复合多功能井下套管环空完整性修复一体化工具及方法与流程

专利检索2026-06-20  1


本发明涉及石油与天然气钻井施工设备,具体是指一种复合多功能井下套管环空完整性修复一体化工具及方法。


背景技术:

1、在油气井投产的中后期阶段,油气井的井筒完整性非常容易出现问题,比如环空带压或环空无法承压等等问题。这类问题的出现会给井的安全生产带来重大隐患,如果不及时及适当的处理,就会出现套管变形、井筒垮塌、产层压力串层、浅层水源污染或者暴漏到地面等引起恶性环境污染或者更严重的井控事件,因此对于此类问题必须引起高度的重视。

2、目前业界对于存在环空问题生产井的修复一直是一个顽疾问题,处理的工艺及技术相对还没有完全成熟及体系化,同时又伴随着修护后问题反复、不易完全治理等特点,给井的安全生产及后期弃置带来很大的技术难题。此外,环空问题的成因不定,井况不同,因此修复工艺复杂又各不相同,因此也带来较大的修复成本。


技术实现思路

1、本发明的目的在于解决上述问题,提供了一种复合多功能井下套管环空完整性修复一体化工具及方法,降低了反复下钻带来的长工期作业风险,大大降低了施工难度,提高了作业效率并大大降低了作业成本。

2、本发明的目的通过下述技术方案实现:复合多功能井下套管环空完整性修复一体化工具,包括由上至下依次连接的螺旋旁通阀、滑套冲洗装置、丢手、旋转封隔器以及射孔枪。

3、进一步的,所述螺旋旁通阀包括螺旋本体,连接在所述螺旋本体下端的循环阀,以及设置在所述循环阀内部的旁通阀球座;所述循环阀和旁通阀球座之间设置有旁通阀剪切销钉,所述循环阀侧壁周向设置有若干阀孔,所述旁通阀球座封堵所述阀孔;所述旁通阀球座受压时能剪断所述旁通阀剪切销钉而向下移动,以打开所述阀孔,使所述阀孔与所述循环阀内部连通;所述循环阀和旁通阀球座之间还设置有密封圈,所述旁通阀球座的上端设置有旁通阀球座密封面,所述循环阀下端与所述滑套冲洗装置连接。

4、所述滑套冲洗装置包括与所述循环阀连接的上壳体,连接在所述上壳体下端的旁通阀下接头,设置在所述上壳体内部的滑套活塞,以及安装在所述上壳体内壁上的剪切环;所述滑套活塞的侧壁周向设置有若干过液孔,其内部下端设置有滑套密封面,外侧设置有环形槽;所述剪切环上设置有若干滑套剪切销钉,所述滑套剪切销钉插入所述环形槽内;所述上壳体上周向设置有若干个喷嘴,所述滑套活塞密封所述喷嘴;所述滑套活塞受压时能剪断所述滑套剪切销钉而向下移动,以使所述过液孔和喷嘴连通。

5、所述滑套活塞的外壁设置有轴向限位槽,所述上壳体上设置有插入所述轴向限位槽的限位销钉;所述滑套活塞向下移动时限位销钉能抵靠轴向限位槽的上端,此时过液孔和喷嘴连通。

6、所述丢手包括与所述旁通阀下接头连接的丢手本体,连接在所述丢手本体下端的丢手下接头,以及设置在所述丢手下接头内部的丢手球座;所述丢手球座和丢手下接头之间设置有丢手第二剪切销钉,所述丢手本体和丢手下接头之间设置有丢手第一剪切销钉;所述丢手球座的上端设置有丢手球座密封面,所述丢手下接头内部设置有下接头抵靠面,所述丢手下接头与旋转封隔器连接;所述丢手球座受压时能剪断所述丢手第二剪切销钉而向下移动,并且丢手球座向下移动时能抵靠所述抵靠面,以推动丢手下接头剪断丢手第一剪切销钉而向下移动,使丢手下接头与丢手本体脱离。

7、所述旋转封隔器与射孔枪之间设置有短接。

8、一种上述的复合多功能井下套管环空完整性修复一体化工具的使用方法,包括以下步骤:

9、步骤1:将复合多功能井下套管环空完整性修复一体化工具的上端与工作管串连接,并通过工作管串将复合多功能井下套管环空完整性修复一体化工具下入井中出现套管环空的位置;

10、步骤2:激活射孔枪,对套管环空位置进行穿孔作业,使工作管串和套管环空建立联通,打开需要修复的环空通道;

11、步骤3:向下移动复合多功能井下套管环空完整性修复一体化工具,使旋转封隔器移动到穿孔位置的下方,下压激活旋转封隔器,并进行试压验封,确保旋转封隔器在套管内形成坐封;

12、步骤4:从工作管串中投入第一憋压球后向工作管串中加压,使丢手下接头和丢手本体脱离,此时丢手下接头、丢手球座、第一憋压球以及旋转封隔器在套管内形成完整的承托;

13、步骤5:从工作管串中投入第二憋压球后,向工作管串中加压,激活滑套冲洗装置;向工作管串中通入冲洗液,通过滑套冲洗装置对环空进行高压清洗;

14、步骤6:从工作管串中投入第三憋压球后,向工作管串中加压,打开螺旋旁通阀;向工作管串中注入修补材料,修补材料通过螺旋旁通阀注入套管环空的位置;

15、步骤7:上提复合多功能井下套管环空完整性修复一体化工具,向套管施压,将修补材料挤注进环空处以填补整个环空位置,保持定压,待修补材料完全凝固。

16、进一步的,所述工作管串为钻杆或油管。

17、步骤1之前还包括对施工井进行通井及洗井作业,确保施工井段套管无形变。

18、与现有技术相比,本申请具有如下有益效果:本发明具有整合一体式,一趟钻完成,高效、低作业成本的优势,大大节约了作业时间,降低了作业的风险。

19、本申请的一部分附加特性可以在下面的描述中进行说明。通过对以下描述和相应附图的检查或者对实施例的生产或操作的了解,本申请的一部分附加特性对于本领域技术人员是明显的。本申请披露的特性可以通过对以下描述的具体实施例的各种方法、手段和组合的实践或使用得以实现和达到。



技术特征:

1.复合多功能井下套管环空完整性修复一体化工具,其特征在于,包括由上至下依次连接的螺旋旁通阀(200)、滑套冲洗装置(300)、丢手(400)、旋转封隔器(500)以及射孔枪(700)。

2.根据权利要求1所述的复合多功能井下套管环空完整性修复一体化工具,其特征在于,所述螺旋旁通阀(200)包括螺旋本体(201),连接在所述螺旋本体(201)下端的循环阀(202),以及设置在所述循环阀(202)内部的旁通阀球座(205);所述循环阀(202)和旁通阀球座(205)之间设置有旁通阀剪切销钉(204),所述循环阀(202)侧壁周向设置有若干阀孔(203),所述旁通阀球座(205)封堵所述阀孔(203);所述旁通阀球座(205)受压时能剪断所述旁通阀剪切销钉(204)而向下移动,以打开所述阀孔(203),使所述阀孔(203)与所述循环阀(202)内部连通;所述循环阀(202)和旁通阀球座(205)之间还设置有密封圈,所述旁通阀球座(205)的上端设置有旁通阀球座密封面(206),所述循环阀(202)下端与所述滑套冲洗装置(300)连接。

3.根据权利要求2所述的复合多功能井下套管环空完整性修复一体化工具,其特征在于,所述滑套冲洗装置(300)包括与所述循环阀(202)连接的上壳体(301),连接在所述上壳体(301)下端的旁通阀下接头(303),设置在所述上壳体(301)内部的滑套活塞(304),以及安装在所述上壳体(301)内壁上的剪切环(306);所述滑套活塞(304)的侧壁周向设置有若干过液孔(309),其内部下端设置有滑套密封面(310),外侧设置有环形槽;所述剪切环(306)上设置有若干滑套剪切销钉(307),所述滑套剪切销钉(307)插入所述环形槽内;所述上壳体(301)上周向设置有若干个喷嘴(302),所述滑套活塞(304)密封所述喷嘴(302);所述滑套活塞(304)受压时能剪断所述滑套剪切销钉(307)而向下移动,以使所述过液孔(309)和喷嘴(302)连通。

4.根据权利要求3所述的复合多功能井下套管环空完整性修复一体化工具,其特征在于,所述滑套活塞(304)的外壁设置有轴向限位槽(305),所述上壳体(301)上设置有插入所述轴向限位槽(305)的限位销钉(308);所述滑套活塞(304)向下移动时限位销钉(308)能抵靠轴向限位槽(305)的上端,此时过液孔(309)和喷嘴(302)连通。

5.根据权利要求4所述的复合多功能井下套管环空完整性修复一体化工具,其特征在于,所述丢手(400)包括与所述旁通阀下接头(303)连接的丢手本体(401),连接在所述丢手本体(401)下端的丢手下接头(403),以及设置在所述丢手下接头(403)内部的丢手球座(404);所述丢手球座(404)和丢手下接头(403)之间设置有丢手第二剪切销钉(405),所述丢手本体(401)和丢手下接头(403)之间设置有丢手第一剪切销钉(402);所述丢手球座(404)的上端设置有丢手球座密封面(407),所述丢手下接头(403)内部设置有下接头抵靠面(406),所述丢手下接头(403)与旋转封隔器(500)连接;所述丢手球座(404)受压时能剪断所述丢手第二剪切销钉(405)而向下移动,并且丢手球座(404)向下移动时能抵靠所述抵靠面(406),以推动丢手下接头(403)剪断丢手第一剪切销钉(402)而向下移动,使丢手下接头(403)与丢手本体(401)脱离。

6.根据权利要求1所述的复合多功能井下套管环空完整性修复一体化工具,其特征在于,所述旋转封隔器(500)与射孔枪(700)之间设置有短接(600)。

7.一种上述权利要求1~6任一项所述的复合多功能井下套管环空完整性修复一体化工具的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:

8.根据权利要求7所述的复合多功能井下套管环空完整性修复一体化工具的使用方法,其特征在于,所述工作管串(100)为钻杆或油管。

9.根据权利要求7所述的复合多功能井下套管环空完整性修复一体化工具的使用方法,其特征在于,步骤1之前还包括对施工井进行通井及洗井作业,确保施工井段套管无形变。


技术总结
本发明公开了一种复合多功能井下套管环空完整性修复一体化工具,其特征在于,包括由上至下依次连接的螺旋旁通阀、滑套冲洗装置、丢手、旋转封隔器以及射孔枪。本发明还公开了该复合多功能井下套管环空完整性修复一体化工具的使用方法,具体包括将复合多功能井下套管环空完整性修复一体化工具的上端与工作管串连接,并通过工作管串将复合多功能井下套管环空完整性修复一体化工具下入井中出现套管环空的位置;激活射孔枪,对套管环空位置进行穿孔作业,使工作管串和套管环空建立联通,打开需要修复的环空通道等步骤。

技术研发人员:请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名
受保护的技术使用者:四川涪瑞威尔能源技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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