[發明專利]一種用于修復破損井壁的裝置與方法

在審

• 申請號: 202011516811.9
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112523712A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 陳晨;劉昆巖;孟奕龍;聶帥帥;翟梁皓;李曦桐;陳勇;朱穎;潘棟彬;鐘秀平;沈國軍;王亞斐;馬英瑞;李子涵;劉祥;侯星瀾
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: E21B29/10
• 分類號: E21B29/10;E21B10/43
• 代理公司: 長春市吉利專利事務所(普通合伙) 22206
• 代理人: 王楠楠;李曉莉

一種用于修復破損井壁的裝置與方法，屬于地下成井工程領域，包括由上至下依次連接且同軸布置的鉆桿、熱熔離心筒和反井鉆頭；熱熔離心筒由內筒和熱熔筒構成，二者之間形成用于容納井壁修復材料的空腔，熱熔筒的側壁上均勻開設有液體排出孔；熱融筒的內壁面上焊接有與電纜連接的電熱絲；反井鉆頭的切削刃面朝上布置。電阻絲通電加熱，此時孔口鉆機驅動整個裝置旋轉，井壁修復材料受熱融化由固態轉化為液態，并通過液體排出孔甩到破損井壁處，直到破損井壁被井壁修復材料完全填滿；待井壁修復材料完全硬化，孔口鉆機帶動整個裝置進行回轉，并上提鉆桿，通過反井鉆頭對修復完的井壁進行修整，完成井壁修復。本發明能夠高效、可靠的修復破損井壁。

技術領域

本發明涉及地下成井工程領域，尤其是涉及一種用于修復破損井壁的裝置與方法。

背景技術

在井下成井過程中，受巖石性質、地質條件、流體沖刷、管柱碰撞等影響，井壁坍塌井壁失穩現象頻發。另外，對已成井井壁，受地層應力釋放、巖石蠕變等原因，也可能導致井壁破損。井壁破損后形成不規則井眼，嚴重影響后期的工程作業和生產。

針對井壁破損問題，目前比較常用的修復方法有封固法、切削法等。如：專利文獻號CN106677787B公開的豎井修復加固結構及修復加固施工方法，通過錨桿注漿的方法進行豎井的修復，錨桿施工時可能會引起井壁的二次坍塌；專利文獻號CN110593810A公開了一種海上油田破損篩管修復方法，僅僅對篩管進行修復，解決不了破損井壁的修復問題；專利文獻號CN210483536U公開的井壁修復工具和專利文獻號CN206957619U井壁修復裝置，是利用修復器對縮徑井壁進行切削，不適用于擴徑井壁與破損井壁修復；專利文獻號CN202645485U公開了一種新型井壁修復管柱，通過打壓波紋管段進行膨脹擴徑封堵井壁，但波紋管擴徑尺寸有限，受井徑限制較大，不適用于大擴徑井眼；專利文獻號CN111577290A公開了一種利用凍土帷幕修復立井井壁的方法，凍結地層形成凍土帷幕封水，該方法只適用于封堵出水地層，適用范圍有限。“熱熔法井壁加固技術研究，《地質與勘探》，2012年，第5期，1034-1038頁”，通過發熱體將熱熔材料擠入破損井壁處，要求發熱體與井壁尺寸相等，對井壁尺寸要求比較高，適用性比較差。

綜上，現有的井壁修復方法適用范圍有限，且長期有效性無法保證，面臨二次破損風險。因此，如何高效、可靠的修復破損井壁，是當前高質量建井、成井以及后期井壁維護的關鍵。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于修復破損井壁的裝置與方法，以解決鉆井過程中，破損井壁修復困難，修復時間長等問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明提出了一種用于修復破損井壁的裝置，其特征在于，包括：鉆桿、熱熔離心筒和反井鉆頭，鉆桿、熱熔離心筒和反井鉆頭同軸且由上至下依次連接；所述鉆桿的上部與孔口鉆機同軸連接；所述熱熔離心筒由內筒和熱熔筒構成，并且內筒和熱熔筒為一體式結構，所述內筒呈兩端開口的中空圓筒狀，且內筒的兩端具有螺紋，內筒的上端與鉆桿螺紋連接，內筒的下端與反井鉆頭螺紋連接；所述熱熔筒呈中空圓筒狀，熱熔筒同軸套設在內筒外部，熱熔筒的頂端開口，熱熔筒的底部具有供內筒穿出的通孔，熱熔筒和內筒之間形成用于容納井壁修復材料的空腔，熱熔筒的側壁上均勻開設有液體排出孔；熱融筒的內壁面上焊接有與電纜連接的電熱絲；所述反井鉆頭為一體成型式結構，反井鉆頭的切削刃面朝上布置。

進一步，所述液體排出孔的直徑5mm～10mm。

進一步，所述電熱絲選用鐵鉻鋁合金電熱絲。

進一步，所述反井鉆頭由鉆頭本體及套設在鉆頭本體外部的鉆頭切削盤組成，鉆頭本體為中空的圓柱形結構，鉆頭本體的頂部具有螺紋，反井鉆頭通過該螺紋與熱熔離心筒螺紋連接，鉆頭切削盤上預留排屑口，鉆頭切削盤的切削刃面朝上布置。

本發明還提出了一種用于修復破損井壁的方法，其特征在于：該方法上述用于修復破損井壁的裝置進行破損井壁修復，具體包括如下步驟：