一種運用于鉆井工程中的控塞堵漏工具組件及堵漏方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種運用于鉆井工程中的控塞堵漏工具組件，包括內筒、缸套、鎖緊環(huán)、鎖緊套、封隔膠筒、端座、膠塞座、球座和配套的球、前膠塞和后膠塞，缸套套裝于內筒外并能移動，端座套裝于內筒下端，封隔膠筒置于鎖緊套與端座之間，缸套置于鎖緊套上方，內筒上設有循環(huán)孔。本發(fā)明還公開了一種采用控塞堵漏工具組件進行鉆井堵漏的方法，包括以下步驟：下控塞堵漏工具組件；投球加壓、封隔膠筒坐封；回收重泥漿；壓入前膠塞、注水泥漿；壓入后膠塞；替漿；加壓打掉球座；繼續(xù)替漿至后膠塞碰上前膠塞；停止替漿，起鉆；候凝，完成堵漏。通過本發(fā)明進行鉆井堵漏，環(huán)空漿液和地層流體不會混入水泥漿中，候凝過程無污染，確保水泥環(huán)塞的凝結強度高。
【專利說明】一種運用于鉆井工程中的控塞堵漏工具組件及堵漏方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鉆井工程中的堵漏裝置及堵漏方法，尤其涉及一種運用于鉆井工程中的控塞堵漏工具組件及堵漏方法。
【背景技術】
[0002]在石油鉆井過程中，當鉆頭揭開高滲低壓地層、灰?guī)r地層中的裂隙、溶洞、斷層等地層時，如果井液的液柱壓力高于地層壓力時，就要發(fā)生井漏。井漏是鉆井過程中常見的井下復雜情況，對于裂隙發(fā)育良好的地層以及斷層的破碎帶地層，會發(fā)生的惡性井漏失返，非常嚴重的漏失，其井筒內的靜液面距地面較遠，其液面的落差是根據(jù)漏失層位的垂深、漏失層位的靜水壓頭、以及鉆井液的密度而確定的，對于此種類型的井漏，最有效的方法是注水泥漿或水泥漿混合其它堵漏材料堵漏。
[0003]常規(guī)的注水泥堵漏方法，是使用鉆具法。即把鉆具下至漏失層上部合適的位置，往鉆具內注入水泥漿后，再用鉆井液把水泥漿頂替至漏失層位，然后讓水泥漿候凝，在漏失層的井壁附近形成水泥環(huán)。
[0004]注水泥漿堵漏成功的條件是，無論所注入的水泥漿的量有多大，起關鍵作用的僅僅是在漏失層的井壁附近所形成水泥環(huán)，其強度必須要達到井筒液柱壓力與漏失層位的地層靜液壓力差的抗壓等級。因此，如何保證漏失層井壁處水泥環(huán)的強度，是堵漏成功的關鍵。
[0005]常規(guī)的注水泥堵漏方法，要受到工藝條件的制約，施工過程中，都有可能影響到水泥環(huán)塞抗壓強度，具體表現(xiàn)如下:
[0006]1、替漿過程中，當最初的水泥漿從鉆具出來時，根據(jù)環(huán)空液柱壓力平衡原理，從鉆具出來的水泥漿要與與環(huán)空的鉆井液混合，水泥漿的水灰比增大，影響水泥環(huán)塞的強度，同時，環(huán)空液面要進一步地降低；
[0007]2、為防止鉆具水泥漿駐留在鉆具內或者鉆具被水泥固住或者因鉆具長時間處于靜止狀態(tài)而可能出現(xiàn)卡鉆，因此，替漿結束后，必須要把鉆具起至安全處，所以存在兩方面問題:(1)由于起鉆時要產生壓力激動，這時，受壓力激動的影響，地層流體要反向流入井筒內，從而影響水泥環(huán)塞的抗壓強度；(2)鉆具起出時，井筒內的體積減少，所減少的體積量要靠地層流體來補充，也要造成水泥環(huán)塞的強度降低；
[0008]3、發(fā)生嚴重的井下漏失時，井筒液面都要下降很多，常規(guī)注水泥漿堵漏時，由于鉆具內出現(xiàn)掏空現(xiàn)象，注漿和替漿過程中，在鉆具內出現(xiàn)自由落體現(xiàn)象，對鉆具內的液面要產生很大的沖擊力，也即是要產生一個附加的液柱壓力，替漿結束，附加的動液壓力消失，鉆具內的液面要上升，同樣要發(fā)生地層流體的流入；
[0009]4、鉆具內一旦出現(xiàn)掏空現(xiàn)象，在注漿過程中，由于水泥漿的粘度較高，水泥漿很容易產生氣侵，水泥漿一旦發(fā)生氣侵后，短時間內部難以脫氣，而水泥漿的初凝時間是較短的；
[0010]5、發(fā)生漏失，且液面不在地面時，要建立液面至地面，就必須使用輕泥漿把重泥漿部分或者是全部(如果漏失層的地層壓力梯度接近清水時)擠入漏失地層中；
[0011]6、常規(guī)的注水泥堵漏方法，不能夠有效地避免在替漿過程和水泥漿的初凝過程中地層流體的流入，不能夠確保泥環(huán)塞的最高強度性能指標，因此，常規(guī)的注水泥堵漏的成功率通常都很低。
【發(fā)明內容】
[0012]本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種能確保水泥環(huán)塞凝結強度高的運用于鉆井工程中的控塞堵漏工具組件及堵漏方法。
[0013]為了達到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案:
[0014]本發(fā)明所述運用于鉆井工程中的控塞堵漏工具組件包括內筒、缸套、鎖緊環(huán)、鎖緊套、封隔膠筒、端座、膠塞座、球座、球、前膠塞和后膠塞，其中:
[0015]設所述內筒的軸向方向為上下方向，所述缸套套裝于所述內筒外并能夠在上下方向移動，所述內筒的上端和所述缸套的上端均開口并用于連接鉆桿，所述端座固定套裝于所述內筒的下端，具有受壓膨脹擴張性能的所述封隔膠筒套裝于所述內筒外并位于所述端座的上方，所述鎖緊環(huán)套裝于所述內筒外，所述鎖緊套套裝于所述鎖緊環(huán)外并具有單向向下移動的功能，所述鎖緊環(huán)和所述鎖緊套均位于所述封隔膠筒的上方，所述缸套的下端內表面與所述內筒的外表面之間密封連接，所述缸套的下端位于所述鎖緊套的上方，所述內筒的筒壁上位于所述缸套下端以上的位置設有用于通過流體的循環(huán)孔，所述缸套上位于所述循環(huán)孔以上的位置設有內外相通的通孔，所述通孔上安裝有受到強壓能自動導通的旁通閥，所述內筒與所述缸套之間位于所述旁通閥以上的位置設有密封環(huán)，所述內筒與所述缸套之間位于所述密封環(huán)以下、所述缸套下端以上的區(qū)域為互通的夾層空間，所述膠塞座安裝于所述內筒內并位于所述循環(huán)孔下方的位置，所述膠塞座設有上下方向的內孔，所述球座通過受壓后能自動損壞的球座剪釘安裝于所述膠塞座的內孔的下段，所述球座設有上下方向的內孔；
[0016]所述球用于封堵所述球座的內孔，所述球的直徑大于所述球座的內孔直徑并小于所述膠塞座的內孔直徑；所述前膠塞用于封堵所述循環(huán)孔，所述前膠塞包括骨架和設于所述骨架外的膠體，所述前膠塞的骨架設有上下方向的內孔，所述前膠塞的膠體外徑略大于所述內筒的內徑；所述后膠塞用于封堵所述前膠塞的內孔，所述后膠塞包括骨架和設于所述骨架外的膠體，所述后膠塞未設內孔，所述后膠塞的結構尺寸與所述前膠塞的結構尺寸相同。
[0017]上述結構中，球是與球座配套使用的，前膠塞和后膠塞是與膠塞座配套使用的，球、前膠塞和后膠塞是各自獨立的部件，與其它部件沒有固定連接，只在堵漏過程中配套使用。
[0018]具體地，所述鎖緊環(huán)的外表面設有向下傾斜的單向齒，該單向齒實現(xiàn)鎖緊套單向向下移動的功能，也就是說，在鎖緊套上端受壓時向下移動，在上端壓力消失后，鎖緊套也不能向上移動。
[0019]進一步，所述內筒的上端安裝有用于連接所述鉆桿的上接筒，所述上接筒的下端通過反扣安裝于所述內筒上并與所述缸套之間形成所述密封環(huán)；作為優(yōu)選，所述缸套的上端固定連接有缸套懸掛環(huán)，所述缸套懸掛環(huán)通過受壓后能自動損壞的缸套剪釘套裝于所述上接筒外，所述缸套懸掛環(huán)的內徑小于所述上接筒下端的外徑。這種結構使整個控塞堵漏工具組件構成可鉆式(即完成堵漏后可以直接下鉆)控塞堵漏工具組件，采用不同的與鉆桿連接的結構，還可使整個控塞堵漏工具組件構成可撈式(即完成堵漏后可以撈出工具)控塞堵漏工具組件。
[0020]作為優(yōu)選，所述前膠塞的膠體和所述后膠塞的膠體均由多個由下而上排列的環(huán)形膠片構成。環(huán)形膠片的彈性可以使膠體緊貼鉆桿內壁和內筒內壁的同時便于使前膠塞和后膠塞向下移動。
[0021]為了便于安裝端座，所述端座通過螺紋固定套裝于所述內筒的下端。
[0022]本發(fā)明所述采用控塞堵漏工具組件進行鉆井堵漏的方法包括以下步驟:
[0023](I)通過鉆桿把控塞堵漏工具組件下至鉆井內與漏失層對應的位置；
[0024](2)向鉆桿的中心通孔內投球并加壓，在球堵住球座的內孔后繼續(xù)加壓至P1，此壓力經過循環(huán)孔傳遞給缸套并使缸套向下移動，使封隔膠筒膨脹擴張堵住井道內壁，同時使芳通閥導通；
[0025](3)判斷是否回收重泥漿，如果要回收，則持續(xù)回收直到滿足要求后進入下一步驟，如果不回收則直接進入下一步驟；
[0026](4)向鉆桿的中心通孔內壓入前膠塞，緊接著向鉆桿的中心通孔內注入水泥漿；
[0027](5)在注入的水泥漿達到漏失層堵漏的需求量后，停止注入水泥漿，壓入后膠塞；
[0028](6)替漿；
[0029](7)判斷前膠塞的膠體是否堵住循環(huán)孔，如果不是，則繼續(xù)替漿直到前膠塞的膠體堵住循環(huán)孔再進入下一步驟，如果是，則直接進入下一步驟；
[0030](8)此時繼續(xù)加壓至P2，此壓力使穿過膠塞座的內孔的水泥漿破壞安裝球座的球座剪釘，水泥漿與球、球座一起進入到內筒下端以下的鉆井內，P2 > Pl;
[0031](9)繼續(xù)替漿；
[0032]( 10)判斷后膠塞是否碰上前膠塞，如果不是，則繼續(xù)替漿直到后膠塞碰上前膠塞再進入下一步驟，如果是，則直接進入下一步驟；
[0033](11)停止替漿，起鉆，此時先后穿過前膠塞的內孔和膠塞座的內孔后進入內筒下端以下的鉆井內的水泥漿將漏失層的漏孔封堵；
[0034]( 12 )候凝，完成堵漏。
[0035]具體地，所述步驟(2)中，通過注入鉆井液實現(xiàn)加壓；所述步驟(4)中，通過注入水泥漿實現(xiàn)壓入前膠塞；所述步驟(5)中，通過注入鉆井液實現(xiàn)壓入后膠塞；所述步驟(8)中，通過注入鉆井液實現(xiàn)加壓。
[0036]作為優(yōu)選，所述步驟(2)中判斷球是否堵住球座的內孔的方法、所述步驟(7)中判斷前膠塞的膠體是否堵住循環(huán)孔的方法以及所述步驟(10)中判斷后膠塞是否碰上前膠塞的方法均采用以下方法:在鉆井口檢測鉆桿內鉆井液的壓力，在其壓力瞬間變大時則判斷為“是”的結果。
[0037]為了保證前膠塞和后膠塞不會因起鉆而產生跳動，所述步驟(6)的“替漿”和所述步驟(9)的“繼續(xù)替漿”過程中，用于替漿的鉆井液的密度值應能夠確保在起鉆過程中，后膠塞始終處于正壓狀態(tài)。
[0038]本發(fā)明的有益效果在于:
[0039]通過本發(fā)明進行鉆井堵漏，封隔膠筒能夠受壓膨脹擴張形成隔離環(huán)，所注入的水泥漿在替漿過程中，確保環(huán)空漿液不混入水泥漿中，其次在水泥漿的初凝過程中，地層流體也不會流入井筒內，能夠保證水泥漿處于一種完全靜止的候凝狀態(tài)，保證水泥漿在候凝過程中不被地層流體污染，確保水泥環(huán)塞的凝結強度高。本發(fā)明的堵漏工藝簡單實用、便于施工、安全可靠，施工過程中，各個工段均能通過鉆井液傳壓向操作者提供壓力指示，因此，能夠確保各個施工工序及替漿計量的準確性，擯棄了堵漏作業(yè)時其它因數(shù)的影響，無需考慮諸多因數(shù)的影響就能夠滿足井壁附近形成的水泥環(huán)漿在靜止侯凝的水力平衡條件進行候凝，使水泥漿在漏失層的井壁附形成高質量懸塞，極大地提高了堵漏的成功率；另外，由于首先關斷了環(huán)空通道，水泥漿流出工具時，不會產生混漿，工具可以盡量下至接近漏失層處，能夠大大地減少水泥漿的用量，節(jié)約了成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0040]圖1是本發(fā)明所述運用于鉆井工程中的控塞堵漏工具組件的軸向半剖圖；
[0041]圖2是本發(fā)明所述球的示意圖；
[0042]圖3是本發(fā)明所述前膠塞的軸向半剖圖；
[0043]圖4是本發(fā)明所述后膠塞的軸向半剖圖；
[0044]圖5是本發(fā)明所述采用控塞堵漏工具組件進行鉆井堵漏的方法的流程圖；
[0045]圖6是本發(fā)明所述采用控塞堵漏工具組件進行鉆井堵漏的過程中地面鉆桿內壓與時間的對應關系不意圖。
【具體實施方式】
[0046]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步具體描述:
[0047]如圖1-圖4所示，本發(fā)明所述運用于鉆井工程中的控塞堵漏工具組件包括內筒6、缸套4、鎖緊環(huán)9、鎖緊套10、封隔膠筒11、端座12、膠塞座16、球座13、球19、前膠塞20和后月父塞21,其中:
[0048]設內筒6的軸向方向為上下方向，缸套4套裝于內筒6外并能夠在上下方向移動，內筒6的上端和缸套4的上端均開口并用于連接鉆桿(圖中未示出)，端座12通過螺紋固定套裝于內筒6的下端，具有受壓膨脹擴張性能的封隔膠筒11套裝于內筒6外并位于端座12的上方，鎖緊環(huán)9套裝于內筒6外，鎖緊套10套裝于鎖緊環(huán)9外，鎖緊環(huán)9的外表面設有向下傾斜的單向齒，該單向齒使鎖緊套10具有單向向下移動的功能，鎖緊環(huán)9和鎖緊套10均位于封隔膠筒11的上方，缸套4的下端內表面與內筒6的外表面之間密封連接,缸套4的下端位于鎖緊套10的上方，內筒6的筒壁上位于缸套4下端以上的位置設有用于通過流體的循環(huán)孔18，缸套4上位于循環(huán)孔18以上的位置設有內外相通的通孔(圖中未標記)，該通孔上通過螺帽7安裝有受到強壓能自動導通的旁通閥8，內筒6與缸套4之間位于旁通閥8以上的位置設有密封環(huán)，此密封環(huán)可以單獨設置，也可為本例中的上接筒I的下端，內筒6與缸套4之間位于密封環(huán)以下、缸套4的下端以上的區(qū)域為互通的夾層空間，膠塞座16安裝于內筒6內并位于循環(huán)孔18下方的位置，膠塞座16設有上下方向的內孔(圖中未標記)，膠塞座16與內筒6之間設有膠塞座密封圈17，球座13通過受壓后能自動損壞的球座剪釘14安裝于膠塞座16的內孔的下段，球座13設有上下方向的內孔(圖中未標記)，球座13與膠塞座16之間設有球座密封圈15 ;球19用于封堵球座13的內孔,球19的直徑大于球座13的內孔直徑并小于膠塞座16的內孔直徑；前膠塞20用于封堵循環(huán)孔18，前膠塞20包括骨架23和設于骨架23外的膠體24，前膠塞20的骨架23設有上下方向的內孔25，前膠塞20的膠體24的外徑與內筒6的內徑基本相同；后膠塞21用于封堵前膠塞20的內孔25，后膠塞21包括骨架23和設于骨架23外的膠體24，后膠塞21未設內孔，后膠塞21的外徑大于前膠塞20的內孔25并略小于內筒6的內徑，前膠塞20的膠體24和后膠塞21的膠體24均由多個由下而上排列的環(huán)形膠片構成。這里因為前膠塞20的骨架23和后膠塞21的骨架23結構相同，所以采用了相同的名稱和標記，因為前膠塞20的膠體24和后膠塞21的膠體24結構相同，所以采用了相同的名稱和標記。
[0049]如圖1所示，內筒6的上端安裝有用于連接鉆桿(圖中未示出)的上接筒，上接筒I的下端通過反扣22 (也稱丟手扣)安裝于內筒6上并與缸套4之間形成密封環(huán)，上接筒I的下端與缸套4之間設有缸套密封圈5,缸套4的上端固定連接有缸套懸掛環(huán)3,缸套懸掛環(huán)3通過受壓后能自動損壞的缸套剪釘2套裝于上接筒I外，缸套懸掛環(huán)3的內徑小于上接筒I下端的外徑。這種結構使整個控塞堵漏工具組件構成可鉆式(即完成堵漏后可以直接下鉆)控塞堵漏工具組件，采用不同的與鉆桿連接的結構，還可使整個控塞堵漏工具組件構成可撈式(即完成堵漏后可以撈出工具)控塞堵漏工具組件，在此不再贅述。
[0050]如圖1-圖5所示，本發(fā)明所述采用控塞堵漏工具組件進行鉆井堵漏的方法包括以下步驟:
[0051](I)通過鉆桿(圖中未示出)把控塞堵漏工具組件下至鉆井(圖中未示出)內與漏失層(圖中未示出)對應的位置；
[0052](2)向鉆桿的中心通孔內投球19并注入鉆井液加壓，在球19堵住球座13的內孔后，鉆井液經循環(huán)孔18流到內筒6與缸套4之間的夾層空間內，繼續(xù)注入鉆井液加壓至Pl，此壓力使缸套4向下移動，通過鎖緊套10使封隔膠筒11膨脹擴張堵住井道內壁，同時使旁通閥導通，此后鎖緊套10上方的壓力消失后也不會向上移動，此步驟對應圖5中的“投球蹩壓至P1”和“封隔膠筒坐封，同時旁通閥打開”；
[0053](3)判斷是否回收重泥漿，如果要回收，則持續(xù)回收直到滿足要求后進入下一步驟，如果不回收則直接進入下一步驟；
[0054](4)向鉆桿的中心通孔內通過注入水泥漿壓入前膠塞20，并持續(xù)向鉆桿的中心通孔內注入水泥漿；
[0055](5)在注入的水泥漿達到漏失層堵漏的需求量后，停止注入水泥漿，通過注入鉆井液壓入后膠塞21 ；
[0056](6)替漿，這段時間前膠塞20未到達膠塞座16時，鉆井液從循環(huán)孔18和旁通閥8流出缸套4外進入鉆井內，并排出地面實現(xiàn)回收；
[0057](7)判斷前膠塞20的膠體是否堵住循環(huán)孔18，如果不是，則繼續(xù)替漿直到前膠塞20的膠體堵住循環(huán)孔18再進入下一步驟，如果是，則直接進入下一步驟，本步驟對應圖5中的“前膠塞起壓”；
[0058](8)此時繼續(xù)注入鉆井液加壓至P2，此壓力使穿過膠塞座16的內孔的水泥漿破壞安裝球座13的球座剪釘14，水泥漿與球19、球座13 —起進入到內筒6下端以下的鉆井內，P2 > Pl ；
[0059](9)繼續(xù)替漿；
[0060](10)判斷后膠塞21是否碰上前膠塞20，如果不是，則繼續(xù)替漿直到后膠塞21碰上前膠塞20再進入下一步驟，如果是，則直接進入下一步驟，本步驟對應圖5中的“后膠塞碰壓”；
[0061 ] (11)停止替漿，起鉆，此時先后穿過前膠塞20的內孔和膠塞座16的內孔后進入內筒6下端以下的鉆井內的水泥漿將漏失層的漏孔封堵，本步驟中的起鉆即圖5中的丟手起鉆，即通過鉆桿旋轉使反扣22 (也稱丟手扣)旋轉脫離內筒6，然后上提，帶動缸套懸掛環(huán)3向上移動，此過程中缸套剪釘2被損壞，缸套懸掛環(huán)3帶動缸套4 一起上提直到提出地面；
[0062](12)候凝，完成堵漏。
[0063]所述步驟(6)的“替漿”和所述步驟(9)的“繼續(xù)替漿”過程中，用于替漿的鉆井液的密度值應能夠確保在起鉆過程中，后膠塞始終處于正壓狀態(tài)。也即是說，后膠塞21上部的液柱壓力應大于地層的空隙壓力值再加上球座13下部水泥漿的液柱壓力值，以保證前膠塞20和后膠塞21不會因起鉆而產生跳動。
[0064]實際應用中，在完成上述堵漏工作后，要根據(jù)控塞堵漏工具組件的類型進行后面工作，圖5中還示出了堵漏完成后的工作流程:如果是可鉆式控塞堵漏工具組件(即圖1中所示組件)，則在堵漏完成后直接下鉆鉆塞，即不管可鉆式控塞堵漏工具組件留在井內的情況下，直接進行下鉆工作；如果是可撈式控塞堵漏工具組件(所有圖中均未示出，結合圖1便于理解)，則在堵漏完成后還要進行以下步驟:下鉆對接可撈式控塞堵漏工具組件上部的連接裝置(即圖5中的控塞堵漏工具)；鉆具打壓至P3，P3 > P2 ;封隔膠筒11解封；起出可撈式控塞堵漏工具組件，然后才能進行下鉆工作。
[0065]如圖6所示，所述步驟(2)中判斷球19是否堵住球座13的內孔的方法、所述步驟
(7)中判斷前膠塞20的膠體是否堵住循環(huán)孔18的方法以及所述步驟(10)中判斷后膠塞21是否碰上前膠塞20的方法均采用以下方法:在鉆井口檢測鉆桿內鉆井液的壓力，在其壓力瞬間變大時則判斷為“是”的結果。圖6中示出了 Pl、P2、Px和P3的壓力突變情形，其中P1、P2和P3與上述說明意思相同，Px為后膠塞21碰上前膠塞20后瞬間突變的高點壓力，由圖中可以看出，各突變壓力在達到高點后，因為對應的流通通道被快速打通，所以其壓力會馬上降低，但后一個高壓點壓力快速降低后的壓力會大于前一個高壓點壓力快速降低后的壓力。
【權利要求】
1.一種運用于鉆井工程中的控塞堵漏工具組件，其特征在于:包括內筒、缸套、鎖緊環(huán)、鎖緊套、封隔膠筒、端座、膠塞座、球座、球、前膠塞和后膠塞，其中: 設所述內筒的軸向方向為上下方向，所述缸套套裝于所述內筒外并能夠在上下方向移動，所述內筒的上端和所述缸套的上端均開口并用于連接鉆桿，所述端座固定套裝于所述內筒的下端，具有受壓膨脹擴張性能的所述封隔膠筒套裝于所述內筒外并位于所述端座的上方，所述鎖緊環(huán)套裝于所述內筒外，所述鎖緊套套裝于所述鎖緊環(huán)外并具有單向向下移動的功能，所述鎖緊環(huán)和所述鎖緊套均位于所述封隔膠筒的上方，所述缸套的下端內表面與所述內筒的外表面之間密封連接，所述缸套的下端位于所述鎖緊套的上方，所述內筒的筒壁上位于所述缸套下端以上的位置設有用于通過流體的循環(huán)孔，所述缸套上位于所述循環(huán)孔以上的位置設有內外相通的通孔，所述通孔上安裝有受到強壓能自動導通的旁通閥，所述內筒與所述缸套之間位于所述旁通閥以上的位置設有密封環(huán)，所述內筒與所述缸套之間位于所述密封環(huán)以下、所述缸套下端以上的區(qū)域為互通的夾層空間，所述膠塞座安裝于所述內筒內并位于所述循環(huán)孔下方的位置，所述膠塞座設有上下方向的內孔，所述球座通過受壓后能自動損壞的球座剪釘安裝于所述膠塞座的內孔的下段，所述球座設有上下方向的內孔； 所述球用于封堵所述球座的內孔，所述球的直徑大于所述球座的內孔直徑并小于所述膠塞座的內孔直徑；所述前膠塞用于封堵所述循環(huán)孔，所述前膠塞包括骨架和設于所述骨架外的膠體，所述前膠塞的骨架設有上下方向的內孔，所述前膠塞的膠體外徑略大于所述內筒的內徑；所述后膠塞用于封堵所述前膠塞的內孔，所述后膠塞包括骨架和設于所述骨架外的膠體，所述后膠塞未設內孔，所述后膠塞的結構尺寸與所述前膠塞的結構尺寸相同。
2.根據(jù)權利要求1所述的運用于鉆井工程中的控塞堵漏工具組件，其特征在于:所述鎖緊環(huán)的外表面設有向下傾斜的單向齒。
3.根據(jù)權利要求1所述的運用于鉆井工程中的控塞堵漏工具組件，其特征在于:所述內筒的上端安裝有用于連接所述鉆桿的上接筒，所述上接筒的下端通過反扣安裝于所述內筒上并與所述缸套之間形成所述密封環(huán)。
4.根據(jù)權利要求3所述的運用于鉆井工程中的控塞堵漏工具組件，其特征在于:所述缸套的上端固定連接有缸套懸掛環(huán)，所述缸套懸掛環(huán)通過受壓后能自動損壞的缸套剪釘套裝于所述上接筒外，所述缸套懸掛環(huán)的內徑小于所述上接筒下端的外徑。
5.根據(jù)權利要求1所述的運用于鉆井工程中的控塞堵漏工具組件，其特征在于:所述前膠塞的膠體和所述后膠塞的膠體均由多個由下而上排列的環(huán)形膠片構成。
6.根據(jù)權利要求1所述的運用于鉆井工程中的控塞堵漏工具組件，其特征在于:所述端座通過螺紋固定套裝于所述內筒的下端。
7.一種采用如權利要求1-6中任何一項所述的控塞堵漏工具組件進行鉆井堵漏的方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)通過鉆桿把控塞堵漏工具組件下至鉆井內與漏失層對應的位置； (2)向鉆桿的中心通孔內投球并加壓，在球堵住球座的內孔后繼續(xù)加壓至P1，此壓力經過循環(huán)孔傳遞給缸套并使缸套向下移動，使封隔膠筒膨脹擴張堵住井道內壁，同時使旁通閥導通； (3)判斷是否回收重泥漿，如果要回收，則持續(xù)回收直到滿足要求后進入下一步驟，如果不回收則直接進入下一步驟； (4)向鉆桿的中心通孔內壓入前膠塞，緊接著向鉆桿的中心通孔內注入水泥漿； (5)在注入的水泥漿達到漏失層堵漏的需求量后，停止注入水泥漿，壓入后膠塞； (6)替漿； (7)判斷前膠塞的膠體是否堵住循環(huán)孔，如果不是，則繼續(xù)替漿直到前膠塞的膠體堵住循環(huán)孔再進入下一步驟，如果是，則直接進入下一步驟； (8)此時繼續(xù)加壓至P2，此壓力使穿過膠塞座的內孔的水泥漿破壞安裝球座的球座剪釘，水泥漿與球、球座一起進入到內筒下端以下的鉆井內，P2 > Pl ； (9)繼續(xù)替漿； (10)判斷后膠塞是否碰上前膠塞，如果不是，則繼續(xù)替漿直到后膠塞碰上前膠塞再進入下一步驟，如果是，則直接進入下一步驟； (11)停止替漿，起鉆，此時先后穿過前膠塞的內孔和膠塞座的內孔后進入內筒下端以下的鉆井內的水泥漿將漏失層的漏孔封堵； (12)候凝，完成堵漏。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于:所述步驟(2)中，通過注入鉆井液實現(xiàn)加壓；所述步驟(4)中，通過注入水泥漿實現(xiàn)壓入前膠塞；所述步驟(5)中，通過注入鉆井液實現(xiàn)壓入后膠塞；所述步驟(8)中，通過注入鉆井液實現(xiàn)加壓。
9.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于:所述步驟(2)中判斷球是否堵住球座的內孔的方法、所述步驟(7)中判斷前膠塞的膠體是否堵住循環(huán)孔的方法以及所述步驟(10)中判斷后膠塞是否碰上前膠塞的方法均采用以下方法:在鉆井口檢測鉆桿內鉆井液的壓力，在其壓力瞬間變大時則判斷為“是”的結果。
10.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于:所述步驟(6)的“替漿”和所述步驟(9)的“繼續(xù)替漿”過程中，用于替漿的鉆井液的密度值應能夠確保在起鉆過程中，后膠塞始終處于正壓狀態(tài)。
【文檔編號】E21B33/13GK104153738SQ201310177480
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2013年5月14日 優(yōu)先權日:2013年5月14日
【發(fā)明者】盧長生, 劉兆康 申請人:四川海沃石油工程技術有限公司