[实用新型]一种气体钻井地层出水用膨胀管

说明书

技术领域

本实用新型涉及欠平衡钻井井下作业的膨胀管，尤其涉及一种气体钻井地层出水用膨胀管。

背景技术

气体钻井技术与常规钻井相比，提高钻井速度明显，有效保护产层，显著提高油气产量，应 用十分广泛。但是地层出水是限制气体钻井应用的一个突出问题，岩屑遇水易形成泥饼圈， 造成流道截面积变小，泥包钻头，地层中含有一定量的水敏性泥页岩，则在遇到地层水后， 泥页岩发生水化膨胀，其强度降低，极易发生井壁坍塌，引起井径扩大。

针对气体钻井地层出水问题，国内外做了大量的理论研究、实验分析、研制化学吸水剂和相 关抑制剂降低自由水对井壁稳定性的影响。例如，从理论与实验分析气体钻井中地层出水机 理及出水后自由水在循环气体携带下向上运移与井壁岩石的物理化学反应(舒小波.气体钻 井地层出水及仿生处理技术研究[D].西南石油大学,2014；周柏年.气体钻井地层出水预测及处 理方法研究[D].西南石油大学,2015.)；另外一种处理气体钻井地层出水的思路为堵水，分为注 入吸水颗粒、打水泥环、下膨胀管等。循环吸水颗粒，这种方法在一定程度上可以缓解气体 钻井地层出水问题，但是吸水后的颗粒处理问题十分困难；打水泥环封堵地层出水层，能够 暂时封堵出水地层，但是继续进行钻井，钻开水泥环后，剩余水泥环的强度不能保证；下入 膨胀管封堵气体钻井出水地层，这种方法在现场已经得到实践，且效果比较良好(陈宁.膨 胀管堵水技术在吉林油田的应用[A].吉林省科学技术协会.低碳经济与科学发展——吉林省 第六届科学技术学术年会论文集[C].吉林省科学技术协会:,2010:3)。

膨胀管是一种由特殊材料制成、具有良好塑性的金属钢管，表面为硫化橡胶，下入井内后可 以通过机械或者液压的方法在直径方向膨胀到预定的内径和外径。目前针对膨胀管的专利主 要研究其现场补贴施工工艺，对膨胀管应用于气体钻井出水地层封堵方面的研究相对较少。 所以，本文在充分调研气体钻井地层出水堵水方法和膨胀管的工艺原理的基础上，提出一种 气体钻井地层出水用膨胀管。

发明内容

本实用新型目的是提供一种气体钻井地层出水用膨胀管。

本实用新型所采用的技术方案是：

本实用新型一种气体钻井地层出水用膨胀管，主要由油杆、膨胀管、地层、上端销钉、上端 变径密封橡胶、密封橡胶、下端变径密封橡胶、下端销钉、流道孔、储液腔室、活塞盘、膨 胀锥组成。所述膨胀管上端分别安装有上端销钉和上端变径密封橡胶，主体外表面套有一层 密封橡胶，下端分别安装有下端销钉和下端变径密封橡胶。油杆末端为一个活塞盘，油杆旁 通一个流道孔，油杆活塞盘与膨胀锥主体构成储液腔室。膨胀管下入预定的地层层位后，利 用油杆注入高压液体，高压液体从流道孔进入储液腔室内，迫使膨胀锥向上移动。在膨胀锥 上移过程中，首先将下端销钉挤入地层中，起到悬挂膨胀管的目的，接着挤压下端变径密封 橡胶，使之充分与地层接触，起到密封地层的目的，由于井壁为凹凸不平，利用膨胀锥的过 盈向上挤压，密封橡胶完全贴合井壁，膨胀管的特殊金属材料，膨胀后，对贴合后的密封橡 胶起支撑作用，从而使膨胀管完全封堵出水地层。

本实用新型的优点：使用方便，结构简单，能够满足对气体钻井地层出水地层封堵的目的。

附图说明

图1是本实用新型一种气体钻井地层出水用膨胀管的结构示意图。

图中：1.油杆，2.膨胀管，3.地层，4.上端销钉，5.上端变径密封橡胶，6.密封橡胶，7.下端变 径密封橡胶，8.下端销钉，9.流道孔，10.储液腔室，11.活塞盘，12.膨胀锥。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型一种气体钻井地层出水用膨胀管，主要由油杆1、膨胀管2、地层3、 上端销钉4、上端变径密封橡胶5、密封橡胶6、下端变径密封橡胶7、下端销钉8、流道孔9、 储液腔室10、活塞盘11、膨胀锥12组成。所述膨胀管2上端分别安装有上端销钉4和上端 变径密封橡胶5，主体外表面套有一层密封橡胶6，下端分别安装有下端销钉8和下端变径密 封橡胶7。油杆1末端为一个活塞盘11，油杆1旁通一个流道孔9，油杆活塞盘11与膨胀锥 12主体构成储液腔室10。膨胀管下入预定的地层3层位后，利用油杆1注入高压液体，高压 液体从流道孔9进入储液腔室10内，迫使膨胀锥12向上移动。在膨胀锥12上移过程中，首 先将下端销钉8挤入地层中，起到悬挂膨胀管2的目的，接着挤压下端变径密封橡胶6，使 之充分与地层3接触，起到密封地层3的目的，由于井壁为凹凸不平，利用膨胀锥12的过盈 向上挤压，密封橡胶5完全贴合井壁，膨胀管2的特殊金属材料，膨胀后，对贴合后的密封 橡胶5起支撑作用，从而使膨胀管2完全封堵出水地层3。