[实用新型]可实现分段固井的套管隔断装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及地面钻井固井辅助设备，具体为一种可实现分段固井的套管隔断装置，适用于地面钻井不同层段分层固井施工。

背景技术

随着煤矿开采深度的增加和开采技术的提高，煤层瓦斯压力和瓦斯含量不断增大，瓦斯的治理难度越来越大，严重制约着高瓦斯矿井的安全生产。煤矿井下瓦斯抽采技术受巷道空间、抽采时间和采掘衔接的制约，极大地影响了矿井的生产效率和经济效益。

地面钻井抽放瓦斯技术是从地面施工钻孔至开采煤层，通过地面泵站抽采本煤层及邻近层受采动影响产生的卸压瓦斯和采空区瓦斯。工作面上覆岩层可以分为弯曲下沉带、裂隙带、冒落带三个区域，不同区域内岩层的物理力学性质及运移规律不尽相同，严重影响井身结构的稳定性。为此，通常将地面钻井分为表土段、基岩段、产气段，固井时分别采用不同类型的石油套管配合水泥浆固井至地面标高。其中，表土段与基岩段为实管，产气段常分为两段，上部为产气实管，需要水泥浆液固井，下部为产气筛管，筛管表面有筛孔而不需要固井，所以，地面钻井的产气段需要分层固井，实现不同的功能。

分层固井施工过程中常常借鉴井下瓦斯抽采孔的封孔方法，利用膨胀胶等化学材料的反应时效性来实现，其施工工艺复杂、难度大、风险高，会给钻井带来不必要的损失。

因此，有必要发明快速、简便、实用有效的分段固井装置，对地面钻井固井技术具有重要意义。

发明内容

本实用新型为解决地面钻井固井过程中的分段固井问题，提供了一种可实现分段固井的套管隔断装置。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：

一种可实现分段固井的套管隔断装置，包括隔断套管，所述隔断套管的上端管壁分布有返浆孔，所述隔断套管的下端内壁焊有隔断网片，所述隔断套管的下部管壁外焊接有上挡板和下挡板，所述上挡板和下挡板之间套装有若干层皮带垫片。

工作时，如图1所示，隔断套管上部连接产气实管，下部连接产气筛管。预先在地面将产气筛管、隔断套管、产气实管依次连好，然后将套管下入钻井设计深度。固井时，采取分段固井，首先将水泥加水和成直径5cm的水泥团，逐个投入产气套管到达隔断套管，投入量约为隔断网片到返浆孔之间的容积，然后向管内加少量水，使水泥球融合凝固。待水泥团凝固后，利用固井车采用高强低密度水泥浆进行返浆固井，具体为水泥浆从产气实管口进入，经返浆孔充满管壁周围空隙，上升至地面设计位置后凝固稳定，完成固井。最后，接入地面钻机下入钻头将水泥球和隔断网片钻透至钻井设计深度。

有益效果：分段固井套管隔断装置可以通过预先隔断堵漏实现上部产气实管固井，下部产气筛管不固井，同时利用高强低密度水泥浆返浆固井技术提高固井的强度。分层固井装置主要由两个挡板、皮带垫片和隔断网片组成，上下两个挡板可以保证皮带垫片在下管和固井过程中不滑落，起到固定作用；皮带垫片使用废旧皮带裁剪而成，一方面废旧皮带可以防止挡板与井壁发生碰撞起到保护井壁的作用；另一方面，废旧皮带韧性好、强度高与井壁接触密实、孔隙小，为固井水泥浆提供足够的支撑强度。

优选的，所述上挡板包括沿隔断套管轴向焊接的三角形肋板和沿套管圆周方向焊接的扇环形铁板，3个上挡板均匀布置在隔断套管管壁上，下管过程中，上挡板可防止皮带垫片沿管壁向上滑动。

所述皮带垫片为6片废旧皮带经裁剪而成的圆环皮垫组合而成，分层固井过程中，用于支撑固井水泥浆重量，阻挡水泥浆进入筛管段。

所述下挡板为3个经切割的铁板焊接而成，距离上挡板10cm均匀地布置在隔断套管管壁上；固井过程中，下挡板与皮带垫片共同承受上部水泥浆的压力。

所述隔断网片为孔径10mm大小的圆形网片，网片直径与隔断套管内径一致，经焊接固定在隔断套管底部，距管口约为20cm。

本实用新型设计合理、结构简单，有效解决了地面钻井固井过程中的分层固井问题。该装置由废旧材料拼接焊制而成，不需特殊加工工艺，成本低廉、简单实用，而且使用过程中工艺简单、易学，有利于工人掌握，提高生产效率，对地面钻井过程中的分段固井施工具有重要的推广价值。

附图说明

图1是套管隔断装置的安装位置示意图。

图2是套管隔断装置正视图。

图3是套管隔断装置俯视图。

图中：1-表土段，2-基岩段，3-产气段，4-表土套管，5-基岩套管，6-产气实管，7-产气筛管，8-隔断套管，9-返浆孔，10-水泥球，11-上挡板，12-皮带垫片，13-下挡板，14-隔断网片。

具体实施方式