

發(fā)生井漏的三個(gè)條件是：第一、井筒內(nèi)的液柱壓力大于地層孔隙、裂縫或者溶洞中流體壓力，對(duì)地層存在正壓差。第二、地層中存在著漏失通道及較大的足夠容納鉆井液的空間。第三、漏失通道的開(kāi)口尺寸大于外來(lái)工作液中固相的粒徑。

在我國(guó)，早在20世紀(jì)60年代就開(kāi)始應(yīng)用堵漏材料處理井漏，并開(kāi)展了一些基礎(chǔ)研究工作。幾十年來(lái)，特別是近10多年來(lái)，堵漏材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用得到了較大的發(fā)展，在常規(guī)水泥堵漏和橋接材料堵漏的基礎(chǔ)上，發(fā)展了一些新型復(fù)合橋接堵漏劑、高效失水堵漏劑、暫堵劑、化學(xué)堵漏劑、單項(xiàng)壓力封閉劑等幾大類數(shù)十種堵漏材料。但是，這些堵漏材料存在以下不足：多數(shù)堵漏材料對(duì)產(chǎn)層有潛在的傷害性。另外，除水泥外，其他堵漏材料的堵漏強(qiáng)度不高，在鉆井中可能因高壓差被再次壓漏，還存在著施工周期長(zhǎng)、需反復(fù)施工等缺點(diǎn)。

目前，常用的堵漏方法是橋接堵漏和水泥堵漏。水泥堵漏工藝中，水泥漿封堵裂縫及溶洞漏失地層時(shí)，初、終凝時(shí)間難以掌握，施工風(fēng)險(xiǎn)大，極易發(fā)生高密度的水泥漿快速漏失及速凝水泥漿快速固化難題，導(dǎo)致鉆具固死及卡鉆等井下事故，造成很大經(jīng)濟(jì)損失。橋接堵漏主要是利用多種堵漏材料按一定比例配制堵漏漿，進(jìn)而堵塞裂縫、孔隙通道，通過(guò)架橋、支撐、連接、封堵、填充等作用來(lái)堵塞漏層，其關(guān)鍵技術(shù)在于堵漏劑中顆粒尺寸的分布是否和漏失通道直徑相匹配，然而在鉆井過(guò)程中，有時(shí)并不能準(zhǔn)確掌握漏失地層的裂縫寬度和孔隙尺寸，無(wú)法優(yōu)選和確定堵漏劑的配方，從而增加了施工的不確定性，降低了堵漏的成功率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可提高鉆井施工過(guò)程中，針對(duì)縫隙或小孔洞漏失泥漿工況堵漏成功率的籠套式鉆井堵漏裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：籠套式鉆井堵漏裝置，包括連續(xù)小油管、膨脹套、籠套和密封套，所述連續(xù)小油管與膨脹套相連，膨脹套呈密閉狀；籠套包括多根等長(zhǎng)的籠柱，以及將各根籠柱連接起來(lái)并形成呈圓柱狀的鎖緊圈，鎖緊圈至少兩圈，鎖緊圈的兩端分別設(shè)置適配棘輪、棘爪和卡子，棘輪和棘爪使得鎖緊圈只能脹大；密封套套于籠套外側(cè)，膨脹套位于籠套內(nèi)，并且膨脹套可膨脹的最大直徑大于籠套的直徑。

進(jìn)一步的是：所述鎖緊圈所在平面與籠柱的長(zhǎng)度方向互相垂直，各根籠柱相互平行。

進(jìn)一步的是：所述鎖緊圈通過(guò)卡子焊接連接與各籠柱的外側(cè)，相鄰兩個(gè)鎖緊圈的間距為400mm。

進(jìn)一步的是：所述膨脹套由多個(gè)相同的膨脹子套串聯(lián)而成，膨脹子套的兩端分別設(shè)置相適配的接頭，相鄰兩個(gè)膨脹子套由連接管連接，首端的膨脹子套與連續(xù)小油管相連，末端的膨脹子套通過(guò)堵塞密閉。

本發(fā)明還提供一種鉆井堵漏方法，解決鉆進(jìn)過(guò)程中遇到縫隙或小孔洞泥漿漏失工況時(shí)，采用現(xiàn)有堵漏方法堵漏成功率不高的問(wèn)題，采用的技術(shù)方案是：鉆井堵漏方法，通過(guò)上述任意一種籠套式鉆井堵漏裝置實(shí)施，包括以下步驟：

s1、檢測(cè)鉆井內(nèi)縫隙或小孔洞漏漿的深度及范圍，確定堵漏段的位置；

s2、對(duì)堵漏段進(jìn)行擴(kuò)修，擴(kuò)修后得到擴(kuò)修段，擴(kuò)修段井壁筒直徑大于原井壁筒的直徑，并且擴(kuò)修段的上下端分別超出堵漏段；

s3、根據(jù)堵漏段的長(zhǎng)度，取籠柱的長(zhǎng)度并下料，然后將鎖緊圈用卡子組焊在籠柱上，制得籠套；

s4、裁切密封套，使密封套的長(zhǎng)度與籠套的長(zhǎng)度一致，再將密封套滿套在籠套的外面；

s5、將膨脹套放于籠套內(nèi)，膨脹套與連續(xù)小油管相連；通過(guò)連續(xù)小油管向膨脹套內(nèi)充氣，使密封套、籠套、膨脹套全部貼緊，并且此時(shí)密封套的外徑小于鉆井套管的內(nèi)徑；

s6、利用連續(xù)小油管，將整個(gè)籠套從鉆井的井口送入至擴(kuò)修段，再通過(guò)連續(xù)小油管向膨脹套內(nèi)充氣，膨脹套膨脹，帶動(dòng)籠套和密封套擴(kuò)大，直到密封套的外徑達(dá)到擴(kuò)修段井壁筒的直徑；

s7、通過(guò)連續(xù)小油管對(duì)膨脹套進(jìn)行排氣減壓，并取出膨脹套和連續(xù)小油管；

s8、對(duì)擴(kuò)修段進(jìn)行水泥堵漏固化。

具體地，所述擴(kuò)修段井壁筒的直徑大于原井壁筒的直徑至少25mm，擴(kuò)修段的上下端分別超出堵漏段至少300mm。

本發(fā)明的有益效果是：利用密封套的張力和膨脹套在壓縮空氣作用下的膨脹力，能將整個(gè)籠套懸掛在連續(xù)小油管上，再通過(guò)連續(xù)小油管，能輕便、精準(zhǔn)地將膨脹套、籠套、密封套下送到鉆井的擴(kuò)修段；籠套的鎖緊圈兩端分別設(shè)置棘輪和棘爪，鎖緊圈只能擴(kuò)大而不能縮小，膨脹套繼續(xù)充氣的產(chǎn)生的膨脹力可輕松地將籠套和密封套鎖緊在修擴(kuò)段井壁筒上，達(dá)到堵漏的作用；膨脹套排氣收縮后取出，操作便捷；最后對(duì)漏失段進(jìn)行水泥堵漏固化，達(dá)到井下堵漏的目的，由于堵漏處已經(jīng)得到改善，可保證水泥堵漏的質(zhì)量，提高堵漏成功率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明籠套式鉆井堵漏裝置在使用過(guò)程中的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中a-a剖視圖。

圖3是圖2中b區(qū)域的局部放大圖。

圖中零部件、部位及編號(hào)：連續(xù)小油管1、膨脹套2、膨脹子套21、連接管22、堵塞23、籠套3、籠柱31、鎖緊圈32、棘輪32a、棘爪32b、卡子33、密封套4；擴(kuò)修段5、鉆井套管6。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明籠套式鉆井堵漏裝置，包括連續(xù)小油管1、膨脹套2、籠套3和密封套4，連續(xù)小油管1與膨脹套2相連，膨脹套2呈密閉狀，連續(xù)小油管1可向膨脹套2內(nèi)注氣、排氣，以實(shí)現(xiàn)膨脹套2的脹縮變化。膨脹套2可為一整體，或者如圖1所示，膨脹套2由多個(gè)相同的膨脹子套21串聯(lián)而成，膨脹子套21的兩端分別設(shè)置相適配的接頭，以便于按需要進(jìn)行串聯(lián)，相鄰兩個(gè)膨脹子套21由連接管22連接，其中首端的膨脹子套21與連續(xù)小油管1相連，末端的膨脹子套21通過(guò)堵塞23密閉，以保證整個(gè)膨脹套2的密閉性。

籠套3包括多根等長(zhǎng)的籠柱31，以及將各根籠柱31連接起來(lái)并形成呈圓柱狀的鎖緊圈32，鎖緊圈32至少兩圈，鎖緊圈32的兩端分別設(shè)置適配棘輪32a、棘爪32b和卡子33，棘輪32a和棘爪32b使得鎖緊圈32只能脹大，而不能縮小。鎖緊圈32所在平面與籠柱31的長(zhǎng)度方向互相垂直，各根籠柱31相互平行。如圖2和3，籠套3包括六根等長(zhǎng)的籠柱31，籠柱31相互平行，籠柱31通過(guò)鎖緊圈32連接形成籠套3，其中鎖緊圈32通過(guò)卡子33焊接連接于各籠柱31的外側(cè)。相鄰兩個(gè)鎖緊圈32的間距根據(jù)強(qiáng)度要求確定，例如相鄰兩個(gè)鎖緊圈32的間距為400mm。

密封套4套于籠套3外側(cè)，密封套4直接和鎖緊圈32接觸；膨脹套2放于籠套3內(nèi)，并且膨脹套2可膨脹的最大直徑大于籠套3的直徑。

本發(fā)明鉆井堵漏方法，通過(guò)上述實(shí)施例的籠套式鉆井堵漏裝置實(shí)施，包括以下步驟：

s1、檢測(cè)鉆井內(nèi)縫隙或小孔洞漏漿的深度及范圍，確定堵漏段的位置。

s2、對(duì)堵漏段進(jìn)行擴(kuò)修，擴(kuò)修后得到擴(kuò)修段5，擴(kuò)修段5設(shè)有對(duì)應(yīng)的井壁筒，擴(kuò)修段5的擴(kuò)修要求為：擴(kuò)修段5井壁筒直徑φ1大于原井壁筒的直徑φ2，并且擴(kuò)修段5的上下端分別超出堵漏段。如圖1，擴(kuò)修段5井壁筒的直徑φ1大于原井壁筒的直徑φ2至少25mm，擴(kuò)修段5的上下端分別超出堵漏段至少300mm，圖1中擴(kuò)修段5的上下端分別超出堵漏段

300mm。

s3、根據(jù)堵漏段的長(zhǎng)度，取籠柱31的長(zhǎng)度并下料，然后將鎖緊圈32用卡子33組焊在籠柱31上，制得籠套3。此時(shí)，籠套3的外徑小于鉆井套管6的內(nèi)徑φ4。

s4、裁切密封套4，使密封套4的長(zhǎng)度與籠套3的長(zhǎng)度一致，再將密封套4滿套在籠套3的外面。

s5、將膨脹套2放于籠套3內(nèi)，膨脹套2與連續(xù)小油管1相連；通過(guò)連續(xù)小油管1向膨脹套2內(nèi)充氣，使密封套4、籠套3、膨脹套2全部貼緊，形成一個(gè)整體，并且需要保證此時(shí)密封套4的外徑φ3小于鉆井套管6的內(nèi)徑φ4。膨脹套2由膨脹子套21串聯(lián)而成，根據(jù)籠套3的長(zhǎng)度串聯(lián)合適數(shù)量的膨脹子套21。

s6、利用連續(xù)小油管1，將整個(gè)籠套3從鉆井的井口送入至擴(kuò)修段5的井筒區(qū)，即下放到堵漏點(diǎn)。再通過(guò)連續(xù)小油管1繼續(xù)向膨脹套2內(nèi)充氣，膨脹套2繼續(xù)膨脹，帶動(dòng)籠套3和密封套4擴(kuò)大，鎖緊圈32的棘輪32a和棘爪32b錯(cuò)位擴(kuò)張，直到密封套4的外徑達(dá)到擴(kuò)修段5井壁筒的直徑φ1，停止充氣。膨脹套2充氣的產(chǎn)生的膨脹力可輕松地將籠套3和密封套4鎖緊在修擴(kuò)段井壁筒上，達(dá)到堵漏的作用；而且，籠套3和密封套4不能再次縮小。

s7、通過(guò)連續(xù)小油管1對(duì)膨脹套2進(jìn)行排氣減壓，再通過(guò)連續(xù)小油管1取出膨脹套2。

s8、對(duì)擴(kuò)修段5進(jìn)行水泥堵漏固化。由于堵漏處已經(jīng)得到改善，可保證水泥堵漏的質(zhì)量，提高堵漏成功率。