技术领域
[0001] 本
发明涉及石油行业的修井作业管柱，具体地说是快速钻塞管柱及方法。
背景技术
[0002] 目前传统钻塞作业过程中，钻进中钻离井底的
钻屑将混入洗井液并随之由井底上返到井口、到地面。当完成一根油管长度的钻进后，续接单根时，需先不停
泵继续循环较长时间，以使钻屑全部返出井眼到井口、地面，让井筒中钻具内外的洗井液的
密度一致，从而达到内外压
力平衡，此时才能可停泵，进行续接下一根油管的操作，而后开泵继续钻进。否则，钻具与井眼之间环空内的液体将由于钻屑混入而密度增大，若此时立即停止洗井循环或循环不彻底，环空内液体将在钻具内外液体密度差的作用下迅速回流到钻具内，在连接单根停泵时，钻屑沉淀易造成钻具
水眼堵塞，增加钻塞难度，甚至造成钻塞中途失败、返工。同时钻完一根油管循环一次的作业过程增加的施工时间，增加成本。另外，洗井液的回流加快了钻屑下沉的速度，还易在
钻头周围沉砂而引起卡钻。此时进入钻具的钻屑，重新开泵循环时将随洗井液进入螺杆钻具而增大其损伤甚至卡死螺杆钻具的
转子，使钻塞失败。回流的洗井液可能喷到地面，既造成井口及其周围环境的污染，又增加井口工人的操作难度和劳动强度。若在寒冷季节环境下，喷出的洗井液结
冰更给地面安全作业带来危害。
[0003]
专利200920222287.7涉及一种修井钻塞管柱，其在螺杆钻具上端连接可反洗井的双重密封单流
阀可防止洗井液回流，但接单根时仍需停泵，钻屑此时沉积于环空的情况不能有效避免，从而卡钻的可能性还是存在。另外每次停泵前仍需要适当循环几分钟，使得钻塞效率改善不大。
[0004] 因此，针对目前小修钻塞作业中存在的问题，研究了一套适合于目前修井作业，施工工艺简单的钻塞工艺管柱及其配套工具。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供快速钻塞管柱及方法，下入井内，能完成油气水井内部桥塞、
水泥塞和井筒内壁上的
结垢物旋转钻除。单根钻完后无需停泵接单根，有效避免钻屑沉积，提高作业效率以及作业安全性。
[0006] 为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，快速钻塞管柱，包括油管、螺杆钻具，还包括连续钻塞工具、衬管，所述油管与连续钻塞工具间隔连接而成管柱串，管柱串底部连接螺杆钻具，所述衬管上端丝扣式连接衬管悬挂器，衬管悬挂器放入井口
套管四通内，衬管悬挂器固定在井口套管四通的悬挂器顶丝上，所述管柱串在衬管内
自上而下穿行。
[0007] 所述连续钻塞工具包括自上而下依次连接的上接头、外管、下接头，所述上接头内安装上
单向阀，外管内安装中心管，中心管下半段内部安装下单向阀，所述上单向阀位于中心管上方，所述外管下部外壁套装密封环，密封环能密封连续钻塞工具与衬管间的环空空间。
[0008] 所述中心管、外管之间形成环空，外管
侧壁圆周均布开设至少三个连通流道，所述中心管上端封堵，中心管侧壁开设至少三列流通孔阵，每一列流通孔阵至少开设三个流通孔，所述流通孔阵与连通流道一一相对应连通。
[0009] 所述连续钻塞工具的外管外空间与中心管内空间通过连通流道和流通孔连接，所述外管与中心管的环空往上连通上单向阀，往下连通下接头。
[0010] 所述上单向阀为阀球、
阀座形式，仅上方
流体压力大于下方流体压力时才可打开使液体流通；所述下单向阀为阀球、阀座形式，仅在上方流体压力大于下方流体压力时才可打开使液体流通。
[0011] 所述洗井三通上端口内部设置自封胶芯，自封胶芯的上面放置自封压盖，自封压盖与洗井三通采用
法兰连接方式通过
螺栓连接，从而将自封胶芯压紧。
[0012] 为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，快速钻塞方法，当钻塞管柱下到临近钻塞
位置后，井口油管连接连续钻塞工具，并在其上连接油管，使连续钻塞工具下到衬管内，此时衬管内连续钻塞工具上的密封环与衬管隔离出独立的上部环空，洗井液从洗井三通进入井口，充满上部环空，由于上部环空与中心管内连通，此时中心管内压力较大，打开下单向阀，且外管与中心管环空的压力较大，则上单向阀关闭，因此洗井液进入下方油管，实现钻塞工作，而连续钻塞工具上方连接油管内没压力；当钻塞下完一根油管后，井口油管继续连接下一个连续钻塞工具并连接下根油管，此时油管下行，新下入的连续钻塞工具进入衬管，开始之前的工作模式，而之前在衬管内的连续钻塞工具脱出衬管，此时其上方油管的压力大于外管与中心管环空的压力，则上单向阀打开，且中心管内的压力较小，则下单向阀保持关闭，同时所有脱出衬管的连续钻塞工具均以相同的方式使洗井液通过。
[0013] 本发明与
现有技术相比具有以下有益效果：
[0014] 1.可实现连续钻塞作业；
[0015] 2.工艺管柱结构简单、操作方便，同时井口作业高度低；
[0016] 3.虽连续钻塞工具中包括单向阀，但通过单向阀的始终为干净洗井液，增大的连续钻塞管柱的工作可靠性；
[0017] 4.连接单根时无需停泵，作业效率高；
[0018] 5.无压力连接单根，安全可靠性高；
[0019] 6.流程连接完成后，钻塞过程中无需任何额外操作即可完成钻塞工序。
附图说明
[0020] 图1为本发明的一种快速钻塞管柱结构示意图；
[0021] 图2为本发明图1中的连续钻塞工具结构示意图。
[0022] 图中：1—油管；2—自封压盖；3—自封胶芯；4—洗井三通；5—单闸板防喷器；6—井口套管四通；7—衬管悬挂器；8—衬管；9—连续钻塞工具；9.1—上接头；9.2—上单向阀；9.3—外管；9.4—中心管；9.5—流通孔；9.6—连通流道；9.7—下单向阀；9.8—下接头；
9.9—密封环；10—螺杆钻具；11—套管。
具体实施方式
[0023] 下面将结合本发明
实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024] 请参阅图1至图2，本发明提供一种技术方案：快速钻塞管柱，包括油管1、连续钻塞工具9、衬管8和配套井口装置，所述连续钻塞工具9安装于两根油管1直接。油管串最下端连接螺杆钻具10，所述螺杆钻具底部连接钻头或者磨
鞋。待螺杆钻具快下到目标深度时，井口油管连接连续钻塞工具9后再连接下根油管1，随后每下入一根油管1连接一根连续钻塞工具9，直至作业完成。
[0025] 所述配套井口装置从上到下依此为洗井三通4、单闸板防喷器5和井口套管四通6，均通过法兰螺栓连接。
[0026] 所述洗井三通4上端口内部设置自封胶芯3，自封胶芯3主要用于密封油管，自封胶芯的上面放置自封压盖2，自封压盖2上设计有油管或工具通过的通孔，自封压盖2与洗井三通4采用法兰连接方式通过螺栓连接，从而将自封胶芯3压紧，配合穿过油管串实现油管外环形空间的密封。
[0027] 所述井口套管四通6内放置有衬管悬挂器7，通过套管四通6的悬挂器顶丝将衬管悬挂器7固定。所述衬管悬挂器7下悬挂衬管8，通过丝扣连接。衬管悬挂器7上设有
密封件，密封衬管8与套管11环形空间。
[0028] 所述安装有连续钻塞工具9的管柱串在衬管8内自上而下穿行，所述衬管8的长度大于一根油管1与一个连续钻塞工具9的长度之和。
[0029] 如图2所示，所述连续钻塞工具包括自上而下依次连接的上接头9.1、外管9.3、下接头9.8，所述上接头内安装上单向阀9.2，外管内安装中心管9.4，中心管下半段内部安装下单向阀9.7，所述上单向阀位于中心管上方，所述外管下部外壁套装密封环9.9，密封环能密封连续钻塞工具与衬管间的环空空间。
[0030] 所述中心管、外管之间形成环空，外管侧壁圆周均布开设至少三个连通流道9.6，所述中心管上端封堵，中心管侧壁开设至少三列流通孔阵，每一列流通孔阵至少开设三个流通孔9.5，所述流通孔阵与连通流道一一相对应连通。
[0031] 所述连续钻塞工具的外管外空间与中心管内空间通过连通流道和流通孔连接，所述外管与中心管的环空往上连通上单向阀，往下连通下接头。所述下单向阀9.7阀球在上，下端仍在外管9.3内，仅有中心管内流体压力较高时才可打开下单向阀。外管与中心管形成的环形空间与中心管内空间的连通是通过下单向阀的开启实现的，与上接头处空间的连通是通过上单向阀的开启实现的。
[0032] 在外管9.3的连通流道9.6下部装配有密封环9.9，可密封工具与衬管间的环空空间，使密封环9.9上方的环形空间与密封环下方的环形空间不流通。
[0033] 作业准备时，洗井三通4的管口连接洗井液进液管线，套管四通6的侧翼管口连接水龙带或
钢制管线。作业时，待螺杆钻具快下到目标深度时，井口油管1连接连续钻塞工具9后再连接下根油管1，随后每下入一根油管1连接一根连续钻塞工具9，直至作业完成。衬管8内始终有一个连续钻塞工具9，洗井液从洗井三通4进入管柱。衬管内连续钻塞工具9的
密封圈9.9隔离衬管8与连续钻塞工具9形成的上部环空。此时管柱内的洗井液通过上部环空由连通流道9.6、流通孔9.5进入中心管9.4内。由于中心管9.4内的压力增大，从而打开下单向阀9.7，使洗井液流入下油管1。而上单向阀9.2的下部压力大于上部压力，此时保持关闭状态，从而保证此连续钻塞工具9上方连接油管内没压力。当钻塞下完一根油管后，井口油管再次连接连续钻塞工具并其上连接下根油管，继续下方油管，如此新下入连续钻塞工具9进入衬管，继续之前描述的工作状态，而之前在衬管内的连续钻塞工具9脱出衬管，此时脱出衬管8的连续钻塞工具9由于密封环9.9不起作用，而上方油管的洗井液压力远大于中心管与外管的环空压力，因此上单向阀9.2打开，并且与中心管9.4连通外管与套管环空压力远小于管柱内洗井液压力，则下单向阀9.7保持关闭状态，因此的从上方中油管流来的洗井液通过上单向阀9.2、外管9.3及中心管的9.4之间的环形空间流入下方连接油管，并且洗井液无法从此进入中心管9.4，从而保证洗井液不会在此处流出管柱外。并且所有脱出衬管8的连续钻塞工具9均自动进入这种工作状态，使洗井液通过下方管柱串直至流入螺杆钻具及钻头。旋转钻进产生的钻屑被洗井液冲起进入管柱与套管11形成的环形空间，上返至井口。由于衬管8内的连续钻塞工具9上的密封环9.9，保证下方携带钻屑的洗井液无法混入上方入井的洗井液，而携带钻屑的洗井液由衬管8及套管11的环形空间通过井口的套管四通6流出。
[0034] 当钻完一根油管的深度需要续接油管时，无需停泵，因井口油管1无压力，在井口油管上方直接连接连续钻塞工具9，而后上端连接油管，再下入井内，并以此类推，实现连续钻塞作业。由于连续钻塞工具9内始终流动液体始终为进井洗井液，则保证连续钻塞工具9不易被堵塞，提高其工作可靠性。
[0035] 在本发明的描述中，需要理解的是，方位指示或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0036] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、
修改、替换和变型，本发明的范围由所附
权利要求及其等同物限定。
