一种溶洞封堵筑巢工具的制作方法

本实用新型涉及一种石油钻井装置，特别涉及一种溶洞封堵筑巢工具，属于石油钻井设备技术领域。

背景技术：

井漏是钻井工程中常见的世界性难题，尤其是在钻遇断层、大型裂缝和溶洞时发生的严重漏失，常常表现为钻井液失返、无法进行下步钻进，有时甚至会引起井壁坍塌、卡钻、溢流或井喷等，有的只能放弃已钻井重新布井，这种情况下处理堵漏需要耗费大量的材料和时间，带来巨大的经济损失。

堵漏是采用一种或多种材料，在漏失通道处形成有效的、具有一定承压能力的封堵层。近年来，国内多家单位或个人，针对大型裂缝和溶洞这类大型漏失，进行了不同的研究和尝试。能有效应对溶洞性漏失的堵漏技术和材料比较少，且通用性不强。虽然通常把高浓度常规堵漏浆、桥塞堵漏、水泥浆堵漏及化学凝胶堵漏等技术交叉、组合及反复应用，对小型裂缝及溶洞性漏失具有一定的效果，但对较大的裂缝及溶洞性漏失，堵漏效果不明显，不但消耗大量昂贵的堵漏材料，而且处理时间也很长，造成的经济损失巨大。主要是因堵漏材料很容易被漏失的钻井液带走，难以在漏失通道处停留，就无法在漏失通道处形成有效的封堵墙，从而导致堵漏成功率低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种溶洞封堵筑巢工具，可以在溶洞口形成笼状结构，便于堵漏材料能停留在漏失通道处，不易被钻井液带走，能在漏失通道处形成有一定强度的人工井壁。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种溶洞封堵筑巢工具，包括与上方钻杆相旋接的上接头，上接头的下端旋接有起爆接头，起爆接头的下端旋接有中间接头，中间接头的下端旋接有芯管接头，芯管接头的下端口中旋接有芯管，所述芯管的外周缠绕有导爆索，所述芯管接头的中心孔上端插接有可以引爆导爆索的传爆器，所述传爆器的上方压有隔板引爆装置，所述隔板引爆装置位于中间接头的中心孔中，所述隔板引爆装置的上方置有起爆器，所述起爆器嵌于所述起爆接头的中心孔中；所述上接头的中心孔中设有起爆活塞，起爆活塞下部的大直径段被压在上接头的下方且通过活塞剪钉固定在活塞外衬套中，所述活塞外衬套嵌于起爆接头的第一台阶孔中，所述起爆活塞的底部中心设有可以引发起爆器的撞针；所述芯管接头的下端外周通过上销钉悬挂有筑巢缝管，所述筑巢缝管的下端通过下销钉悬挂在缝管支撑体上，所述缝管支撑体固定在芯管的外周。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：当钻遇溶洞性漏失并确定溶洞具体位置、小大和高度后，将该溶洞封堵筑巢工具下到溶洞口，筑巢缝管的有效长度大于溶洞口的高度。钻井液加压到设定值，将活塞剪钉剪断，起爆活塞下滑，其撞针撞击起爆器将其引爆，通过隔板引爆装置及传爆器将导爆索引燃，导爆索爆炸产生的冲击波将芯管炸断，使筑巢缝管胀大成椭球形的笼状，并卡陷在溶洞口中。再向井下注入堵漏材料，堵漏材料随钻井液的流动前进，首先大颗粒在笼状框架中被截留下来，然后大颗粒将小颗粒也截留下来，随着堵漏材料在溶洞口的堆积，漏失会逐渐减小或不漏，注入的水泥大部分会停留在筑巢结构内，不再会被漏失的钻井液带走，而是在筑巢结构里停留后凝固，从而在漏失通道处形成有一定强度的封堵墙，减少复漏、提高堵漏成功率。

作为本实用新型的改进，所述筑巢缝管上的条缝位于在筑巢缝管的中段，各条缝沿轴向延伸、长度相等且相互平行，各条缝均匀分布在筑巢缝管的圆周上。筑巢缝管的上下两端不开缝，保证强度且卡在溶洞口的上下两侧，开条缝处强度弱，受到爆炸冲击时，各管片分别向外弯曲形成笼状，筑巢缝管两端的上销钉和下销钉被剪断。各条缝均匀分布使得筑巢缝管的膨胀比较均匀。

作为本实用新型的进一步改进，各条缝上分别均匀设有多个连接条缝两侧的条缝结节，相邻两条缝上的条缝结节在高度方向位于同一横截面上。条缝结节使得各条缝在削弱的基础上还保有一定的强度，避免遭受爆炸冲击波时，变形过大。各条缝结节位于同一横截面上，使得各管片的变形相近。

作为本实用新型的进一步改进，各条缝上的条缝结节之间的距离为165～190mm，各条缝结节的高度为10mm。爆炸后形成笼状框架比较匀称，成型较好。

作为本实用新型的进一步改进，所述活塞外衬套的内壁与起爆接头的第二台阶孔相平齐，起爆接头的第三台阶孔孔径大于所述撞针的根部直径，所述起爆器嵌于起爆接头的第四台阶孔。活塞外衬套的内壁与起爆接头的第二台阶孔相平齐，便于起爆活塞下滑，起爆接头的第三台阶孔作为撞针的行程。

作为本实用新型的进一步改进，所述导爆索在芯管中段的缠绕密度大于两端的缠绕密度。使得芯管中段的爆炸力大于两端，更利于筑巢缝管胀大成椭球形的笼状。

作为本实用新型的进一步改进，所述筑巢缝管悬挂有内外两层，内外两层筑巢缝管上的条缝相互错开。可以避免笼状结构中段的缝口过大，有利于更好地截留堵漏材料。

作为本实用新型的进一步改进，所述上接头的圆周上设有上接头径向孔，所述上接头径向孔的内端口被所述起爆活塞的上端封闭。当活塞剪钉的剪钉被剪断，起爆活塞下滑，露出上接头径向孔，钻杆内的钻井液从上接头径向孔流出，井口压力出现剧烈波动，施工人员在井上通过钻井液压力的波动得知井下已爆炸筑巢。

作为本实用新型的进一步改进，所述芯管的下端安装有引鞋。引鞋可以导引钻杆下行，减小下行阻力。

附图说明

图1为本实用新型溶洞封堵筑巢工具的主视图。

图2为图1中筑巢缝管的主视图。

图3为图1中筑巢缝管的局部放大图。

图4为图2中a-a的剖视图。

图中：1.上接头；1a.上接头径向孔；2.起爆接头；3.中间接头；4.芯管接头；5.芯管；6.起爆活塞；6a.撞针；6b.活塞剪钉；7.活塞外衬套；8.起爆器；9.隔板引爆装置；10.传爆器；11.导爆索；12.筑巢缝管；12a.条缝；12b.条缝结节；12c.上销钉；12d.下销钉；13.缝管支撑体；14.引鞋。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实用新型的溶洞封堵筑巢工具包括与上方钻杆相旋接的上接头1，上接头1的下端旋接有起爆接头2，起爆接头2的下端旋接有中间接头3，中间接头3的下端旋接有芯管接头4，芯管接头4的下端口中旋接有芯管5，芯管5的外周缠绕有导爆索11，芯管接头4的中心孔上端插接有可以引爆导爆索11的传爆器10，传爆器10的上方压有隔板引爆装置9，隔板引爆装置9位于中间接头3的中心孔中，隔板引爆装置9的上方置有起爆器8，起爆器8嵌于起爆接头2的中心孔中；上接头1的中心孔中设有起爆活塞6，起爆活塞6下部的大直径段被压在上接头1的下方且通过活塞剪钉6b固定在活塞外衬套7中，活塞外衬套7嵌于起爆接头2的第一台阶孔中，起爆活塞6的底部中心设有可以引发起爆器8的撞针6a；芯管接头4的下端外周通过上销钉12c悬挂有筑巢缝管12，筑巢缝管12的下端通过下销钉12d悬挂在缝管支撑体13上，缝管支撑体13固定在芯管5的外周。

当钻遇溶洞性漏失并确定溶洞具体位置、小大和高度后，将该溶洞封堵筑巢工具下到溶洞口，筑巢缝管12的有效长度大于溶洞口的高度。钻井液加压到设定值，将活塞剪钉6b剪断，起爆活塞6下滑，其撞针6a撞击起爆器8将其引爆，通过隔板引爆装置9及传爆器10将导爆索11引燃，导爆索11爆炸产生的冲击波将芯管5炸断，使筑巢缝管12胀大成椭球形的笼状，并卡陷在溶洞口中。再向井下注入堵漏材料，堵漏材料随钻井液的流动前进，首先大颗粒在笼状框架中被截留下来，然后大颗粒将小颗粒也截留下来，随着堵漏材料在溶洞口的堆积，漏失会逐渐减小或不漏，注入的水泥大部分会停留在筑巢结构内，不再会被漏失的钻井液带走，而是在筑巢结构里停留后凝固，从而在漏失通道处形成有一定强度的封堵墙，减少复漏、提高堵漏成功率。

筑巢缝管12上的条缝12a位于在筑巢缝管12的中段，各条缝12a沿轴向延伸、长度相等且相互平行，各条缝12a均匀分布在筑巢缝管12的圆周上。筑巢缝管12的上下两端不开缝，保证强度且卡在溶洞口的上下两侧，开条缝12a处强度弱，受到爆炸冲击时，各管片分别向外弯曲形成笼状，筑巢缝管12两端的上销钉12c和下销钉12d被剪断。各条缝12a均匀分布使得筑巢缝管12的膨胀比较均匀。

各条缝12a上分别均匀设有多个连接条缝12a两侧的条缝结节12b，相邻两条缝12a上的条缝结节12b在高度方向位于同一横截面上。条缝结节12b使得各条缝12a在削弱的基础上还保有一定的强度，避免遭受爆炸冲击波时，变形过大。各条缝结节12b位于同一横截面上，使得各管片的变形相近。

各条缝12a上的条缝结节12b之间的距离为165～190mm，各条缝结节12b的高度为10mm。

活塞外衬套7的内壁与起爆接头2的第二台阶孔相平齐，起爆接头2的第三台阶孔孔径大于撞针6a的根部直径，起爆器8嵌于起爆接头2的第四台阶孔。活塞外衬套7的内壁与起爆接头2的第二台阶孔相平齐，便于起爆活塞6下滑，起爆接头2的第三台阶孔作为撞针6a的行程。

导爆索11在芯管5中段的缠绕密度大于两端的缠绕密度。使得芯管5中段的爆炸力大于两端，更利于筑巢缝管12胀大成椭球形的笼状。

筑巢缝管12悬挂有内外两层，内外两层筑巢缝管12上的条缝12a相互错开。可以避免笼状结构中段的缝口过大，有利于更好地截留堵漏材料。

上接头1的圆周上设有上接头径向孔1a，上接头径向孔1a的内端口被起爆活塞6的上端封闭。当活塞剪钉6b的剪钉被剪断，起爆活塞6下滑，露出上接头径向孔1a，钻杆内的钻井液从上接头径向孔1a流出，井口压力出现剧烈波动，施工人员在井上通过钻井液压力的波动得知井下已爆炸筑巢。

芯管5的下端安装有引鞋14，以导引钻杆下行，减小下行阻力。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。