[其他]井套多段注漿的方法及裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87105805
• 申請(qǐng)日: 1987-08-25
• 公開（公告）號(hào): CN87105805A
• 公開（公告）日: 1988-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杰里·P·阿拉蒙;H·愛德華·林德瑟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 馬斯科工業(yè)公司;科諾科公司
• 主分類號(hào): E21B33/138
• 分類號(hào): E21B33/138;E21B33/14
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利代理部
• 代理人: 張祖昌

本發(fā)明涉及鉆孔中井套的多段注漿的方法和裝置。特別是，本發(fā)明所涉及的井套多段注漿方法和裝置使得上套管柱在注漿的第二階段中能夠而獨(dú)立于下套管柱轉(zhuǎn)動(dòng)從而保證鉆孔中任何液體的充分位移。

在各種油井開采操作中，當(dāng)鉆孔已達(dá)幾千英尺深時(shí)，一個(gè)鋼套管就被放置于井中以隔出一個(gè)生產(chǎn)所需的地質(zhì)建造或?qū)咏M。該套管粘結(jié)在那兒以防止松散的地質(zhì)建造坍落以及防止不同的地質(zhì)建造的流質(zhì)互相混合。此外，套管還用于防止地質(zhì)建造流質(zhì)進(jìn)入鉆孔。不管放置鋼管的原因是什么，除非在套管外面的鉆屑流質(zhì)完全由凝固的無孔的混合物（例如水泥）所置換，鉆孔就不能適當(dāng)?shù)馗綦x開來。在此注漿過程中，水泥注漿通過套管柱被壓下鉆孔，然后再從套管柱外面被壓上來，從而用水泥注漿置換套管柱外面的泥漿使得套管的外圍粘結(jié)到鉆孔壁上。一個(gè)成功的注漿工作應(yīng)當(dāng)是使所有的鉆孔泥漿都被水泥所取代并且使水泥在流質(zhì)侵入其中之前就凝固成一個(gè)保護(hù)殼。由于鉆孔很深，所以用水泥沿井套的全長置換所有的泥土是所有油井開采工作中最為困難的工作之一。如果不能獲得充分的注漿，未被置換的鉆孔泥漿仍可能通過孔道垂直遷移。

此外，在套管柱比較長的情況下，很難將水泥注漿一次性置于套管四周，因?yàn)樽{的流體密度大于鉆孔泥漿的流體密度，從而很難通過套管把注漿壓下幾千英尺深然后再由壓上幾千英尺到鉆孔口。為了 克服這一局限，已采用了兩段注漿閥。這種閥首先使水泥注漿能被壓下整個(gè)套管柱并壓上鉆孔到達(dá)恰低于該閥的一個(gè)中間位置。在打開閥以后，套管柱中低于該閥的注漿的流道就被關(guān)閉了，而注漿就在該閥所在位置以上流動(dòng)。這時(shí)，注漿只需被壓下套管的大約一半的長度，然后通過閥孔進(jìn)入鉆孔的環(huán)形縫隙再壓上鉆孔的上部直至地面。

雖然這種兩段注漿方法簡化了把注漿壓入比較長的套管柱的工程，如果沒有套管柱的轉(zhuǎn)動(dòng)或上下移動(dòng)，鉆屑泥漿仍不能被完全置換。而當(dāng)鉆孔不是完全垂直的或是筆直的或是其幾何形狀是橢圓形的或是偏心圓時(shí)，情況尤其是這樣，在注漿過程中套管柱的轉(zhuǎn)動(dòng)或是上下移動(dòng)是為了借助于井套柱和泥漿之間的摩擦而從鉆孔的底部將泥漿清除出去使得鉆孔中的泥漿能夠被水泥置換。在鉆孔比較淺從而只需一段注漿的情況下，整個(gè)套管柱將轉(zhuǎn)動(dòng)直至沿整個(gè)套管柱的全部鉆屑泥漿都被置換。

整個(gè)套管柱轉(zhuǎn)動(dòng)或是上下移動(dòng)也用在了兩段注漿過程中。當(dāng)?shù)谝欢蔚淖{被壓入套管并進(jìn)入鉆孔的下部時(shí)，套管柱轉(zhuǎn)動(dòng)以確保在第一段中的全部泥漿都被置換。可是，一旦這第一段注漿凝固了，高于多段注漿閥的套管上部就不能夠在第二段注漿過程中轉(zhuǎn)動(dòng)了。這就導(dǎo)致在水泥上部中的鉆屑泥漿的不能被完全置換。

本發(fā)明提供了一種多段注漿的方法和裝置，從而克服了已知的用于套管柱多段注漿裝置所存在的缺陷。依照本發(fā)明，第二段注漿時(shí)上套管柱能夠獨(dú)立于下套管柱轉(zhuǎn)動(dòng)，從而保證了全部鉆屑泥漿的置換。

本發(fā)明中的裝置包括一個(gè)接管機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)置于中間注漿閥附近連接在上、下套管柱之間，以使在第一段注漿時(shí)整個(gè)套管柱都能轉(zhuǎn)動(dòng)而在第二段或最后一段注漿時(shí)高于多段注漿閥的套管的上部能夠轉(zhuǎn)動(dòng)。該接管機(jī)構(gòu)有一個(gè)上襯套部分和一個(gè)下襯套部分，他們伸縮式安裝在一起，使得上襯套部分可以相對(duì)于下襯套部分垂直移動(dòng)。在推薦實(shí)施例中，兩個(gè)襯套部分都有可嚙合的花鍵，當(dāng)他們互相嚙合時(shí)能使整個(gè)套管柱轉(zhuǎn)動(dòng)，但因上套管柱相對(duì)于下套柱移動(dòng)，也能使其脫開。當(dāng)花鍵處于脫開狀態(tài)時(shí)，上襯套部分和上套管可獨(dú)立于下襯套部分和下套管自由轉(zhuǎn)動(dòng)。并且，由于花鍵可以自由嚙合，整個(gè)套管可以向兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，而且花鍵脫開后甚至可以重新嚙合。

本發(fā)明除了能使上、下套管柱獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)之外，本發(fā)明的裝置可以在標(biāo)準(zhǔn)套管柱中，置于沿該套管柱的任何一個(gè)位置。這樣，只要使用具有不同摩擦接合或長度的花鍵就可完成多段注漿。此外，由于本發(fā)明的機(jī)構(gòu)只用于控制在不同階段時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)，該機(jī)構(gòu)可根據(jù)不同的特征要求而置于套管柱中。然而，為了降低設(shè)備的造價(jià)，該接管機(jī)構(gòu)可與多段注漿閥聯(lián)接而合為一個(gè)部件。