一种双级漂浮接箍完井管柱及其使用方法与流程

本发明涉及石油、天然气完井，尤其涉及一种双级漂浮接箍完井管柱及其使用方法。

背景技术：

1、目前国内页岩气、页岩油、致密油和致密气等非常规油气的开发一般采用水平井φ139.7mm套管完井方式，后续通过桥塞射孔联作和套管注入方式进行大排量体积压裂实现储层改造。水平井普遍存在下套管难题，由于正常下入时套管内灌注钻井液，管柱进入水平井段重力将全部转化成摩擦阻力，水平段越长，套管下入难度就越大。漂浮下套管技术是通过在套管完井管柱上安装一个临时封堵装置，该装置即漂浮接箍。漂浮接箍以下套管内不灌钻井液，套管内密闭有空气，以减小管柱对井壁的正压力，有效降低管柱水平井段下行的摩擦阻力；漂浮接箍以上套管内灌钻井液以增加上部管柱的重量，依靠上部管柱自重推动管柱下行，从而实现整个管柱安全、顺利下入。

2、漂浮接箍主要有两种结构：滑套式漂浮接箍和盲板式漂浮接箍。盲板式漂浮接箍的盲板通常采用应力破碎材料，井口加压后在破碎压力下盲板会直接破裂成小颗粒，能够从套管与井壁的环空循环出井筒，且盲板式漂浮接箍打开后其内部不会形成缩径。但盲板的制造工艺较为复杂，打开压力很难精确控制，同时在管柱下入过程中下放速度过快会造成钻井液液柱激动，导致盲板提前打开，从而引发井下复杂事故。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种双级漂浮接箍完井管柱及其使用方法，以解决漂浮接箍提前打开的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：

3、一种双级漂浮接箍完井管柱，包括第一盲板式漂浮接箍和第二盲板式漂浮接箍，第一盲板式漂浮接箍和第二盲板式漂浮接箍结构相同；第一盲板式漂浮接箍的上端连接第一灌钻井液套管，第一盲板式漂浮接箍的下端连接隔离段套管，隔离段套管为封闭的空气段套管；第二盲板式漂浮接箍的上端连接第二灌钻井液套管，第二盲板式漂浮接箍的下端连接漂浮段套管，漂浮段套管为封闭的空气段套管；隔离段套管背离第一盲板式漂浮接箍的一端与第二灌钻井液套管的上端连接；第一盲板式漂浮接箍和第二盲板式漂浮接箍配置为在井口憋压后依次打开。

4、进一步的，第一盲板式漂浮接箍包括盲板和设置于盲板下方的下滑套，下滑套靠近盲板的一端设置有撞针；第一盲板式漂浮接箍配置为在启动时盲板下移并撞击撞针，使盲板产生应力破碎点。

5、进一步的，第一盲板式漂浮接箍还包括剪切环，剪切环的剪断压力低于盲板的破碎应力；第一盲板式漂浮接箍配置为在启动时先剪断剪切环，再推动盲板下移。

6、进一步的，第一盲板式漂浮接箍还包括承压滑套，承压滑套套装于下滑套，承压滑套的下端抵接于剪切环的上侧；承压滑套的内壁设置有承压凸台，盲板插装于承压滑套并抵接于承压凸台的上端面。

7、进一步的，第一盲板式漂浮接箍还包括隔离套，隔离套插装于承压滑套的上侧；隔离套的下端抵接于盲板的上端，并与承压凸台配合将盲板限位。

8、进一步的，第一盲板式漂浮接箍还包括下接头，下接头的上端抵接于剪切环的下侧；下接头的上侧套装于下滑套的下侧。

9、进一步的，第一盲板式漂浮接箍还包括上接头，上接头的下侧套装于下接头，下接头的外侧设置有第一台阶，上接头的下端抵接于第一台阶；盲板、下滑套、剪切环、承压滑套和隔离套均插装于上接头。

10、进一步的，下滑套与承压滑套之间形成有第一环形空间，下接头和上接头之间形成有第二环形空间；第一环形空间和第二环形空间用于保证承压滑套的下移距离；滑套的侧壁开设有第一通孔，第一通孔与第一环形空间连通；下接头的侧壁开设有第二通孔，第二通孔与第二环形空间连通。

11、进一步的，第一盲板式漂浮接箍和第二盲板式漂浮接箍打开后其内径与套管内径一致。

12、本发明的另一方面，一种如上所述的双级漂浮接箍完井管柱的使用方法，包括如下步骤：

13、收集施工井的基本资料：主要包括实钻井斜数据、钻井液密度、套管壁厚、套管钢级和段重；

14、计算液柱压力并校核套管抗外挤强度；

15、确定漂浮接箍的位置：根据软件模拟分析，计算漂浮段套管长度，从而确定第二盲板式漂浮接箍的安装位置，根据压力设定原则，确定第一盲板式漂浮接箍的位置，使第一盲板式漂浮接箍和第二盲板式漂浮接箍承受合适的液柱压力；

16、下入双级漂浮接箍完井管柱：安装完井管柱结构，依次下入各组成部分，其中漂浮段套管和隔离段套管不灌钻井液，第一灌钻井液套管和第二灌钻井液套管灌注钻井液；

17、打开漂浮接箍：完井管柱下至设计井深后井口憋压依次打开第一盲板式漂浮接箍和第二盲板式漂浮接箍；

18、排出套管内空气：灌注钻井液并进行静止置换工作，使漂浮段套管内的空气从井口置换出去，防止空气被挤入套管和井壁的环空；

19、开启钻井泥浆泵，进入固井准备阶段。

20、综合上述技术方案，本发明所能实现的技术效果在于：

21、本发明提供了一种双级漂浮接箍完井管柱，包括第一盲板式漂浮接箍和第二盲板式漂浮接箍，第一盲板式漂浮接箍和第二盲板式漂浮接箍结构相同；第一盲板式漂浮接箍的上端连接第一灌钻井液套管，第一盲板式漂浮接箍的下端连接隔离段套管，隔离段套管为封闭的空气段套管；第二盲板式漂浮接箍的上端连接第二灌钻井液套管，第二盲板式漂浮接箍的下端连接漂浮段套管，漂浮段套管为封闭的空气段套管；隔离段套管背离第一盲板式漂浮接箍的一端与第二灌钻井液套管的上端连接；第一盲板式漂浮接箍和第二盲板式漂浮接箍配置为在井口憋压后依次打开。

22、由于本发明双级漂浮接箍完井管柱使用两个漂浮接箍，将管柱内灌井液的液柱分为两段，减小了单个漂浮接箍受到的液柱压力，有效降低因管柱下放速度过快造成钻井液液柱激动对漂浮接箍的冲击力，防止漂浮接箍提前打开。同时隔离段套管可防止因漂浮段套管内空气在地层温度的作用下压力上升后，将上升的压力通过第二盲板式漂浮接箍及第二灌钻井液套管内的液柱传递给第一盲板式漂浮接箍，使第一盲板式漂浮接箍的打开压力上升，防止因使用两个漂浮接箍导致第一盲板式漂浮接箍打开难度增大。

技术特征：

1.一种双级漂浮接箍完井管柱，其特征在于，包括第一盲板式漂浮接箍(100)和第二盲板式漂浮接箍(200)，所述第一盲板式漂浮接箍(100)和所述第二盲板式漂浮接箍(200)结构相同；

2.根据权利要求1所述的双级漂浮接箍完井管柱，其特征在于，所述第一盲板式漂浮接箍(100)包括盲板(110)和设置于所述盲板(110)下方的下滑套(120)，所述下滑套(120)靠近所述盲板(110)的一端设置有撞针；

3.根据权利要求2所述的双级漂浮接箍完井管柱，其特征在于,所述第一盲板式漂浮接箍(100)还包括剪切环(130)，所述剪切环(130)的剪断压力低于所述盲板(110)的破碎应力；

4.根据权利要求3所述的双级漂浮接箍完井管柱，其特征在于，所述第一盲板式漂浮接箍(100)还包括承压滑套(140)，所述承压滑套(140)套装于所述下滑套(120)，所述承压滑套(140)的下端抵接于所述剪切环(130)的上侧；

5.根据权利要求4所述的双级漂浮接箍完井管柱，其特征在于，所述第一盲板式漂浮接箍(100)还包括隔离套(150)，所述隔离套(150)插装于所述承压滑套(140)的上侧；

6.根据权利要求5所述的双级漂浮接箍完井管柱，其特征在于，所述第一盲板式漂浮接箍(100)还包括下接头(160)，所述下接头(160)的上端抵接于所述剪切环(130)的下侧；

7.根据权利要求6所述的双级漂浮接箍完井管柱，其特征在于，所述第一盲板式漂浮接箍(100)还包括上接头(170)，所述上接头(170)的下侧套装于所述下接头(160)，所述下接头(160)的外侧设置有第一台阶(161)，所述上接头(170)的下端抵接于所述第一台阶(161)；

8.根据权利要求7所述的双级漂浮接箍完井管柱，其特征在于，所述下滑套(120)与所述承压滑套(140)之间形成有第一环形空间(a)，所述下接头(160)和所述上接头(170)之间形成有第二环形空间(b)；

9.根据权利要求8所述的双级漂浮接箍完井管柱，其特征在于，所述第一盲板式漂浮接箍(100)和所述第二盲板式漂浮接箍(200)打开后其内径与套管内径一致。

10.一种如权利要求9所述的双级漂浮接箍完井管柱的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明涉及石油、天然气完井技术领域，尤其涉及一种双级漂浮接箍完井管柱及其使用方法，旨在解决漂浮接箍提前打开的问题。本发明提供的双级漂浮接箍完井管柱包括第一盲板式漂浮接箍、第二盲板式漂浮接箍，第一盲板式漂浮接箍和第二盲板式漂浮接箍结构相同；第一盲板式漂浮接箍的上端连接第一灌钻井液套管，第一盲板式漂浮接箍的下端连接隔离段套管，隔离段套管为封闭的空气段套管；第二盲板式漂浮接箍的上端连接第二灌钻井液套管，第二盲板式漂浮接箍的下端连接漂浮段套管，漂浮段套管为封闭的空气段套管。将管柱内钻井液的液柱分为两段，减小了单个漂浮接箍受到的液柱压力，降低了管柱下放速度过快造成液柱激动对漂浮接箍的冲击。

技术研发人员：陈保山,詹鸿运,王健栋,崔振锚,邹树江,王多万,张秀青,郭鸣,丁柯宇,韩福伟,宗庆伟,李松雷,苏文栋,孙巍巍,成琪,关健
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15