深水弃井切割装置的旁通短接结构及其打水泥塞作业方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110000996.2

申请日:

2011.01.05

公开号:

CN102041974A

公开日:

2011.05.04

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):E21B 29/12申请日:20110105|||公开

IPC分类号:

E21B29/12; E21B33/035

主分类号:

E21B29/12

申请人:

深圳市远东石油钻采工程有限公司

发明人:

张武辇; 唐海雄; 韦红术; 汪顺文; 刘正礼; 贾银鸽; 郭德林; 姜柯

地址:

518068 广东省深圳市南山区赤湾石油大厦15楼

优先权:

专利代理机构:

深圳市君胜知识产权代理事务所 44268

代理人:

刘文求;杨宏

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内容摘要

本发明公开了深水弃井切割装置的旁通短接结构及其打水泥塞作业方法,其结构包括:旁通短接本体上设置连接的中心水眼和旁通孔;活塞件设置在中心水眼与旁通孔的连接处,上连通管与芯轴之间形成与旁通孔连接的上导流通道;活塞件上设置连通中心水眼与芯轴中心孔的过孔;堵塞件设置在过孔上,用于阻断中心水眼与芯轴中心孔的连通,在钻井液的压力下移动活塞件,导通中心水眼与旁通孔。由于采用了带过孔的活塞件,并没有对切割作业产生影响,而在切割作业完成后,利用投入钻具中的堵塞件,使中心水眼转换为连通芯轴外部的上导流通道状态,从而实现了由同一装置完成切割、打捞和注水泥的作业,提高了深水钻探的作业效率,也降低了深水钻采的成本。

权利要求书

1.一种深水弃井切割装置的旁通短接结构,其特征在于,包括:旁通短接本体、上连通管、芯轴、活塞件和堵塞件;在旁通短接本体上设置有相连接的中心水眼和旁通孔;活塞件设置在中心水眼与旁通孔的连接处,用于阻断中心水眼与旁通孔的连通;上连通管的内壁与芯轴的外壁之间形成与旁通孔相连接的上导流通道;活塞件上设置有连通中心水眼与芯轴中心孔的过孔;堵塞件设置在过孔上,用于阻断中心水眼与芯轴中心孔的连通,并在钻井液的压力作用下移动活塞件,导通中心水眼与旁通孔。2.根据权利要求1所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其特征在于:中心水眼位于旁通短接本体的中心,沿旁通短接本体的轴向设置;旁通孔沿旁通短接本体的径向设置,旁通孔的一端与中心水眼相连接,另一端设置在旁通短接本体的外壁上。3.根据权利要求2所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其特征在于:旁通孔向下倾斜设置。4.根据权利要求1所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其特征在于:中心水眼的内部设置有台阶,活塞件适配在台阶上方的位置。5.根据权利要求1所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其特征在于:在旁通短接本体上横向设置有销孔;活塞件经由适配在销孔内的剪切销固定在中心水眼的内壁上。6.根据权利要求1所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其特征在于:堵塞件为球体;球体的外径大于活塞件过孔的内径,小于旁通短接本体的内径。7.根据权利要求1所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其特征在于:在旁通短接本体上套设有上密封帽;在上连通管的端部焊接有上法兰盘;上法兰盘经由螺栓连接在上密封帽上。8.根据权利要求7所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其特征在于:上密封帽的内壁上设置有两道以上用于容纳密封圈的内壁凹槽;与上法兰盘相连接的上密封帽端面上设置有用于容纳密封圈的端面凹槽。9.一种利用权利要求1至8中任一所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构进行打水泥塞作业的方法,其特征在于,包括以下步骤:从钻具顶部投入堵塞件,堵塞件卡在活塞件的过孔上,阻断旁通短接本体的中心水眼与芯轴中心孔相连通;加大钻井液的压力,直到推动活塞件下行,导通旁通短接本体上的旁通孔与中心水眼相连通;钻井液经由旁通孔进入上连通管的内壁与芯轴的外壁之间所形成的上导流通道;上导流通道打通后,灌注水泥。10.根据权利要求9所述的利用深水弃井切割装置的旁通短接结构进行打水泥塞作业的方法,其特征在于:堵塞件在加大钻井液的压力之前投入。

说明书

深水弃井切割装置的旁通短接结构及其打水泥塞作业方法

技术领域

本发明涉及深水钻采作业设备领域,更具体的说,改进涉及的是一种深水弃井切割装置的旁通短接结构及其打水泥塞作业方法。

背景技术

在海洋石油钻探等深水钻采作业的过程中,根据国际惯例,在未得到国家政府部门批准前,均禁止在井口处的泥线以上留下任何构筑物。因此,除个别经申请保留的井口外,绝大多数的探井在任务完成之后,都要将水下井口头系统从泥线以下割断并进行回收,以消除井口处泥线以上的遗留物,这就需要用到深水弃井切割装置。

但是,在水深超过300米、甚至1000米或更深时的海洋石油钻采作业领域,现如今的中国还处在起步阶段,国内仍没有具有自主知识产权的专用设备,依靠的都是租用国外的专用设备,已形成了对中国国内的垄断态势;不但租金及其高昂,花掉大量的国家外汇,而且也不利于中国国内海洋石油钻采行业的发展需要。

即使对于中国租用的国外专用设备,其切割并回收水下井口构筑物的作业,与下钻杆进行打水泥塞的作业,也是分设备进行单独作业的,成本较高且效率也较低。

因此,现有技术尚有待改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于,提供一种深水弃井切割装置的旁通短接结构及其打水泥塞作业方法,可使切割、打捞和注水泥由同一装置完成,大大提高深水钻探作业效率,降低深水钻采成本。

本发明的技术方案如下:一种深水弃井切割装置的旁通短接结构,包括:旁通短接本体、上连通管、芯轴、活塞件和堵塞件;在旁通短接本体上设置有相连接的中心水眼和旁通孔;活塞件设置在中心水眼与旁通孔的连接处,用于阻断中心水眼与旁通孔的连通;上连通管的内壁与芯轴的外壁之间形成与旁通孔相连接的上导流通道;活塞件上设置有连通中心水眼与芯轴中心孔的过孔;堵塞件设置在过孔上,用于阻断中心水眼与芯轴中心孔的连通,并在钻井液的压力作用下移动活塞件,导通中心水眼与旁通孔。

所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其中:中心水眼位于旁通短接本体的中心,沿旁通短接本体的轴向设置;旁通孔沿旁通短接本体的径向设置,旁通孔的一端与中心水眼相连接,另一端设置在旁通短接本体的外壁上。

所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其中:旁通孔向下倾斜设置。

所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其中:中心水眼的内部设置有台阶,活塞件适配在台阶上方的位置。

所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其中:在旁通短接本体上横向设置有销孔;活塞件经由适配在销孔内的剪切销固定在中心水眼的内壁上。

所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其中:堵塞件为球体;球体的外径大于活塞件的过孔内径,小于旁通短接本体的内径。

所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其中:在旁通短接本体上套设有上密封帽;在上连通管的端部焊接有上法兰盘;上法兰盘经由螺栓连接在上密封帽上。

所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其中:上密封帽的内壁上设置有两道以上用于容纳密封圈的内壁凹槽;与上法兰盘相连接的上密封帽端面上设置有用于容纳密封圈的端面凹槽。

一种利用上述的深水弃井切割装置的旁通短接结构进行打水泥塞作业的方法,其中,包括以下步骤:

从钻具顶部投入堵塞件,堵塞件卡在活塞件的过孔上,阻断旁通短接本体的中心水眼与芯轴中心孔相连通;

加大钻井液的压力,直到推动活塞件下行,导通旁通短接本体上的旁通孔与中心水眼相连通;

钻井液经由旁通孔进入上连通管的内壁与芯轴的外壁之间所形成的上导流通道;

上导流通道打通后,灌注水泥。

所述的利用深水弃井切割装置的旁通短接结构进行打水泥塞作业的方法,其中:堵塞件在加大钻井液的压力之前投入。

本发明所提供的一种深水弃井切割装置的旁通短接结构及其打水泥塞作业方法,由于采用了带过孔的活塞件,并没有对切割作业产生影响,而在切割作业完成后,利用投入钻具中的堵塞件,封堵的同时增大钻井液的压力,以达到移动活塞件并打开旁通孔,使中心水眼从切割作业时连通芯轴内部的中心孔状态,转换为连通芯轴外部的上导流通道状态,并阻断了水泥从钻具上端进入螺杆马达;从而实现了由同一装置完成切割、打捞和注水泥的作业,大大提高了深水钻探作的业效率,也降低了深水钻采的成本。尤其对海洋石油钻探领域具有重要的实用价值。

附图说明

图1是本发明深水弃井切割装置的旁通短接结构在置入钢球前的剖视图。

图2是本发明深水弃井切割装置的旁通短接结构在置入钢球后的剖视图。

具体实施方式

以下将结合附图,对本发明的具体实施方式和实施例加以详细说明,所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并非用于限定本发明的具体实施方式。

本发明的一种深水弃井切割装置的旁通短接结构,其具体实施方式之一,如图1所示,包括旁通短接本体200、上连通管300、芯轴100、活塞件400和堵塞件450;在旁通短接本体200上设置有贯通上下的中心水眼210和连通内外的旁通孔220;中心水眼210与旁通孔220相连通设置;活塞件400设置在旁通短接本体200的内部,位于中心水眼210与旁通孔220的连接处,用于在切割作业时阻断中心水眼210中的钻井液从旁通孔220流出;上连通管300设置在旁通短接本体200的外面,上连通管300的内壁与旁通孔220以下的旁通短接本体200的外壁,以及与芯轴100的外壁之间,共同形成供注水泥作业时的上导流通道320;旁通短接本体200的下端连接在最上端的芯轴100上,中心水眼210连通芯轴100内部的中心孔110;活塞件400上设置有连通中心水眼210与芯轴100中心孔110的过孔410,用于在切割作业时将钻井液从旁通短接本体200的中心水眼210导入芯轴100的中心孔110。

而在注水泥作业之前,如图2所示,将堵塞件450设置在活塞件400的过孔410上端,以阻断钻井液进入芯轴100中心孔110,并在逐渐增大钻井液压力的作用下,解除销子、螺栓或弹簧等某种连接件或者局部焊点对活塞件400的限制,例如,用于固定活塞件400的剪切销被剪断,导致活塞件400下行,以导通中心水眼210与旁通孔220,即可进行注水泥作业;此时,堵塞件450仍位于活塞件400的上端,以封堵水泥从过孔410进入芯轴100的中心孔110;水泥从旁通孔220进入芯轴100外部的上导流通道320并传到下部的钻具中,以完成打水泥塞的任务;从而防止了注水泥作业过程中,水泥从钻具上端进入下方的马达中,避免了水泥对马达造成损坏。

与现有国外的深水弃井切割装置相比,本发明所提供的深水弃井切割装置的旁通短接结构,由于采用了带过孔410的活塞件400,并没有对切割作业产生影响;而在切割作业完成之后,利用投入钻具中的堵塞件450,封堵的同时增大钻井液的压力,以达到移动活塞件400并打开旁通孔220,使中心水眼210从切割作业时连通芯轴100内部的中心孔110状态,转换为连通芯轴100外部的上导流通道320状态,并阻断了水泥从钻具上端进入螺杆马达;从而实现了由同一装置完成切割、打捞和注水泥的作业,大大提高了深水钻探的作业效率,也降低了深水钻采的成本。尤其对海洋石油钻探领域具有重要的实用价值。

基于上述深水弃井切割装置的旁通短接结构,本发明还提出了一种利用该深水弃井切割装置的旁通短接结构进行打水泥塞作业的方法,其具体实施方式之一,包括以下步骤:从钻具顶部投入堵塞件,堵塞件450从旁通短接本体200的中心水眼210中落下,卡在活塞件400的过孔410上,阻断旁通短接本体200的中心水眼210与芯轴100中心孔110相连通;并加大钻井液的压力,直到推动活塞件400下行,导通旁通短接本体200上的旁通孔220与中心水眼210相连通;如图2所示,钻井液经由旁通孔220进入上连通管300的内壁与芯轴100的外壁之间所形成的上导流通道320;在上导流通道打通后,灌注水泥。堵塞件450在切割作业完成之后至注水泥作业之前投入钻具中心孔110;而且,具体可在注入钻井液之前投入,也可在加大钻井液的压力之前投入。

与现有国外打水泥塞作业的方法相比,本发明提出的利用深水弃井切割装置的旁通短接结构进行打水泥塞作业的方法,由于采用了切割作业时的设备进行注水泥作业,不仅不用更换作业设备,节约了材料成本,而且也避免了设备的拆装和更换时间,大大节约了总体作业的时间。尤其对海洋石油钻探领域具有重要的实用价值。

在本发明深水弃井切割装置的旁通短接结构及其打水泥塞作业方法的优选实施方式中,如图1所示,中心水眼210位于旁通短接本体200的中心,沿旁通短接本体200的轴向设置;旁通孔220沿旁通短接本体200的径向设置,旁通孔220的一端与中心水眼210相连接,另一端设置在旁通短接本体200的外壁上。

优选地,旁通孔220向下倾斜设置。另外,旁通孔220也可水平设置。但向下倾斜设置的注水泥效果要比水平设置的注水泥效果好很多。

进一步地,中心水眼210的内部设置有台阶,活塞件400适配在台阶上方的位置。换言之,中心水眼210为台阶孔,上端的孔径大于下端的孔径,上端孔径的大小适配活塞件400的外径,上端孔径的长度,或旁通孔220位于上端孔壁的位置,超过活塞件400落下时的高度。

具体的,在旁通短接本体200上横向设置有销孔230;活塞件400经由适配在销孔230内的剪切销231固定在中心水眼210的内壁上。此外,该剪断销231也可采用内六角螺钉或剪断键代替。由此,堵塞件450堵塞在活塞件400的过孔410上端,在逐渐增大的钻井液的压力作用下,剪断销231断裂,活塞件400和堵塞件450下移至台阶孔的底部,露出旁通孔220,连通了中心水眼210与上导流通道320。

优选地,堵塞件450为球体,例如:钢球等金属球,或者石球等非金属球;球体的外径大于活塞件400过孔410的内径,小于旁通短接本体200的内径。

较好的是,活塞件400的过孔410口设置有倒角,倒角的形状可以是斜面,也可以是适配球体半径的弧面。

进一步地,在旁通短接本体200上套设有上密封帽340;在上连通管300的端部焊接有上法兰盘330;上法兰盘330经由螺栓连接在上密封帽340上。较好的是,上法兰盘与上连通管300的连接处设置有加强筋。

具体的,如图1所示,在旁通短接本体200的外壁上可设置挡圈350,挡圈350经由销子固定在旁通短接本体200上,上密封帽340的一端卡在挡圈350上,另一端与上法兰盘330相连接。

较好的是,上密封帽340的内壁上设置有两道以上用于容纳密封圈的内壁凹槽;与上法兰盘330相连接的上密封帽340端面上设置有用于容纳密封圈的端面凹槽。

工业实用性

在深水钻探和钻采领域,本发明深水弃井切割装置的旁通短接结构及其打水泥塞作业方法,完全是自主研发,可以说是填补了中国国内的一项空白;而且,中国海岸线较长,临海海域辽阔,对于中国国内海洋石油钻采行业的发展,以及打破国外同行的垄断地位,都具有重要的知识产权战略价值。

应当理解的是,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不足以限制本发明的技术方案,对本领域普通技术人员来说,在本发明的精神和原则之内,可以根据上述说明加以增减、替换、变换或改进,例如,用圆椎体代替钢球以堵塞在活塞件400过孔410的上端等,而所有这些增减、替换、变换或改进后的技术方案,都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

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1、10申请公布号CN102041974A43申请公布日20110504CN102041974ACN102041974A21申请号201110000996222申请日20110105E21B29/12200601E21B33/03520060171申请人深圳市远东石油钻采工程有限公司地址518068广东省深圳市南山区赤湾石油大厦15楼72发明人张武辇唐海雄韦红术汪顺文刘正礼贾银鸽郭德林姜柯74专利代理机构深圳市君胜知识产权代理事务所44268代理人刘文求杨宏54发明名称深水弃井切割装置的旁通短接结构及其打水泥塞作业方法57摘要本发明公开了深水弃井切割装置的旁通短接结构及其打水泥塞作业方法,其结构包。

2、括旁通短接本体上设置连接的中心水眼和旁通孔;活塞件设置在中心水眼与旁通孔的连接处,上连通管与芯轴之间形成与旁通孔连接的上导流通道;活塞件上设置连通中心水眼与芯轴中心孔的过孔;堵塞件设置在过孔上,用于阻断中心水眼与芯轴中心孔的连通,在钻井液的压力下移动活塞件,导通中心水眼与旁通孔。由于采用了带过孔的活塞件,并没有对切割作业产生影响,而在切割作业完成后,利用投入钻具中的堵塞件,使中心水眼转换为连通芯轴外部的上导流通道状态,从而实现了由同一装置完成切割、打捞和注水泥的作业,提高了深水钻探的作业效率,也降低了深水钻采的成本。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说。

3、明书4页附图2页CN102041977A1/1页21一种深水弃井切割装置的旁通短接结构,其特征在于,包括旁通短接本体、上连通管、芯轴、活塞件和堵塞件;在旁通短接本体上设置有相连接的中心水眼和旁通孔;活塞件设置在中心水眼与旁通孔的连接处,用于阻断中心水眼与旁通孔的连通;上连通管的内壁与芯轴的外壁之间形成与旁通孔相连接的上导流通道;活塞件上设置有连通中心水眼与芯轴中心孔的过孔;堵塞件设置在过孔上,用于阻断中心水眼与芯轴中心孔的连通,并在钻井液的压力作用下移动活塞件,导通中心水眼与旁通孔。2根据权利要求1所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其特征在于中心水眼位于旁通短接本体的中心,沿旁通短接本体的。

4、轴向设置;旁通孔沿旁通短接本体的径向设置,旁通孔的一端与中心水眼相连接,另一端设置在旁通短接本体的外壁上。3根据权利要求2所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其特征在于旁通孔向下倾斜设置。4根据权利要求1所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其特征在于中心水眼的内部设置有台阶,活塞件适配在台阶上方的位置。5根据权利要求1所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其特征在于在旁通短接本体上横向设置有销孔;活塞件经由适配在销孔内的剪切销固定在中心水眼的内壁上。6根据权利要求1所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其特征在于堵塞件为球体;球体的外径大于活塞件过孔的内径,小于旁通短接本体的内径。7根据权。

5、利要求1所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其特征在于在旁通短接本体上套设有上密封帽;在上连通管的端部焊接有上法兰盘;上法兰盘经由螺栓连接在上密封帽上。8根据权利要求7所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其特征在于上密封帽的内壁上设置有两道以上用于容纳密封圈的内壁凹槽;与上法兰盘相连接的上密封帽端面上设置有用于容纳密封圈的端面凹槽。9一种利用权利要求1至8中任一所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构进行打水泥塞作业的方法,其特征在于,包括以下步骤从钻具顶部投入堵塞件,堵塞件卡在活塞件的过孔上,阻断旁通短接本体的中心水眼与芯轴中心孔相连通;加大钻井液的压力,直到推动活塞件下行,导通旁通短接本体。

6、上的旁通孔与中心水眼相连通;钻井液经由旁通孔进入上连通管的内壁与芯轴的外壁之间所形成的上导流通道;上导流通道打通后,灌注水泥。10根据权利要求9所述的利用深水弃井切割装置的旁通短接结构进行打水泥塞作业的方法,其特征在于堵塞件在加大钻井液的压力之前投入。权利要求书CN102041974ACN102041977A1/4页3深水弃井切割装置的旁通短接结构及其打水泥塞作业方法技术领域0001本发明涉及深水钻采作业设备领域,更具体的说,改进涉及的是一种深水弃井切割装置的旁通短接结构及其打水泥塞作业方法。背景技术0002在海洋石油钻探等深水钻采作业的过程中,根据国际惯例,在未得到国家政府部门批准前,均禁止。

7、在井口处的泥线以上留下任何构筑物。因此,除个别经申请保留的井口外,绝大多数的探井在任务完成之后,都要将水下井口头系统从泥线以下割断并进行回收,以消除井口处泥线以上的遗留物,这就需要用到深水弃井切割装置。0003但是,在水深超过300米、甚至1000米或更深时的海洋石油钻采作业领域,现如今的中国还处在起步阶段,国内仍没有具有自主知识产权的专用设备,依靠的都是租用国外的专用设备,已形成了对中国国内的垄断态势;不但租金及其高昂,花掉大量的国家外汇,而且也不利于中国国内海洋石油钻采行业的发展需要。0004即使对于中国租用的国外专用设备,其切割并回收水下井口构筑物的作业,与下钻杆进行打水泥塞的作业,也是。

8、分设备进行单独作业的,成本较高且效率也较低。0005因此,现有技术尚有待改进和发展。发明内容0006本发明的目的在于,提供一种深水弃井切割装置的旁通短接结构及其打水泥塞作业方法,可使切割、打捞和注水泥由同一装置完成,大大提高深水钻探作业效率,降低深水钻采成本。0007本发明的技术方案如下一种深水弃井切割装置的旁通短接结构,包括旁通短接本体、上连通管、芯轴、活塞件和堵塞件;在旁通短接本体上设置有相连接的中心水眼和旁通孔;活塞件设置在中心水眼与旁通孔的连接处,用于阻断中心水眼与旁通孔的连通;上连通管的内壁与芯轴的外壁之间形成与旁通孔相连接的上导流通道;活塞件上设置有连通中心水眼与芯轴中心孔的过孔;。

9、堵塞件设置在过孔上,用于阻断中心水眼与芯轴中心孔的连通,并在钻井液的压力作用下移动活塞件,导通中心水眼与旁通孔。0008所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其中中心水眼位于旁通短接本体的中心,沿旁通短接本体的轴向设置;旁通孔沿旁通短接本体的径向设置,旁通孔的一端与中心水眼相连接,另一端设置在旁通短接本体的外壁上。0009所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其中旁通孔向下倾斜设置。0010所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其中中心水眼的内部设置有台阶,活塞件适配在台阶上方的位置。0011所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其中在旁通短接本体上横向设置有销孔;活塞件经由适配在销孔内的剪切。

10、销固定在中心水眼的内壁上。0012所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其中堵塞件为球体;球体的外径大说明书CN102041974ACN102041977A2/4页4于活塞件的过孔内径,小于旁通短接本体的内径。0013所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其中在旁通短接本体上套设有上密封帽;在上连通管的端部焊接有上法兰盘;上法兰盘经由螺栓连接在上密封帽上。0014所述的深水弃井切割装置的旁通短接结构,其中上密封帽的内壁上设置有两道以上用于容纳密封圈的内壁凹槽;与上法兰盘相连接的上密封帽端面上设置有用于容纳密封圈的端面凹槽。0015一种利用上述的深水弃井切割装置的旁通短接结构进行打水泥塞作业的方。

11、法,其中,包括以下步骤从钻具顶部投入堵塞件,堵塞件卡在活塞件的过孔上,阻断旁通短接本体的中心水眼与芯轴中心孔相连通;加大钻井液的压力,直到推动活塞件下行,导通旁通短接本体上的旁通孔与中心水眼相连通;钻井液经由旁通孔进入上连通管的内壁与芯轴的外壁之间所形成的上导流通道;上导流通道打通后,灌注水泥。0016所述的利用深水弃井切割装置的旁通短接结构进行打水泥塞作业的方法,其中堵塞件在加大钻井液的压力之前投入。0017本发明所提供的一种深水弃井切割装置的旁通短接结构及其打水泥塞作业方法,由于采用了带过孔的活塞件,并没有对切割作业产生影响,而在切割作业完成后,利用投入钻具中的堵塞件,封堵的同时增大钻井液。

12、的压力,以达到移动活塞件并打开旁通孔,使中心水眼从切割作业时连通芯轴内部的中心孔状态,转换为连通芯轴外部的上导流通道状态,并阻断了水泥从钻具上端进入螺杆马达;从而实现了由同一装置完成切割、打捞和注水泥的作业,大大提高了深水钻探作的业效率,也降低了深水钻采的成本。尤其对海洋石油钻探领域具有重要的实用价值。附图说明0018图1是本发明深水弃井切割装置的旁通短接结构在置入钢球前的剖视图。0019图2是本发明深水弃井切割装置的旁通短接结构在置入钢球后的剖视图。具体实施方式0020以下将结合附图,对本发明的具体实施方式和实施例加以详细说明,所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并非用于限定本发明的具体实施。

13、方式。0021本发明的一种深水弃井切割装置的旁通短接结构,其具体实施方式之一,如图1所示,包括旁通短接本体200、上连通管300、芯轴100、活塞件400和堵塞件450;在旁通短接本体200上设置有贯通上下的中心水眼210和连通内外的旁通孔220;中心水眼210与旁通孔220相连通设置;活塞件400设置在旁通短接本体200的内部,位于中心水眼210与旁通孔220的连接处,用于在切割作业时阻断中心水眼210中的钻井液从旁通孔220流出;上连通管300设置在旁通短接本体200的外面,上连通管300的内壁与旁通孔220以下的旁通短接本体200的外壁,以及与芯轴100的外壁之间,共同形成供注水泥作业时。

14、的上导流通道320;旁通短接本体200的下端连接在最上端的芯轴100上,中心水眼210连通芯轴100说明书CN102041974ACN102041977A3/4页5内部的中心孔110;活塞件400上设置有连通中心水眼210与芯轴100中心孔110的过孔410,用于在切割作业时将钻井液从旁通短接本体200的中心水眼210导入芯轴100的中心孔110。0022而在注水泥作业之前,如图2所示,将堵塞件450设置在活塞件400的过孔410上端,以阻断钻井液进入芯轴100中心孔110,并在逐渐增大钻井液压力的作用下,解除销子、螺栓或弹簧等某种连接件或者局部焊点对活塞件400的限制,例如,用于固定活塞件4。

15、00的剪切销被剪断,导致活塞件400下行,以导通中心水眼210与旁通孔220,即可进行注水泥作业;此时,堵塞件450仍位于活塞件400的上端,以封堵水泥从过孔410进入芯轴100的中心孔110;水泥从旁通孔220进入芯轴100外部的上导流通道320并传到下部的钻具中,以完成打水泥塞的任务;从而防止了注水泥作业过程中,水泥从钻具上端进入下方的马达中,避免了水泥对马达造成损坏。0023与现有国外的深水弃井切割装置相比,本发明所提供的深水弃井切割装置的旁通短接结构,由于采用了带过孔410的活塞件400,并没有对切割作业产生影响;而在切割作业完成之后,利用投入钻具中的堵塞件450,封堵的同时增大钻井液。

16、的压力,以达到移动活塞件400并打开旁通孔220,使中心水眼210从切割作业时连通芯轴100内部的中心孔110状态,转换为连通芯轴100外部的上导流通道320状态,并阻断了水泥从钻具上端进入螺杆马达;从而实现了由同一装置完成切割、打捞和注水泥的作业,大大提高了深水钻探的作业效率,也降低了深水钻采的成本。尤其对海洋石油钻探领域具有重要的实用价值。0024基于上述深水弃井切割装置的旁通短接结构,本发明还提出了一种利用该深水弃井切割装置的旁通短接结构进行打水泥塞作业的方法,其具体实施方式之一,包括以下步骤从钻具顶部投入堵塞件,堵塞件450从旁通短接本体200的中心水眼210中落下,卡在活塞件400的。

17、过孔410上,阻断旁通短接本体200的中心水眼210与芯轴100中心孔110相连通;并加大钻井液的压力,直到推动活塞件400下行,导通旁通短接本体200上的旁通孔220与中心水眼210相连通;如图2所示,钻井液经由旁通孔220进入上连通管300的内壁与芯轴100的外壁之间所形成的上导流通道320;在上导流通道打通后,灌注水泥。堵塞件450在切割作业完成之后至注水泥作业之前投入钻具中心孔110;而且,具体可在注入钻井液之前投入,也可在加大钻井液的压力之前投入。0025与现有国外打水泥塞作业的方法相比,本发明提出的利用深水弃井切割装置的旁通短接结构进行打水泥塞作业的方法,由于采用了切割作业时的设备。

18、进行注水泥作业,不仅不用更换作业设备,节约了材料成本,而且也避免了设备的拆装和更换时间,大大节约了总体作业的时间。尤其对海洋石油钻探领域具有重要的实用价值。0026在本发明深水弃井切割装置的旁通短接结构及其打水泥塞作业方法的优选实施方式中,如图1所示,中心水眼210位于旁通短接本体200的中心,沿旁通短接本体200的轴向设置;旁通孔220沿旁通短接本体200的径向设置,旁通孔220的一端与中心水眼210相连接,另一端设置在旁通短接本体200的外壁上。0027优选地,旁通孔220向下倾斜设置。另外,旁通孔220也可水平设置。但向下倾斜设置的注水泥效果要比水平设置的注水泥效果好很多。0028进一步。

19、地,中心水眼210的内部设置有台阶,活塞件400适配在台阶上方的位置。换言之,中心水眼210为台阶孔,上端的孔径大于下端的孔径,上端孔径的大小适配活塞件说明书CN102041974ACN102041977A4/4页6400的外径,上端孔径的长度,或旁通孔220位于上端孔壁的位置,超过活塞件400落下时的高度。0029具体的,在旁通短接本体200上横向设置有销孔230;活塞件400经由适配在销孔230内的剪切销231固定在中心水眼210的内壁上。此外,该剪断销231也可采用内六角螺钉或剪断键代替。由此,堵塞件450堵塞在活塞件400的过孔410上端,在逐渐增大的钻井液的压力作用下,剪断销231断。

20、裂,活塞件400和堵塞件450下移至台阶孔的底部,露出旁通孔220,连通了中心水眼210与上导流通道320。0030优选地,堵塞件450为球体,例如钢球等金属球,或者石球等非金属球;球体的外径大于活塞件400过孔410的内径,小于旁通短接本体200的内径。0031较好的是,活塞件400的过孔410口设置有倒角,倒角的形状可以是斜面,也可以是适配球体半径的弧面。0032进一步地,在旁通短接本体200上套设有上密封帽340;在上连通管300的端部焊接有上法兰盘330;上法兰盘330经由螺栓连接在上密封帽340上。较好的是,上法兰盘与上连通管300的连接处设置有加强筋。0033具体的,如图1所示,在。

21、旁通短接本体200的外壁上可设置挡圈350,挡圈350经由销子固定在旁通短接本体200上,上密封帽340的一端卡在挡圈350上,另一端与上法兰盘330相连接。0034较好的是,上密封帽340的内壁上设置有两道以上用于容纳密封圈的内壁凹槽;与上法兰盘330相连接的上密封帽340端面上设置有用于容纳密封圈的端面凹槽。0035工业实用性在深水钻探和钻采领域,本发明深水弃井切割装置的旁通短接结构及其打水泥塞作业方法,完全是自主研发,可以说是填补了中国国内的一项空白;而且,中国海岸线较长,临海海域辽阔,对于中国国内海洋石油钻采行业的发展,以及打破国外同行的垄断地位,都具有重要的知识产权战略价值。0036应当理解的是,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不足以限制本发明的技术方案,对本领域普通技术人员来说,在本发明的精神和原则之内,可以根据上述说明加以增减、替换、变换或改进,例如,用圆椎体代替钢球以堵塞在活塞件400过孔410的上端等,而所有这些增减、替换、变换或改进后的技术方案,都应属于本发明所附权利要求的保护范围。说明书CN102041974ACN102041977A1/2页7图1说明书附图CN102041974ACN102041977A2/2页8图2说明书附图CN102041974A。

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