全井反循环打捞工艺

摘要

本发明涉及一种应用于打捞井下落物(8)的全井反循环打捞工艺及配套装置。主要是利用压缩空气为动力，建立全井反液循环系统，使井底落物，随钻井液反液循环被抽汲进打捞篮并打捞到地面。特征是：所采用的打捞钻柱从上至下依次连接为水龙头、双层注气接头、双壁钻杆、混气器、钻杆和打捞篮。压缩空气通过高压进气软管、双层注气接头、双壁钻杆和混气器进入钻杆内。建立钻井液反液循环，将井底落物打捞上来。有益效果是：提供了一种有效打捞井底落物的方法；有降低了钻井液密度，减轻钻井液对地层的压力，减少钻井液对油层的污染。

权利要求

1.一种应用于油田钻井过程中，打捞井下落物(8)的全井反循环

打捞工艺方法，其特征在于：

1)将打捞篮(9)连接在钻杆(6)下部，下入井内；

2)钻杆(6)上部连接混气器(5)，下入井内；

3)混气器(5)的上部连接双壁钻杆(4)，下入井内，双壁钻杆(4)长度在10～1000米之间；

4)双壁钻杆(4)上部连接双层注气接头(1)，双层注气接头(1)并连接高压进气软管(2)、空气压缩机(3)；

5)双层注气接头(1)上部接水龙头(14)、水龙带(12)；

6)泥浆罐(11)内装入钻井液(10)，并通过水管(13)将钻井液(10)导入套管(7)与打捞钻柱之间的环空；

7)开空气压缩机(3)，压缩空气的压强为0.5～10兆帕之间，流量在1～20立方米每分钟之间，压缩空气通过高压进气软管(2)、双层注气接头(1)、双壁钻杆(4)和混气器(5)，并进入双壁钻杆(4)内；

8)下放打捞钻柱，使打捞篮(9)下部靠近井底，井底落物(8)被反循环的钻井液(10)冲入打捞篮(9)；

9)关闭空气压缩机(2)，停止压气，起出打捞钻柱，取出打捞篮(9)内的井下落物(8)，上述方法所采用的配套装置有钻机，水龙头(14)连接水龙带(12)，并通过水龙带(12)连接泥浆罐(11)，泥浆罐(11)上有水管(13)连接井口，地面设备还有空气压缩机(3)、高压进气软管(2)，其特征在于：所采用的打捞钻柱从上至下依次连接为水龙头(14)、双层注气接头(1)、双壁钻杆(4)、混气器(5)、钻杆(6)，双壁钻杆(4)的长度为10～1000米之间，双层注气接头(1)连接高压进气软管(2)并通过高压进气软管(2)与空气压缩机(3)连接，双壁钻杆(4)的外管两端有连接螺纹，内管固定在外管内，内管与外管之间有通道，内管两端有连接密封件，混气器(5)的外管两端有连接螺纹，其内壁分布有通孔，通孔直径在0.5～5毫米之间，所述的打捞篮(9)形状为圆筒状，其上部有连接钻杆的螺纹，下部有3～12个爪(15)，爪关闭后爪与爪之间有5～20毫米的间隙。

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于石油钻探技术领域中，是一种打捞井底落物的工艺方法，特别是涉及一种打捞井底小件落物，如钻头牙轮、牙掌、轴承、钳牙、螺母等，是一种利用压缩空气为动力，建立全井反循环系统，使井底落物，被反循环的钻井液抽汲到钻杆内的工艺，以及为完成该打捞工艺所使用配套设备组合方案。

背景技术

在石油开钻井过程中，井下落物事故时常发生。落物在数千米井底，影响钻头切削不能继续钻进，甚至引起更严重的钻井事故。长期以来，工程技术人员为打捞井底落物采用了许多技术方案，设计多种打捞工具。如中国专利申请号为01262090的井下多用打捞工具、申请号为96206131钻井用磁力打捞器、申请号为99241985强制反循环打捞器等。这些种打捞工具在打捞井下落物中起到较好作用。但是这些打捞工具设计复杂，主要是依靠井下工具将落物打捞上来。打捞能力差，效率低，工具易失效，造成打捞失败。比如工具的水眼堵塞，会造成憋泵事故。

发明内容

本发明的目的是：为了克服打捞工具打捞能力差，效率底，设计复杂，在井下打捞过程中容易造成失零，使打捞工作不能进行的不足，提供一种全井反循环打捞工艺及配套装置，从改变钻井液的循环方向，使井底落物随反循环的钻井液进人钻杆内，成功打捞井下落物。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：采用的地面设备有普通钻机和常规作业工具，另外地面设备还包括有空气压缩机，其风量在每分钟1～20立方米之间，空气压力在10兆帕以下。所采用的打捞钻柱从上至下依次为水龙头、双层注气接头、双壁钻杆、混气器、钻杆、打捞篮。打捞钻柱的连接方式螺纹连接。其中水龙头、水龙带为原钻机属部分。双壁钻杆的总长度为10～1000米之间。钻杆长度按井深度而定，即井底深度减去双壁钻杆长度。使整套打捞钻柱完全下井后，钻杆下连接的打捞篮能到达井底。双层注气接头连接高压进气软管并通过高压进气软管与空气压缩机连接。水龙头连接水龙带并通过水龙带连接钻井泥浆罐，井内的钻井液可以从水龙头经水龙带流入泥浆罐。泥浆罐上有水管，可以将泥浆液导人井内。双壁钻杆的外管两端有连接螺纹，内管固定在外管内，内管与外管之间有钻井液通道，内管两端有连接密封件。混气器的外管两端有连接螺纹，其内壁分布有通孔，通孔直径在0.5～5毫米之间，压缩空气通过通孔，均匀进入双壁钻杆内，与钻井液充分混合。打捞篮形状为圆筒状，其上部有连接钻杆的螺纹，下部有3～12个爪。在钻井液反循环打捞时，爪是向上收起，开启打捞篮下口；当完成打捞，上提打捞钻柱时，再重力作用下爪自动关闭打捞篮下口。关闭后爪与爪之间有5～20毫米的间隙。上提打捞钻柱时，钻柱内的钻井液能通过间隙流出。
本发明全井反循环打捞工艺技术的实施步骤如下：
1、将钻杆下入井内，钻杆下入井内长度为井底深度减去双壁钻杆长度。即全套打捞钻柱下入井内，打捞篮能到达井底。
2、钻杆上部连接混气器，下入井内。
3、混气器上部连接双壁钻杆，下入井内。双层管长度为10～1000米之间。
4、双壁钻杆上部连接双层注气接头。双层注气接头并连接高压进气软管、空气压缩机。
5、双层注气接头上部与水龙头、水龙带连接。
6、泥浆罐内装满钻井液，并通过水管将钻井液导入套管与打捞钻柱之间的环空。
7、启动空气压缩机，压缩空气通过高压进气软管、双层注气接头、双壁钻杆和混气器进人双壁钻杆内。压缩空气的压强为0.5～10兆帕之间，流量为1～20立方米每分钟。压缩空气与双壁钻杆内的钻井液混合，混气器上部双壁钻杆内的钻井液密度降低。这时，打捞钻柱外部的钻井液密度高于混气器上部双壁钻杆内钻井液密度。打捞钻柱外部钻井液在压差的作用下，流入打捞篮下口，并向上流动。钻井液经过双壁钻杆、水龙头、水龙带到达泥浆罐。压缩空气通过混气器不断进人双壁钻杆，降低双壁钻杆内钻井液的密度，推动钻井液不断循环。
8、下放打捞钻柱，使打捞篮下部接近井底落物。井底落物被反循环的钻井液冲人打捞篮。
9、上提并起出打捞钻柱。上提打捞钻柱时，打捞篮自动关闭。钻柱内的钻井液从爪间间隙流出，进入打捞篮的井底落物被带到地面。从打捞篮中取出落物。完成井底落物打捞。
本发明的有益效果是：空气压缩机连续往双壁钻杆内压气，建立钻井液反循环，将井底落物抽汲进打捞篮，打捞效果好，一次性将落物送入打捞筒，实现彻底清除井底全部落物。全井反循环打捞工艺方法的实施，改变了打捞工艺传统做法。本发明收到了意想不到的效果：利用注入压缩空气方式建立钻井液反循环，降低了钻井液密度，减轻了钻井液对地层的压力，克服钻井液向地层的渗透，减少了对油层的污染。这一有益效果对打捞过程中保护油层，增加石油产量有非常重要意义。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图，也是设备安装、井下打捞钻柱结构组合示意图。虚线箭头所指示的方向是压缩空气通过的路线；实线箭头所指示的方向是钻井液所通过的路线。打捞篮9处于开启状态。
图2是打捞篮9的仰视图，表示打捞篮9的6个爪处于关闭状态。
图中，1.双层注气接头，2.高压进气软管，3.空气压缩机，4.双壁钻杆，5.混气器，6.钻杆，7.套管，8.落物，9.打捞篮，10.钻井液，11.泥浆罐，12.水龙带，13.水管，14.水龙头，15.爪。

具体实施方式

实施例：如附图1，一口正在钻进的油井，当起出钻具时发现钻头牙轮和轴承(8)落在井底。需要将其打捞上来，才能继续钻进。井底的深度为3000米。
采用本发明全井反循环打捞工艺技术进行打捞作业。地面设备有现场钻机，配备有水龙头14、水龙带12及井架等。地面设备还有空气压缩机3一台。当时采用的风量为每分钟5立方米，最高压力调整为4兆帕。打捞钻柱从上至下依次为水龙头14，双层注气接头1、双壁钻杆4、混气器5、钻杆6、打捞篮9。连接方式全部为螺纹连接，全长为3000米，放入井内。连接、下放打捞钻柱的工作由一般现场操作人员完成。本次使用10根双层管4，是由每根长度为10米的双壁钻杆4连接而成的，连接后其长度为1000米。钻杆6长度为2000米，钻杆6内径为118毫米。将打捞篮9底部下至3000米处，即到达井底。双层注气接头1连接高压进气软管2，并与空气压缩机3连接。水龙头14连接水龙带12并连接泥浆罐11。泥浆罐11壁上有水管13，水管13的出水口在套管7与双壁钻杆4之间环空。泥浆罐11内备满钻井液10，钻井液10通过水管13流人油井内。本次采用的钻井液10为普通钻井液。双壁钻杆4是一种特殊制造的钻杆。其外管两端有连接螺纹。与普通钻杆不同点是内管固定在外管内，内管与外管之间有通道，内管两端有连接密封件。为了压缩空气能与钻井液均匀混合，特制混气器5。混气器5的外管两端有连接螺纹，其内壁分布有通孔，通孔直径在0.5～5毫米之间。
完成准备工作，注气反循环开始。开空气压缩机3，气压为4兆帕，气量为5立方米每分钟。压缩空气通过高压进气软管2、双层注气接头1、双壁钻杆4和混气器5进人钻杆6内。附图1中，虚线箭头所指示的路线。压缩空气与双壁钻杆4内的钻井液9混合，混气器5上部的钻井液9密度降低。根据连通器原理，打捞钻柱外部的钻井液9在压差的作用下，从打捞篮9底部进人钻杆6内并向上流动，形成一个全井的钻井液反循环流动。钻井液10经过打捞篮9、钻杆6、双壁钻杆4、水龙头14、水龙带12到达泥浆罐11。在泥浆罐11内，钻井液10中所含的空气从钻井液10中游离出来。钻井液10经水管13返回井内。压缩空气不断从混气器5进人打捞钻柱，钻井液10不断反循环。反循环的钻井液流速很高。反循环流动的钻井液10，将井底落物8抽汲进打捞篮9。
经过60分钟的反循环后，起出井内打捞钻柱。当卸开打捞篮9时发现，打捞篮9内有一个钻头牙轮和一个轴承。井内落物8全部被打捞上来。