一種用于鉆桿膠塞現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油田井下工具技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種作為鉆具短節(jié)安裝在鉆桿上以對(duì)鉆桿膠塞進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在油氣田鉆井過程中，進(jìn)行尾管固井時(shí)，為控制和保證下水泥塞長(zhǎng)度，防止水泥漿替空，在鉆桿內(nèi)使用鉆桿膠塞隔離水泥漿和鉆井液等流體。當(dāng)鉆桿膠塞被頂替到尾管懸掛器位置時(shí)，與預(yù)先裝在懸掛器內(nèi)的空心套管膠塞復(fù)合，用復(fù)合后的組合膠塞實(shí)現(xiàn)水泥漿與鉆井液等流體在尾管內(nèi)的隔離和最后碰壓，以達(dá)到準(zhǔn)確控制下水泥塞的長(zhǎng)度。而在實(shí)際應(yīng)用過程中，如果鉆桿膠塞的替漿和憋壓效果不好，有可能發(fā)生惡性事故。因此，在使用鉆桿膠塞之前，需要對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。
[0003]但是，目前針對(duì)鉆桿膠塞的測(cè)試常常在地面試驗(yàn)中完成，并且測(cè)試裝置簡(jiǎn)單，不能有效地模擬井下多變、常出現(xiàn)高溫和高壓的環(huán)境。故而不能準(zhǔn)確檢測(cè)鉆桿膠塞存在的問題。
[0004]因此，需要一種用于鉆桿膠塞試驗(yàn)的裝置和方法，便于更有效地模擬鉆桿膠塞的實(shí)際工作，便于檢測(cè)鉆桿膠塞的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述的問題，本發(fā)明提出了用于鉆桿膠塞現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的裝置，該裝置作為鉆具短節(jié)安裝在鉆桿上，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用過程中與鉆桿膠塞配合，完成了鉆桿膠塞的替漿和憋壓作業(yè)，模擬了鉆桿膠塞的實(shí)際工作環(huán)境。同時(shí)該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。并且在實(shí)際使用過程中不影響作為鉆具短節(jié)的其它操作。本發(fā)明還涉及使用這種裝置對(duì)鉆桿膠塞進(jìn)行試驗(yàn)的方法。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出了一種作為鉆具短節(jié)安裝在鉆桿上以對(duì)鉆桿膠塞進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的裝置，包括具有內(nèi)腔的本體、設(shè)置在本體側(cè)壁上的用于循環(huán)泥漿的循環(huán)孔、設(shè)置在內(nèi)腔中的滑套，以及與本體的下端相連接的下接頭，其中鉆桿膠塞能放入到內(nèi)腔中，滑套構(gòu)造成在通井過程中處于封堵循環(huán)孔的位置，并且在通井結(jié)束后響應(yīng)于鉆桿膠塞放入內(nèi)腔中所導(dǎo)致的憋壓作用而露出循環(huán)孔，下接頭能被拆卸以便從內(nèi)腔中取出鉆桿膠塞。
[0007]該裝置可安裝在近鉆頭的位置作為鉆具短節(jié)應(yīng)用在現(xiàn)場(chǎng)施工中，下鉆進(jìn)行通井作業(yè)，通井到位后，準(zhǔn)備循環(huán)泥漿前，投入鉆桿膠塞，進(jìn)行循環(huán)，當(dāng)鉆桿膠塞與滑套復(fù)合，憋壓使滑套下移，露出循環(huán)孔，繼續(xù)進(jìn)行循環(huán)。完成通井作業(yè)后，起鉆，取出鉆桿膠塞，并對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。由此，鉆桿膠塞與裝置配合進(jìn)行替漿和憋壓作業(yè)，能模擬鉆桿膠塞的實(shí)際工作環(huán)境，從而提高鉆桿膠塞的測(cè)試準(zhǔn)確率。同時(shí)，此裝置自身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，易于制造。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，在滑套的下游的內(nèi)壁上設(shè)置有能與鉆桿膠塞配合以便進(jìn)行憋壓的第一臺(tái)階部。優(yōu)選地，第一臺(tái)階部構(gòu)造為由滑套的內(nèi)壁上凸出的坡狀環(huán)形臺(tái)階。在投入鉆桿膠塞后，鉆桿膠塞的第四臺(tái)階部能與第一臺(tái)階部配合，從而為鉆桿膠塞軸向定位。此時(shí)鉆桿膠塞的膠盤能變形式抵在滑套的內(nèi)壁上，實(shí)現(xiàn)憋壓。因此，通過上述設(shè)置有利于更好的模擬鉆桿膠塞的實(shí)際工作境況。
[0009]滑套的長(zhǎng)度與鉆桿膠塞的長(zhǎng)度的比為I?1.5。通過這種設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了鉆桿膠塞和滑套的更好的配合，有利于模擬鉆桿膠塞的實(shí)際工況，并提高鉆桿膠塞試驗(yàn)結(jié)果的精準(zhǔn)性。同時(shí)，這種設(shè)置使得結(jié)構(gòu)合理，易于制造。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，下接頭的上端插入到本體的下端的內(nèi)腔中，并且形成有沿徑向向內(nèi)凸出的用于為滑套定位的定位部。通過這種設(shè)置使得下接頭和本體的裝配更簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，形成有沿徑向向內(nèi)凸出的用于為滑套定位的定位部，從而避免了在本體的內(nèi)腔的壁上或下接頭的內(nèi)壁上專門設(shè)置用于承接下滑的滑套的突出件，從而簡(jiǎn)化了加工，降低了制造成本。
[0011]在一個(gè)實(shí)施例中，在滑套的外壁上設(shè)置有能與定位部相配合的第二臺(tái)階部，并且滑套的處于第二臺(tái)階部之下的部分插入到下接頭的內(nèi)孔中。通過這種設(shè)置使得滑套在下移過程中，通過第二臺(tái)階部和定位部的配合，為滑套定位。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，在滑套的下端的外壁上設(shè)置防退卡簧，在下接頭的內(nèi)壁上設(shè)置能與防退卡簧相匹配的卡簧槽。在第二臺(tái)階部和定位部配合時(shí)，防退卡簧進(jìn)入卡簧槽內(nèi)，防止滑套回彈，保證了裝置的工作穩(wěn)定性。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，滑套通過能在一定壓力下剪斷的剪切銷固定在本體上。例如，在實(shí)際工作過程中，在壓力大約為10?12MPa時(shí)，剪切銷被剪斷。利用這種結(jié)構(gòu)很容易實(shí)現(xiàn)滑套的下移，從而露出循環(huán)孔。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種使用上述裝置對(duì)鉆桿膠塞進(jìn)行試驗(yàn)的方法，包括以下步驟:
[0015]步驟一:將裝置安裝在鉆桿上，并下鉆，進(jìn)行通井作業(yè)；
[0016]步驟二:通井完成后，向內(nèi)腔中投入鉆桿膠塞；
[0017]步驟三:進(jìn)行泥漿循環(huán)洗井；
[0018]步驟四:當(dāng)鉆桿膠塞與滑套復(fù)合并憋壓使滑套下移而露出循環(huán)孔，之后繼續(xù)進(jìn)行循環(huán)洗井操作；
[0019]步驟五:在循環(huán)洗井結(jié)束后，起鉆并取出鉆桿膠塞，并對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。
[0020]因此，該方法使得裝置即能完成作為鉆具短節(jié)的現(xiàn)場(chǎng)操作流程的同時(shí)，還能有效地模擬鉆桿膠塞的替漿和憋壓作業(yè)，從而降低了試驗(yàn)費(fèi)用，并且此過程模擬了鉆桿膠塞的實(shí)際工作狀態(tài)，提高了鉆桿膠塞的試驗(yàn)測(cè)試精度。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明包括以下優(yōu)點(diǎn)。通過此裝置，完成鉆桿膠塞的現(xiàn)場(chǎng)性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)，能真實(shí)有效地模擬鉆桿膠塞的替漿和憋壓作用。同時(shí)，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定，制造成本低。在模擬鉆桿膠塞的實(shí)際工作環(huán)境時(shí)，不影響現(xiàn)場(chǎng)其它操作流程，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
【附圖說明】
[0022]在下文中將基于實(shí)施例并參考附圖來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。其中:
[0023]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的作為鉆具短節(jié)安裝在鉆桿上以對(duì)鉆桿膠塞進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的裝置的結(jié)構(gòu)；
[0024]圖2顯示了鉆桿膠塞的結(jié)構(gòu)；
[0025]圖3顯示了進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)鉆桿膠塞進(jìn)入裝置憋壓使循環(huán)孔打開后的狀態(tài)。
[0026]附圖并未按照實(shí)際的比例繪制。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0028]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一種作為鉆具短節(jié)安裝在鉆桿(圖中未示出)上以對(duì)鉆桿膠塞100進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的裝置50。如圖1所示，裝置50包括具有內(nèi)腔I的本體2、設(shè)置在本體2的側(cè)壁上用于循環(huán)泥漿的循環(huán)孔7、與本體2的下端可拆卸式相連接的筒狀的下接頭6，以及設(shè)置在內(nèi)腔I中的滑套4。其中，滑套4在通井過程中處于封堵循環(huán)孔7的位置，并且在通井結(jié)束后響應(yīng)于鉆桿膠塞100放入內(nèi)腔I中所導(dǎo)致的憋壓作用而露出循環(huán)孔7。
[0029]如圖1到3所示，該裝置50可作為鉆具短節(jié)安裝在鉆桿上應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)施工中，同時(shí)進(jìn)行鉆桿膠塞100的試驗(yàn)。在將裝置50靠近鉆頭安裝完成后下鉆，進(jìn)行通井作業(yè)，通井到位后，準(zhǔn)備循環(huán)泥漿前，投入鉆桿膠塞100，進(jìn)行循環(huán)，當(dāng)鉆桿膠塞100與鉆具短節(jié)50復(fù)合，憋壓使滑套4下移，露出循環(huán)孔7，繼續(xù)進(jìn)行循環(huán)，完成洗井作用，起鉆，從鉆具短節(jié)50中取出鉆桿膠塞100，進(jìn)行檢測(cè)以評(píng)價(jià)鉆桿膠塞100的工作性能。
[0030]由于鉆桿膠塞100與裝置50配合進(jìn)行替漿和憋壓作用，能模擬鉆桿膠塞100的實(shí)際工作環(huán)境，從而提高鉆桿膠塞100的測(cè)試準(zhǔn)確率。并且不影響裝置50作為鉆具短節(jié)的其它現(xiàn)場(chǎng)