[發明專利]一種變徑套管組件及其應用于地質鉆孔中的安裝方法

在審

• 申請號: 202010531990.7
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111622686A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 張明云;岳進松;曹小宇
• 申請（專利權）人: 中冶集團武漢勘察研究院有限公司
• 主分類號: E21B17/00
• 分類號: E21B17/00;E21B17/22;E21B17/08
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 楊宣仙

本發明提供了一種變徑套管組件及其應用于地質鉆孔中的安裝方法。所述套管組件包括在外力的作用下壓縮成管狀結構的螺旋式組合管片和拼裝工具，在組合管片相鄰螺旋環的接觸面設有相互匹配的子母拼接件；所述拼裝工具包括內、外筒和內設拼裝卡槽的變徑頭；在進行安裝時，將組合管片套在內筒上，一起裝配到外筒內，將其置入套管安裝位，固定外筒不不動，旋轉內筒通過其底部的變徑機構推動變徑頭外擴，然后固定內筒不動，逆向旋轉外筒，變徑頭向上逆向旋轉，將組合管片引入拼裝卡槽內拼裝成一個完整的管體。本發明中能夠實現管體從等口徑或小口徑的孔洞進入后進行變徑組合，可以作為鉆孔用套管，解決了套管分級下入存在的施工難度大、風險大的問題。

技術領域

本發明屬于地質鉆探領域，尤其涉及一種變徑套管組件及其應用于地質鉆孔中的安裝方法，所述套管組件包括變徑管及安裝工具，該變徑管可以通過安裝工具實現在不同狀態直徑的改變，能夠將其應用于地質鉆孔中作為套管進行安裝，不會受限與安裝孔的口徑大小，能夠正常下入孔中，在孔內實現直徑的改變。

背景技術

隨著資源勘探、工程勘察、深海鉆探等技術的發展，對鉆探效率和鉆孔質量的要求也越來越高。地質鉆探中常遇破碎巖石地層及一些特殊地層(類似水敏性地層、濕陷地層等)，該類地層鉆探過程中極易坍孔，形成巖屑撈不盡，無法進尺；在針對單孔深在800米以上的鉆孔時，其鉆孔過程中遇到的地層復雜情況也會比較多，當鉆頭通過泥巖、砂巖與泥巖接觸面、煤層等這些易垮塌地層進行氣體鉆孔作業時，孔口或孔壁容易出現垮塌。孔口或孔壁若坍塌會出現下鉆遇阻、遇卡、埋鉆等事故，不僅帶來了安全問題，增加了鉆井成本，而且嚴重影響勘探進度。

對于上述因特殊地層出現的坍孔問題，其鉆探處理方法有：1.調配優質泥漿或用化學漿液，期望泥漿能護住孔壁，止住坍塌現象；對于一般破碎不是很嚴重的地層，該方案是有效的，這種方法因漿液配置較為方便，速度快、成本不高、操作簡便，所以是這類地層首先使用的處理方法，但是對于一些塌孔嚴重或者鉆孔較深的位置出現塌孔現象，該方式效果都不是很明顯。2.膠結凝固法，即向孔內該地層處注入膠結材料如快干水泥等膠結物，希望膠凝材料能將破碎地層膠凝住，止住地層坍塌；這種方案也是經常用的較有效的方法之一，但該方法實施周期較長，一般凝固時間需要3～7天不等，有時也達不到理想的效果，徒耗時間。3.套管隔離法，套管隔離是最直接、且效果最好的方法，一般方法無法解決的情況都可以采用套管隔離法來實現；但是現有套管隔離方法在鉆探時，套管是要分級下入的，每一次下套管都是下入比前一次套管小一型號的套管，且都是從孔口處重新下入，這就意味著套管的下入需要慎重，往往面臨改變鉆探方案的風險，或者需要重新擴孔到該地層。該方法雖然效果最好，但成本大，實施難度大，且風險高所以一般并不使用。特別是在單孔深在800米以上的孔往往需要多次下入不同直徑的套管，其下管方式更加復雜，風險更大。

發明內容

本發明針對現有技術存在的問題提供一種變徑套管組件及其應用于地質鉆孔中的安裝方法，所述變徑套管組件可以實現管體在不同狀態下直徑的改變，可以應用于地質鉆孔中作為地質鉆孔套管使用，并通過本發明中的安裝方法將其從小口徑孔洞下入鉆孔中，并在鉆孔內進行拼裝及直徑的而改變，可以實現管體從比其直徑小或等直徑的小口徑孔洞進行安裝，可以解決現有套管分級下入存在的風險及困難。