【技术实现步骤摘要】
一种用于大尺寸溶洞钻进作业的防卡钻施工工艺
[0001]本专利技术涉及一种用于大尺寸溶洞钻进作业的防卡钻施工工艺，属于石油天然气领域。
技术介绍
[0002]在进行页岩气勘探开发的过程中，经常会钻遇到地层裂缝、地下流动暗河、大型溶洞等，极易发生失返性恶性漏失或与地面河道联通的漏失等情况，溶洞层级多、溶洞内落石和掉块、流动水流带动的岩块，进入正钻井的井眼环空，造成摩阻大、扭矩大，严重影响钻井作业的正常进行，同时衍生出其它类型的井下问题，甚至会导致井塌、卡钻或钻具断裂、脱扣等井下故障和事故的发生，浅表层钻井周期大幅度提高，钻机日费和钻井成本居高不下。
[0003]目前通常通过下入堵漏材料进行堵漏或者井眼打水泥回填的方式进行解决。由于溶洞经常与地下河道贯通，两种方式效果均不理想，难以从根本上解决大尺寸溶洞漏失后卡钻难题，此难题严重制约着四川盆地岩溶浅表层页岩气井的勘探和开发进程。
技术实现思路
[0004]针对现有技术中所存在的上述技术问题，本专利技术提出了一种用于大尺寸溶洞钻进作业的防卡钻施工工艺，在大尺寸溶洞井眼中建立高出溶洞地面一定高度的“人工岛”，引导流石沿着人工岛周围流走，同时防止和减少溶洞顶部和周围的落石、流石或破碎带掉块进入井眼，从而避免正钻井眼卡钻、钻具断脱等衍生事故的发生。
[0005]本专利技术提出了一种用于大尺寸溶洞钻进作业的防卡钻施工工艺，包括：
[0006]在钻进过程中遇到大尺寸溶洞并发生卡钻时，起出钻具和钻头，用钻具连接防卡胶囊送入大尺寸溶洞位置；>[0007]在防卡胶囊的胶囊内注入水泥，之后胶囊与钻具分离并铺设在大尺寸溶洞内以压紧掉块或落石，阻止其掉落；
[0008]再次下入钻头及钻具，进行钻井作业。
[0009]本专利技术的进一步改进在于，所述防卡胶囊与所述钻具通过第一剪钉相连；
[0010]所述胶囊与所述钻具分离的方式是在胶囊内注入水泥后，上提钻具使第一剪钉断裂，从而使胶囊与钻具分离，完成丢手。
[0011]本专利技术的进一步改进在于，所述防卡胶囊与所述钻具还通过螺纹相连；
[0012]在上提钻具无法完成丢手时，旋转钻具通过螺纹使胶囊与钻具分离，完成丢手。
[0013]本专利技术的进一步改进在于，所述胶囊内灌满水泥浆后沿纵向下落，在井眼上方横向张开、撑大，铺设在大尺寸溶洞中。
[0014]本专利技术的进一步改进在于，在胶囊铺设到大尺寸溶洞中后，待水泥浆凝固后再次下入钻头及钻具。
[0015]本专利技术的进一步改进在于，再次下入钻头及钻具后，钻穿水泥浆凝固的防卡胶囊，然后扫除井眼内的掉块或落石，之后进行钻井作业。
[0016]本专利技术的进一步改进在于，在胶囊内注入水泥浆的体积为胶囊体积的50％～100％。
[0017]本专利技术的进一步改进在于，组装所述钻具和所述防卡胶囊时，在所述防卡胶囊的下方安装胶囊保护套，所述胶囊保护套将所述胶囊包裹在其内部；
[0018]所述胶囊充入水泥浆膨胀时或下落时，所述胶囊保护套在胶囊的膨胀压力或重力的作用下脱落，使所述胶囊顺利落入预定位置。
[0019]本专利技术的进一步改进在于，所述胶囊保护套包括圆形导向头，所述圆形导向头通过第二剪钉连接所述防卡胶囊；所述胶囊保护套在胶囊的膨胀压力或重力的作用下第二剪钉断裂，使圆形导向头脱落。
[0020]本专利技术的进一步改进在于，所述钻具与和防卡胶囊通过丢手单元相连。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0022]本专利技术所述一种用于大尺寸溶洞钻进作业的防卡钻施工工艺，在大尺寸溶洞井眼中建立高出溶洞地面一定高度的“人工岛”，引导流石沿着人工岛周围流走，同时防止和减少溶洞顶部和周围的落石、流石或破碎带掉块进入井眼，从而避免正钻井眼卡钻、钻具断脱等衍生事故的发生。
附图说明
[0023]下面将结合附图来对本专利技术的优选实施例进行详细地描述，在图中：
[0024]图1所示为钻遇大尺寸溶洞落石或掉块卡钻的示意图；
[0025]图2所示为本专利技术的一个实施例的通过钻具将防卡胶囊送入井底的示意图；
[0026]图3所示为本专利技术的一个实施例的胶囊灌入水泥浆展开压紧落石的示意图；
[0027]图4所示为本专利技术的一个实施例的胶囊留在大尺寸溶洞后的示意图；
[0028]图5所示为本专利技术的一个实施例的下入钻具的示意图；
[0029]图6所示为本专利技术的一个实施例的钻穿胶囊、继续钻进的示意图；
[0030]图7所示为本专利技术的一个实施例的防卡胶囊的结构示意图；
[0031]在附图中各附图标记的含义如下：
[0032]1、防卡胶囊，2、丢手单元，3、钻具，4、井眼，11、胶囊，12、剪切套，13、连接套，14、第一剪钉，15、套管，16、圆形导向头，17、水泥浆，18、第二剪钉，21、钻具接头，22、倒扣接头，31、钻头，41、大尺寸溶洞，42、掉块或落石。
具体实施方式
[0033]为了使本专利技术的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本专利技术的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。
[0034]图2至图5示意性地显示了根据本专利技术的一种用于大尺寸溶洞钻进作业的防卡钻施工工艺。在钻进过程中，钻遇到大尺寸溶洞41，溶洞中的落石会不断的落到井眼4中，阻止钻头31的正常旋转，导致卡钻事故的发生(如图1所示)。
[0035]通过所述防卡钻施工工艺能够解决上述问题，所述工艺包括：
[0036]在钻进过程中遇到大尺寸溶洞41并发生卡钻时，起出钻具3和钻头31，用钻具3连接防卡胶囊1送入大尺寸溶洞41位置；
[0037]在防卡胶囊1的胶囊11内注入水泥，之后胶囊11与钻具3分离并铺设在大尺寸溶洞41内以压紧掉块或落石42，阻止其掉落；
[0038]再次下入钻头31及钻具3，进行钻井作业。
[0039]在一个具体的实施例中，所述方法包括以下步骤：
[0040]通过钻具3将防卡胶囊1送入大尺寸溶洞41的位置(如图2所示)。
[0041]在防卡胶囊1内泵入水泥浆17，将水泥浆17灌满防卡胶囊1内的胶囊11，胶囊11展开，平铺在大尺寸溶洞41上，压紧落石或掉块，阻止掉块或落石42再次落进井眼4里(如图3所示)。
[0042]钻具3与防卡胶囊1分离，提出钻具3，留胶囊11在井底(如图4所示)。
[0043]待水泥浆17凝固后，再次下入钻头31及钻具3，进行钻进作业(如图5所示)。
[0044]首先钻穿胶囊11，然后扫除井眼4内残留的掉块或落石42，即可正常钻进(如图6所示)。
[0045]根据本实施例所述的工艺中，水泥浆17注入胶囊11内，胶囊11铺设在大尺寸溶洞41中，待水泥浆17凝固后，形成“人工岛”。再次下钻，使用钻头31钻穿水泥胶囊11，由于本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于大尺寸溶洞钻进作业的防卡钻施工工艺，其特征在于，包括：在钻进过程中遇到大尺寸溶洞(41)并发生卡钻时，起出钻具(3)和钻头(31)，用钻具(3)连接防卡胶囊(1)送入大尺寸溶洞(41)位置；在防卡胶囊(1)的胶囊(11)内注入水泥，之后胶囊(11)与钻具(3)分离并铺设在大尺寸溶洞(41)内以压紧掉块或落石(42)，阻止其掉落；再次下入钻头(31)及钻具(3)，进行钻井作业。2.根据权利要求1所述的用于大尺寸溶洞钻进作业的防卡钻施工工艺，其特征在于，所述防卡胶囊(1)与所述钻具(3)通过第一剪钉(14)相连；所述胶囊(11)与所述钻具(3)分离的方式是在胶囊(11)内注入水泥后，上提钻具(3)使第一剪钉(14)断裂，从而使胶囊(11)与钻具(3)分离，完成丢手。3.根据权利要求2所述的用于大尺寸溶洞钻进作业的防卡钻施工工艺，其特征在于，所述防卡胶囊(1)与所述钻具(3)还通过螺纹相连；在上提钻具(3)无法完成丢手时，旋转钻具(3)通过螺纹使胶囊(11)与钻具(3)分离，完成丢手。4.根据权利要求3所述的用于大尺寸溶洞钻进作业的防卡钻施工工艺，其特征在于，所述胶囊(11)内灌满水泥浆(17)后沿纵向下落，在井眼(4)上方横向张开、撑大，铺设在大尺寸溶洞(41)中。5.根据权利要求4所述的用于大尺寸溶洞钻进作业的防卡钻施工工艺，其特征在于，在胶囊(11)铺设到大尺寸溶洞(41)中后，待水泥浆(17)凝...
【专利技术属性】
技术研发人员：李富平，曹华庆，黄乘升，闫盛宇，敖竹青，万小勇，郭连超，燕建成，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术研究院有限公司德州大陆架石油工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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