一种石油钻井堵漏系统及堵漏方法与流程

1.本发明涉及油气的钻探开发技术领域，尤其涉及一种石油钻井堵漏系统及堵漏方法。


背景技术：

2.在石油生产领域，无论在陆地还是海洋，钻井作业环境都相对比较恶劣，施工过程中存在着多种不安全因素，其中井漏是石油钻井过程中经常遇到的复杂问题，井漏不仅会造成钻井作业成本大幅上升，而且由此引起的井下复杂情况和由它诱发的其他井下恶性事故，对钻井工程危害巨大。
3.目前，常用的钻具组合底部安装有螺杆钻具、旋转导向、mwd等精密工具，当遇到井漏地层时，需用堵漏材料进行堵漏作业，大颗粒的堵漏材料通过上述工具会对其造成损伤，需起钻重新下管柱，不但浪费大量作业时间，还容易出现井壁坍塌、卡钻、井喷事故。
4.目前，现有堵漏工具主要是在需要进行堵漏时，通过投球堵住内通道，然后打压打开旁通循环通道，进行循环堵漏作业，作业完成后起钻重新修复堵漏工具，堵漏完成后通过泥浆的压力将投球排放至内管道底部，投球在内管道底部积聚，在多次投球封堵后，投球积累较多，容易将内管道堵住，从而影响泥浆的循环排放，有鉴于此，在此提出一种石油钻井堵漏系统及堵漏方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决现有技术中投球过多影响泥浆管道流通的问题，而提出的一种石油钻井堵漏系统及堵漏方法。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种石油钻井堵漏系统，包括钻探杆，还包括：升降滑动在钻探杆内的安装筒，所述安装筒的顶部固定连接有壁管，其中，所述钻探杆上开设有第一补漏孔，所述壁管的管壁上开设有第二补漏孔，当第一补漏孔与第二补漏孔重合后，泥浆与补漏剂通过重合的两个补漏孔排放至钻探杆外部对地层中的缝隙进行补漏；所述安装筒上开设有上下连通的用于泥浆通过的第一泥浆通孔；所述安装筒上开设有用于封堵第一泥浆通孔的可以分离的封堵件；设置在所述钻探杆内部的复位部，用于驱动下降的安装筒复位。
7.为了便于对第一泥浆通孔进行封堵，优选地，所述封堵件包括锥头，所述锥头由四个锥块组成，四个所述锥块分离则使第一泥浆通孔连通，四个所述锥块合并则将第一泥浆通孔封堵。
8.为了便于使锥块分离，优选地，所述锥头的底部固定连接有泥浆通管，所述泥浆通管分为与锥块数量等同的四根半管，四根所述半管上均固定连接有滑杆，所述安装筒内开设有第一空腔，所述滑杆延伸至第一空腔内固定连接有配重球。
9.为了便于使锥块合并，优选地，所述滑杆上套有第二弹簧，所述第二弹簧 的两端分别与半管和第一泥浆通孔的内壁相抵。
10.为了便于使锥块分离，进一步地，所述锥头内开设有第二空腔，所述第二空腔为球形腔。
11.为了便于安装筒与壁管复位，优选地，所述复位部包括固定连接在所述钻探杆内的安装环，所述安装环上固定连接有第一弹簧，所述安装筒的底部固定连接有连接台，所述连接台与第一弹簧远离安装环的一端固定相连。
12.为了降低泥浆流通，优选地，所述连接台内开设有第二泥浆通孔，所述第二泥浆通孔为圆台孔，所述圆台孔的上空大于下孔。
13.为了防止安装筒转动，优选地，所述壁管的外壁上固定连接有一体成型的限位条，所述钻探杆的内壁上开设有滑槽，所述限位条滑动在滑槽内。
14.为了便于四个锥块分离，更进一步的是，所述锥头的底部固定连接有泥浆通管，所述泥浆通管分为与锥块数量等同的四根半管，四根所述半管上均固定连接有滑杆，所述安装筒内开设有第一空腔，所述滑杆延伸至第一空腔内固定连接有拉绳，所述第一空腔内转动连接有转轴，所述转轴上固定连接有绕轮，所述拉绳远离滑杆的一端与绕轮固定相连，所述第一空腔内固定连接有电机，所述电机的输出轴通过齿轮组与转轴同步转动。
15.一种石油钻井的堵漏方法，包括以下步骤：步骤一、钻探杆停止转动，停止注入泥浆，使钻探杆内部泥浆停止流动，使钻探杆内部压力稳定，此时第二弹簧推动四个锥块合并成锥头堵住第一泥浆通孔；步骤二、继续向钻探杆内注入泥浆，第一泥浆通孔堵住后，继续向钻探杆注入泥浆使钻探杆内位于安装筒上方的压力大于安装筒下方的压力，在该压力差的作用下，安装筒拖动壁管下降，使第一补漏孔与第二补漏孔重合，此时，第一弹簧收缩；步骤三、再次停止向钻探杆内注入泥浆，然后向钻探杆内部注入堵漏剂，堵漏剂通过两个重合的补漏孔排入井内，对地层中的缝隙进行补漏；步骤四、补漏完成后再次向钻探杆内注入泥浆，通过泥浆将多余的补漏剂挤出油井；步骤五、补漏剂排出油井后再次停止向钻探杆内注入泥浆，使井内与钻探杆内部的压力恒定；步骤六、通过钻探机驱动钻探杆转动，钻探杆转动时产生离心力，离心力使配重球向四周甩出，拖动锥头分离，使四个锥块之间产生缝隙；步骤七、锥头产生缝隙后，再次向钻探杆内注入泥浆，此时，锥头顶部的压力大于安装筒底部的压力，锥头顶部的泥浆通过缝隙进入第二空腔中，利用泥浆的压力使四个锥块继续向四周分离，扩大第一泥浆通孔；步骤八、泥浆向下流动后，第一弹簧受到的压力减小，推动安装筒与壁管上升，使第一补漏孔与第二补漏孔错位，将两个补漏孔堵住。
16.与现有技术相比，本发明提供了一种石油钻井堵漏系统，具备以下有益效果：该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明中通过可以分离的锥头作为封堵件，利用离心力使锥头分开，从而使第一泥浆通孔连通，进而便于泥浆在钻探杆与油井中循环流动，在离心力消失后，利用第二弹簧驱动锥块复位成锥头对第一泥浆通孔进行封堵，然后利用泥浆的压力驱动安装筒下降，进而驱动壁管下降，使第一补漏孔与第二补漏孔连通，便于将补漏剂排放至油井中对地层中的缝隙进行封堵，从而
无需向钻探杆内部投球进行封堵，进而避免钻探杆内部的投球累积过多造成钻探杆内道堵塞，进而避免导致泥浆无法循环或者避免导致泥浆循环流速降低。
附图说明
17.图1为本发明提出的一种石油钻井堵漏系统的立体结构示意图；图2为本发明提出的一种石油钻井堵漏系统的立体剖视图一；图3为本发明提出的一种石油钻井堵漏系统图1的爆炸结构示意图；图4为本发明提出的一种石油钻井堵漏系统的主剖视图一；图5为本发明提出的一种石油钻井堵漏系统壁管的结构示意图；图6为本发明提出的一种石油钻井堵漏系统主剖视图二；图7为本发明提出的一种石油钻井堵漏系统图6中a部分的结构示意图。
18.图中：1、钻探杆；2、第一补漏孔；3、安装筒；4、安装环；5、第一弹簧；6、壁管；7、第二补漏孔；8、第一空腔；9、第一泥浆通孔；10、滑杆；11、配重球；12、泥浆通管；13、第二弹簧；14、锥头；15、第二空腔；16、限位条；17、连接台；18、第二泥浆通孔；19、转轴；20、绕轮；21、拉绳；22、电机；23、齿轮组。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
20.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
21.实施例一：参照图1-图5，一种石油钻井堵漏系统，包括钻探杆1，还包括：升降滑动在钻探杆1内的安装筒3，安装筒3的顶部固定连接有壁管6，其中，钻探杆1上开设有第一补漏孔2，壁管6的管壁上开设有第二补漏孔7，当第一补漏孔2与第二补漏孔7重合后，泥浆与补漏剂通过重合的两个补漏孔排放至钻探杆1外部对地层中的缝隙进行补漏；安装筒3上开设有上下连通的用于泥浆通过的第一泥浆通孔9；安装筒3上开设有用于封堵第一泥浆通孔9的可以分离的封堵件；设置在钻探杆1内部的复位部，用于驱动下降的安装筒3复位，封堵件包括锥头14，锥头14由四个锥块组成，四个锥块分离则使第一泥浆通孔9连通，四个锥块合并则将第一泥浆通孔9封堵。
22.参照图4，锥头14的底部固定连接有泥浆通管12，泥浆通管12分为与锥块数量等同的四根半管，四根半管上均固定连接有滑杆10，安装筒3内开设有第一空腔8，滑杆10延伸至第一空腔8内固定连接有配重球11。
23.通过钻探机驱动钻探杆1转动，钻探杆1驱动安装筒3转动，安装筒3转动产生离心力，离心力驱动配重球11向安装筒3的外侧滑动，即向第一空腔8内滑动，从而通过滑杆10拖动泥浆通管12以及锥头14分开，进而使第一泥浆通孔9连通，使泥浆可以在钻探杆1以及井内循环流动。
24.参照图3和图4，滑杆10上套有第二弹簧13，第二弹簧13 的两端分别与半管和第一
泥浆通孔9的内壁相抵。
25.在钻探杆1停止转动后，离心力消失，原本因为离心力向第一空腔8内滑动时对第二弹簧13产生的压力消失，原本受力压缩的第二弹簧13回弹，从而推动四个锥块合并形成锥头14，将第一泥浆通孔9堵住，进而便于再次向钻探杆1内排放泥浆，增加安装筒3上方的压力，驱动安装筒3下降，进而驱动壁管6下降，使第一补漏孔2与第二补漏孔7重合，进而便于将补漏剂排入井中对地层的缝隙进行封堵。
26.参照图4，锥头14内开设有第二空腔15，第二空腔15为球形腔。
27.锥头14产生缝隙后，再次向钻探杆1内注入泥浆，此时，锥头14顶部的压力大于安装筒3底部的压力，锥头14顶部的泥浆通过缝隙进入第二空腔15中，第二空腔15内部压力增大，利用泥浆的压力使四个锥块继续向四周分离，扩大第一泥浆通孔9。
28.参照图4，复位部包括固定连接在钻探杆1内的安装环4，安装环4上固定连接有第一弹簧5，安装筒3的底部固定连接有连接台17，连接台17与第一弹簧5远离安装环4的一端固定相连。
29.在安装筒3下降时，连接台17对第一弹簧5进行挤压，进而使第一弹簧5收缩，当第一泥浆通孔9连通以后，安装筒3上方的泥浆通过第一泥浆通孔9以及第二泥浆通孔18向安装环4的下方排放，钻探杆1内的泥浆流动，安装筒3上方的压力与下方的压力差降低，第一弹簧5受到的压力降低，第一弹簧5回弹，驱动连接台17、安装筒3以及壁管6上升，进而使第一补漏孔2与第二补漏孔7错位，将两个补漏孔堵住，进而便于泥浆排放至钻头部位。
30.参照图4，连接台17内开设有第二泥浆通孔18，第二泥浆通孔18为圆台孔，圆台孔的上空大于下孔。
31.参照图5，壁管6的外壁上固定连接有一体成型的限位条16，钻探杆1的内壁上开设有滑槽，限位条16滑动在滑槽内。
32.钻探杆1转动时，通过限位条16驱动壁管6同步转动，进而驱动安装筒3转动，进而使安装筒3产生离心力将配重球11向四周甩出，进而将锥头14分成四个锥块。
33.本发明中通过可以分离的锥头14作为封堵件，利用离心力使锥头14分开，从而使第一泥浆通孔9连通，进而便于泥浆在钻探杆1与油井中循环流动，在离心力消失后，利用第二弹簧13驱动锥块复位成锥头14对第一泥浆通孔9进行封堵，然后利用泥浆的压力驱动安装筒3下降，进而驱动壁管6下降，使第一补漏孔2与第二补漏孔7连通，便于将补漏剂排放至油井中对地层中的缝隙进行封堵，从而无需向钻探杆1内部投球进行封堵，进而避免钻探杆1内部的投球累积过多造成钻探杆1内道堵塞，进而避免导致泥浆无法循环或者避免导致泥浆循环流速降低。
实施例二：
34.参照图1-图2和图6-图7，一种石油钻井堵漏系统，与实施例一基本相同，更进一步的是，锥头14的底部固定连接有泥浆通管12，泥浆通管12分为与锥块数量等同的四根半管，四根半管上均固定连接有滑杆10，安装筒3内开设有第一空腔8，滑杆10延伸至第一空腔8内固定连接有拉绳21，第一空腔8内转动连接有转轴19，转轴19上固定连接有绕轮20，拉绳21远离滑杆10的一端与绕轮20固定相连，第一空腔8内固定连接有电机22，电机22的输出轴通过齿轮组23与转轴19同步转动。
35.启动电机22，电机22的输出轴驱动齿轮组23转动，齿轮组23驱动绕轮20转动，绕轮20对拉绳21进行盘卷，从而将滑杆10拉入第一空腔8内，从而使锥头14分成四个锥块，进而使第一泥浆通孔9流通，本实施例不仅适用于钻探杆1自身转动的情况下使用，也适用与钻探杆1自身不转动的情况下使用。
36.一种石油钻井的堵漏方法，包括以下步骤：步骤一、钻探杆1停止转动，停止注入泥浆，使钻探杆1内部泥浆停止流动，使钻探杆1内部压力稳定，此时第二弹簧13推动四个锥块合并成锥头14堵住第一泥浆通孔9；步骤二、继续向钻探杆1内注入泥浆，第一泥浆通孔9堵住后，继续向钻探杆1注入泥浆使钻探杆1内位于安装筒3上方的压力大于安装筒3下方的压力，在该压力差的作用下，安装筒3拖动壁管6下降，使第一补漏孔2与第二补漏孔7重合，此时，第一弹簧5收缩；步骤三、再次停止向钻探杆1内注入泥浆，然后向钻探杆1内部注入堵漏剂，堵漏剂通过两个重合的补漏孔排入井内，对地层中的缝隙进行补漏；步骤四、补漏完成后再次向钻探杆1内注入泥浆，通过泥浆将多余的补漏剂挤出油井；步骤五、补漏剂排出油井后再次停止向钻探杆1内注入泥浆，使井内与钻探杆1内部的压力恒定；步骤六、通过钻探机驱动钻探杆1转动，钻探杆1转动时产生离心力，离心力使配重球11向四周甩出，拖动锥头14分离，使四个锥块之间产生缝隙；步骤七、锥头14产生缝隙后，再次向钻探杆1内注入泥浆，此时，锥头14顶部的压力大于安装筒3底部的压力，锥头14顶部的泥浆通过缝隙进入第二空腔15中，利用泥浆的压力使四个锥块继续向四周分离，扩大第一泥浆通孔9；步骤八、泥浆向下流动后，第一弹簧5受到的压力减小，推动安装筒3与壁管6上升，使第一补漏孔2与第二补漏孔7错位，将两个补漏孔堵住。
37.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种石油钻井堵漏系统，包括钻探杆（1），其特征在于，还包括：升降滑动在钻探杆（1）内的安装筒（3），所述安装筒（3）的顶部固定连接有壁管（6），其中，所述钻探杆（1）上开设有第一补漏孔（2），所述壁管（6）的管壁上开设有第二补漏孔（7），当第一补漏孔（2）与第二补漏孔（7）重合后，泥浆与补漏剂通过重合的两个补漏孔排放至钻探杆（1）外部对地层中的缝隙进行补漏；所述安装筒（3）上开设有上下连通的用于泥浆通过的第一泥浆通孔（9）；所述安装筒（3）上开设有用于封堵第一泥浆通孔（9）的可以分离的封堵件；设置在所述钻探杆（1）内部的复位部，用于驱动下降的安装筒（3）复位。2.根据权利要求1所述的一种石油钻井堵漏系统，其特征在于，所述封堵件包括锥头（14），所述锥头（14）由四个锥块组成，四个所述锥块分离则使第一泥浆通孔（9）连通，四个所述锥块合并则将第一泥浆通孔（9）封堵。3.根据权利要求2所述的一种石油钻井堵漏系统，其特征在于，所述锥头（14）的底部固定连接有泥浆通管（12），所述泥浆通管（12）分为与锥块数量等同的四根半管，四根所述半管上均固定连接有滑杆（10），所述安装筒（3）内开设有第一空腔（8），所述滑杆（10）延伸至第一空腔（8）内固定连接有配重球（11）。4.根据权利要求3所述的一种石油钻井堵漏系统，其特征在于，所述滑杆（10）上套有第二弹簧（13），所述第二弹簧（13） 的两端分别与半管和第一泥浆通孔（9）的内壁相抵。5.根据权利要求2所述的一种石油钻井堵漏系统，其特征在于，所述锥头（14）内开设有第二空腔（15），所述第二空腔（15）为球形腔。6.根据权利要求5所述的一种石油钻井堵漏系统，其特征在于，所述复位部包括固定连接在所述钻探杆（1）内的安装环（4），所述安装环（4）上固定连接有第一弹簧（5），所述安装筒（3）的底部固定连接有连接台（17），所述连接台（17）与第一弹簧（5）远离安装环（4）的一端固定相连。7.根据权利要求6所述的一种石油钻井堵漏系统，其特征在于，所述连接台（17）内开设有第二泥浆通孔（18），所述第二泥浆通孔（18）为圆台孔，所述圆台孔的上空大于下孔。8.根据权利要求1所述的一种石油钻井堵漏系统，其特征在于，所述壁管（6）的外壁上固定连接有一体成型的限位条（16），所述钻探杆（1）的内壁上开设有滑槽，所述限位条（16）滑动在滑槽内。9.根据权利要求7所述的一种石油钻井堵漏系统，其特征在于，所述锥头（14）的底部固定连接有泥浆通管（12），所述泥浆通管（12）分为与锥块数量等同的四根半管，四根所述半管上均固定连接有滑杆（10），所述安装筒（3）内开设有第一空腔（8），所述滑杆（10）延伸至第一空腔（8）内固定连接有拉绳（21），所述第一空腔（8）内转动连接有转轴（19），所述转轴（19）上固定连接有绕轮（20），所述拉绳（21）远离滑杆（10）的一端与绕轮（20）固定相连，所述第一空腔（8）内固定连接有电机（22），所述电机（22）的输出轴通过齿轮组（23）与转轴（19）同步转动。10.一种石油钻井的堵漏方法，采用权利要求1-8任一项所述的一种石油钻井堵漏系统，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、钻探杆（1）停止转动，停止注入泥浆，使钻探杆（1）内部泥浆停止流动，使钻探杆（1）内部压力稳定，此时第二弹簧（13）推动四个锥块合并成锥头（14）堵住第一泥浆通孔
（9）；步骤二、继续向钻探杆（1）内注入泥浆，第一泥浆通孔（9）堵住后，继续向钻探杆（1）注入泥浆使钻探杆（1）内位于安装筒（3）上方的压力大于安装筒（3）下方的压力，在该压力差的作用下，安装筒（3）拖动壁管（6）下降，使第一补漏孔（2）与第二补漏孔（7）重合，此时，第一弹簧（5）收缩；步骤三、再次停止向钻探杆（1）内注入泥浆，然后向钻探杆（1）内部注入堵漏剂，堵漏剂通过两个重合的补漏孔排入井内，对地层中的缝隙进行补漏；步骤四、补漏完成后再次向钻探杆（1）内注入泥浆，通过泥浆将多余的补漏剂挤出油井；步骤五、补漏剂排出油井后再次停止向钻探杆（1）内注入泥浆，使井内与钻探杆（1）内部的压力恒定；步骤六、通过钻探机驱动钻探杆（1）转动，钻探杆（1）转动时产生离心力，离心力使配重球（11）向四周甩出，拖动锥头（14）分离，使四个锥块之间产生缝隙；步骤七、锥头（14）产生缝隙后，再次向钻探杆（1）内注入泥浆，此时，锥头（14）顶部的压力大于安装筒（3）底部的压力，锥头（14）顶部的泥浆通过缝隙进入第二空腔（15）中，利用泥浆的压力使四个锥块继续向四周分离，扩大第一泥浆通孔（9）；步骤八、泥浆向下流动后，第一弹簧（5）受到的压力减小，推动安装筒（3）与壁管（6）上升，使第一补漏孔（2）与第二补漏孔（7）错位，将两个补漏孔堵住。

技术总结
本发明公开了一种石油钻井堵漏系统及堵漏方法，属于油气的钻探开发技术领域。一种石油钻井堵漏系统，包括钻探杆，还包括：升降滑动在钻探杆内的安装筒；本发明中通过可以分离的锥头作为封堵件，利用离心力使锥头分开，从而使第一泥浆通孔连通，进而便于泥浆在钻探杆与油井中循环流动，在离心力消失后，利用第二弹簧驱动锥块复位成锥头对第一泥浆通孔进行封堵，然后利用泥浆的压力驱动安装筒下降，驱动壁管下降，使第一补漏孔与第二补漏孔连通，便于将补漏剂排放至油井中对地层中的缝隙进行封堵，从而无需向钻探杆内部投球进行封堵，避免钻探杆内部的投球累积过多造成钻探杆内道堵塞，避免导致泥浆无法循环或者避免导致泥浆循环流速降低。循环流速降低。循环流速降低。


技术研发人员：何俊 孙长宾
受保护的技术使用者：何俊
技术研发日：2023.06.02
技术公布日：2023/8/9