[發明專利]一種基于黃土層的干鉆掘進方法及設備

有效

• 申請號: 202011443362.X
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112502634B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 王偉良;張建卿;李雪崗;侍德益;李德波;胡祖彪;朱明明;王清臣;韓成福;張健;袁立志;張延兵;譚學斌;焦武山;胡延霞
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團川慶鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B11/00
• 分類號: E21B11/00;E21B27/00;E21B19/08;E21B33/13;E21B33/138;C08G18/48;C08L75/08
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 江琴賢

本發明涉及石油鉆井施工技術領域，具體涉及一種基于黃土層的干鉆掘進方法及設備，基于在黃土層的鉆井施工中采用的一種無需流體介質循環施工的鉆井方法，現有的鉆井方法無法滿足黃土的層的鉆井，即使鉆井成功，但是在實際使用中通過現有鉆井方法的井均出現了漏失的情況，鉆井液泄漏直接流入河流、農田，造成了不同程度的環境污染，因此現有傳統鉆井工藝方法難以徹底解決黃土層漏失，本發明的干鉆掘進方法，通過干鉆掘進設備進行干鉆掘進，形成所需深度的井孔，然后將導管下放置井孔內，然后采用環保固井，在鉆進過程中無需泥漿循環，固井過程不需要水，從根本上解決了漏失問題，避免了環境污染事故。

技術領域

本發明涉及石油鉆井施工技術領域，具體涉及一種基于黃土層的干鉆掘進方法及設備。

背景技術

在黃土層鉆井施工中，黃土表層結構疏松并存在天然裂縫，易發生井漏，堵漏影響鉆井時效，井漏嚴重時造成井架基礎下陷、鉆井液通過表層裂縫通道泄漏出井場外，造成環境污染。

而現有的鉆井施工分為充氣鉆、空氣鉆、脹眼器、導管底塞等進行鉆井，其中

充氣鉆：需要空氣壓縮機和儲氣罐，充氣管線通過自制的單流閥及轉換接頭連接氣源，需在鉆井液里配置微泡處理劑，鉆井液容易倒流進入空壓機，充氣鉆進可以降低約25％液柱壓力，有利于黃土層防漏，設備多配套時間長，規模化應用難度大，對于黃土層裂縫型和溶洞型漏失無效，從而使用該方法存在設備多工序復雜的缺點不適用于黃土層鉆井；

空氣鉆：工作原理為壓縮空氣經雙通道水龍頭直接進入鉆具管體，高壓空氣驅動沖擊器內的活塞作高頻往復運動，并將該運動所產生的動能源源不斷的傳遞到鉆頭上，使鉆頭獲得一定的沖擊力，將黃土沖碎后，高速氣流將黃土氣舉吹出地面。使用該方法需要鉆機和大排量空氣壓縮機、增壓機、潛孔錘，鉆遇膠泥或者濕土時容易出現卡鉆事故，同時設備多配套時間長成本高，規模化應用難度大，該方法鉆進如遇膠泥層時，巖屑難帶出地面，容易出現井下事故；

脹眼器：工作原理為通過加強井壁黃土層致密程度來降低清水在黃土里的滲透速度，該方法經過三次迭代由中空直棱脹眼器，到花瓣式脹眼器，再到中空無棱式脹眼器，缺點是無法對付膠泥層，黃土層大型裂縫和溶洞無效；

導管底塞：工作原理為導管下入井底，釋放懸重，銅銷釘被剪斷，導管短節與滑套之間相對滑動，膠筒軸向受壓直徑方向脹大，形成環形密封圈封隔上下環空，使用該方法導管底塞滑套即最大外徑380mm與后續311井眼單邊只有35mm距離，由于黃土層自身壓實力差加之鉆井液沖蝕，基本都會導致導管不同程度下陷，膠囊封隔井壁10-15厘米，封隔時間短，易被鉆井液浸泡沖刷復發漏失，同時滑套的外徑和形狀也無法滿足黃土層防泄漏實際需求。

基于上述存在的問題本發明提出一種基于黃土層的干鉆掘進方法及設備。

發明內容

本發明克服了現有技術的不足，提供了一種基于黃土層的干鉆掘進方法及設備，尤其是具有施工過程緊湊，安全環保，可在鉆前井場施工，節省井隊單井鉆井周期，鉆進過程中無需鉆井液循環施工的特點。

本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

一種基于黃土層的干鉆掘進方法，包括以下步驟

步驟一：干鉆掘進

通過干鉆掘進設備進行干鉆掘進，形成所需深度的井孔；

步驟二：下導管

將導管下放置井孔內；

步驟三：內外環空封隔

將導管外壁與井孔內壁之間的縫隙進行封固填充。

所述的步驟一中干鉆掘進具體施工方法包括

先將干鉆掘進設備中的掘取裝置安裝在待鉆井的井孔正上方；