[發明專利]一種淺層長破碎帶井壁支撐工具

有效

• 申請號: 202010439928.5
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN112031656B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 彭興;李伯堯;龍志平;丁錦鶴;朱智超;馮大鵬
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: E21B7/20
• 分類號: E21B7/20;E21B41/00
• 代理公司: 鎮江京科專利商標代理有限公司 32107
• 代理人: 夏哲華

本發明公開了一種淺層長破碎帶井壁支撐工具。它包括管體、管體內腔中安置的支撐膠塞以及管體外設置的井壁支撐體，井壁支撐體內壁上設置有一段井壁支撐體滑道，井壁支撐體滑道內設置有支撐力臂以及與支撐力臂配合的彈性體，支撐力臂上具有徑向伸入到管體內腔中的支撐桿；所述支撐膠塞能夠推動支撐桿移動使支撐力臂動作進而使得井壁支撐體擴張。本發明的有益效果為：能夠穩固井眼周圍破碎帶，實現后續鉆進工作的安全性。

技術領域

本發明涉及一種油氣鉆探用的石油鉆井工具，尤其涉及一種淺層長破碎帶井壁支撐工具。

背景技術

在油氣鉆探過程中，常會在前部地層鉆遇溶洞或破碎帶地層，該地層一經揭開，井壁掉塊、垮塌比較普遍，復雜與事故也對多發生于此處；在引起的井下復雜狀況中，輕則卡鉆憋鉆具，重則發生鉆具斷裂、埋死鉆具等嚴重事故，這嚴重影響了施工安全與進度，如何針對破碎帶進行技術處理，是實現安全、高效、優質鉆井的關鍵。

現有針對淺層長破碎帶處理方法主要有以下三種：第一類是調整鉆井液性能，該方法主要從井壁穩定性出發，通過調節鉆井液性能來實現對井壁穩定性的保持；第二類是打水泥塞穩固破碎帶，通過對井筒中注入水泥漿，水泥漿凝固后穩定井壁；第三類是強鉆工藝處理，通過強鉆后，連續通井來保證井筒通暢，而后下入套管固井實現井壁穩定。

上述三種類選型方各有特點，但現場處理時間長，實施效果差，未能真正解決現場實際難題；第一類調整鉆井液性能方法：淺層長破碎帶鉆進過程時，常伴隨惡性漏失，無法建立井筒循環，井眼始終處于失穩狀態；第二類方法打水泥塞穩固破碎帶方法：長破碎帶，井眼四周地層連通性強，水泥塞進入底部井眼后即向四周擴散，無法維持在井眼中；第三類方法強鉆工藝處理：強鉆破碎帶地層之后，井壁四周碎石不斷向井眼中心掉落，卡鉆、憋鉆具等復雜頻發，且通過通井始終無法保證井眼中無碎石堆積， 則無法實現套管下入井眼之中，造成上述結果的一個主要原因是因為上述三類選型方法都忽視了一個關鍵問題，即破碎帶的主要性質：連通性強、穩定性差，為了有效解決淺層長破碎帶的問題，可研制針對性工具，來提高井眼破碎帶的穩定性，以實現下部鉆井施工安全鉆進工作。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種能夠穩固井眼周圍破碎帶，實現后續鉆進工作的安全性的淺層長破碎帶井壁支撐工具。

為了解決上述技術問題，本發明的淺層長破碎帶井壁支撐工具，包括管體、管體內腔中安置的支撐膠塞以及管體外設置的井壁支撐體，井壁支撐體內壁上設置有一段井壁支撐體滑道，井壁支撐體滑道內設置有支撐力臂以及與支撐力臂配合的彈性體，支撐力臂上具有徑向伸入到管體內腔中的支撐桿；所述支撐膠塞能夠推動支撐桿移動使支撐力臂動作進而使得井壁支撐體擴張。

所述管體內腔形成梯形臺柱結構的梯形過渡通道，所述梯形過渡通道的頂部直徑大于所述支撐膠塞的最大外徑處，梯形過渡通道的中下部直徑小于支撐膠塞的最大外徑處。

所述支撐桿的內端徑向伸入到管體的中心，支撐桿的外端配合安裝在所述支撐力臂的滑槽內，所述支撐桿的內端能夠在所述支撐膠塞的擠壓下沿著所述管體徑向移動，同時所述支撐桿外端在支撐力臂的滑槽內相對滑動推動支撐力臂外擴。

所述支撐力臂的下端與所述管體活動連接，支撐力臂的上端與彈性體連接并使其上端在彈性件的作用下靠壓在井壁支撐體滑道的表面上，所述支撐力臂的上端能夠沿井壁支撐體滑道向下運動并推動井壁支撐體徑向變大。

所述彈性體附著于所述管體上并與所述支撐力臂連接，其初始狀態為自由伸展狀態；所述支撐膠塞完全通過所述支撐桿后在彈性體的彈力作用下能夠使所述支撐力臂貼附在所述管體表面。

所述支撐膠塞的上部為圓柱體，其直徑大于所述管體中下部的梯形過渡通道的直徑，支撐膠塞的下部為梯形圓柱體，所述支撐桿的內部設置有導向斜面，所述支撐膠塞的梯形圓柱體的梯度與所述支撐桿的導向斜面的傾斜角度相同。

所述井壁支撐體內設置有用于對井壁支撐體進行限位的支撐限位構件以及用于對井壁支撐體進行支撐的本體支撐構件。