一種利用套管的爆破鉆井作業(yè)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用套管的爆破鉆井作業(yè)方法，方法包括，①利用套管的爆破鉆井作業(yè)裝置，放入已打好的淺坑中，并將彈倉吊送至自動送彈裝置處；②槍頭下移時，外槍頭下移受阻，而內(nèi)槍頭下移到一定位置，壓電裝置引爆射孔彈，在巖層中形成一個深孔；③深孔形成后，外槍頭釋放，自動送彈裝置將下一顆射孔彈送到槍頭口部，然后整個裝置下移，重復(fù)爆破鉆井；④若無鉆井事故，可邊鉆井邊下套管，；若發(fā)生鉆井事故，可留下套管直接固井，再利用小一號的裝置繼續(xù)鉆井。本發(fā)明能加快鉆井速度，避免旋轉(zhuǎn)鉆井發(fā)生鉆井事故時，就必須將鉆具起出井口，省時省力。
【專利說明】一種利用套管的爆破鉆井作業(yè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用套管的爆破鉆井作業(yè)方法，屬于石油、天然氣開采領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代鉆井的方法大都是采用機(jī)械旋轉(zhuǎn)鉆井，通過鉆頭加壓旋轉(zhuǎn)破碎巖石的原理，擠壓巖石的同時利用鉆頭的旋轉(zhuǎn)力將巖石剪切，再利用鉆井液將巖屑帶入井口的固控系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行處理。由于牙輪鉆頭工作在幾百到幾千米的地層內(nèi)，復(fù)雜的地層條件和惡劣的工作環(huán)境使得牙輪鉆頭的工作壽命較低，如果發(fā)現(xiàn)鉆頭損壞，則需要將整個鉆具從井底起出來；當(dāng)鉆進(jìn)到一定的深度時，必須將鉆具起出，在井眼中下入套管進(jìn)行固井，固井后再繼續(xù)鉆井，這樣做不但耗費(fèi)了人力，而且還降低了效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是為了克服上述的開采技術(shù)的不足，提供一種利用套管的爆破鉆井作業(yè)方法，用于石油、天然氣鉆井，在石油開采過程中遇到需要固井的情況下，不必將槍頭取出，可直接利用套管固井，而且其采用特有的鉆采方法能提高工作效率，使成本降低。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0005]本發(fā)明一種利用套管的爆破鉆井作業(yè)方法，其方法包括以下步驟:
[0006]①利用套管的爆破鉆井作業(yè)裝置，在裝置的槍頭處放上一顆射孔彈，然后將槍頭和套管連接好，并將整個爆破鉆井裝置豎直放入已在地面打好的淺坑中，并將裝滿射孔彈的彈倉用鋼繩吊送至槍頭自動送彈裝置處。
[0007]②當(dāng)整個槍頭下移至淺坑底部時，外槍頭下移受阻，而內(nèi)槍頭則繼續(xù)下移，當(dāng)內(nèi)槍頭下移至內(nèi)槍頭與外槍頭口部平行時，壓電裝置放電，引爆射孔彈，由于射孔彈爆炸后產(chǎn)生的高能射流具有高溫高壓，能夠?qū)r石熔化和擠壓開，而且?guī)r石熔化后在地下水作用下迅速凝固，并且同時在高壓下被壓實(shí)，形成一個直徑大于外槍頭的深孔。
[0008]③由于槍頭頭部下方形成了一個深孔，外槍頭在彈簧的作用下釋放到和內(nèi)槍頭相對的初始位置，同時自動送彈裝置將下一顆射孔彈釋放到槍頭口部處，然后整個裝置繼續(xù)下移，重復(fù)爆破鉆井。
[0009]④當(dāng)槍頭在井下無損壞或發(fā)生其它如井塌、卡鉆等鉆井事故時，可以一直使用下去，并且邊鉆井邊下套管，直至鉆到目標(biāo)地層后，不必像普通鉆井方式需要將整個鉆具和鉆柱取出，再下入套管進(jìn)行固井；但若槍頭被損壞或發(fā)生其它如井塌、卡鉆等鉆井事故時，也不需要像普通鉆井一樣將鉆具取出更換，可用鋼繩將彈倉吊出井口，在彈倉離開槍頭自動送彈裝置處時，彈倉楔形滑動鍵伸出，阻礙剩余的射孔彈下落，槍頭口部留有一顆射孔彈，可在井口投下撞棒，引爆射孔彈，這時整個裝置內(nèi)形成通徑，內(nèi)部無堵塞，將小一號的套管與小一號的槍頭相連接，重復(fù)上面的步驟，損壞的槍頭就不必取出，且留下的套管和槍頭可用做固井之用，在固井的同時也可繼續(xù)在原有的套管中下小一號的鉆具進(jìn)行爆破鉆井，實(shí)現(xiàn)利用套管的爆破鉆井作業(yè)。[0010]一種利用套管的爆破鉆井作業(yè)裝置，主要包括套管、彈倉、槍頭、射孔彈構(gòu)成。所述套管其結(jié)構(gòu)和普通的套管一致，其孔徑的大小也和普通的套管一樣，同樣分為不同的系列。所述的槍頭分為內(nèi)槍頭和外槍頭，兩者由彈簧連接，內(nèi)槍頭直徑小于外槍頭，而內(nèi)槍頭的直徑有大小之分，與套管的直徑 相對應(yīng)；內(nèi)槍頭上有壓電裝置，當(dāng)內(nèi)槍頭移動到和外槍頭口部平行時，壓電裝置放電，引爆射孔彈，射孔彈爆炸后能形成一個射孔，這時外槍頭在彈簧的作用下釋放到和內(nèi)槍頭相對應(yīng)的初始位置。
[0011]所述的射孔彈結(jié)構(gòu)與普通的射孔彈的類似，但射孔彈上有兩種引爆裝置，一種是電火花引爆裝置，另一種是撞擊式引爆裝置，保證射孔彈能通過不同的引爆方式引爆，且射孔彈的直徑大小與套管的直徑大小一一相對應(yīng)，分為不同系列，射孔彈外殼采用易碎材料，而藥型罩采用金屬粉末壓制，保證射孔彈爆炸射孔后形成的高能射流中不形成杵體和大的碎片堵塞射孔；火藥采用高能炸藥，能夠盡量使射出的孔深、孔徑達(dá)到最優(yōu)。所述的彈倉是由一根空心的鋼管構(gòu)成，用于填送射孔彈，在彈倉的未封閉處有四個彈倉楔形滑動鍵，成對稱分布。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明能夠節(jié)約不必要的成本和時間，加快鉆井速度，操作簡單，避免旋轉(zhuǎn)鉆井一但鉆具損壞或或發(fā)生其它如井塌、卡鉆等鉆井事故時，就必須將鉆具起出井口，省時省力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為發(fā)明一種利用套管的爆破鉆井作業(yè)裝置示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明利用裝置的彈倉結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為圖2的A-A剖面圖；
[0016]圖4為本發(fā)明利用裝置的槍頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5為本發(fā)明射孔彈的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖6為本發(fā)明撞棒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]附圖中，1.套管，2.彈倉，3槍頭，4.壓電裝置，5.射孔彈，6.自動送彈裝置，7.彈倉楔形滑動鍵，8.外槍頭，9.內(nèi)槍頭，10.彈簧，11.電火花引爆裝置，12.撞擊式引爆裝置，13.射孔彈外殼，14.高能炸藥，15.藥型罩，16.撞棒。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0021]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示，本發(fā)明一種利用套管的爆破鉆井作業(yè)方法，其方法包括以下步驟:
[0022]①利用套管的爆破鉆井作業(yè)裝置，在裝置的槍頭3處放上一顆射孔彈5，然后將槍頭3和套管I連接好，并將整個裝置豎直放入已在地面打好的淺坑中，并將裝滿射孔彈5的彈倉2用鋼繩吊送至槍頭3自動送彈裝置6處。
[0023]②當(dāng)整個槍頭3下移至淺坑底部時，外槍頭8下移受阻，而內(nèi)槍頭9則繼續(xù)下移，當(dāng)內(nèi)槍頭9下移至內(nèi)槍頭9與外槍頭8 口部平行時，壓電裝置4放電，引爆射孔彈5，由于射孔彈5爆炸后產(chǎn)生的高能射流具有高溫高壓，能夠?qū)r石熔化和擠壓開，而且?guī)r石熔化后在地下水作用下迅速凝固，并且同時在高壓下被壓實(shí)，形成一個直徑大于外槍頭8的深孔。[0024]③由于槍頭3頭部下方形成了一個深孔，外槍頭8在彈簧10的作用下釋放到和內(nèi)槍頭9相對的初始位置，同時自動送彈裝置6將下一顆射孔彈5釋放到槍頭3 口部處，然后整個裝置繼續(xù)下移，重復(fù)爆破鉆井。
[0025]④當(dāng)槍頭3在井下無損壞或發(fā)生其它如井塌、卡鉆等鉆井事故時，可以一直使用下去，并且邊鉆井邊下套管1，直至鉆到目標(biāo)地層后，不必像普通鉆井方式需要將整個鉆具和鉆柱取出，再下入套管I進(jìn)行固井；但槍頭3在井下被損壞或發(fā)生其它如井塌、卡鉆等鉆井事故時，也不需要像普通鉆井一樣將鉆具取出更換，可用鋼繩將彈倉2吊出井口，在彈倉2離開槍頭3自動送彈裝置6處時，彈倉楔形滑動鍵7伸出，阻礙剩余的射孔彈5下落，槍頭3 口部留有一顆射孔彈5，可在井口投下撞棒16，引爆射孔彈5，這時整個裝置內(nèi)形成通徑，內(nèi)部無堵塞，將小一號的套管I與小一號的槍頭3相連接，重復(fù)上面的步驟，損壞的槍頭3就不必取出，且留下的套管I和槍頭3可用做固井之用，在固井的同時也可繼續(xù)在原有的套管I中下小一號的鉆具進(jìn)行爆破鉆井，實(shí)現(xiàn)利用套管的爆破鉆井作業(yè)。
[0026]一種利用套管的爆破鉆井作業(yè)裝置，主要包括套管1、彈倉2、槍頭3、射孔彈5構(gòu)成。所述套管I其結(jié)構(gòu)和普通的套管I 一致，其孔徑的大小也和普通的套管I 一樣，同樣分為不同的系列。所述的槍頭3分為內(nèi)槍頭9和外槍頭8，兩者由彈簧10連接，內(nèi)槍頭9直徑小于外槍頭8,而內(nèi)槍頭9的直徑有大小之分,與套管I的直徑 相對應(yīng)；內(nèi)槍頭9上有壓電裝置4，當(dāng)內(nèi)槍頭9移動到和外槍頭8 口部平行時，壓電裝置4放電，引爆射孔彈5，射孔彈5爆炸后能形成一個射孔，這時外槍頭8在彈簧10的作用下釋放到和內(nèi)槍頭9相對應(yīng)的初始位置。
[0027]所述的射孔彈5結(jié)構(gòu)與普通的射孔彈5的類似，但射孔彈5上有兩種引爆裝置，一種是電火花引爆裝置11，另一種是撞擊式引爆裝置12，保證射孔彈5能通過不同的引爆方式引爆，且射孔彈5的直徑大小與套管I的直徑大小一一相對應(yīng)，分為不同系列，射孔彈外殼13采用易碎材料，而藥型罩15采用金屬粉末壓制，保證射孔彈5爆炸射孔后形成的高能射流中不形成杵體和大的碎片堵塞射孔；火藥采用高能炸藥14，能夠盡量使射出的孔深、孔徑達(dá)到最優(yōu)。所述的彈倉2是由一根空心的鋼管構(gòu)成，用于填送射孔彈5，在彈倉2的未封閉處有四個彈倉楔形滑動鍵7，成對稱分布。
【權(quán)利要求】
1.一種利用套管的爆破鉆井作業(yè)方法，其特征在于，方法包括以下步驟: ①利用套管的爆破鉆井作業(yè)裝置，在裝置的槍頭(3)處放上一顆射孔彈(5 )，然后將槍頭(3)和套管(I)連接好，并將整個裝置豎直放入已在地面打好的淺坑中，并將裝滿射孔彈(5)的彈倉(2)用鋼繩吊送至槍頭(3)自動送彈裝置(6)處； ②當(dāng)整個槍頭(3)下移至淺坑底部時，外槍頭(8)下移受阻，而內(nèi)槍頭(9)則繼續(xù)下移，當(dāng)內(nèi)槍頭(9)下移至內(nèi)槍頭(9)與外槍頭(8) 口部平行時，壓電裝置(4)放電，引爆射孔彈(5)，由于射孔彈(5)爆炸后產(chǎn)生的高能射流具有高溫高壓，能夠?qū)r石熔化和擠壓開，而且?guī)r石熔化后在地下水作用下迅速凝固，并且同時在高壓下被壓實(shí)，形成一個直徑大于外槍頭(8)的深孔； ③由于槍頭(3)頭部下方形成了一個深孔，外槍頭(8)在彈簧(10)的作用下釋放到和內(nèi)槍頭(9)相對的初始位置，同時自動送彈裝置(6)將下一顆射孔彈(5)釋放到槍頭(3) 口部處，然后整個裝置繼續(xù)下移，重復(fù)爆破鉆井； ④當(dāng)槍頭(3)在井下無損壞或發(fā)生其它如井塌、卡鉆等鉆井事故時，可以一直使用下去，并且邊鉆井邊下套管(1)，直至鉆到目標(biāo)地層后，不必像普通鉆井方式需要將整個鉆具和鉆柱取出，再下入套管(I)進(jìn)行固井；但槍頭(3)在井下被損壞或發(fā)生其它如井塌、卡鉆等鉆井事故時，也不需要像普通鉆井一樣將鉆具取出更換，可用鋼繩將彈倉(2)吊出井口，在彈倉(2)離開槍頭(3)自動送彈裝置(6)處時，彈倉楔形滑動鍵(7)伸出，阻礙剩余的射孔彈(5)下落，槍頭(3) 口部留有一顆射孔彈(5)，可在井口投下撞棒(16)，引爆射孔彈(5)，這時整個裝置內(nèi)形成通徑，內(nèi)部無堵塞，將小一號的套管(I)與小一號的槍頭(3)相連接，重復(fù)上面的步驟，損壞的槍頭(3)就不必取出，且留下的套管(I)和槍頭(3)可用做固井之用，在固井的同時也可繼續(xù)在原有的套管(I)中下小一號的鉆具進(jìn)行爆破鉆井，實(shí)現(xiàn)利用套管的爆破鉆井作業(yè)。
【文檔編號】E21B7/00GK103850649SQ201410103263
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】何畏, 熊尉伶, 鄧嶸, 胡玉茂, 李波, 周曉敏 申請人:西南石油大學(xué)