1.本發(fā)明涉及鉆井工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種水平井震擊解卡操作方法及組合。


背景技術(shù)：

2.隨著頁巖氣開發(fā)的逐漸深入，水平井布井?dāng)?shù)量越來越多，水平井鉆井技術(shù)也得了到長足的發(fā)展。但隨之而來的水平段施工垮塌掉塊、巖屑床及狗腿度較大等原因造成的卡鉆事故也愈發(fā)頻繁，尤其在鉆遇裂縫或破碎性地層后，掉塊增加，加大了卡鉆風(fēng)險。此外，水平井鉆井多運(yùn)用旋導(dǎo)工具，其自帶的扶正器接近滿眼，環(huán)空間隙小，進(jìn)一步加劇卡鉆風(fēng)險。一旦在使用旋導(dǎo)工具、近鉆頭儀器等情況下發(fā)生卡鉆事故，輕則耽誤工期，重則給鉆井公司造成了極大的經(jīng)濟(jì)損失。
3.目前，卡鉆后的基本操作方法即利用原鉆具結(jié)構(gòu)進(jìn)行上提下放，嘗試通過調(diào)整不同噸位進(jìn)行解卡；如若解卡困難，倒開原鉆具，鉆臺面組合好安全接頭和單一震擊類工具，再下入井內(nèi)對扣，然后對落魚進(jìn)行震擊解卡；如果解卡依然困難，泵入酸液至卡點(diǎn)附近，用酸溶解卡點(diǎn)附近巖石再震擊，看是否解卡，如果都不行，就只能填井側(cè)鉆。而上述操作在解決水平井卡鉆的過程中面臨如下諸多難題：
4.1、水平段長、摩阻大、鉆具彎曲嚴(yán)重，即使采用大力活動鉆具、地面震擊等手段，解卡力難以作用至卡點(diǎn)，很難解除卡鉆；
5.2、地面震擊、井下震擊如長時間震擊作業(yè)，易造成水平段頁巖層垮塌，加劇井下復(fù)雜；
6.3、水平段多為龍馬溪組炭質(zhì)泥巖地層，泡酸效果極差，解卡希望較低，且存在井控、垮塌、井漏等風(fēng)險；
7.4、水平段盲倒、爆炸松扣作業(yè)扭矩難以傳遞，很難確定從何處倒開鉆具，若倒扣留魚過多、損失水平段過長，不利于后續(xù)震擊器發(fā)揮作用。


技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

8.有鑒于此，本發(fā)明提供了一種水平井震擊解卡操作方法，運(yùn)用多級復(fù)合的震擊原理，加大了震擊撞擊力，提高了震擊解卡效率，從而更有效的實(shí)現(xiàn)震擊解卡效果。
9.為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
10.一種水平井震擊解卡操作方法，包括：
11.步驟s1、將連接于鉆具下端的震擊解卡組合下放井內(nèi)對扣落魚，其中，所述震擊解卡組合包括：由上往下依次連接的震擊器、開式下?lián)羝骱桶踩宇^；
12.步驟s2、繼續(xù)下放鉆具，下壓震擊器和開式下?lián)羝髦敝陵P(guān)閉復(fù)位；
13.步驟s3、上提鉆具，使得開式下?lián)羝骼_行程，和使得鉆具產(chǎn)生彈性伸長量后剎住剎車，并等待震擊器蓄能；
14.步驟s4、在震擊器上擊之前，松開剎車并釋放鉆具。
15.優(yōu)選地，所述開式下?lián)羝鞯臄?shù)量至少為兩個，且由上往下依次連接。
16.優(yōu)選地，所述步驟s1包括：
17.步驟s11、將震擊解卡組合連接到鉆具的下端，并下鉆探得落魚魚頂后停止下放；
18.步驟s12、旋轉(zhuǎn)并下放鉆具，使得安全接頭與落魚完成對扣。
19.優(yōu)選地，在所述步驟s11之后，所述步驟s12之前，還包括：
20.開泵沖洗魚頂。
21.優(yōu)選地，在所述步驟s12之后，所述步驟s2之前，還包括：
22.以正常鉆進(jìn)時排量的1/3-1/2排量開泵，建立循環(huán)后30s內(nèi)恢復(fù)正常鉆進(jìn)時的排量，循環(huán)清潔井眼。
23.優(yōu)選地，所述步驟s3包括：
24.步驟s31、以0.05m/s-0.1m/s速度上提鉆具，將開式下?lián)羝骼_至最大自由行程；
25.步驟s32、以0.05m/s-0.1m/s速度上提鉆具，使得鉆具產(chǎn)生彈性伸長量后剎住剎車，并等待震擊器蓄能。
26.優(yōu)選地，在所述步驟s4之后，如若沒有解卡，則重復(fù)上述步驟2至步驟4，且重復(fù)次數(shù)不低于20次。
27.一種水平井震擊解卡組合，包括：震擊器、開式下?lián)羝骱桶踩宇^；
28.所述開式下?lián)羝髦辽侔ǎ旱谝婚_式下?lián)羝骱偷诙_式下?lián)羝鳎?br/>29.所述震擊器、所述第一開式下?lián)羝?、所述第二開式下?lián)羝骱退霭踩宇^由上往下依次連接。
30.優(yōu)選地，還包括：轉(zhuǎn)換接頭；
31.所述震擊器與所述第一開式下?lián)羝髦g，所述第一開式下?lián)羝髋c所述第二開式下?lián)羝髦g，和/或所述第二開式下?lián)羝髋c所述安全接頭之間連接有轉(zhuǎn)換接頭。
32.優(yōu)選地，所述震擊器包括：超級震擊器或隨鉆震擊器。
33.從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的水平井震擊解卡操作方法中，利用震擊器和開式下?lián)羝鞫嗉墢?fù)合的震擊原理實(shí)現(xiàn)了震擊解卡，本方案相較于單一震擊的技術(shù)方案，加大了震擊撞擊力，提高了震擊解卡效率，從而更有效的實(shí)現(xiàn)震擊解卡效果。
附圖說明
34.為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
35.圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的水平井震擊解卡操作方法的流程圖；
36.圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的水平井震擊解卡組合的連接示意圖；
37.圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的水平井震擊解卡組合的連接剖視圖；
38.圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的水平井震擊解卡組合的下?lián)羰疽鈭D；
39.圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的水平井震擊解卡組合的下?lián)羝室晥D；
40.圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的水平井震擊解卡組合的上擊示意圖；
41.圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的水平井震擊解卡組合的上擊剖視圖。
42.其中，1為震擊器；2a為第一開式下?lián)羝鳎?b為第二開式下?lián)羝鳎?為安全接頭。
具體實(shí)施方式
43.下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
44.本發(fā)明實(shí)施例提供的水平井震擊解卡操作方法，如圖1所示，包括：
45.步驟s1、將連接于鉆具下端的震擊解卡組合下放井內(nèi)對扣落魚，其中，所述震擊解卡組合包括：由上往下依次連接的震擊器1、開式下?lián)羝骱桶踩宇^3；如圖2所示，即為震擊器1、開式下?lián)羝骱桶踩宇^3由上往下依次組合；
46.步驟s2、繼續(xù)下放鉆具，下壓震擊器1和開式下?lián)羝髦敝陵P(guān)閉復(fù)位；即為利用鉆具的重力下壓震擊器1和開式下?lián)羝髦敝陵P(guān)閉復(fù)位；
47.步驟s3、上提鉆具，使得開式下?lián)羝骼_行程，和使得鉆具產(chǎn)生彈性伸長量后剎住剎車，并等待震擊器1蓄能；
48.步驟s4、在震擊器1上擊之前，松開剎車并釋放鉆具。其中，通過釋放鉆具以使得其處于加速下落狀態(tài)，然后等待震擊解卡組合的下?lián)?，也就是說，利用下端的開式下?lián)羝魃辖宇^以上鉆柱重量給卡點(diǎn)強(qiáng)有力的震擊。
49.從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的水平井震擊解卡操作方法中，利用震擊器和開式下?lián)羝鞫嗉墢?fù)合的震擊原理實(shí)現(xiàn)了震擊解卡，本方案相較于單一震擊的技術(shù)方案，加大了震擊撞擊力，提高了震擊解卡效率，從而能更有效的實(shí)現(xiàn)震擊解卡效果。
50.在本方案中，如圖2所示，開式下?lián)羝鞯臄?shù)量至少為兩個，且由上往下依次連接。本方案如此設(shè)計，以便于增大了震擊解卡組合的多級復(fù)合震擊的級數(shù)，從而可進(jìn)一步加大了震擊解卡組合的震擊撞擊力。
51.具體地，所述步驟s1包括：
52.步驟s11、將震擊解卡組合連接到鉆具的下端，并下鉆探得落魚魚頂后停止下放；其中，震擊解卡組合是連接到入井鉆具組合的下端，并隨鉆具組合的下鉆下放入井內(nèi)，當(dāng)震擊解卡組合探得落魚魚頂后停止下放；
53.步驟s12、旋轉(zhuǎn)并下放鉆具，使得安全接頭3與落魚完成對扣。本方案如此設(shè)計，以便于實(shí)現(xiàn)了震擊解卡組合與落魚的有良好對扣。
54.進(jìn)一步地，在所述步驟s11之后，所述步驟s12之前，還包括：
55.開泵沖洗魚頂。本方案如此設(shè)計，便于將魚頂周圍的沉砂清理干凈，與此同時還能夠清潔螺紋，以此可有利于安全接頭3與落魚的對扣。
56.進(jìn)一步地，為了實(shí)現(xiàn)鉆具循序漸進(jìn)的鉆進(jìn)，以及便于清理鉆進(jìn)通道；相應(yīng)地，在所述步驟s12之后，所述步驟s2之前，還包括：
57.以正常鉆進(jìn)時排量的1/3-1/2排量開泵，建立循環(huán)后30s內(nèi)恢復(fù)正常鉆進(jìn)時的排量，循環(huán)清潔井眼。
58.具體地，所述步驟s3包括：
59.步驟s31、以0.05m/s-0.1m/s速度上提鉆具，將開式下?lián)羝骼_至最大自由行程；如此一來，使得開式下?lián)羝餍纬勺畲蟮恼饟粜谐?，進(jìn)而以使得開式下?lián)羝鞯恼饟袅Χ冗_(dá)到最大，從而有助于進(jìn)一步增大了震擊撞擊力；
60.步驟s32、以0.05m/s-0.1m/s速度上提鉆具，使得鉆具產(chǎn)生彈性伸長量后剎住剎車，并等待震擊器1蓄能。本方案如此設(shè)計，以使得震擊器1在拉力作用下也產(chǎn)生拉伸，進(jìn)而使得其內(nèi)部蓄能機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)蓄能，從而有助于進(jìn)一步增大了震擊撞擊力。
61.進(jìn)一步地，在首次震擊解卡未達(dá)到解卡效果時，還可以重復(fù)多次的震擊解卡動作，以求達(dá)到最終的解卡效果；相應(yīng)地，在所述步驟s4之后，如若沒有解卡，則重復(fù)上述步驟2至步驟4，且重復(fù)次數(shù)不低于20次。本方案如此設(shè)計，可避免多次起下鉆更換不同震擊工具，大幅節(jié)約時間的同時實(shí)現(xiàn)了連續(xù)上下震擊的動作。
62.本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種水平井震擊解卡組合，如圖2和圖3所示，包括：震擊器1、開式下?lián)羝骱桶踩宇^3；
63.開式下?lián)羝髦辽侔ǎ旱谝婚_式下?lián)羝?a和第二開式下?lián)羝?b；
64.震擊器1、第一開式下?lián)羝?a、第二開式下?lián)羝?b和安全接頭3由上往下依次連接。在本方案中，利用震擊器1、第一開式下?lián)羝?a和第二開式下?lián)羝?b的多級復(fù)合震擊加大了震擊撞擊力，提高了震擊解卡效率，從而更加有利于實(shí)現(xiàn)了震擊解卡。
65.進(jìn)一步地，本發(fā)明實(shí)施例還提供的水平井震擊解卡組合還包括：轉(zhuǎn)換接頭；
66.震擊器1與第一開式下?lián)羝?a之間，第一開式下?lián)羝?a與第二開式下?lián)羝?b之間，和/或第二開式下?lián)羝?b與安全接頭3之間連接有轉(zhuǎn)換接頭。本方案如此設(shè)計，以使得每兩種工具之間可以加裝轉(zhuǎn)換接頭，以適應(yīng)不同外徑尺寸的震擊組合。
67.再進(jìn)一步地，為了實(shí)現(xiàn)震擊器良好的震擊效果，或者為了實(shí)現(xiàn)震擊器攜帶的便利性；相應(yīng)地，震擊器1包括：超級震擊器或隨鉆震擊器。
68.下面再結(jié)合具體實(shí)施例對本方案作進(jìn)一步介紹：
69.本發(fā)明的目的在于提供一種水平井震擊解卡組合及其操作方法，運(yùn)用多級復(fù)合的震擊原理，加大了震擊撞擊力，提高了震擊解卡效率，加快復(fù)雜事故處理速度。
70.本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
71.一種水平井震擊解卡組合，如圖2和圖3所示，包括如下工具：安全接頭、開式下?lián)羝?、超級震擊器和隨鉆震擊器；其中，所述安全接頭、開式下?lián)羝?、超級震擊?即為震擊器1)依次組合，即安全接頭上端接開式下?lián)羝?，開式下?lián)羝魃隙私映壵饟羝?，其中超級震擊器可以由隨鉆震擊器取代，并且組合中的開式下?lián)羝鲾?shù)量n≥2，每兩種工具之間可以加裝轉(zhuǎn)換接頭，以適應(yīng)不同外徑尺寸的震擊組合。
72.一種水平井震擊解卡組合的操作方法，包括如下步驟：
73.步驟1：組合水平井震擊解卡組合，依次連接好超級震擊器、開式下?lián)羝鳌踩宇^；
74.步驟2：將解卡震擊組合連接到入井鉆具組合的下端，下鉆探落魚魚頂，探得魚頂后停止下放，開泵在魚頂附近循環(huán)一周，清潔螺紋；
75.步驟3：旋轉(zhuǎn)并開始下放，準(zhǔn)備對扣；
76.步驟4：當(dāng)震擊組合下端的安全接頭與落魚緊好扣后，以正常鉆進(jìn)時排量的1/3-1/2排量開泵，建立循環(huán)后30s內(nèi)恢復(fù)正常鉆進(jìn)時的排量，循環(huán)清潔井眼；
77.步驟5：繼續(xù)下放鉆具，下壓超級震擊器和開式下?lián)羝髦敝羶煞N工具關(guān)閉復(fù)位；
78.步驟:6：以0.05m/s-0.1m/s速度上提鉆具，將開式下?lián)羝骼_至最大自由行程；
79.步驟7：以0.05m/s-0.1m/s速度上提鉆具，使鉆具產(chǎn)生彈性伸長量，剎住剎車，等待
超級震擊器蓄能；
80.步驟8：超級震擊器上擊之前，松開剎車并釋放鉆具，讓鉆具組合處于加速下落狀態(tài)，等待下?lián)簟＠米钕露说拈_式下?lián)羝魃辖宇^以上鉆柱重量給卡點(diǎn)以強(qiáng)有力的震擊；如沒有解卡，重復(fù)上述步驟5至步驟8，重復(fù)次數(shù)不低于20次；如解卡困難，再重復(fù)上述步驟5至步驟6，然后實(shí)施以下步驟；
81.步驟9：以0.05m/s-0.1m/s速度上提鉆具，使鉆具產(chǎn)生彈性伸長量，剎住剎車，等待超級震擊器上擊。上擊后，如沒有解卡，重復(fù)步驟5至步驟9，直至解卡。
82.一種水平井震擊解卡組合的操作方法，更為具體地：
83.卡鉆后，將水平井震擊解卡組合下入井底，下鉆探落魚魚頂，探得魚頂后停止下放，開泵循環(huán)，沖洗魚頂，將魚頂周圍的沉砂清理干凈，同時清潔好螺紋，利于后續(xù)對扣。旋轉(zhuǎn)鉆具并開始下放，準(zhǔn)備對扣，密切觀察扭矩值波動，確定對扣成功后，以正常鉆進(jìn)時排量的1/3-1/2排量開泵，建立循環(huán)后30s內(nèi)恢復(fù)正常鉆進(jìn)時的排量，循環(huán)一周，清潔井眼。然后下放鉆具，利用重力下壓超級震擊器、第一開式下?lián)羝?a和第二開式下?lián)羝?b直至三者關(guān)閉復(fù)位。密切關(guān)注指重表，以0.05m/s-0.1m/s速度上提鉆具，將第一開式下?lián)羝?a和第二開式下?lián)羝?b分別拉開至其最大自由行程l后，以0.05m/s-0.1m/s速度繼續(xù)上提鉆具，使鉆具產(chǎn)生彈性伸長量，剎住剎車。此時，超級震擊器在拉力作用下也開始拉伸，其內(nèi)部蓄能機(jī)構(gòu)開始蓄能，如圖4和圖5所示。在超級震擊器激發(fā)之前，突然釋放上提拉力，讓鉆具組合處于收縮和下落狀態(tài)。超級震擊器蓄能機(jī)構(gòu)所儲蓄能量在上提拉力消失后瞬間釋放，產(chǎn)生一個向下的加速度a1，最下端的第二開式下?lián)羝?b上接頭以上鉆柱由于自重mn也產(chǎn)生一個向下的加速度a2。第二開式下?lián)羝?b上接頭以上鉆柱以初速度為v0，加速度為a1+a2加速向下運(yùn)動，在運(yùn)行距離s后達(dá)到末速度v
t
，同時產(chǎn)生一個強(qiáng)烈的沖擊力fn撞擊第二開式下?lián)羝?b的震擊墊，該沖擊力fn最終通過第二開式下?lián)羝?b傳遞給安全接頭3以及井下落魚，實(shí)現(xiàn)震擊效果。其中，運(yùn)行距離sn為第一開式下?lián)羝?a和第二開式下?lián)羝?b的最大自由行程之和2l。
84.設(shè)沖擊力fn撞擊第二開式下?lián)羝?b的震擊墊時間為t
p
，初速度v0到加速到末速度v
t
需要的時間為tm。加之第二開式下?lián)羝?b上接頭以上鉆柱由于自重mn、沖擊力fn、沖擊力撞擊作用時間t
p
、初速度v0和末速度v
t
、距離sn及加速度a1、加速度a2可得關(guān)系如下：
85.fnt
p
＝m
nv0
86.s＝v0tm+0.5(a1+a2)t
m2
[0087]vt
＝v0+(a1+a2)tm[0088]
最終推導(dǎo)出水平井震擊解卡組合的沖擊力fn為:
[0089][0090]
同理，在常規(guī)解卡組合及其解卡操作中，僅使用單只開式下?lián)羝?，其沖擊力fo僅為：
[0091][0092]
其中，
[0093]fo
——常規(guī)解卡組合單只開式下?lián)羝鳑_擊力；
[0094]mo
——常規(guī)解卡組合單只開式下?lián)羝魃辖宇^以上鉆柱由于自重；
[0095]ao
——常規(guī)解卡組合單只開式下?lián)羝魃辖宇^以上鉆柱加速度；
[0096]
so——常規(guī)解卡組合單只開式下?lián)羝魃辖宇^運(yùn)行距離；
[0097]
to——常規(guī)解卡組合單只開式下?lián)羝鳑_擊力撞擊作用時間。
[0098]
因?yàn)閟n＝2l，so＝l，所以sn＝2so；
[0099]
兩種震擊解卡組合中，開式下?lián)羝魃辖宇^以上鉆柱的重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于開式下?lián)羝骷俺壵饟羝鞯闹亓浚詍n≈mo，a1≈ao；并且撞擊都是瞬間完成，所以t
p
＝to。
[0100]
由此可得兩種震擊解卡組合的關(guān)系：
[0101][0102]
因?yàn)椋篴2＞0，所以：即，對比使用單支開式下?lián)羝鞯男Ч?，所述水平井震擊解卡組合有更大的加速度，更大的行程，更大的末速度，最終呈現(xiàn)的結(jié)果即更大的撞擊力，因此，能更有效的實(shí)現(xiàn)震擊解卡效果。
[0103]
不僅如此，在下?lián)舳啻谓饪ㄒ廊淮嬖谳^大困難時，還能在不起鉆更換解卡工具及鉆具組合的前提下，通過以0.05m/s-0.1m/s速度上提鉆具，使鉆具產(chǎn)生彈性伸長量，剎住剎車，等待超級震擊器上擊，如圖6和圖7所示。該震擊解卡組合及其操作方法采用多級復(fù)合的震擊原理，提高了震擊解卡效率，避免多次起下鉆更換不同震擊工具，大幅節(jié)約時間的同時實(shí)現(xiàn)了連續(xù)上下震擊的動作，同時通過多級復(fù)合震擊加大了震擊撞擊力，極有利于解卡。
[0104]
本說明書中各個實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0105]
對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。