[发明专利]水力扩张式堵漏工具及其堵漏方法

说明书

本发明提出了一种水力扩张式堵漏工具及其施工方法，该堵漏工具包括：送入管柱，扩张封隔器，其上端连接送入管柱；桥架，其连接在扩张封隔器的连接接头外并向下延伸，所述桥架在压力能形成塑性变形并截留堵漏材料；丢手机构，其连接在扩张封隔器的下端并位于桥架内；和憋压机构，其连接在丢手机构下端，用于扩张封隔器的憋压；和桥架附件，其连接在桥架下方，丢手机构和憋压机构均连接在桥架附件内。该堵漏工具通过架桥材料在溶洞内形成支撑结构，进而可使用堵漏材料封堵孔洞，实现对溶洞型漏失的封堵作业。

技术领域

本发明属于石油钻井技术领域，主要涉及一种水力扩张式堵漏工具及其施工方法。

背景技术

石油钻井过程中，经常会钻遇地层中的裂缝和溶洞。由于压差作用，钻井液会沿缝洞发生漏失。当钻井液柱压力无法平衡地层压力时，会导致井塌、井涌、井喷等严重事故，导致钻进无法进行。因此必须进行堵漏作业，防止钻井液漏失。

对于裂缝型漏失，常规的堵漏技术通过在裂缝中填充较大颗粒的材料，实现对缝洞的封堵。对于开放型的大裂缝和溶洞型漏失，由于堵漏材料的颗粒远小于裂缝和溶洞的尺寸，无法承留堵漏水泥，造成堵漏材料漏失，导致堵漏作业失败。膨胀管堵漏技术虽然能够用于溶洞型堵漏作业，但由于需要扩眼作业，成本高、难度大、速度慢，没有得到广泛应用。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种水力扩张式堵漏工具及其施工方法，该水力扩张式堵漏工具通过架桥材料在溶洞内形成支撑结构，进而可使用堵漏材料封堵孔洞，实现对溶洞型漏失的封堵作业。

为了实现以上发明目的，一方面，本发明提出了一种水力扩张式堵漏工具，该堵漏工具包括：

送入管柱，

扩张封隔器，其上端连接送入管柱；

桥架，其连接在扩张封隔器的连接接头外并向下延伸，所述桥架在压力能形成塑性变形并截留堵漏材料；

丢手机构，其连接在扩张封隔器的下端并位于桥架内；和

憋压机构，其连接在丢手机构下端，用于扩张封隔器的憋压；和

桥架附件，其连接在桥架下方，丢手机构和憋压机构均连接在桥架附件内。

在一种实施方案中，所述桥架采用易钻管材，管壁上交错设有分段割缝。

在一种实施方案中，在憋压机构憋压压力达到预设值后，所述扩张封隔器工作时其上的胶筒外扩推动桥架在地层裂缝或溶洞处向外扩展形成塑性变形成为中间直径大、两端直径小的灯笼状。

在一种实施方案中，所述桥架附件为中空的柱状塞结构，上端中部设有供丢手机构下端伸出的卡接通孔，下端中部设有通流孔，下端外侧形成有导向圆角。

在一种实施方案中，所述憋压机构包括球座和憋压球，所述球座通过剪钉连接在丢手机构伸入桥架附件内的中空部分上，剪钉被剪断丢手时，球座会脱离丢手机构落入桥架附件内。

另一方面，本发明还公开了一种水力扩展式堵漏方法，该方法采用如上述的堵漏工具，并包括以下步骤：

将堵漏工具下入到堵漏目标位置，激活憋压机构封闭管柱内孔；

驱动桥架扩张，使桥架在溶洞内扩张形成高强度网状结构；

封隔器泄压，通过丢手机构使得桥架和送入管柱分离；

向高强度网状结构内注入含有堵漏材料的水泥浆；

待水泥浆凝固后，下钻扫塞，堵漏完成。

在一种实施方案中，所述水泥浆内含有固体颗粒、凝胶状堵漏材料或纤维堵漏材料中的至少一种，以堵住桥架扩张后的缝隙。