專利名稱：雙層注氣套管頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油鉆井工程中采用臨時套管注氣技術(shù)進(jìn)行欠平衡鉆水平井的一種雙層注氣套管頭。
背景技術(shù)：
欠平衡鉆水平井是目前國際石油鉆井工程發(fā)展的熱點(diǎn)技術(shù)，有許多非常成功的實(shí)例報道。據(jù)Weatherford專家介紹北美地區(qū)90％的水平井是用欠平衡方法鉆的。
欠平衡鉆水平井是欠平衡鉆井技術(shù)與水平井鉆井技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，這種結(jié)合產(chǎn)生了特殊的技術(shù)難題。
如果儲層屬于低壓儲層，僅靠降低泥漿密度不能實(shí)現(xiàn)欠平衡，則必須采用地面注氣以使鉆井液當(dāng)量密度降至1.0以下。地面注氣后鉆柱管內(nèi)的流體為含氣的氣液兩相流，在這種含氣流體條件下，井下動力鉆具的工作條件大大降低，壽命大大減少，嚴(yán)重時不能正常工作；同時常規(guī)MWD由于含氣而無法工作。
針對這種情況，國外大公司及美國能源部組織了專門的技術(shù)攻關(guān)。一是研制專用于含氣流體的井下動力鉆具，二是專用于含氣流體的井下信號上傳技術(shù)(EMMWD，電磁波隨鉆測量)。但至目前為止，這兩項技術(shù)還不完善。
臨時套管注氣技術(shù)可以解決上述特殊的技術(shù)難題。在開始鉆水平井延伸段之前，增加一層臨時懸掛的套管在技術(shù)套管與鉆桿之間。由鉆桿內(nèi)注入純液體，而由中間套管與臨時套管之間的環(huán)空注入氣體。注入氣體與由鉆頭返回的液體在臨時套管鞋處混合，由鉆桿與臨時套管之間環(huán)空返至井口，攜帶巖屑并提供對井底的液柱壓力。這樣既保證了注氣液降低環(huán)空液柱壓力的作用，同時又保證了鉆井液脈沖MWD和井下動力鉆具完全工作于不含氣的介質(zhì)。這就是臨時套管注氣技術(shù)。
在欠平衡鉆水平井時采用臨時對套管注氣技術(shù)，需要一種特殊的套管頭。這種特殊的套管頭要具備如下功能1.能夠?qū)崿F(xiàn)臨時套管的懸掛與固定；2.能夠?qū)崿F(xiàn)臨時套管的回收；3.能夠連通注氣通道；4.由于鉆機(jī)底座高度有限，不能增加套管頭的高度。
顯然，常規(guī)的單層套管頭因不能具備上述前三項功能，是不適合的。而常規(guī)的雙層套管頭，因不能具備上述后二項功能，也是不適合的。因此，需要專門設(shè)計一種新型雙層注氣套管頭。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種雙層注氣套管頭，該雙層注氣套管頭既能夠?qū)崿F(xiàn)臨時套管的懸掛與固定、連通注氣通道，又能夠?qū)崿F(xiàn)臨時套管的回收，不增加套管頭的高度。
本實(shí)用新型雙層注氣套管頭，主要由防噴器轉(zhuǎn)換四通、臨時套管懸掛器、技術(shù)套管懸掛器、套管頭外殼體、充氣通孔等組成，其特征在于，所述防噴器轉(zhuǎn)換四通上開有螺紋孔，通過螺紋孔上的固定頂絲將臨時套管懸掛器固定，所述技術(shù)套管懸掛器內(nèi)壁有與臨時套管懸掛器相配合的內(nèi)臺階，用于實(shí)現(xiàn)臨時套管的懸掛，在套管頭外殼體與技術(shù)套管懸掛器上開有充氣通孔，通過充氣通孔可在技術(shù)套管與臨時套管的環(huán)形空間向井內(nèi)注氣。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型雙層注氣套管頭，是采用臨時套管注氣技術(shù)進(jìn)行欠平衡鉆水平井的關(guān)鍵部件，由于具有在臨時套管注氣技術(shù)中能夠?qū)崿F(xiàn)臨時套管的懸掛與固定、連通注氣通道、回收臨時套管、不增加套管頭的高度等功能，既保證了注氣降低環(huán)空液柱壓力的作用，同時又保證了鉆井液脈沖MWD和井下動力鉆具完全工作于不含氣的介質(zhì)中，解決了注氣欠平衡鉆水平井特殊的技術(shù)難題。


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)剖面圖具體實(shí)施方式
參看圖1。
本實(shí)用新型雙層注氣套管頭，主要由防噴器轉(zhuǎn)換四通1、臨時套管懸掛器2、技術(shù)套管懸掛器3、套管頭外殼體4、充氣通孔6等組成，其特征在于，所述防噴器轉(zhuǎn)換四通1上開有螺紋孔5，通過螺紋孔上的固定頂絲10將臨時套管懸掛器2固定，所述技術(shù)套管懸掛器3內(nèi)壁有與臨時套管懸掛器2相配合的內(nèi)臺階，用于實(shí)現(xiàn)臨時套管的懸掛，在套管頭外殼體4與技術(shù)套管懸掛器3上開有充氣通孔6，通過充氣通孔可在技術(shù)套管8與臨時套管7的環(huán)形空間向井內(nèi)注氣。
在鉆井過程中，當(dāng)表層套管9固井后，安裝雙層注氣套管頭及井口裝置，下入鉆頭鉆進(jìn)至預(yù)定井深；當(dāng)技術(shù)套管8固井后，接上技術(shù)套管懸掛器并坐在雙層注氣套管頭外殼體內(nèi)臺階上，用頂絲固定；再下入臨時套管7，接上臨時套管懸掛器2，坐在技術(shù)套管懸掛器內(nèi)臺階上，接上注氣管線，從臨時套管內(nèi)下入鉆頭，即可實(shí)現(xiàn)臨時套管注氣鉆進(jìn)。鉆進(jìn)完成后，下入鉆柱與臨時套管懸掛器連接，土提使臨時套管懸掛器與技術(shù)套管懸掛器脫離，完成臨時套管的回收。
采用臨時套管注氣技術(shù)進(jìn)行欠平衡鉆水平井，主要適用二種情況中、短半徑水平井；側(cè)鉆水平井。對于鉆中、短半徑水平井，首先是確定合理的井身結(jié)構(gòu)，以方便臨時套管的下入，然后采用過平衡常規(guī)造斜技術(shù)造斜直至水平井段，再下入臨時套管至造斜點(diǎn)，采用注氣欠平衡鉆水平井段；對于側(cè)鉆水平井，采用的工藝基本相同，先采用過平衡常規(guī)開窗側(cè)鉆技術(shù)造斜直至水平井段，再下入臨時套管至開窗側(cè)鉆點(diǎn)，采用注氣欠平衡鉆水平井段。
權(quán)利要求1 雙層注氣套管頭，主要由防噴器轉(zhuǎn)換四通(1)、臨時套管懸掛器(2)、技術(shù)套管懸掛器(3)、套管頭外殼體(4)、充氣通孔(6)等組成，其特征在于，所述防噴器轉(zhuǎn)換四通(1)上開有螺紋孔(5)，通過螺紋孔上的固定頂絲(10)將臨時套管懸掛器(2)固定，所述技術(shù)套管懸掛器(3)內(nèi)壁有與臨時套管懸掛器(2)相配合的內(nèi)臺階，在套管頭外殼體(4)與技術(shù)套管懸掛器(3)上開有充氣通孔(6)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及石油鉆井工程中采用臨時套管注氣技術(shù)進(jìn)行欠平衡鉆水平井的一種雙層注氣套管頭，主要由防噴器轉(zhuǎn)換四通、臨時套管懸掛器、技術(shù)套管懸掛器、套管頭外殼體、充氣通孔等組成，其特征在于，所述防噴器轉(zhuǎn)換四通上開有螺紋孔，通過螺紋孔上的固定頂絲將臨時套管懸掛器固定，所述技術(shù)套管懸掛器內(nèi)壁有與臨時套管懸掛器相配合的內(nèi)臺階，用于實(shí)現(xiàn)臨時套管的懸掛，在套管頭外殼體與技術(shù)套管懸掛器上開有充氣通孔，通過充氣通孔可在技術(shù)套管與臨時套管的環(huán)形空間向井內(nèi)注氣。本實(shí)用新型既能夠?qū)崿F(xiàn)臨時套管的懸掛與固定、連通注氣通道，又能夠?qū)崿F(xiàn)臨時套管的回收，且不增加套管頭的高度。
文檔編號E21B17/08GK2740761SQ20042006138
公開日2005年11月16日 申請日期2004年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月21日
發(fā)明者劉繪新, 孟英峰, 康作義, 丁振龍 申請人:西南石油學(xué)院