一种小井眼完井管柱及施工方法转让专利

申请号 : CN201910227065.2

文献号 : CN110080688B

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发明人 : 田启忠郝金克戴荣东侯业贵于少卿王锴陈丽媛惠伟王健蒲业

申请人 : 中国石油化工股份有限公司中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院

摘要 :

本发明是一种小井眼完井管柱及施工方法,尤其适用于石油工业的侧钻井,能够提高小井眼井的固井质量。本完井管柱中的尾管悬挂器、液压扶正器、球座、浮箍和泥饼清除器自上而下通过小套管依次连接;液压扶正器的中心管和支撑套的管体上分别设有进液孔一和进液孔二,液缸套设有泄压孔,液压扶正器能够形成两级液压装置,铰链连接在下活塞套与下接头之间;泥饼清除器中设有钻井液循环通道和旋转刮削机构,旋转刮削机构中的刮削块能够在芯轴的外面自由转动。本完井管柱通过液压扶正器能够在小井眼中居中,底部的泥饼清除器能够有效清除裸眼井壁的泥饼,显著提高了井壁的清洗效果并能够跟常规的尾管固井施工工艺结合,现场适应性强,使用效果显著。

权利要求 :

1.一种小井眼完井管柱,包括尾管悬挂器(1)、小套管(4)、球座(6)和浮箍(7),其特征是,完井管柱中还设有液压扶正器(5)和泥饼清除器(8),尾管悬挂器(1)、液压扶正器(5)、球座(6)、浮箍(7)和泥饼清除器(8)自上而下通过小套管(4)依次连接;液压扶正器(5)中的中心管(5.8)和支撑套(5.12)的管体上分别设有进液孔一(5.9)和进液孔二(5.17),液缸套(5.10)设有泄压孔(5.11);液压扶正器(5)中的上接头(5.1)、止退套(5.2)、中心管(5.8)、支撑套(5.12)和下接头(5.16)依次连接,外面安装着锁环压帽(5.5)、上活塞套(5.6)、液缸套(5.10)和下活塞套(5.13);在止退套(5.2)、液缸套(5.10)和下活塞套(5.13)中安装密封圈(5.7),能够形成两级液压装置;锁环压帽(5.5)通过剪钉(5.3)与止退套(5.2)连接,锁环压帽(5.5)中部内圆下端面与上活塞套(5.6)的上端面之间形成的凹槽内装有锁环(5.4),所述锁环(5.4)的内圆设有止退螺纹与止退套(5.2)中部外圆的止退螺纹配合,使锁环(5.4)只能向下运动,不能向上退回;铰链(5.15)连接在下活塞套(5.13)与下接头(5.16)之间;泥饼清除器(8)的下部是引鞋(8.13),泥饼清除器(8)中设有钻井液循环通道,主要由刮削块(8.6)和芯轴(8.2)构成的旋转刮削机构以及连接在提升接头(8.1)与引鞋(8.13)之间的止回座(8.8)组成,止回座(8.8)的本体下部设有循环孔(8.11)、本体下端与引鞋(8.13)通过油管螺纹连接;旋转刮削机构中的刮削块(8.6)能够在芯轴(8.2)的外面自由转动。

2.如权利要求1所述的一种小井眼完井管柱,其特征是,所述液压扶正器(5)在完井管柱中至少连接一套,连接在球座(6)、浮箍(7)与泥饼清除器(8)之间的小套管(4)仅连接一根,连接在液压扶正器(5)之间以及液压扶正器(5)与球座(6)和尾管悬挂器(1)之间的小套管(4)的数量在一根以上;完井管柱中的液压扶正器(5)和泥饼清除器(8)的外径均小于小井眼(3)的井径。

3.如权利要求1或2所述的一种小井眼完井管柱,其特征是,所述液压扶正器(5)中的上接头(5.1)与止退套(5.2)、中心管(5.8)、支撑套(5.12)和下接头(5.16)依次螺纹连接,止退套(5.2)的上部螺纹、上接头(5.1)中的螺纹以及下接头(5.16)的下部螺纹均是套管螺纹;上活塞套(5.6)的上部外圆与锁环压帽(5.5)螺纹连接、下部内圆与液缸套(5.10)螺纹连接,液缸套(5.10)的下部内圆与下活塞套(5.13)的上部外圆螺纹连接。

4.如权利要求3所述的一种小井眼完井管柱,其特征是,所述止退套(5.2)、中心管(5.8)、支撑套(5.12)和下接头(5.16)连接后形成的内通径与小套管(4)的内通径相同。

5.如权利要求3所述的一种小井眼完井管柱,其特征是,所述下活塞套(5.13)的下端面和下接头(5.16)的上端面均设有凸出的插接座;铰链(5.15)设有两个链节,一个链节的两端均设有连接耳,另一个链节的一端是连接耳、另一端是插接座,两个链节的连接耳与插接座插接并通过销轴(5.14)连接,铰链(5.15)两端的连接耳与下活塞套(5.13)和下接头(5.16)中的插接座通过销轴(5.14)连接;铰链(5.15)的总长度等于上活塞套(5.6)位于上死点时、下活塞套(5.13)与下接头(5.16)之间的距离,连接在支撑套(5.12)外部的铰链(5.15)至少设有三条。

6.如权利要求5所述的一种小井眼完井管柱,其特征是,所述进液孔一(5.9)设在中心管(5.8)的上端、与液缸套(5.10)的上端面平齐,液缸套(5.10)套装在中心管(5.8)的外部并设有内外两道密封圈(5.7)与下部外圆装有密封圈(5.7)的止退套(5.2)构成第一级液压装置;下活塞套(5.13)上部外圆与液缸套(5.10)下端螺纹连接、其螺纹连接处由密封圈(5.7)密封,下活塞套(5.13)套装在支撑套(5.12)外部,支撑套(5.12)上端开有进液孔二(5.17),该进液孔二(5.17)与下活塞套(5.13)的上端面平齐,下活塞套(5.13)上部设有内外两道密封圈(5.7)与下部外圆装有密封圈(5.7)的中心管(5.8)构成第二级液压装置;液缸套(5.10)中部内圆台阶与中心管(5.8)的外圆台阶形成密闭空间,泄压孔(5.11)开设在液缸套(5.10)中部内圆台阶的下方。

7.如权利要求1所述的一种小井眼完井管柱,其特征是,所述泥饼清除器(8)的旋转刮削机构还设有压帽(8.3)、旋转套(8.4)和小弹簧(8.5),旋转套(8.4)的外圆设有刮削块安装槽,该刮削块安装槽是轴向槽、至少设置三个,刮削块(8.6)的内壁设有盲孔,小弹簧(8.5)安装在该盲孔与刮削块安装槽的底面之间;压帽(8.3)设有两个、对称安装在旋转套(8.4)的两端,两个压帽(8.3)均与旋转套(8.4)螺纹连接、将刮削块(8.6)安装在旋转套(8.4)的刮削块安装槽中,旋转套(8.4)和压帽(8.3)均套装在芯轴(8.2)的外面;刮削块(8.6)的外弧面设有能够与外弧面上下两侧相接的螺旋刮片,在该螺旋刮片两侧的刮削块(8.6)的板体上设置排液孔(8.7)。

8.如权利要求7所述的一种小井眼完井管柱,其特征是,所述旋转套(8.4)外部的刮削块(8.6)至少安装三套,旋转套(8.4)上部的压帽(8.3)的上端面与提升接头(8.1)的下端面顶靠,起止推轴承的作用,旋转套(8.4)下部的压帽(8.3)的下端面与芯轴(8.2)下部的外圆台阶相配合,也起止推轴承的作用;旋转刮削机构在泥饼清除器(8)中至少连接一套,芯轴(8.2)下端外圆设有油管螺纹,提升接头(8.1)上端内圆设有油管螺纹,使旋转刮削机构与旋转刮削机构之间能够通过油管螺纹串联,最下端的旋转刮削机构与止回座(8.8)通过油管螺纹连接。

9.如权利要求1或8所述的一种小井眼完井管柱,其特征是,所述止回座(8.8)内设有向下的锥形密封面,该锥形密封面与清除器密封球(8.9)相配合。

10.如权利要求9所述的一种小井眼完井管柱,其特征是,所述引鞋(8.13)的上部与止回座(8.8)通过油管螺纹连接、中部内圆设有弹簧座装配台阶,在该弹簧座装配台阶下方的本体上设有循环孔(8.11),止回座(8.8)和引鞋(8.13)中的循环孔(8.11)至少设有三个。

11.如权利要求10所述的一种小井眼完井管柱,其特征是,在止回座(8.8)和引鞋(8.13)中的循环孔(8.11)是与止回座(8.8)和引鞋(8.13)的本体轴线成30度-45度向上倾斜设置的斜孔,同时相对于止回座(8.8)和引鞋(8.13)的径线,循环孔(8.11)的轴线又均以相同的方向偏向止回座(8.8)和引鞋(8.13)的径线一侧。

12.如权利要求11所述的一种小井眼完井管柱,其特征是,在所述止回座(8.8)下端面与引鞋(8.13)的弹簧座装配台阶之间装有弹簧座(8.12),弹簧座(8.12)是⊥型座,⊥型座的上部筒体设有轴向竖槽、下部盘体中设有液流孔或槽,下部盘体的下端外壁卡于弹簧座装配台阶的中心孔内;⊥型座的上部筒体外套装大弹簧(8.10),清除器密封球(8.9)安装在大弹簧(8.10)与止回座(8.8)的锥形密封面之间;弹簧座(8.12)的⊥型座中的轴向竖槽和下部盘体中的液流孔或槽以及循环孔(8.11)构成钻井液循环通道。

13.施工方法,用于权利要求11所述的一种小井眼完井管柱,是:

A、在原井筒套管(2)中侧钻小井眼(3),下入完井管柱;

B、完井管柱下至设计井深后,开泵循环钻井液,循环充分后,投入球座密封球,小排量泵送球座密封球至球座(6)上;

C、地面向完井管柱内打压至9MPa-11MPa,启动尾管悬挂器(1),同时下压完井管柱使尾管悬挂器(1)充分坐封;

D、继续打压至14MPa-16MPa并稳压4min-7min,坐封液压扶正器(5);

E、液压扶正器(5)坐封完成后,继续打压至17MPa-19MPa,打掉球座(6)中的球座密封球,建立钻井液循环通道后停泵,上提钻柱,使中和点落在尾管悬挂器(1)的顶部;

F、正转钻柱30~50圈倒扣丢手完井管柱,判断丢手成功后再次用钻柱回接完井管柱开始固井施工;

G、首先替入冲洗液,冲洗液顶开完井管柱下端浮箍(7)的浮箍密封球和泥饼清除器(8)的清除器密封球(8.9)、通过循环孔(8.11)进入完井管柱与小井眼(3)之间的环空并形成旋流,将原井筒套管(2)和小井眼(3)内的钻井液顶替出来;

H、冲洗完成后注入水泥浆,水泥浆注完后释放钻杆胶塞,钻杆胶塞下行与尾管悬挂器(1)的空心胶塞复合后继续下行,到达球座6实现碰压,注水泥结束;

I、井口泄压,起钻候凝。

说明书 :

一种小井眼完井管柱及施工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及石油工业小井眼井的完井管柱和施工工艺,特别是一种小井眼完井管柱及施工方法,尤其适用于侧钻井,能够提高小井眼井的固井质量。

背景技术

[0002] 侧钻井具有投资少、建井周期短、见效快等技术优势,成为各油田老区增储上产的重要手段,侧钻井等小井眼完井主要有套管固井完井、筛管顶部注水泥完井、悬挂筛管完井等完井方式,其中套管固井完井方式应用规模最大,占主导地位,但经过固井质量统计分析,侧钻井固井质量普遍偏低,管外窜槽等问题严重影响了侧钻井正常生产。其原因主要为:一、侧钻井井眼小,但为了后期生产作业方便,各油田普遍追求大通径套管完井,这就造成套管与井眼环空间隙小,套管扶正器下入较困难。为避免套管下入过程中遇到卡阻,侧钻井的完井管柱中普遍不安放套管扶正器、套管不能居中,这就使注水泥前驱替钻井液时,套管偏心导致钻井液驱替不彻底、形成钻井液滞留区,注水泥后会形成混浆带,水泥石胶结质量差,严重影响固井质量。二、由于套管与井眼环空间隙小,受循环排量限制,固井时冲洗液顶替达不到紊流状态,井壁泥饼清洗效率低,水泥浆被泥饼阻隔,无法与地层接触,固井候凝后,泥饼收缩,与水泥石产生微缝隙,造成固井第二界面胶结质量差。
[0003] 申请号2012203897068的中国专利公布了“一种可提高固井质量的旋流套管扶正器”,该工具包括扶正器本体,扶正器本体上加工有扶正带和V形循环流道,扶正带上安装有减阻滚轮,保证套管的顺利下入及固井时套管居中,降低套管下入过程中的摩阻。由于采用了扶正器本体上加工V形循环流道的方式,因此在钻井液循环时可以达到明显的旋流效果,进而保证了固井前井眼处于良好的净化条件,提高了水泥胶结质量。但该技术存在以下不足:扶正带外径大于完井套管本体,在侧钻井等小井眼中下入极为困难,容易遇到卡阻,完井管柱下不到位。
[0004] 申请号为2012103595062的中国专利公布了“液压套管扶正器”,通过在一根中心管上加装液缸、活塞、斜板和扶正臂等机构,注完水泥后在套管内蹩压,活塞推动斜板移动,斜板的移动强行向外推动扶正臂支向井壁,强制套管串居中,有效保证套管居中,保证套管与井眼之间的水泥环厚度均匀,从而提高固井质量。该技术存在以下不足:1、本发明不能用于小井眼井;2、只能在注完水泥后憋压推开扶正臂,注水泥之前驱替钻井液的过程中套管柱一直处于偏心状态,钻井液驱替不彻底,依然存在钻井液滞留区,注水泥后会形成混浆带,此时再使套管居中,即使套管与井眼环空间隙均匀,也会存在混浆带,严重影响水泥石胶结质量;3、该扶正器只设计有一组液缸,液压作用截面积小,产生的推力很小,仅能用于直井中的套管扶正,难以满足大斜度井和水平井中的套管扶正要求。
[0005] 《石油钻采工艺》2015年第37卷第4期,发表的技术论文“水平井固井液压式套管扶正器的改进与应用”提供了一种液压式套管扶正器,主要由中心管、液缸、活塞、止退环、扶正片、扶正块等组成,其工作原理是工具下入到位后打压,液压力推动活塞运动,从而推起扶正片,将套管抬起居中。工具上设有止退结构,防止扶正片回弹,保证扶正效果。该液压扶正器可以在注水泥之前扶正套管,提高钻井液驱替效果,但是仍存在以下不足:1、内通径比套管柱小,内腔中存在台阶,生产作业施工时下入作业工具会受到很多限制;2、外形尺寸大,其最小尺寸系列的139.7mm套管扶正器,最大外径达到185mm,远远不能满足侧钻井等小井眼的使用要求,到目前为止还没有一种能够适应小井眼井完井管柱的扶正器;3、采用单级推力液缸,要想达到理想的套管居中效果需要的液压压差大,与现场固井施工工艺不匹配。
[0006] 为提高侧钻井等小井眼的固井质量,需要发明一种适用于小井眼的完井管柱及施工方法,能够使完井管柱在小井眼中居中,以扩大侧钻井等小井眼技术的应用领域,达到降本增效的开发效果。

发明内容

[0007] 本发明的目的是提供一种小井眼完井管柱及施工方法,解决目前小井眼井完井管柱套管不居中、固井质量差的问题,提高完井管柱套管居中的效果,提高固井质量,为小井眼井完井后的正常生产奠定基础。
[0008] 为达上述目的,本发明的技术方案是:
[0009] 一种小井眼完井管柱,包括尾管悬挂器、小套管、球座和浮箍,完井管柱中还设有液压扶正器和泥饼清除器,尾管悬挂器、液压扶正器、球座、浮箍和泥饼清除器自上而下通过小套管依次连接;液压扶正器中的中心管和支撑套的管体上分别设有进液孔一和进液孔二,液缸套设有泄压孔;液压扶正器中的上接头、止退套、中心管、支撑套和下接头依次连接,外面安装上活塞套、液缸套和下活塞套,在止退套、液缸套和下活塞套中安装密封圈,能够形成两级液压装置,铰链连接在下活塞套与下接头之间;泥饼清除器中设有钻井液循环通道,泥饼清除器的下部是引鞋,主要由刮削块和芯轴构成的旋转刮削机构以及止回座连接在提升接头与引鞋之间,旋转刮削机构中的刮削块能够在芯轴的外面自由转动。
[0010] 一种小井眼完井管柱的施工方法,是:
[0011] A、在原井筒套管中侧钻小井眼,下入完井管柱;
[0012] B、完井管柱下至设计井深后,开泵循环钻井液,循环充分后,投入球座密封球,小排量泵送球座密封球至球座上;
[0013] C、地面向完井管柱内打压至9MPa-11MPa,启动尾管悬挂器,同时下压完井管柱使尾管悬挂器充分坐封;
[0014] D、继续打压至14MPa-16MPa并稳压4min-7min,坐封液压扶正器;
[0015] E、液压扶正器坐封完成后,继续打压至17MPa-19MPa,打掉球座中的球座密封球,建立钻井液循环通道后停泵,上提钻柱,使中和点落在尾管悬挂器的顶部;
[0016] F、正转钻柱30~50圈倒扣丢手完井管柱,判断丢手成功后再次用钻柱回接完井管柱开始固井施工;
[0017] G、首先替入冲洗液,冲洗液顶开完井管柱下端浮箍的浮箍密封球和泥饼清除器的清除器密封球、通过循环孔进入完井管柱与小井眼之间的环空并形成旋流,将原井筒套管和小井眼内的钻井液顶替出来;
[0018] H、冲洗完成后注入水泥浆,水泥浆注完后释放钻杆胶塞,钻杆胶塞下行与尾管悬挂器的空心胶塞复合后继续下行,到达球座实现碰压,注水泥结束;
[0019] I、井口泄压,起钻候凝。
[0020] 本发明的显著使用效果是:本发明能够显著提高小井眼井的固井质量,主要体现在以下方面:一、完井管柱能够在小井眼中居中,底部的泥饼清除器能够有效清除裸眼井壁的泥饼,显著提高了井壁的清洗效果,钻井液能够被驱替干净;固井时水泥浆与地层能够充分接触,不会与水泥浆形成混浆带,能有效提高固井第二界面的胶结质量。二、液压扶正器的本体外径小于小井眼井的井径和常规扶正器,能够在侧钻井等小井眼中顺利下入,减少了管柱遇阻风险,并且设计有双级液压装置,相同的压差能产生加倍的侧向支撑力,能够在大斜度井和水平井中克服管柱自重、有效对完井管柱扶正,提高了小套管管柱的居中度,从而有效提高钻井液顶替效率,最终能有效提高水泥环胶结质量。三、完井管柱居中后,井眼环空间隙均匀,形成的水泥环厚度较现有技术显著均匀,能有效提高固井质量。四、井壁的泥饼被刮削干净,水泥浆能够与地层充分接触,有效提高了固井第二界面的胶结质量,能有效避免管外窜槽,为下步的正常生产奠定良好的使用基础并能够避免后续相关的修井作业施工。五、由于本完井管柱中连接的部件外径尺寸小于小井眼井的井径尺寸,能够跟常规的尾管固井施工工艺结合,现场适应性强,更容易大规模推广应用。综上所述,本发明具有显著的使用效果并能产生显著的经济效益。

附图说明

[0021] 图1为本发明完井管柱的结构示意图。
[0022] 图2为完井管柱中液压扶正器的结构示意图。
[0023] 图3为完井管柱中泥饼清除器的结构示意图。

具体实施方式

[0024] 以下结合附图详述本发明,并非限制本发明的保护范围。以下所述仅为本发明的较佳实施例,其他运用本发明的等效变化,均应属于本发明的保护范围。
[0025] 参见图1到图3,一种小井眼完井管柱包括尾管悬挂器1、小套管4、球座6和浮箍7,完井管柱中还设有液压扶正器5和泥饼清除器8,尾管悬挂器1、液压扶正器5、球座6、浮箍7和泥饼清除器8自上而下通过小套管4依次连接;液压扶正器5中的中心管5.8和支撑套5.12的管体上分别设有进液孔一5.9和进液孔二5.17,液缸套5.10设有泄压孔5.11;液压扶正器5中的上接头5.1、止退套5.2、中心管5.8、支撑套5.12和下接头5.16依次连接,外面安装上活塞套5.6、液缸套5.10和下活塞套5.13,在止退套5.2、液缸套5.10和下活塞套5.13中安装密封圈5.7,能够形成两级液压装置,铰链5.15连接在下活塞套5.13与下接头5.16之间;泥饼清除器8中设有钻井液循环通道,泥饼清除器8的下部是引鞋8.13,主要由刮削块8.6和芯轴8.2构成的旋转刮削机构以及止回座8.8连接在提升接头8.1与引鞋8.13之间,旋转刮削机构中的刮削块8.6能够在芯轴8.2的外面自由转动。
[0026] 所述液压扶正器5在完井管柱中至少连接一套,连接在球座6、浮箍7与泥饼清除器8之间的小套管4仅连接一根,连接在液压扶正器5之间以及液压扶正器5与球座6和尾管悬挂器1之间的小套管4的数量在一根以上;完井管柱中的液压扶正器5和泥饼清除器8的外径均小于小井眼3的井径。
[0027] 所述液压扶正器5中的上接头5.1与止退套5.2、中心管5.8、支撑套5.12和下接头5.16依次螺纹连接,止退套5.2的上部螺纹、上接头5.1中的螺纹以及下接头5.16的下部螺纹均是套管螺纹;上活塞套5.6的上部外圆与锁环压帽5.5螺纹连接、下部内圆与液缸套
5.10螺纹连接,液缸套5.10的下部内圆与下活塞套5.13的上部外圆螺纹连接;锁环压帽5.5通过剪钉5.3与止退套5.2连接,锁环压帽5.5中部内圆下端面与上活塞套5.6的上端面之间形成的凹槽内装有锁环5.4。
[0028] 所述锁环5.4的内圆设有止退螺纹与止退套5.2中部外圆的止退螺纹配合,使锁环5.4只能向下运动,不能向上退回;止退套5.2、中心管5.8、支撑套5.12和下接头5.16连接后形成的内通径与小套管4的内通径相同。液压扶正器5与小套管4的内通径一致,能够方便后续作业,保证作业工具顺利下入。
[0029] 所述下活塞套5.13的下端面和下接头5.16的上端面均设有凸出的插接座;铰链5.15设有两个链节,一个链节的两端均设有连接耳,另一个链节的一端是连接耳、另一端是插接座,两个链节的连接耳与插接座插接并通过销轴5.14连接,铰链5.15两端的连接耳与下活塞套5.13和下接头5.16中的插接座通过销轴5.14连接;铰链5.15的总长度等于上活塞套5.6位于上死点时、下活塞套5.13与下接头5.16之间的距离,连接在支撑套5.12外部的铰链5.15至少设有三条。初始安装时,铰链5.15紧贴于支撑套5.12的外圆上,其外径与液压扶正器5的本体外径一致,有利于液压扶正器5顺利下入小井眼3中。
[0030] 所述进液孔一5.9设在中心管5.8的上端、与液缸套5.10的上端面平齐,液缸套5.10套装在中心管5.8的外部并设有内外两道密封圈5.7与下部外圆装有密封圈5.7的止退套5.2构成第一级液压装置;下活塞套5.13上部外圆与液缸套5.10下端螺纹连接、其螺纹连接处由密封圈5.7密封,下活塞套5.13套装在支撑套5.12外部,支撑套5.12上端开有进液孔二5.17,该进液孔二5.17与下活塞套5.13的上端面平齐,下活塞套5.13上部设有内外两道密封圈5.7与下部外圆装有密封圈5.7的中心管5.8构成第二级液压装置;液缸套5.10中部内圆台阶与中心管5.8的外圆台阶形成密闭空间,泄压孔5.11开设在液缸套5.10中部内圆台阶的下方。使密闭空间内的液体能够通过泄压孔5.11排出,有利于液缸套5.10顺利下行。
本管柱内部打液压时,通过进液孔一5.9作用在液缸套5.10的上端面上,推动液缸套5.10下行;同时管柱内部打压的液体,通过进液孔二5.17作用在下活塞套5.13的上端面上,推动下活塞套5.13下行,该液压作用力与第一级液压装置的液压作用力叠加,使同样的压差能产生双倍的液压推力,提高了液压扶正器5的坐封力。
[0031] 所述泥饼清除器8的旋转刮削机构还设有压帽8.3、旋转套8.4和小弹簧8.5,旋转套8.4的外圆设有刮削块安装槽,该刮削块安装槽是轴向槽、至少设置三个,刮削块8.6的内壁设有盲孔,小弹簧8.5安装在该盲孔与刮削块安装槽的底面之间;压帽8.3设有两个、对称安装在旋转套8.4的两端,两个压帽8.3均与旋转套8.4螺纹连接、将刮削块8.6安装在旋转套8.4的刮削块安装槽中,旋转套8.4和压帽8.3均套装在芯轴8.2的外面;刮削块8.6的外弧面设有能够与外弧面上下两侧相接的螺旋刮片,在该螺旋刮片两侧的刮削块8.6的板体上设置排液孔8.7,使刮削块安装槽内的液体能够通过排液孔8.7排出。当遇到井径变小的井段时,刮削块8.6压缩小弹簧8.5后内陷,以防止管柱遇阻,排液孔8.7排出刮削块安装槽内的液体有利于刮削块8.6向内收缩。
[0032] 所述旋转套8.4外部的刮削块8.6至少安装三套,旋转套8.4上部的压帽8.3的上端面与提升接头8.1的下端面顶靠,起止推轴承的作用,旋转套8.4下部的压帽8.3的下端面与芯轴8.2下部的外圆台阶相配合,也起止推轴承的作用;旋转刮削机构在泥饼清除器8中至少连接一套,芯轴8.2下端外圆设有油管螺纹,提升接头8.1上端内圆设有油管螺纹,使旋转刮削机构与旋转刮削机构之间能够通过油管螺纹串联,最下端的旋转刮削机构与止回座8.8通过油管螺纹连接,在泥饼清除器8中连接多套旋转刮削机构可进一步提高泥饼清除效果。
[0033] 所述止回座8.8内设有向下的锥形密封面,该锥形密封面与清除器密封球8.9相配合;止回座8.8的本体下部设有循环孔8.11、本体下端与引鞋8.13通过油管螺纹连接。
[0034] 所述引鞋8.13的上部与止回座8.8通过油管螺纹连接、中部内圆设有弹簧座装配台阶,在该弹簧座装配台阶下方的本体上设有循环孔8.11,止回座8.8和引鞋8.13中的循环孔8.11至少设有三个。
[0035] 在所述止回座8.8和引鞋8.13中的循环孔8.11是与止回座8.8和引鞋8.13的本体轴线成30度-45度向上倾斜设置的斜孔,同时相对于止回座8.8和引鞋8.13的径线,循环孔8.11的轴线又均以相同的方向偏向止回座8.8和引鞋8.13的径线一侧。循环孔8.11是既上斜又能够向左或向右偏斜的斜孔,钻井液循环时能够产生旋流效果,固井施工顶替钻井液时能够提高冲洗效率。
[0036] 在所述止回座8.8下端面与引鞋8.13的弹簧座装配台阶之间装有弹簧座8.12,弹簧座8.12是⊥型座,⊥型座的上部筒体设有轴向竖槽、下部盘体中设有液流孔或槽,下部盘体的下端外壁卡于弹簧座装配台阶的中心孔内;⊥型座的上部筒体外套装大弹簧8.10,清除器密封球8.9安装在大弹簧8.10与止回座8.8的锥形密封面之间,大弹簧8.10能够将清除器密封球8.9顶紧在止回座8.8的锥形密封面上,使液体不能倒流;弹簧座8.12的⊥型座中的轴向竖槽和下部盘体中的液流孔或槽以及循环孔8.11构成钻井液循环通道。
[0037] 下面以侧钻井为例,说明本完井管柱的施工方法。
[0038] 用于一种小井眼完井管柱的施工方法,是:
[0039] A、在原井筒套管2中侧钻小井眼3,下入完井管柱;管柱下入过程中,泥饼清除器8上的刮削片8.6支撑在小井眼3的裸眼井壁上刮削泥饼,刮削泥饼的同时旋转套8.4在芯轴8.2上转动防止被泥饼糊住。当遇到井径小的井段时,刮削片8.6向内回缩,防止管柱被卡;
另外,液压套管扶正器5上的铰链5.15紧贴在支撑套5.12的外圆上,保持与扶正器钢体外径一致,防止完井管柱被卡。
[0040] B、完井管柱下至设计井深后,开泵循环钻井液,将泥饼清除器8刮下的泥饼等污物循环带出井筒外,循环充分后,投入球座密封球,小排量泵送球座密封球至球座6上,球座6以上的管柱内形成密闭空间。
[0041] C、地面向完井管柱内打压至9MPa-11MPa,启动尾管悬挂器1,同时下压完井管柱使尾管悬挂器1充分坐封。
[0042] D、继续打压至14MPa-16MPa并稳压4min-7min,坐封液压扶正器5;此时液压扶正器5中的进液孔一5.9和进液孔二5.17传递液压,分别作用在第一级液压装置的液缸套5.10的上端面和第二级液压装置的下活塞套5.13的上端面上,向下的液压推力通过上活塞套5.6传递至锁环压帽5.5,剪断剪钉5.3。此时锁环压帽5.5、上活塞套5.6、液缸套5.10和下活塞套5.13同时下行,将铰链5.15向外推开支撑在井壁上,从而迫使完井管柱居中,液压扶正器5坐封到位后,锁环5.4锁紧在止退套5.2的止退螺纹上,确保坐封的可靠性。
[0043] E、液压扶正器5坐封完成后,继续打压至17MPa-19MPa,打掉球座6中的球座密封球,建立钻井液循环通道后停泵,上提钻柱,使中和点落在尾管悬挂器1的顶部;球座密封球落入下方的球筐后,管柱内的压力突降,证明钻井液循环通道已建立。
[0044] F、正转钻柱30~50圈倒扣丢手完井管柱,判断丢手成功后再次用钻柱回接完井管柱开始固井施工;
[0045] G、首先替入冲洗液,冲洗液顶开完井管柱下端浮箍7的浮箍密封球和泥饼清除器8的清除器密封球8.9、通过循环孔8.11进入完井管柱与小井眼3之间的环空并形成旋流,将原井筒套管2和小井眼3内的钻井液顶替出来;由于完井管柱被液压扶正器5扶正居中,完井管柱与小井眼3之间的环形间隙比较均匀,环空中流体的流速相对也比较均匀,钻井液会被冲洗液充分地驱替干净,不会形成钻井液滞留区。
[0046] H、冲洗完成后注入水泥浆,水泥浆注完后释放钻杆胶塞,钻杆胶塞下行与尾管悬挂器1的空心胶塞复合后继续下行,到达球座6实现碰压,注水泥结束。
[0047] I、井口泄压,起钻候凝。此时,完井管柱中泥饼清除器8的清除器密封球8.9顶在止回座8.8的锥形密封面上,防止水泥浆回流,起到浮鞋的作用,另外,浮箍7也是反向球座结构,也能够防止水泥浆回流。
[0048] 上面叙述的实施例仅仅为典型实施例,但本发明不仅限于这些实施例,本领域的技术人员可以在不偏离本发明的精神和启示下做出修改。本文所公开的方案可能存在很多变更、组合和修改,且都在本发明的范围内,因此,保护范围不仅限于上文的说明。