專利名稱：防止起鉆時發(fā)生井噴的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及石油、天然氣井鉆井或修井作業(yè)領(lǐng)域的一種安全設(shè)計的方法，具體的說，是防止起鉆時發(fā)生井噴的方法。
背景技術(shù)：
在運用氣體欠平衡鉆井技術(shù)或進行修井作業(yè)時，由于地層壓力較大，易發(fā)生氣舉或井噴。常用的方法有兩種一是帶壓起下鉆，帶壓起下鉆時，由于井下壓力大，需另外采用特殊裝置，操作復(fù)雜且起下鉆速度慢；二是在起下鉆過程中先用壓井液壓井，然后起下鉆。但每次壓井工序繁雜且壓井液容易污染儲層，影響油氣井的產(chǎn)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種防止起鉆時發(fā)生井噴的方法，它在運用氣體欠平衡鉆井技術(shù)或進行修井作業(yè)時，可以保證安全可靠的操作，而且操作簡單，使用方便。
本發(fā)明的技術(shù)方案是設(shè)計一種防止起鉆時發(fā)生井噴的方法設(shè)計一種套管閥門，套管閥門本體的兩端與技術(shù)套管相連，并隨技術(shù)套管下入井下，當井內(nèi)管柱上提至套管閥門以上時，閥門在關(guān)閉裝置的作用下關(guān)閉，從而阻斷地層的高壓氣體或液體，有效提高起鉆作業(yè)速度并可防止起鉆時可能發(fā)生的井噴事故。
所述的防止起鉆時發(fā)生井噴的方法是當套管閥本體內(nèi)注滿液體，開啟裝置由井口投入，并在鉆具的帶動下下行，當?shù)竭_套管閥本體時，在開啟裝置與上接頭1之間形成密封，套管閥本體內(nèi)的液體隨著開啟裝置的下行壓力逐漸升高，當液體壓力大于活門5之下氣體的壓力時，活門5被打開，芯筒3在開啟裝置的帶動下行，直至將活門5完全撐開。芯筒3到達設(shè)定位置后與開啟裝置分離，開啟裝置繼續(xù)下行，脫離套管閥本體直至井底。鉆具在鉆碎開啟裝置后開始正常鉆進。
所述的套管閥門，它包括閥體、開啟裝置和關(guān)閉裝置，其特征是上接頭1與下接頭2密封連接，芯筒3在上接頭1內(nèi)，活門5通過銷軸8與上接頭1連接，扭簧7連接在活門5及銷軸8上，關(guān)閉裝置與鉆具相連。
所述的上接頭1上連接有卡簧4。
所述的上接頭1通過密封圈6與下接頭2密封連接。
所述的上接頭1內(nèi)的芯筒3與上接頭1是滑動連接。
本發(fā)明的優(yōu)點在于這種防止起鉆時發(fā)生井噴的方法，它包括有上接頭1、下接頭2、芯筒3、卡簧4、活門5、密封圈6、扭簧7、銷軸8、開啟裝置和關(guān)閉裝置。開啟裝置和關(guān)閉裝置是兩個相對獨立的裝置，當需要開啟閥門時，將開啟裝置由井口投入，然后下鉆即可打開閥門；關(guān)閉裝置連接在鉆具上，當起出鉆具時，閥門在關(guān)閉裝置的作用下關(guān)閉。該工具連接在技術(shù)套管上并隨之下入井下，安裝方便。閥門的開啟和關(guān)閉都是依靠起下鉆時鉆具的帶動，無需額外動力，操作簡單。關(guān)閉及時、可靠性高。
下面結(jié)合實施例附圖對本發(fā)明做進一步說明。


圖1是實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是開啟裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是關(guān)閉裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、上接頭；2、下接頭；3、芯筒；4、卡簧；5、活門；6、密封圈7、扭簧；8、銷軸。
具體實施例方式實施例如圖1所示，套管閥門本體的兩端與技術(shù)套管相連，并隨技術(shù)套管下入井下，套管閥門從下入后直至鉆開儲層前一直處于開啟狀態(tài)，此階段的起下鉆按常規(guī)進行，無附加工序。當鉆開儲層后需要起下鉆時，套管閥門將隨著鉆具的起出、下入而關(guān)閉、開啟。防止起鉆時發(fā)生井噴的方法，它由上接頭(1)、下接頭(2)、芯筒(3)、卡簧(4)、活門(5)、密封圈(6)、扭簧(7)、銷軸(8)、開啟裝置和關(guān)閉裝置組成，上接頭(1)與下接頭(2)相連并密封，芯筒(3)在上接頭(1)內(nèi)，并可相對于芯筒(3)上下滑動，卡簧(4)安裝在上接頭(1)上，用于固定芯筒(3)的位置，芯筒(3)下行至設(shè)定位置后由卡簧(4)固定其位置?；铋T(5)通過銷軸(8)與上接頭(1)相連，扭簧(7)安裝在活門(5)及銷軸(8)上用于活門(5)的復(fù)位。
圖2是開啟裝置結(jié)構(gòu)示意圖，開啟裝置當閥門需要開啟時從井口投入。芯筒(3)是在開啟裝置的帶動下下行，并完全打開活門(5)，活門(5)是通過投入開啟裝置并壓縮液體產(chǎn)生的壓力開啟。
圖3是關(guān)閉裝置結(jié)構(gòu)示意圖，關(guān)閉裝置與鉆具相連。芯筒(3)是在關(guān)閉裝置的帶動下上行至設(shè)定位置。在芯筒(3)上行后，活門(5)在扭簧(7)的作用下轉(zhuǎn)動，從而形成套管閥門的關(guān)閉。
本發(fā)明的工作原理套管閥本體內(nèi)注滿液體，開啟裝置由井口投入，并在鉆具的帶動下下行，當?shù)竭_套管閥本體時，在開啟裝置與上接頭(1)之間形成密封，套管閥本體內(nèi)的液體隨著開啟裝置的下行壓力逐漸升高，當液體壓力大于活門(5)之下氣體的壓力時，活門(5)被打開，芯筒(3)在開啟裝置的帶動下行，直至將活門(5)完全撐開。芯筒(3)到達設(shè)定位置后與開啟裝置分離，開啟裝置繼續(xù)下行，脫離套管閥本體直至井底。鉆具在鉆碎開啟裝置后開始正常鉆進。
本發(fā)明由于在套管閥本體內(nèi)注滿液體，由于受井筒尺寸的限制，活門(5)的連接銷軸(8)尺寸較小，不能承受大的作用力，而鉆具在下放過程中速度較快，會對活門(5)形成較大的沖擊，可能使銷軸(8)斷裂。使用液體可很好的緩解沖擊。而且鉆具對活門(5)的作用力通過液壓均勻的作用，液壓作用力與活門(5)之下氣體的作用力完全抵消，不會對銷軸(8)形成剪切。當鉆開氣層后，即將起鉆時，從鉆具內(nèi)投球以啟動關(guān)閉裝置，然后起鉆，當關(guān)閉裝置上行至閥門位置時帶動芯筒(3)上行至設(shè)定位置，同時活門(5)在扭簧(7)的作用下轉(zhuǎn)動，阻斷套管通道，從而完成閥門的關(guān)閉，將高壓氣體或液體密封在閥門以下。當再次下鉆時，首先從井口注入少量液體，然后將開啟裝置從井口投入，接著下入鉆具，活門(5)在液體壓力的作用下打開，同時芯筒(3)在開啟裝置的帶動下下行直至設(shè)定位置，并完全打開活門(5)，然后即可實施正常鉆進作業(yè)。
權(quán)利要求
1.防止起鉆時發(fā)生井噴的方法提供一種套管閥門，套管閥門本體的兩端與技術(shù)套管相連，并隨技術(shù)套管下入井下，當井內(nèi)管柱上提至套管閥門以上時，閥門在關(guān)閉裝置的作用下關(guān)閉，從而阻斷地層的高壓氣體或液體，有效提高起鉆作業(yè)速度并可防止起鉆時可能發(fā)生的井噴事故。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述防止起鉆時發(fā)生井噴的方法，其特征是所述的防止起鉆時發(fā)生井噴的方法是當套管閥本體內(nèi)注滿液體，開啟裝置由井口投入，并在鉆具的帶動下下行，當?shù)竭_套管閥本體時，在開啟裝置與上接頭(1)之間形成密封，套管閥本體內(nèi)的液體隨著開啟裝置的下行壓力逐漸升高，當液體壓力大于活門(5)之下氣體的壓力時，活門(5)被打開，芯筒(3)在開啟裝置的帶動下行，直至將活門(5)完全撐開；芯筒(3)到達設(shè)定位置后與開啟裝置分離，開啟裝置繼續(xù)下行，脫離套管閥本體直至井底；鉆具在鉆碎開啟裝置后開始正常鉆進。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法設(shè)計的套管閥門，其特征是所述的套管閥門，它包括閥體、開啟裝置和關(guān)閉裝置，上接頭(1)與下接頭(2)密封連接，芯筒(3)在上接頭(1)內(nèi)，活門(5)通過銷軸(8)與上接頭(1)連接，扭簧(7)連接在活門(5)及銷軸(8)上，關(guān)閉裝置與鉆具相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的套管閥門，其特征是所述的上接頭(1)上連接有卡簧(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的套管閥門，其特征是所述的上接頭(1)通過密封圈(6)與下接頭(2)密封連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的套管閥門，其特征是所述的上接頭(1)內(nèi)的芯筒(3)與上接頭(1)是滑動連接。
全文摘要
本發(fā)明是一種鉆井或修井時使用的防止起鉆時發(fā)生井噴的方法，它包括閥體、開啟裝置和關(guān)閉裝置，其特征是上接頭(1)與下接頭(2)密封連接，芯筒(3)在上接頭(1)內(nèi)，活門(5)通過銷軸(8)與上接頭(1)連接，扭簧(7)連接在活門(5)及銷軸(8)上，關(guān)閉裝置與鉆具相連。上接頭(1)上連接有卡簧(4)。防止起鉆時發(fā)生井噴的方法開始連接在技術(shù)套管上隨之下入井下，工具入井正常工作后在需要的情況下將隨著鉆具或修井工具的下入、起出而開啟、關(guān)閉，從而防止井內(nèi)的高壓氣體或液體上溢。該工具的使用能大大優(yōu)化氣體欠平衡鉆井技術(shù)工藝，減少鉆井作業(yè)時間并避免鉆井液對儲層的污染。
文檔編號E21B33/03GK1687557SQ20041007300
公開日2005年10月26日 申請日期2004年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月16日
發(fā)明者王長寧, 王立群, 楊延增, 胡東鋒 申請人:長慶石油勘探局工程技術(shù)研究院