用于深海无钻机永久弃井的井下作业工具制造技术

本实用新型专利技术涉及石油开采技术领域，公开了一种用于深海无钻机永久弃井的井下作业工具，其包括首位依次相连的注入组件、封隔组件、喷射组件、锚定组件Ⅰ、旋转切割组件、锚定组件Ⅱ以及连续油管；该实用新型专利技术解决了现有技术中施工工序较多，作业时间长，成本高、操作繁琐、作业费用高等的问题，通过喷射组件完成对生产油管的射孔作业，打开油套环空与生产油管内腔之间的孔道；通过旋转切割组件完成生产油管管壁的环形切割作业；通过外扩结构加强定位和分割区间，锚定爪牙也起到定位和加固的作用，使用该用于无钻机永久弃井的井下作业工具，总共需要三步水泥挤注操作就可以完成，作业时间大幅缩短，减少了作业时间和成本，且操作灵活，作业费用低。

【技术实现步骤摘要】
用于深海无钻机永久弃井的井下作业工具
本专利技术涉及海洋工程
，具体而言，涉及一种用于深海无钻机永久弃井的井下作业工具。
技术介绍
根据弃井作业中是否用到钻井船或其他移动式钻井装置，可将海洋弃井作业分为钻井船弃井作业和无钻井船弃井作业。常规的海洋深水弃井作业往往采用钻井船进行作业，所动用的设施主要是钻井船，船上配有相应的钻架、绞车以及各种辅助设施，弃井作业中可以将井下设施，如油管、套管等取出。而无钻井船弃井作业则是采用专门设计的工程船以及各种专用的水上及水下设备来进行弃井作业，与钻井船作业相比，井内油管无需取出，工程船上没有大型的钻架，因此其船体尺寸要小得多，作业费用也更低。由于无钻井船作业无需动用资源稀缺的钻井船且经济效益明显，因此近年来该项技术在国外得到了快速的发展，在海洋深水弃井作业以及各种修井作业中都有着广泛应用。目前我国对该项技术的应用仍然处于空白，而随着我国海洋油气资源开发力度的加大，各种弃井、修井以及增产措施的作业数量将会不断增加，采用该项技术不仅可以节约我国稀缺的深水平台资源，而且具有巨大的经济效益。常规无钻机海洋弃井作业通过钢丝作为媒介下入桥塞、射孔以及切割工具，每次作业都需要连接不同的工具起下钢丝绳一次，施工工序较多，对油管的切割采用物理切割，后续回收和处理比较麻烦；钢丝绳作为媒介，需要通过水下控制系统、采油树、配重块系统等建立循环通道。完成每个工序过程，都需要下一次不同得井下工具，完成整个弃井过程至少下放七次工具，作业时间长，成本高。本专利技术的无钻机弃井作业，通过连续油管作为媒介，操作更灵活，作业费用更低。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种用于深海无钻机永久弃井的井下作业工具，以解决现有技术中施工工序较多，作业时间长，成本高、操作繁琐、作业费用高等的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：一种用于深海无钻机永久弃井的井下作业工具，该井下作业工具安装在连续油管末端使用，其包括首位依次相连的注入组件、封隔组件、喷射组件、锚定组件Ⅰ、旋转切割组件以及锚定组件Ⅱ；注入组件上方与连续油管连接，注入组件、封隔组件、喷射组件、锚定组件Ⅰ、旋转切割组件以及锚定组件Ⅱ内均带有相互连通的注射通道；连续油管与注射通道连通；注入组件包括注入嘴本体，注入嘴本体一端开有注入口，注入嘴本体内带有球座Ⅰ；封隔组件包括封隔器本体以及连接在分隔器本体上的外扩结构；喷射组件包括喷射短接本体，喷射短接本体的侧壁上带有连通孔，连通孔内安装有喷嘴，喷射组件的注射通道内带有剪切销钉Ⅰ，喷射组件的注射通道内还带有滑套Ⅰ，滑套Ⅰ位于剪切销钉Ⅰ上方，滑套Ⅰ将喷射短接本体侧壁上的连通孔封堵；锚定组件Ⅰ和锚定组件Ⅱ均包括锚定本体，锚定本体侧壁上带有连通孔，连通孔内安装有锚定爪牙，锚定爪牙的爪牙方向朝外，锚定组件Ⅰ的注射通道内带有球座Ⅱ；旋转切割组件包括上接头、外筒、内筒、下接头以及切割喷嘴，上接头和下接头通过内筒连接，外筒两端分别可转动连接在上接头和下接头上，外筒和内筒之间带有空腔，内筒和外筒上带有连通孔，外筒上的连通孔偏斜一定角度，切割喷嘴安装在外筒的连通孔内；旋转切割组件的注射通道内带有剪切销钉Ⅱ，滑套Ⅱ安装在旋转切割组件的注射通道内，滑套Ⅱ的底部抵在剪切销定Ⅱ上，滑套Ⅱ封堵内筒侧壁上的连通孔。进一步的，外筒与上接头、外筒与下接头之间均带有轴承。进一步的，注入口为喇叭形。进一步的，球座Ⅱ和球座Ⅰ之间的注射通道的直径小于球座Ⅱ以上的注射通道。进一步的，球座Ⅱ的内径小于滑套Ⅱ的内径，球座Ⅰ的内径小于滑套Ⅰ的内径。进一步的，外扩结构为胶皮结构。进一步的，注入组件一端带有连接内螺纹，连续油管一端带有连接外螺纹，封隔组件、喷射组件、锚定组件Ⅰ、旋转切割组件以及锚定组件Ⅱ均一端带有连接内螺纹，另一端带有连接外螺纹，从下到上，注入组件、封隔组件、喷射组件、锚定组件Ⅰ、旋转切割组件、锚定组件Ⅱ以及连续油管依次螺纹连接。一种使用上述井下作业工具的作业方法，包括以下步骤：S1：将井下作业工具通过连续油管下放到生产油管中，通过连续油管向注射通道内泵入高压水泥浆，在压力作用下，外扩结构实现扩张，锚定爪牙在管内压力的作用下处于锚定状态；S2：水泥浆在高压作用下通过底部注入口挤入地层；当挤入的水泥塞长度满足要求后，停泵，上提作业工具候凝，候凝结束后，地面注入液体试压，并通过连续油管注入头施加压力，探侧顶面强度，强度合格后，完成第一段水泥塞的封固；S3：将作业工具上提到第二段水泥塞的位置，投入钢球Ⅰ，提高泵注压力憋压，滑套Ⅰ在注射通道内压力的作用下，突破剪切销钉Ⅰ，落入到球座Ⅰ位置，此时喷射组件侧壁的连通孔被打开；向注射通道内泵入高压喷砂液，高压喷砂液从喷嘴喷出，击穿生产油管的管壁，在生产油管的管壁上形成击穿孔，在这个过程中外扩结构和锚定爪牙在压力的作用下也是处于工作状态；S4：向注射通道内泵入水泥浆前置液，通过前置液将第一段水泥塞和第二段水泥塞隔离，注入第二段水泥塞，水泥塞除了注入到生产油管内腔之外，还从击穿孔内进入到生产油管和套管之间的油套环空中，注入完成之后，上提连续油管候凝，候凝结束后，试压并探水泥塞顶面，合格后完成第二段水泥塞的封固；S5：将作业工具上提至第三段水泥塞位置，投入钢球Ⅱ，提高泵注压力憋压，滑套Ⅱ在注射通道内压力的作用下，冲破剪切销钉Ⅱ，落入锚定组件Ⅰ的球座Ⅱ位置，内筒侧壁的连通孔被打开，向注射通道中泵入高压喷砂液，高压喷砂液从切割喷嘴喷出，依靠射流冲击力将待切割管柱割开，同时射流冲击力的反作用力，对外筒形成一定的扭矩，由于外筒与内筒为轴承连接，外筒相对内筒进行旋转，实现生产油管的切割，在生产油管上形成环形切口，在这个过程中外扩结构和锚定爪牙在压力的作用下也是处于工作状态；切割完成后，将切割后的上部生产油管起出。S6：向注射通道内泵入水泥浆前置液，通过前置液将第二段水泥塞和第三段水泥塞隔离，向内注入第三段水泥塞，此时水泥塞将目标井段的整个井筒内腔灌满，挤注水泥塞长度满足要求后，挤注结束，上提作业工具候凝，候凝结束后，试压并探水泥塞顶面，试压合格后，完成第三段水泥塞的封固；S7：最后回收井口装置，完成整个弃井过程。本专利技术具有以下有益效果：(1)该井下作业工具，设置有喷射组件，通过滑套Ⅰ将喷嘴处封堵，钢球Ⅰ带动滑套Ⅰ下落，控制喷嘴的打开，进而通过喷嘴将油管管壁击穿，从击穿孔的位置将水泥塞挤注到生产油管和套管之间的环空空间中，可控性较强，可以根据实际需求，在任意合适的高度击穿油管管壁进行注射水泥塞，可控性更强；(2)该井下作业工具，设置有旋转切割组件，通过钢球Ⅱ可以控制滑套Ⅱ，将旋转切割组件的内筒连通孔打开，外筒上的连通孔偏斜一定角度，向注射通道中泵入高压喷砂液，高压喷砂液从喷嘴喷出，依靠射流冲击力将待切割管柱割开，同时射流冲击力的反作用力，使得外筒相对内筒进行旋转，实现生产油管的切割，在生产油管管壁上形成环形切口；(3)使用该用于深海无钻机永久弃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于深海无钻机永久弃井的井下作业工具，该井下作业工具安装在连续油管(7)末端使用，其特征在于，包括首位依次相连的注入组件(1)、封隔组件(2)、喷射组件(3)、锚定组件Ⅰ(4)、旋转切割组件(5)以及锚定组件Ⅱ(6)；注入组件上方与连续油管(7)连接，注入组件(1)、封隔组件(2)、喷射组件(3)、锚定组件Ⅰ(4)、旋转切割组件(5)以及锚定组件Ⅱ(6)内均带有相互连通的注射通道；连续油管(7)与注射通道连通；/n注入组件(1)包括注入嘴本体(11)，注入嘴本体(11)一端开有注入口(13)，注入嘴本体(11)内带有球座Ⅰ(12)；/n封隔组件(2)包括封隔器本体(21)以及连接在分隔器本体上的外扩结构(22)；/n喷射组件(3)包括喷射短接本体(31)，喷射短接本体(31)的侧壁上带有连通孔，连通孔内安装有喷嘴(32)，喷射组件(3)的注射通道内带有剪切销钉Ⅰ(33)，喷射组件(3)的注射通道内还带有滑套Ⅰ(9)，滑套Ⅰ(9)位于剪切销钉Ⅰ(33)上方，滑套Ⅰ(9)将喷射短接本体(31)侧壁上的连通孔封堵；/n锚定组件Ⅰ(4)和锚定组件Ⅱ(6)均包括锚定本体(41)，锚定本体(41)侧壁上带有连通孔，连通孔内安装有锚定爪牙(42)，锚定爪牙(42)的爪牙方向朝外，锚定组件Ⅰ(4)的注射通道内带有球座Ⅱ(43)；/n旋转切割组件(5)包括上接头(51)、外筒(52)、内筒(53)、下接头(54)以及切割喷嘴(55)，上接头(51)和下接头(54)通过内筒(53)连接，外筒(52)两端分别可转动连接在上接头(51)和下接头(54)上，外筒(52)和内筒(53)之间带有空腔，内筒(53)和外筒(52)上带有连通孔，外筒(52)上的连通孔偏斜一定角度，切割喷嘴(55)安装在外筒(52)的连通孔内；旋转切割组件(5)的注射通道内带有剪切销钉Ⅱ(56)，滑套Ⅱ(8)安装在旋转切割组件(5)的注射通道内，滑套Ⅱ的底部抵在剪切销定Ⅱ上，滑套Ⅱ封堵内筒(53)侧壁上的连通孔。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于深海无钻机永久弃井的井下作业工具，该井下作业工具安装在连续油管(7)末端使用，其特征在于，包括首位依次相连的注入组件(1)、封隔组件(2)、喷射组件(3)、锚定组件Ⅰ(4)、旋转切割组件(5)以及锚定组件Ⅱ(6)；注入组件上方与连续油管(7)连接，注入组件(1)、封隔组件(2)、喷射组件(3)、锚定组件Ⅰ(4)、旋转切割组件(5)以及锚定组件Ⅱ(6)内均带有相互连通的注射通道；连续油管(7)与注射通道连通；
注入组件(1)包括注入嘴本体(11)，注入嘴本体(11)一端开有注入口(13)，注入嘴本体(11)内带有球座Ⅰ(12)；
封隔组件(2)包括封隔器本体(21)以及连接在分隔器本体上的外扩结构(22)；
喷射组件(3)包括喷射短接本体(31)，喷射短接本体(31)的侧壁上带有连通孔，连通孔内安装有喷嘴(32)，喷射组件(3)的注射通道内带有剪切销钉Ⅰ(33)，喷射组件(3)的注射通道内还带有滑套Ⅰ(9)，滑套Ⅰ(9)位于剪切销钉Ⅰ(33)上方，滑套Ⅰ(9)将喷射短接本体(31)侧壁上的连通孔封堵；
锚定组件Ⅰ(4)和锚定组件Ⅱ(6)均包括锚定本体(41)，锚定本体(41)侧壁上带有连通孔，连通孔内安装有锚定爪牙(42)，锚定爪牙(42)的爪牙方向朝外，锚定组件Ⅰ(4)的注射通道内带有球座Ⅱ(43)；
旋转切割组件(5)包括上接头(51)、外筒(52)、内筒(53)、下接头(54)以及切割喷嘴(55)，上接头(51)和下接头(54)通过内筒(53)连接，外筒(52)两端分别可转动连接在上接头(51)和下接头(54)上，外筒(52)和内筒(53)之间带有空腔，内筒(53)和外筒(52)上带有连通孔，外筒(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：逄仁德，李亚东，吕涛，李建文，李云峰，郭培军，孙涛，辛鹏，丁彬，朱峰，刘鹏，王帅，
申请(专利权)人：山东海洋工程装备有限公司，山东海洋工程装备研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37