井漏贴补系统及贴补方法与流程

本发明涉及石油勘探技术领域，具体而言，涉及一种井漏贴补系统及贴补方法。

背景技术：

勘探开发所面临的对象日趋复杂，钻井中井漏、坍塌以及异常高压地层等严重影响开发进程，采用常规堵漏技术无法有效解决当前开发面临的技术问题。

目前防漏堵漏技术有：用于严重漏失的堵漏塞；弹性石墨类材料；井眼加固技术；膨胀管、波纹管堵漏技术等。这些技术虽然取得较好效果，但还不能彻底解决某些地区井漏问题。杨顺辉等作者于2007年5月25日在《石油钻探技术》期刊上发表的可膨胀波纹管技术在韦15-19井的应用一文中的实例，就是钻井井漏封堵试验成功实例之一。但是，其施工工艺较复杂，施工压力较高且不易控制，对波纹管管材性能要求较高，成本较高。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种施工工艺较为简单的井漏贴补系统及贴补方法。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种井漏贴补系统，井漏贴补系统包括贴补装置、送入装置和可分离连接件。贴补装置具有压缩后用于进入油井的第一状态和释放后用于紧贴油井的内壁以封堵井漏的第二状态。送入装置用于将贴补装置送到井漏位置。井漏贴补系统还包括可分离连接件，可分离连接件具有用于连接贴补装置与送入装置的第三状态和使贴补装置与送入装置分离的第四状态。

进一步地，可分离连接件包括螺栓件和形状记忆合金件，螺栓件用于连接贴补装置和送入装置，螺栓件上设有应力薄弱区，应力薄弱区位于贴补装置和送入装置之间的连接处。形状记忆合金件设置在送入装置和贴补装置之间，形状记忆合金件具有第一状态和受热相变而伸展的第二状态，形状记忆合金件在第二状态下伸展以撑断应力薄弱区。

进一步地，可分离连接件还包括支撑件和发热件，支撑件安装在送入装置上，支撑件的朝向贴补装置的一端开设有第一安装孔，用于安装螺栓件和形状记忆合金件。发热件设置在支撑件上，发热件用于对形状记忆合金件进行加热。

进一步地，支撑件的朝向贴补装置的一端还开设有两个过孔，两个过孔用于使电线通过与发热件电连接。

进一步地，可分离连接件还包括外壳封装件，外壳封装件用于固定安装在送入装置上，外壳封装件朝向贴补装置的一端开设有第二安装孔，用于安装支撑件及发热件。

进一步地，贴补装置包括弹性框架和柔性蒙皮筒，弹性框架具有被压缩状态和释放状态，弹性框架在释放状态时的直径大于油井的直径，弹性框架上开设有通孔。柔性蒙皮筒套装在弹性框架上，当弹性框架在释放状态时，柔性蒙皮筒紧贴在油井的内壁上。

进一步地，送入装置包括本体和电缆线。本体的周向侧壁上开设有容纳腔体，容纳腔体安装外壳封装件，容纳腔体上设置有电加热单元，电加热单元与发热件电连接。电缆线的一端与电加热单元电连接，电缆线用于下放贴补装置并对发热件通电。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种井漏贴补方法，该井漏贴补方法使用上述的井漏贴补系统进行井漏贴补。井漏贴补方法包括以下步骤：s10：可分离连接件在第三状态下将贴补装置以第一状态连接到送入装置上；s20：下放井漏贴补系统，使贴补装置的下放位置与井漏的位置相对应，可分离连接件切换到使贴补装置与送入装置分离的第四状态，贴补装置与送入装置脱离后被释放，并在第二状态下紧贴在井漏处，以封堵井漏；s30：将送入装置和部分可分离连接件提出井外。

进一步地，可分离连接件还包括螺栓件和形状记忆合金件，形状记忆合金件设置在送入装置和贴补装置之间。s10步骤还包括：通过螺栓件使贴补装置在第一状态下与送入装置连接，以组成井漏贴补系统。

进一步地，s20步骤还包括：确定贴补装置的位置之后，对形状记忆合金件进行加热，形状记忆合金件受热发生相变，并释放相变载荷，使螺栓件受拉，当应力薄弱区所受拉力超过其承受的最大载荷时发生断裂，贴补装置与送入装置分离，贴补装置释放后在第二状态下紧贴井漏处，以封堵井漏。

进一步地，可分离连接件还包括支撑件、发热件和外壳封装件。支撑件具有第一安装孔，用于安装螺栓件和形状记忆合金件；外壳封装件具有第二安装孔，用于安装支撑件和发热件。s10步骤还包括：将外壳封装件设置在送入装置中，支撑件和发热件放置到第二安装孔中，形状记忆合金件放置到第一安装孔中，通过螺栓件与第一安装孔的配合使贴补装置在第一状态下与送入装置连接。

进一步地，s20步骤还包括：确定贴补装置的位置之后，对发热件进行通电，发热件通电后发热，产生的热量传递给形状记忆合金件。

进一步地，贴补装置包括弹性框架和柔性蒙皮筒，弹性框架上开设有通孔。s10步骤还包括：螺栓件穿过通孔与第一安装孔配合，以将弹性框架在第一状态下与送入装置连接，然后在弹性框架上套设柔性蒙皮筒。

进一步地，s20步骤还包括：螺栓件断裂之后，弹性框架被释放，释放后的弹性框架在第二状态下抵接油井的内壁，套装在弹性框架上的柔性蒙皮筒紧贴在油井的内壁上，以封堵井漏。

进一步地，送入装置包括本体和连接本体的电缆线。本体的周向侧壁上开设有容纳腔体，容纳腔体上设置有电加热单元。s10步骤还包括：将外壳封装件安装到容纳腔体中，并使设置在外壳封装件中的发热件与电加热单元电连接，电缆线、电加热单元与发热件组成闭合回路，接通电源，发热件通电后发热，产生的热量传递给形状记忆合金件。

进一步地，s30步骤还包括：弹性框架和柔性蒙皮筒被释放后，提拉电缆线，以将外壳封装件及在外壳封装件中的发热件、支撑件、形状记忆合金件和断裂后的螺栓件连同本体一起提出井外。

应用本发明的技术方案，使用时，下放井漏贴补系统，使贴补装置的下放位置对应井漏的位置，确定贴补装置的位置之后，可分离连接件切换到使贴补装置与送入装置分离的第四状态，贴补装置与送入装置脱离后被释放，并在第二状态下紧贴在井漏处，从而封堵井漏。通过使用可分离连接件，在送入贴补装置时实现贴补装置与送入装置的连接，在封堵井漏时实现贴补装置与送入装置的分离，从而简化了油井堵漏工艺，有利于封堵井漏的施工效率。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的井漏贴补系统应用时的状态示意图；

图2示出了图1中的井漏贴补系统的实施例的结构示意图；

图3示出了图1中的井漏贴补系统的俯视结构示意图；

图4示出了图1中的井漏贴补系统中的可分离连接件的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、贴补装置；11、弹性框架；12、柔性蒙皮筒；20、送入装置；21、本体；22、电缆线；30、可分离连接件；31、螺栓件；32、形状记忆合金件；33、支撑件；34、发热件；35、外壳封装件；40、测井仪器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1示意性示出了本发明的井漏贴补系统的应用状态，该井漏贴补系统包括贴补装置10和送入装置20，贴补装置10具有压缩后用于进入油井的第一状态和释放后用于紧贴油井的内壁以封堵井漏的第二状态。送入装置20用于将贴补装置10送到井漏位置。井漏贴补系统还包括可分离连接件30，可分离连接件30具有用于连接贴补装置10与送入装置20的第三状态和使贴补装置10与送入装置20分离的第四状态。

使用时，下放井漏贴补系统，使贴补装置10的下放位置对应井漏的位置，确定贴补装置10的位置之后，可分离连接件30切换到使贴补装置与送入装置分离的第四状态，贴补装置10与送入装置20脱离后被释放，并在第二状态下紧贴在井漏处，从而封堵井漏。通过使用可分离连接件30，在送入贴补装置10时实现贴补装置10与送入装置20的连接，在封堵井漏时实现贴补装置10与送入装置20的分离，从而简化了油井堵漏工艺，有利于封堵井漏的施工效率。

可分离连接件30由多个零部件构成，其中，螺栓件31和形状记忆合金件32在发挥连接和分离功能中起到至关重要的作用。螺栓件31用于连接贴补装置10和送入装置20，其中，螺栓件31上设有应力薄弱区，应力薄弱区位于贴补装置10和送入装置20之间的连接处。形状记忆合金件32设置在送入装置20和贴补装置10之间，形状记忆合金件32具有第一状态和受热相变而伸展的第二状态，并在第二状态下伸展以撑断应力薄弱区。确定贴补装置10的位置之后，对形状记忆合金件32进行加热。形状记忆合金件32受热发生相变，并释放相变载荷，使螺栓件31受拉，当应力薄弱区所受拉力超过其承受的最大载荷时发生断裂，贴补装置10与送入装置20分离，贴补装置10释放后在第二状态下紧贴井漏处，以封堵井漏。

可选的，螺栓件31包括螺栓头和螺栓杆。其中，螺栓头用于安装在贴补装置10中，螺栓杆用于安装在送入装置20中。应力薄弱区位于螺栓头和螺栓杆之间，应力薄弱区可以是开设在螺栓杆上靠近螺栓头的一段切口。为了保证切口处的连接强度，又能确保在形状记忆合金件32伸展后能使螺栓件31在切口处断裂，对切口的深度需要进行严格的计算。在本实施例中，采用了6mm的螺栓，螺栓的切口深度为1.25mm。

除了螺栓件31和形状记忆合金件32，可分离连接件30还包括支撑件33和发热件34。支撑件33安装在送入装置20上，支撑件33的朝向贴补装置10的一端开设有第一安装孔，用于安装螺栓件31和形状记忆合金件32。发热件34设置在支撑件33上，发热件34用于对形状记忆合金件32进行加热。对发热件34通电后，发热件34发热，产生的热量传递到形状记忆合金件32上，从而使形状记忆合金件32整体受热产生相变。通过发热件34，能够使形状记忆合金件32整体受热，从而提高形状记忆合金件32的相变稳定性。

可选的，支撑件33的朝向贴补装置10的一端还开设有两个过孔，两个过孔用于使电线通过与发热件34电连接。电源线通过过孔与发热件34的两端连接，形成回路，通电后，发热件34开始发热。可选的，在本实施例中，支撑件33由热传导性良好的合金钢制成。

如图4所示，在本实施例中，可分离连接件30还包括外壳封装件35，外壳封装件35固定安装在送入装置20上，外壳封装件35朝向贴补装置10的一端开设有第二安装孔，用于安装支撑件33及发热件34。通过外壳封装件35，可将支撑件33及发热件34稳定固定在固定送入装置20中，并且外壳封装件35起到包裹作用。外壳封装件35包裹住发热件34，减少发热件34的热量散逸，使发热件34产生的热量能够更多地传递给形状记忆合金件32，从而缩短对形状记忆合金件32的加热时间，使其温度在较短时间内达到相变温度而产生相变伸展并释放相变载荷。

在本实施例中，如图2和3所示，贴补装置10包括弹性框架11和柔性蒙皮筒12，弹性框架11具有被压缩状态和释放状态，弹性框架11在释放状态时的直径大于油井的直径，弹性框架11上开设有通孔。柔性蒙皮筒12套装在弹性框架11上，当弹性框架11在释放状态时，柔性蒙皮筒12紧贴在油井的内壁上。通过柔性蒙皮筒12紧贴油井的内壁，从而封堵井漏。

送入装置20包括本体21和电缆线22，本体21的周向侧壁上开设有容纳腔体，容纳腔体用于安装外壳封装件35，容纳腔体上设置有电加热单元，电加热单元与发热件34电连接。电缆线22的一端与电加热单元电连接，电缆线22用于下放贴补装置10并对发热件34通电。

本发明还提供了一种井漏贴补方法，该井漏贴补方法使用上述的井漏贴补系统进行井漏贴补。

本发明的井漏贴补方法包括以下步骤：s10：使可分离连接件30在第三状态下将贴补装置10以第一状态连接到送入装置20上；s20：下放井漏贴补系统，使贴补装置10的下放位置与井漏的位置相对应，可分离连接件30切换到使贴补装置10与送入装置20分离的第四状态，贴补装置10与送入装置20脱离后被释放，并在第二状态下紧贴在井漏处，以封堵井漏；s30：将送入装置20和部分可分离连接件30提出井外。

可选的，在下放井漏贴补系统之前，可先对井漏处进行扩眼，扩大井漏段的直径，也即将油井的井漏处开设成圆周凹槽，这样，当贴补装置10被释放后，能后嵌在凹槽中，进一步确保贴补装置10与油井内壁的可靠抵接。可选的，在下放贴补装置10时，可通过测井仪器40对油井内的井漏处进行定位校深，以确保贴补装置10的下放位置与井漏处对应。

可选的，可分离连接件30包括螺栓件31和形状记忆合金件32，形状记忆合金件32设置在送入装置20和贴补装置10之间。具体地，在s10步骤中，通过螺栓件31使贴补装置10在第一状态下与送入装置20连接，以组成井漏贴补系统；在s20步骤中，确定贴补装置10的位置之后，对形状记忆合金件32进行加热，形状记忆合金件32受热发生相变，并释放相变载荷，使螺栓件31受拉，当应力薄弱区所受拉力超过其承受的最大载荷时发生断裂，贴补装置10与送入装置20分离，贴补装置10释放后在第二状态下紧贴井漏处，以封堵井漏。

可分离连接件30还包括支撑件33、发热件34和外壳封装件35，支撑件33具有第一安装孔，用于安装螺栓件31和形状记忆合金件32，外壳封装件35具有第二安装孔，用于安装支撑件33和发热件34。因而，在s10步骤中，还包括将外壳封装件35设置在送入装置20中，支撑件33和发热件34放置到第二安装孔中，形状记忆合金件32放置到第一安装孔中，通过螺栓件31与第一安装孔的配合使贴补装置10在第一状态下与送入装置20连接。s20步骤还包括确定贴补装置10的位置之后，对发热件34进行通电，发热件34通电后发热，产生的热量传递给形状记忆合金件32。

在本发明的井漏贴补方法中，贴补装置10包括弹性框架11和柔性蒙皮筒12，弹性框架11上开设有通孔。s10步骤还包括：螺栓件31穿过通孔与第一安装孔配合，以将弹性框架11在第一状态下与送入装置20连接，然后在弹性框架11上套设柔性蒙皮筒12。s20步骤还包括：螺栓件31断裂之后，弹性框架11被释放，释放后的弹性框架11在第二状态下抵接油井的内壁，套装在弹性框架11上的柔性蒙皮筒12紧贴在油井的内壁上，以封堵井漏。当井漏段的长度大于弹性框架11的长度时，可将多个弹性框架11进行连接，并将套设在对应框架上的柔性蒙皮筒12进行连接，使柔性蒙皮筒12的长度超过井漏段的长度为宜。

可选的，送入装置20包括本体21和连接本体的电缆线22，本体的周向侧壁上开设有容纳腔体，容纳腔体上设置有电加热单元。s10步骤还包括：将外壳封装件35安装到容纳腔体中，并使设置在外壳封装件35中的发热件34与电加热单元电连接，电缆线22、电加热单元与发热件34组成闭合回路，接通电源，发热件34通电后发热，产生的热量传递给形状记忆合金件32。

弹性框架11和柔性蒙皮筒12被释放后，进行s30的步骤，即：提拉电缆线22，以将外壳封装件35及在外壳封装件35中的发热件34、支撑件33、形状记忆合金件32和断裂后的螺栓件31连同本体21一起提出井外，从而完成油井堵漏。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。