[发明专利]用于石油钻井的下套管辅助工具

说明书

本发明公开了用于石油钻井的下套管辅助工具，包括L形的灌浆管、回流管，所述灌浆管与回流管的短边之间通过旁通管连通，所述旁通管与灌浆管的连接处设置换向阀，所述灌浆管的短边端部敞口，所述回流管的短边端部封闭；还包括用于向灌浆管内泵送流体的上水系统。本发明提供用于石油钻井的下套管辅助工具，以解决现有技术中直接灌浆方式没有充分利用连续作业的时间窗口，同时也容易污染钻台井口的问题，实现在连续下套管作业过程中充分利用间隔窗口进行灌浆，减少静止补浆频率、避免污染钻台井口的目的。

技术领域

本发明涉及油气开采领域，具体涉及用于石油钻井的下套管辅助工具。

背景技术

在油气开采作业中，顺利下套管是整个钻井作业的核心目标。按标准要求，常规下套管过程中需要对套管进行灌浆。灌浆的目的首先是平衡套管内外压差，避免套管串底部的浮鞋浮箍等设备因内外压差过大而损坏；其次通过灌浆充填套管串内部空间，避免套管串在井内处于漂浮状态，增大套管串自重、有利于套管串顺利下放至设定深度。

现有技术中常见的灌浆方式有以下两种：第一种通过在套管串底部采用专门的浮鞋或浮箍结构，在下套管过程中使井内钻井液自动进入套管串内，此种灌浆方式导致套管串结构复杂故障率高、并且由于消耗井内内的钻井液，需要定期向井筒补液、此时的补液一般通过节流管汇实现、需要大量倒换阀门流程繁琐；第二种灌浆方式是直接采用钻机顶驱灌浆。现有的顶驱灌浆方式又可分为以下两种：(1)每下入若干根套管后，将套管串通过套管卡瓦座在转盘面上，连接套管-钻杆转接头(俗称大小头)，由顶驱通过钻杆向套管串灌浆，这种灌浆方式在灌浆过程中需要保持套管串静止，严重影响下套管的速率，并且存在极大的压差卡钻风险；(2)在每根套管串连接到位后，通过顶驱下放的过程中，顶驱直接敞口向套管顶部内灌浆，这种灌浆方式的缺陷在于钻井液从顶驱处敞口喷出，非常容易四处飞溅，严重污染钻台环境，严重时甚至干扰司钻工作视线与钻工的正常作业，需要定期用清水冲洗。

为了克服上述问题，现场作业中甚至出现了直接使用软管灌清水或连接泥浆池进行灌浆的方式，灌清水的作业方式在顶替循环后严重影响井内稳定性，于后续固井作业十分不利、应该严格禁止；此外直接用软管连接泥浆池的作业方式，在套管下入过程中受扬程影响，每根灌浆的等待时间较长、且灌浆后又有大量钻井液洒在井口周围，同样污染井口及钻台环境。此外，对于下套管作业而言，每根灌浆的时间窗口实质上很短：从前一根套管下放座至井口、解开套管吊卡开始起算，至游车将另一根套管从坡道完全提起结束，该时间窗口根本难以满足常规的一开二开等上层大尺寸套管的灌浆需求，依然需要定期静止补浆保证灌满。因此，现有技术下套管过程中使用软管直接灌浆的方式，效率较为低下、没有充分利用连续作业的时间窗口，同时也容易污染钻台井口，需要频繁的静止补浆和冲洗钻台。

发明内容

本发明提供用于石油钻井的下套管辅助工具，以解决现有技术中直接灌浆方式没有充分利用连续作业的时间窗口，同时也容易污染钻台井口的问题，实现在连续下套管作业过程中充分利用间隔窗口进行灌浆，减少静止补浆频率、避免污染钻台井口的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

用于石油钻井的下套管辅助工具，包括L形的灌浆管、回流管，所述灌浆管与回流管的短边之间通过旁通管连通，所述旁通管与灌浆管的连接处设置换向阀，所述灌浆管的短边端部敞口，所述回流管的短边端部封闭；还包括用于向灌浆管内泵送流体的上水系统。