專利名稱：全井反循環(huán)打撈工藝及配套裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于石油鉆探技術(shù)領(lǐng)域中，是一種打撈井底落物的工藝方法，特別是涉及一種打撈井底小件落物，如鉆頭牙輪、牙掌、軸承、鉗牙、螺母等，是一種利用壓縮空氣為動力，建立全井反循環(huán)系統(tǒng)，使井底落物，被反循環(huán)的鉆井液抽汲到鉆桿內(nèi)的工藝，以及為完成該打撈工藝所使用配套設(shè)備組合方案。該方法依靠鉆井液反循環(huán)完全清除井下落物，解決鉆井產(chǎn)中打撈落物難題，是一種具有實用性和進(jìn)步性的新方案，適應(yīng)于鉆井打撈作業(yè)中廣泛推廣應(yīng)用。
本發(fā)明
背景技術(shù)：
在石油開鉆井過程中，井下落物事故時常發(fā)生。落物在數(shù)千米井底，影響鉆頭切削不能繼續(xù)鉆進(jìn)，甚至引起更嚴(yán)重的鉆井事故。長期以來，工程技術(shù)人員為打撈井底落物采用了許多技術(shù)方案，設(shè)計多種打撈工具。如中國專利申請?zhí)枮?1262090的井下多用打撈工具、申請?zhí)枮?6206131鉆井用磁力打撈器、申請?zhí)枮?9241985強(qiáng)制反循環(huán)打撈器等。這些種打撈工具在打撈井下落物中起到較好作用。但是這些打撈工具設(shè)計復(fù)雜，主要是依靠井下工具將落物打撈上來。打撈能力差，效率低，工具易失效，造成打撈失敗。比如工具的水眼堵塞，會造成憋泵事故。
本

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服打撈工具打撈能力差，效率底，設(shè)計復(fù)雜，在井下打撈過程中容易造成失零，使打撈工作不能進(jìn)行的不足，提供一種全井反循環(huán)打撈工藝及配套裝置，從改變鉆井液的循環(huán)方向，使井底落物隨反循環(huán)的鉆井液進(jìn)入鉆桿內(nèi)，成功打撈井下落物。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是采用的地面設(shè)備有普通鉆機(jī)和常規(guī)作業(yè)工具，另外地面設(shè)備還包括有空氣壓縮機(jī)，其風(fēng)量在每分鐘1-20立方米之間，空氣壓力在10兆帕以下。所采用的打撈鉆柱從上至下依次為水龍頭、雙層注氣接頭、雙壁鉆桿、混氣器、鉆桿、打撈籃。打撈鉆柱的連接方式螺紋連接。其中水龍頭、水龍帶為原鉆機(jī)屬部分。雙壁鉆桿的總長度為10-1000米之間。鉆桿長度按井深度而定，即井底深度減去雙壁鉆桿長度。使整套打撈鉆柱完全下井后，鉆桿下連接的打撈籃能到達(dá)井底。雙層注氣接頭連接高壓進(jìn)氣軟管并通過高壓進(jìn)氣軟管與空氣壓縮機(jī)連接。水龍頭連接水龍帶并通過水龍帶連接鉆井泥漿罐，井內(nèi)的鉆井液可以從水龍頭經(jīng)水龍帶流入泥漿罐。泥漿罐上有水管，可以將泥漿液導(dǎo)入井內(nèi)。雙壁鉆桿的外管兩端有連接螺紋，內(nèi)管固定在外管內(nèi)，內(nèi)管與外管之間有鉆井液通道，內(nèi)管兩端有連接密封件。混氣器的外管兩端有連接螺紋，其內(nèi)壁分布有通孔，通孔直徑在0.5-5毫米之間，壓縮空氣通過通孔，均勻進(jìn)入雙壁鉆桿內(nèi)，與鉆井液充分混合。打撈籃形狀為圓筒狀，其上部有連接鉆桿的螺紋，下部有3-12個爪。在鉆井液反循環(huán)打撈時，爪是向上收起，開啟打撈籃下口；當(dāng)完成打撈，上提打撈鉆柱時，再重力作用下爪自動關(guān)閉打撈籃下口。關(guān)閉后爪與爪之間有5-20毫米的間隙。上提打撈鉆柱時起。鉆柱內(nèi)的鉆井液能通過間隙流出。
本發(fā)明全井反循環(huán)打撈工藝技術(shù)的實施步驟如下1、將鉆桿下入井內(nèi)，鉆桿下入井內(nèi)長度為井底深度減去雙壁鉆桿長度。即全套打撈鉆柱下入井內(nèi)，打撈籃能到達(dá)井底。
2、鉆桿上部連接混氣器，下入井內(nèi)。
3、混氣器上部連接雙壁鉆桿，下入井內(nèi)。雙層管長度為10-1000米之間。
4、雙壁鉆桿上部連接雙層注氣接頭。雙層注氣接頭并連接高壓進(jìn)氣軟管、空氣壓縮機(jī)。
5、雙層注氣接頭上部與水龍頭、水龍帶連接。
6、泥漿罐內(nèi)裝滿鉆井液，并通過水管將鉆井液導(dǎo)入套管與打撈鉆柱之間的環(huán)空。
7、啟動空氣壓縮機(jī)，壓縮空氣通過高壓進(jìn)氣軟管、雙層注氣接頭、雙壁鉆桿和混氣器進(jìn)入雙壁鉆桿內(nèi)。壓縮空氣的壓強(qiáng)為0.5-10兆帕之間，流量為1-20立方米每分鐘。壓縮空氣與雙壁鉆桿內(nèi)的鉆井液混合，混氣器上部雙壁鉆桿內(nèi)的鉆井液密度降低。這時，打撈鉆柱外部的鉆井液密度高于混氣器上部雙壁鉆桿內(nèi)鉆井液密度。打撈鉆柱外部鉆井液在壓差的作用下，流入打撈籃下口，并向上流動。鉆井液經(jīng)過雙壁鉆桿、水龍頭、水龍帶到達(dá)泥漿罐。壓縮空氣通過混氣器不斷進(jìn)入雙壁鉆桿，降低雙壁鉆桿內(nèi)鉆井液的密度，推動鉆井液不斷循環(huán)。
8、下放打撈鉆柱，使打撈籃下部接近井底落物。井底落物被反循環(huán)的鉆井液沖入打撈籃。
9、上提并起出打撈鉆柱。上提打撈鉆柱時，打撈籃自動關(guān)閉。鉆柱內(nèi)的鉆井液從爪間間隙流出，進(jìn)入打撈籃的井底落物被帶到地面。從打撈籃中取出落物。完成井底落物打撈。
本發(fā)明的有益效果是空氣壓縮機(jī)連續(xù)往雙壁鉆桿內(nèi)壓氣，建立鉆井液反循環(huán)，將井底落物抽汲進(jìn)打撈籃，打撈效果好，一次性將落物送入打撈筒，實現(xiàn)徹底清除井底全部落物。全井反循環(huán)打撈工藝方法的實施，改變了打撈工藝傳統(tǒng)做法。本發(fā)明收到了意想不到的效果利用注入壓縮空氣方式建立鉆井液反循環(huán)，降低了鉆井液密度，減輕了鉆井液對地層的壓力，克服鉆井液向地層的滲透，減少了對油層的污染。這一有益效果對打撈過程中保護(hù)油層，增加石油產(chǎn)量有非常重要意義。


申請附圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖，也是設(shè)備安裝、井下打撈鉆柱結(jié)構(gòu)組合示意圖。虛線箭頭所指示的方向是壓縮空氣通過的路線；實線箭頭所指示的方向是鉆井液所通過的路線。打撈籃(9)處于開啟狀態(tài)。
附圖2是打撈籃(9)的仰視圖，表示打撈籃(9)的6個爪(15)處于關(guān)閉狀態(tài)。
附圖中，1.雙層注氣接頭，2.高壓進(jìn)氣軟管，3.空氣壓縮機(jī)，4.雙壁鉆桿，5.混氣器，6.鉆桿，7.套管，8.落物，9.打撈籃，10.鉆井液，11.泥漿罐，12.水管，13.水龍帶，14.水龍頭，15.爪。
具體實施例方式
實施例如附圖，一口正在鉆進(jìn)的油井，當(dāng)起出鉆具時發(fā)現(xiàn)鉆頭牙輪和軸承(8)落在井底。需要將其打撈上來，才能繼續(xù)鉆進(jìn)。井底的深度為3000米。
采用本發(fā)明全井反循環(huán)打撈工藝技術(shù)進(jìn)行打撈作業(yè)。地面設(shè)備有現(xiàn)場鉆機(jī)，配備有水龍頭(14)、水龍帶(13)及井架等。地面設(shè)備還有空氣壓縮機(jī)(3)一臺。當(dāng)時采用的風(fēng)量為每分鐘5立方米，最高壓力調(diào)整為4兆帕。打撈鉆柱從上至下依次為水龍頭(14)，雙層注氣接頭(1)、雙壁鉆桿(4)、混氣器(5)、鉆桿(6)、打撈籃(9)。連接方式全部為螺紋連接，全長為3000米，放入井內(nèi)。連接、下放打撈鉆柱的工作由一般現(xiàn)場操作人員完成。本次使用10根雙層管(4)，是由每根長度為10米的雙壁鉆桿(4)連接而成的，連接后其長度為1000米。鉆桿(6)長度為2000米，鉆桿(6)內(nèi)徑為118毫米。將打撈籃(9)底部下至3000米處，即到達(dá)井底。雙層注氣接頭(1)連接高壓進(jìn)氣軟管(2)，并與空氣壓縮機(jī)(3)連接。水龍頭(14)連接水龍帶(13)并連接泥漿罐(11)。泥漿罐(11)壁上有水管(12)，水管(12)的出水口在套管(7)與雙壁鉆桿(4)之間環(huán)空。泥漿罐(11)內(nèi)備滿鉆井液(10)，鉆井液(10)通過水管(12)流入油井內(nèi)。本次采用的鉆井液(10)為普通鉆井液。雙壁鉆桿(4)是一種特殊制造的鉆桿。其外管兩端有連接螺紋。與普通鉆桿不同點是內(nèi)管固定在外管內(nèi)，內(nèi)管與外管之間有通道，內(nèi)管兩端有連接密封件。為了壓縮空氣能與鉆井液均勻混合，特制混氣器(5)。混氣器(5)的外管兩端有連接螺紋，其內(nèi)壁分布有通孔，通孔直徑在0.5-5毫米之間。
完成準(zhǔn)備工作，注氣反循環(huán)開始。開空氣壓縮機(jī)(3)，氣壓為4兆帕，氣量為5立方米每分鐘。壓縮空氣通過高壓進(jìn)氣軟管(2)、雙層注氣接頭(1)、雙壁鉆桿(4)和混氣器(5)進(jìn)入鉆桿(6)內(nèi)。附圖中，虛線箭頭所指示的路線。壓縮空氣與雙壁鉆桿(4)內(nèi)的鉆井液(9)混合，混氣器(5)上部的鉆井液(9)密度降低。根據(jù)連通器原理，打撈鉆柱外部的鉆井液(9)在壓差的作用下，從打撈籃(9)底部進(jìn)入鉆桿(內(nèi)并向上流動，形成一個全井的鉆井液反循環(huán)流動。鉆井液(10)經(jīng)過打撈籃(9)、鉆桿(6)、雙壁鉆桿(4)、水龍頭(14)、水龍帶(13)到達(dá)泥漿罐(11)。在泥漿罐(11)內(nèi)，鉆井液(10)中所含的空氣從鉆井液(10)中游離出來。鉆井液(11)經(jīng)水管(12)返回井內(nèi)。壓縮空氣不斷從混氣器(5)進(jìn)入打撈鉆柱，鉆井液(10)不斷反循環(huán)。反循環(huán)的鉆井液流速合高。反循環(huán)流動的鉆井液(10)，將井底落物(8)抽汲進(jìn)打撈籃(9)。
經(jīng)過60分鐘的反循環(huán)后，起出井內(nèi)打撈鉆柱。當(dāng)卸開打撈籃(9)時發(fā)現(xiàn)，打撈籃(9)內(nèi)有一個鉆頭牙輪和一個軸承。井內(nèi)落物(8)全部被打撈上來。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于油田鉆井過程中，打撈井下落物(8)的全井反循環(huán)打撈工藝方法，其特征在于1)將打撈籃(9)連接在鉆桿(6)下部，下入井內(nèi)；2)鉆桿(6)上部連接混氣器(5)，下入井內(nèi)；3)混氣器(5)的上部連接雙壁鉆桿(4)，下入井內(nèi)，雙壁鉆桿(4)長度在10-1000米之間；4)雙壁鉆桿(4)上部連接雙層注氣接頭(1)，雙層注氣接頭(1)并連接高壓進(jìn)氣軟管(2)、空氣壓縮機(jī)(3)；5)雙層注氣接頭(1)上部接水龍頭(14)、水龍帶(13)；6)泥漿罐(11)內(nèi)裝入鉆井液(10)，并通過水管(11)將鉆井液(10)導(dǎo)入套管(7)與打撈鉆柱之間的環(huán)空；7)開空氣壓縮機(jī)(3)，壓縮空氣的壓強(qiáng)為0.5-10兆帕之間，流量在1-20立方米每分鐘之間，壓縮空氣通過高壓進(jìn)氣軟管(2)、雙層注氣接頭(1)、雙壁鉆桿(4)和混氣器(5)，并進(jìn)入雙壁鉆桿(4)內(nèi)；8)下放打撈鉆注，使打撈籃(9)下部靠近井底，并底落物(8)被反循環(huán)的鉆井液(10)沖入打撈籃(9)；9)關(guān)閉空氣壓縮機(jī)(2)，停止壓氣，起出打撈鉆柱，取出打撈籃(9)內(nèi)的井下落物(8)。
2.一種打撈井底落物的全井反循環(huán)打撈工藝方法所采用的配套裝置有鉆機(jī)，水龍頭(14)連接水龍帶(13)，并通過水龍帶(13)連接泥漿罐(11)，泥漿罐(11)上有水管(11)連接井口，地面設(shè)備還有空氣壓縮機(jī)(3)、高壓進(jìn)氣軟管(2)，其特征在于所采用的打撈鉆柱從上至下依次連接為水龍頭(14)、雙層注氣接頭(1)、雙壁鉆桿(4)、混氣器(5)、鉆桿(6)，雙壁鉆桿(4)的長度為10-1000米之間，雙層注氣接頭(1)連接高壓進(jìn)氣軟管(2)并通過高壓進(jìn)氣軟管(2)與空氣壓縮機(jī)(3)連接，雙壁鉆桿(4)的外管兩端有連接螺紋，內(nèi)管固定在外管內(nèi)，內(nèi)管與外管之間有通道，內(nèi)管兩端有連接密封件，混氣器(5)的外管兩端有連接螺紋，其內(nèi)壁分布有通孔，通孔直徑在0.5-5毫米之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于打撈井下落物(8)的全井反循環(huán)打撈工藝及配套裝置。主要是利用壓縮空氣為動力，建立全井反液循環(huán)系統(tǒng)，使井底落物，隨鉆井液反液循環(huán)被抽汲進(jìn)打撈籃并打撈到地面。特征是所采用的打撈鉆柱從上至下依次連接為水龍頭、雙層注氣接頭、雙壁鉆桿、混氣器、鉆桿和打撈籃。壓縮空氣通過高壓進(jìn)氣軟管、雙層注氣接頭、雙壁鉆桿和混氣器進(jìn)入鉆桿內(nèi)。建立鉆井液反液循環(huán)，將井底落物打撈上來。有益效果是提供了一種有效打撈井底落物的方法；有降低了鉆井液密度，減輕鉆井液對地層的壓力，減少鉆井液對油層的污染。
文檔編號E21B31/113GK1587636SQ20041005816
公開日2005年3月2日 申請日期2004年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月18日
發(fā)明者潘衛(wèi)國, 王益山, 李立昌, 汝大軍, 潘鳳嶺 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 華北石油管理局