一种垂直井井底高强度腔室的建造方法
专利汇可以提供一种垂直井井底高强度腔室的建造方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种垂直井井底高强度腔室的建造方法，用于开采海域 天然气 水 合物，包括如下建造步骤：水合物上覆 地层 钻进；水合物 底板 以下地层钻进；水合物底板以下地层扩腔；不提钻灌注高压 水泥 浆形成高强度水泥初桩；高强度水泥初桩钻进；二次扩腔；腔室清渣；扩腔检测；固井充填；完成垂直井井底腔室建设。本 发明 采用扩孔 灌注桩 技术，通过两次扩腔，两次灌注成桩的方式，初桩直径较大，终桩在初桩的 基础 上进行扩腔灌注，终桩强度高、形状规则，垂直井井底腔室在终桩上建造，腔室周围的地层强度高，可以满足多井组水平井向垂直井汇聚采气的要求。，下面是一种垂直井井底高强度腔室的建造方法专利的具体信息内容。
1.一种垂直井井底高强度腔室的建造方法，用于开采海域天然气水合物，其特征在于：
包括如下建造步骤：
a、水合物上覆地层钻进：下入钻具，自海底向下钻进，钻进至水合物上覆地层（M1）与水合物地层（M2）上部的交界处，下入表层固井套管（1），所述表层固井套管（1）下入到位后，向井内灌注混凝土进行固井；
b、水合物底板以下地层钻进：表层固井套管固（1）井完毕后，自表层固井套管内下入钻具进行钻孔，直至钻进到水合物底板以下地层（M3）要求的深度；
c、水合物底板以下地层扩腔：向已在水合物底板以下地层钻进的孔内下入大直径的喷射扩腔钻头（2），所述喷射扩腔钻头（2）下放到水合物底板以下地层预计的扩腔位置后，向所述喷射扩腔钻头（2）内部泵送较粘稠的泥浆，泥浆通过喷射扩腔钻头翼板上的喷射孔喷出，配合布置在翼板上的切削齿，同时作用在所述水合物底板以下地层（M3）上，形成大直径腔室；
d、不提钻灌注高压水泥浆形成高强度水泥初桩：扩腔修整完毕后，将所述喷射扩腔钻头（2）下放到腔室底部，向钻头内泵送高强度水泥浆，高强度水泥浆通过喷射扩腔钻头上的喷射孔喷射到腔室内，喷射扩腔钻头边回转向腔室内灌注高强度水泥，边通过搅拌使高强度的水泥浆从下而上将扩腔时护壁的泥浆向孔外替换；待整个腔室灌注满高强度水泥浆后，停止泵送，钻头翼板闭拢，将钻头提出孔外，高强度水泥浆凝固后形成高强度水泥初桩（Ⅰ）；
e、高强度水泥初桩钻进：向所述高强度水泥初桩（Ⅰ）中下入硬岩钻进的钻头进行钻孔，钻至距离所述高强度水泥初桩（Ⅰ）桩底一定距离后停止钻进；
f、二次扩腔：在所述高强度水泥初桩（Ⅰ）上的钻孔内下入硬岩扩腔钻头（3），自上而下进行二次扩腔，二次扩腔的直径小于高强水泥初桩的直径，扩腔深度与钻孔深度相同；
g、腔室清渣：二次扩腔利用清洁的海水作为钻井液，扩腔过程中部分钻渣随海水逐渐排出孔外，腔体内剩余的钻渣通过反循环的方式进行清渣；
h、扩腔检测：扩腔完毕后下入腔体检测仪器，检测腔体直径和高度是否满足要求，如满足要求则进行后续固井，如不满足要求则需下入扩腔钻具重新扩腔，直至检测合格i、固井充填：腔体检测合格后，向二次扩腔内填充固化材料进行固井，形成高强度终桩（Ⅱ）；
j、完成垂直井井底腔室建设：二次扩腔固化完毕后，在已固化的高强度终桩（Ⅱ）上钻孔，钻至设计深度后，下入垂直井生产套管（4），将所述垂直井生产套管（4）下放到钻孔底端，向套管内灌注水泥固井。
2.根据权利要求1所述的垂直井井底高强度腔室的建造方法，其特征在于：所述步骤c中，所形成的大直径腔室的直径≥喷射扩腔钻头（2）的直径，喷射扩腔钻头（2）在腔室内上下往复N（N≥2）次修整腔室，使腔室的内壁尽可能形状规则。
3.根据权利要求1所述的垂直井井底高强度腔室的建造方法，其特征在于：所述步骤j中，所述垂直井生产套管（4）包括常规套管（4-1）、封隔器（4-2）及无磁套管（4-3），所述封隔器（4-2）设置于所述常规套管（4-1）与无磁套管（4-3）之间，所述无磁套管（4-3）选用较软易钻通的金属套管，下入到垂直井钻孔底端，所述垂直井生产套管（4）下入之后，灌注水泥固井，在水泥初凝之前将所述封隔器（4-2）座封，密封所述生产套管（4）与桩孔之间的环形间隙。
4.根据权利要求3所述的垂直井井底高强度腔室的建造方法，其特征在于：所述无磁套管（4-3）选用铝制或者铜制套管。
一种垂直井井底高强度腔室的建造方法
技术领域
背景技术
发明内容
a、水合物上覆地层钻进：下入钻具，自海底向下钻进，钻进至水合物上覆地层与水合物底板以下地层上部的交界处，下入表层固井套管，所述表层固井套管下入到位后，向井内灌注混凝土进行固井；
b、水合物底板以下地层钻进：表层固井套管固井完毕后，自表层固井套管内下入钻具进行钻孔，直至钻进到水合物底板以下地层要求的深度；
c、水合物底板以下地层扩腔：向已在水合物底板以下地层钻进的孔内下入大直径的喷射扩腔钻头，所述喷射扩腔钻头下放到水合物底板以下地层预计的扩腔位置后，向所述喷射扩腔钻头内部泵送较粘稠的泥浆，泥浆通过喷射扩腔钻头翼板上的喷射孔喷出，配合布置在翼板上的切削齿，同时作用在水合物底板以下地层上，形成大直径腔室；
d、不提钻灌注高压水泥浆形成高强度水泥初桩：扩腔修整完毕后，将所述喷射扩腔钻头下放到腔室底部，向钻头内泵送高强度水泥浆，高强度水泥浆通过喷射扩腔钻头上的喷射孔喷射到腔室内，喷射扩腔钻头边回转向腔室内灌注高强度水泥，边通过搅拌使高强度的水泥浆从下而上将扩腔时护壁的泥浆向孔外替换；待整个腔室灌注满高强度水泥浆后，停止泵送，钻头翼板闭拢，将钻头提出孔外，高强度水泥凝固后形成高强度水泥初桩；
e、高强度水泥初桩钻进：向高强度水泥初桩中下入硬岩钻进的钻头进行钻孔，钻至距离所述高强度水泥初桩桩底一定距离后停止钻进；
f、二次扩腔：在高强度水泥初桩上的钻孔内下入硬岩扩腔钻头，自上而下进行二次扩腔，二次扩腔的直径小于高强水泥初桩的直径，扩腔深度与钻孔深度相同；
g、腔室清渣：二次扩腔采用的钻井液为清洁的海水，扩腔过程中部分钻渣随海水逐渐排出孔外，腔体内剩余的钻渣通过反循环的方式进行清渣；
h、扩腔检测：扩腔完毕后下入腔体检测仪器，检测腔体直径和高度是否满足要求，如满足要求则进行后续固井，如不满足要求则需下入扩腔钻具重新扩腔，直至检测合格i、固井充填：腔体检测合格后，向二次扩腔内填充固化材料进行固井，形成高强度终桩；
j、完成垂直井井底腔室建设：二次扩腔固化完毕后，在已固化的高强度终桩上钻孔，钻至设计深度后，下入垂直井生产套管，将所述垂直井生产套管下放到钻孔底端，向套管内灌注水泥固井。
具体实施方式
c、水合物底板以下地层扩腔：向已在水合物底板以下地层钻进的孔内下入大直径的喷射扩腔钻头2，所述喷射扩腔钻头2下放到水合物层底板以下地层预计的扩腔位置后，向所述喷射扩腔钻头2内部泵送较粘稠的泥浆，泥浆通过喷射扩腔钻头翼板上的喷射孔喷出，配合布置在翼板上的切削齿，同时作用在水合物底板以下地层M3上，形成大直径腔室，所形成的大直径腔室的直径≥喷射扩腔钻头2的直径，喷射扩腔钻头2在腔室内上下往复N（N≥2）次修整腔室，使腔室的内壁尽可能形状规则；
d、不提钻灌注高压水泥浆形成高强度水泥初桩：扩腔修整完毕后，将所述喷射扩腔钻头2下放到腔室底部，向钻头内泵送高强度水泥浆，高强度水泥浆通过喷射扩腔钻头上的喷射孔喷射到腔室内，喷射扩腔钻头边回转向腔室内灌注高强度水泥，边通过搅拌使高强度的水泥浆从下而上将扩腔时护壁的泥浆向孔外替换；待整个腔室灌注满高强度水泥浆后，停止泵送，钻头翼板闭拢，将钻头提出孔外，高强度水泥凝固后形成高强度水泥初桩Ⅰ；
e、高强度水泥初桩钻进：向高强度水泥初桩Ⅰ中下入硬岩钻进的钻头进行钻孔，钻至距离所述高强度水泥初桩Ⅰ桩底的一定距离时，停止钻进；
f、二次扩腔：在高强度水泥初桩上的钻孔内下入硬岩扩腔钻头3，自上而下进行二次扩腔，二次扩腔的直径小于高强水泥初桩的直径，扩腔深度与钻孔深度相同；
g、腔室清渣：二次扩腔采用的钻井液为清洁的海水，扩腔过程中部分钻渣随海水逐渐排出孔外，腔体内剩余的钻渣通过反循环的方式进行清渣；
h、扩腔检测：扩腔完毕后下入腔体检测仪器，检测腔体直径和高度是否满足要求，要求腔体上下直径要统一，腔体内壁光滑，腔体密实，无气孔凹陷；如满足要求则进行后续固井，如不满足要求则需下入扩腔钻具重新扩腔，直至检测合格
i、固井充填：腔体检测合格后，向二次扩腔内填充固化材料进行固井，形成高强度终桩Ⅱ；
j、完成垂直井井底腔室建设：二次扩腔固化完毕后，在已固化的高强度终桩Ⅱ上钻孔，钻孔至设计深度后，下入垂直井生产套管4，将所述垂直井生产套管4下放到钻孔底端，所述垂直井生产套管4包括上端的常规套管4-1、中间的封隔器4-2及下端的无磁套管4-3，所述封隔器4-2设置于所述常规套管4-1与无磁套管4-3之间，所述无磁套管4-3选用较软易钻通的金属套管；下入所述垂直井生产套管4之后，灌注水泥固井，在水泥初凝之前将所述封隔器4-2座封，密封所述生产套管4与桩孔之间的环形间隙。所述无磁套管4-3选用铝制或者铜制套管，位于垂直井井底高强度腔室内，对腔室起到加固作用，由于所述无磁套管4-3采用的材质较软，不影响后续水平井汇聚开采时的钻孔。
钻进深度与垂直井高强度腔室的设计高度、水合物地层的深度有关。以水合物层位于泥面以下190-220m，层厚30m为例，垂直井高强度腔室的高度为18m，建造深度为220-240m，钻进深度为255m，腔室底部以下留有15m的钻孔，目的是为了在泥浆携带钻渣不完全的情况下，沉渣可以落入钻孔内，保证扩腔内的清洁。
d、不提钻灌注高压水泥浆形成高强度水泥初桩：扩腔修整完毕后，将所述喷射扩腔钻头2下放到腔室底部，向钻头内泵送高强度水泥浆，高强度水泥浆通过喷射扩腔钻头上的喷射孔喷射到腔室内，喷射扩腔钻头边回转向腔室内灌注高强度水泥，边通过搅拌使高强度的水泥浆从下而上将扩腔时护壁的泥浆向孔外替换；待整个腔室灌注满高强度水泥浆后，停止泵送，钻头翼板闭拢，将钻头提出孔外，高强度水泥凝固后形成高强度水泥初桩Ⅰ，高强度水泥初桩Ⅰ的直径为Φ3000-4000mm，深度为220-240m，高度为20m；
e、高强度水泥初桩钻进：向高强度水泥初桩Ⅰ中下入硬岩钻进的钻头进行钻孔，钻进深度为235m，钻至距离所述高强度水泥初桩Ⅰ桩底5m时，停止钻进；
f、二次扩腔：在高强度水泥初桩上的钻孔内下入硬岩扩腔钻头3，自上而下进行二次扩腔，二次扩腔的直径小于高强水泥初桩的直径，扩腔深度与钻孔深度相同；扩腔深度为
222m-235m，腔体高度为13m。
i、固井充填：腔体检测合格后，向二次扩腔内填充固化材料进行固井，形成高强度终桩Ⅱ，高强度终桩的直径为Φ1000-1500mm，高度为13m；
j、完成垂直井井底腔室建设：二次扩腔固化完毕后，在已固化的高强度终桩Ⅱ上钻孔，钻孔的直径为Φ460mm，钻孔深度为232m，下入垂直井生产套管4，其直径为φ339.7mm，将所述垂直井生产套管4下放到钻孔底端，所述垂直井生产套管4包括上端的常规套管4-1、中间的封隔器4-2及下端的无磁套管4-3，所述封隔器4-2设置于所述常规套管4-1与无磁套管4-
3之间，所述无磁套管4-3选用较软易钻通的金属套管；下入所述垂直井生产套管4之后，灌注水泥固井，在水泥初凝之前将所述封隔器4-2座封，密封所述生产套管4与桩孔之间的环形间隙。所述无磁套管4-3选用铝制或者铜制套管，位于垂直井井底高强度腔室内，对腔室起到加固作用，由于所述无磁套管4-3采用的材质较软，不影响后续水平井汇聚开采时的钻孔。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种基坑排水系统 | 2020-05-08 | 451 |
| 一种危废回转窑用刚玉砖及其制备方法 | 2020-05-08 | 449 |
| 一种方便堆砌的页岩砖 | 2020-05-08 | 605 |
| 一种兼具高减水率和超保坍性的聚羧酸系减水剂的合成方法 | 2020-05-08 | 302 |
| 一种水泥回转窑托轮轴水平和垂直歪斜的测量方法 | 2020-05-08 | 500 |
| 一种新型重金属污染土壤的固化剂及其使用方法 | 2020-05-08 | 943 |
| 一种利用植物纤维改性弃土制备的保温砌块及其制备方法 | 2020-05-11 | 976 |
| 静电卡盘装置 | 2020-05-08 | 554 |
| 一种混凝土抗敏感型聚羧酸减水剂及其制备方法 | 2020-05-08 | 177 |
| 一种保温防水绿化种植预制墙板屋顶面板及其制备方法 | 2020-05-08 | 451 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
