[發明專利]用于尾管鉆井的尾管鉆進組件

在審

• 申請號: 202010029075.8
• 申請日: 2020-01-12
• 公開（公告）號: CN113123721A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 唐明;吳柳根;楊海波;寧學濤;蔡鵬;張建國;馮德杰;侯婷;滕照正;沈學祥;朱海波;馬建忠;唐成磊
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化勝利石油工程有限公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號: E21B7/20
• 分類號: E21B7/20;E21B10/26;E21B23/01;E21B4/04
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯華頌

本發明公開了一種用于尾管鉆井的尾管鉆進組件，包括隨鉆擴眼鉆頭、輔助擴眼鉆頭、擴眼驅動機構、旋轉密封機構、馬達、尾管和鉆桿，擴眼驅動機構分別與輔助擴眼鉆頭和尾管相連，隨鉆擴眼鉆頭與鉆桿相連，在鉆桿和擴眼驅動機構、底部尾管之間安裝有旋轉密封機構，馬達通過鉆桿驅動隨鉆擴眼鉆頭旋轉，旋轉密封機構帶動擴眼驅動機構驅動輔助擴眼鉆頭旋轉，并在尾管和鉆桿之間形成持續的旋轉密封配合。本發明采用隨鉆擴眼鉆頭和輔助擴眼鉆頭相結合的鉆進擴眼方式，尾管鉆進后，鉆具可實現全部回收，為后續鉆進提供條件，解決漏失以及井眼不穩定的問題，從而減少井下事故，提高了鉆井安全性，降低鉆井風險。

技術領域

本發明涉及石油天然氣行業中的鉆井完井工具領域，特別是涉及一種用于尾管鉆井的尾管鉆進組件，可實現尾管鉆進作業。

背景技術

尾管鉆井技術是指用常規鉆井工藝鉆到一定井深后，用鉆桿與尾管鉆井系統連接進行鉆進，完鉆后固井并將鉆桿起出，把尾管留在井下的一種鉆井技術，是國際前沿的新興鉆井技術。發表于《石油鉆探技術》2003年31卷第2期的論文《尾管鉆井技術及其應用》介紹了國外尾管鉆井技術現狀及應用情況。

中國專利200810137580.3公開了一種尾管鉆井和完井工藝，該尾管鉆井和完井工藝包括技術套管完井，在技術套管固井后；(1)、尾管鉆柱連接；包括有方鉆桿、鉆桿、可分別進行鉆井和完井的旋轉尾管懸掛器、尾管、花籃式膠塞座、浮箍、鉆頭；(2)、尾管鉆井；用氣體作為循環介質進行鉆井；(3)、完鉆后；循環鉆井液；(4)、坐掛尾管和送入工具與尾管懸掛器解脫；通過向鉆柱內投入工作球，循環鉆井液升壓至5兆帕，旋轉尾管懸掛器卡瓦坐掛到上一級套管上，鉆井液繼續升壓至8兆帕，送入工具與尾管懸掛器解脫并保持密封，繼續升壓到15兆帕，固井通道打開，可進行注水泥；(5)、完井管柱連接；水泥頭與旋轉機構相連，旋轉機構與尾管鉆柱相連；(6)、旋轉尾管固井；轉動轉盤，注水泥漿，通過向管柱內投入實心塞，替鉆井液，碰壓后升壓至15兆帕，實心塞與空心塞復合并保持密封，一同下行，與膠塞座復合并保持密封；(7)、坐封尾管懸掛器；上提送入工具一定高度，下壓鉆柱，將旋轉尾管懸掛器密封機構坐封到上一級套管內；(8)、起出鉆桿和送入工具。上述方案中的尾管鉆井，用鉆井液作為循環介質進行鉆井。但在深井、超深井中復雜層的尾管鉆井完井內徑小，且所用的尾管懸掛器結構復雜，給尾管鉆井和固完井施工帶來較大風險。

本申請人在線申請并公開了一種膨脹式尾管鉆井作業裝置及其作業方法（專利號201510655103.6），其包括尾管鉆進組件，尾管連接及啟動組件和尾管膨脹組件三大部分，其中：尾管鉆進組件為伸出底部尾管的鉆進工具部分，包括自下而上依次連接的雙心擴眼鉆頭、密封中心管和設置在密封中心管內的浮箍、球座；尾管連接及啟動組件連接在尾管膨脹組件與尾管鉆進組件之間，由內管柱和外管柱兩部分套裝組成；其中，內管柱包括：與密封中心管通過剪切銷釘連接的花鍵軸，與花鍵軸連接的中心管，和設在花鍵軸上方的膨脹錐，密封中心管上部設有密封頭，花鍵軸外設有花鍵頭；外管柱包括：與膨脹套管連接的膨脹啟動器，連接在膨脹啟動器下方的鎖定短節和空心擴眼鉆頭，鎖定短節下部設有與密封中心管上部密封頭阻擋配合的剪切座，且密封頭與鎖定短節構成軸向滑動密封配合，鎖定短節上部設有與花鍵軸外設花鍵頭滑動配合的花鍵槽，膨脹錐與膨脹啟動器的膨脹錐面形成密封配合；尾管膨脹組件位于尾管鉆井作業裝置上部，包括膨脹套管、固化在膨脹套管外的膨脹懸掛器、連接在膨脹套管頂部的膨脹喇叭口，以及貫穿膨脹喇叭口向下與花鍵軸連接的在其中心管。上述方案進一步包括：所述雙心擴眼鉆頭為偏心鉆頭，所述膨脹懸掛器為多級密封膠筒。密封中心管的密封頭上設有密封槽和密封圈，在膨脹喇叭口處設有喇叭口擋塊，在中心管與膨脹套管的環空內設有擋泥器。該裝置和方法將尾管鉆井和膨脹套管結合為一趟鉆實現，但僅僅能實現膨脹管柱回收，尾管鉆進管柱永久性留在井底，給后續鉆井造成較大困難，此外，在尾管鉆進過程中，膨脹套管管柱也必須跟隨一同轉動，易造成外管柱磨損破壞，影響膨脹作業，因此僅可用于鉆井過程中的最后一開次完井，即充當完井尾管進行完井作業，難以進行后續鉆進作業，無法充當技術套管封隔地層，為一次性尾管鉆井和完井裝置。

發明內容