專利名稱：井下熱熔鑄管護(hù)壁方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種井下護(hù)壁技術(shù)，屬于鉆井工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鉆探(井)工程能否順利實(shí)施的關(guān)鍵因素是孔壁穩(wěn)定問(wèn)題，在復(fù)雜地層比如松軟、 弱膠結(jié)和不穩(wěn)定地層鉆井，往往靠復(fù)雜的泥漿工藝和下入多層技術(shù)套管才能保證孔壁穩(wěn)定 以及鉆井工作的順利實(shí)施，但是這些護(hù)壁技術(shù)存在的問(wèn)題在于泥漿成本和套管成本巨大， 鉆孔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鉆井成本高。套管護(hù)壁時(shí)，每下一層套管，再鉆的孔徑相應(yīng)地縮小一級(jí)，特別 是當(dāng)下完最后一級(jí)技術(shù)套管后，又不能變徑的條件下，實(shí)現(xiàn)順利護(hù)壁難度較大。對(duì)此有人提出了波紋套管的技術(shù)方案，但波紋套管的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)起來(lái)也有難 度，有時(shí)甚至不能順利膨脹護(hù)壁，有時(shí)沒(méi)等波紋管下入孔內(nèi)，孔壁即行坍塌，進(jìn)而影響鉆井 的順利進(jìn)行，有時(shí)甚至造成鉆孔報(bào)廢，造成人力、物力和財(cái)力的巨大浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種井下熱熔鑄管護(hù)壁技術(shù)，通過(guò)熔融成管材料、定型處 于熔融狀態(tài)的成管材料、以及冷卻凝固成管壁這幾個(gè)步驟而形成堅(jiān)硬致密的管壁，在不使 用套管或其它管材的情況下使孔壁達(dá)到較高的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種井下熱熔鑄管護(hù)壁方法，包括以下幾個(gè)步驟(1)確定護(hù)壁位置的井壁地層材料是否為能夠熔融的材料，如果是非熔融的材料， 則向井下投入可熔融的護(hù)壁材料；(2)利用加熱裝置將井下護(hù)壁位置的可熔融的材料加熱至熔融狀態(tài)；(3)冷卻已經(jīng)熔融的材料定型成管壁。井下熱熔鑄成管用的可熔融的材料為孔壁巖土或投放孔內(nèi)的易熔的材料，這些材 料可以根據(jù)施工條件和要求選擇，可利用原地層材料或投放材料。投放材料的種類可以為 無(wú)機(jī)非金屬材料、金屬材料、合金材料、高分子塑料或樹脂材料等。所述的無(wú)機(jī)非金屬材料 為玻璃、易熔的砂或陶瓷材料等。所述的高分子塑料為工程塑料、聚氯乙烯或尼龍等。投放 材料的方法可根據(jù)地層條件和鉆孔結(jié)構(gòu)選擇，可直接從井口投入，也可選擇由鉆桿內(nèi)投入。 為了防止塌孔，優(yōu)選采用邊提鉆邊由鉆桿內(nèi)投入的方式，特別是對(duì)于斜井或水平井，必須選 擇由鉆桿內(nèi)注入鑄管用的可熔融材料。所述定型方法為擠密法，即利用工具向周圍擠壓熔融材料，或通過(guò)預(yù)先下入的成 型模具成型，成型模具可為石墨模具，由于石墨很軟，石墨模具使用完之后，不用拿上來(lái)，放 在井中也不會(huì)影響到后續(xù)工程開展。所述加熱器裝置優(yōu)選為電加熱器。通過(guò)電加熱器產(chǎn)生的高溫，使孔壁巖土或投放孔內(nèi)的易熔的成管材料處于熔融狀 態(tài)，經(jīng)過(guò)擠密法或通過(guò)成型模具成型，實(shí)現(xiàn)井下鑄管，當(dāng)冷卻凝固后就變成一層堅(jiān)硬致密的
3管壁。在松軟、弱膠結(jié)和不穩(wěn)定地層，依靠形成高強(qiáng)的硬外殼或金屬管壁，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的套 管加固孔壁，根據(jù)需要，也可使破碎巖石之間進(jìn)行膠結(jié)，從而達(dá)到護(hù)壁堵漏和穩(wěn)定孔壁的作 用。該技術(shù)可簡(jiǎn)化鉆孔結(jié)構(gòu)，大幅度降低套管及堵漏材料消耗。另外，在已經(jīng)下入技術(shù)套管或已經(jīng)形成井下鑄管的下方井段實(shí)行井下鑄管時(shí)，為 了確保井徑不變的條件下應(yīng)用熱熔鑄管，需要運(yùn)用擴(kuò)底鉆頭技術(shù)。應(yīng)用井下熱熔鑄管護(hù)壁技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)管成井，這不僅可以在不使用套管或其它 管材的情況下使孔壁達(dá)到較高的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性，而且不會(huì)因?yàn)榧庸蹄@孔對(duì)環(huán)境造成污 染，不會(huì)存在套管的腐蝕和電化分解現(xiàn)象，能夠降低井筒的維護(hù)成本，延長(zhǎng)井筒的服務(wù)年 限。本發(fā)明井下熱熔鑄管護(hù)壁技術(shù)可在地質(zhì)工程和鉆井工程中使用，適用地質(zhì)鉆探、石油天 然氣鉆井、地?zé)徙@井、工程施工等鉆孔施工。本發(fā)明井下熱熔鑄管護(hù)壁方法，通過(guò)熔融成管材料、定型處于熔融狀態(tài)的成管材 料以及冷卻凝固成管壁這幾個(gè)步驟而形成堅(jiān)硬致密的管壁，技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，適用范圍廣，使 用成本低，還能夠降低井筒的維護(hù)成本，延長(zhǎng)井筒的服務(wù)年限，能夠有效達(dá)到節(jié)能減排的目 的。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例1本發(fā)明井下熱熔鑄管護(hù)壁技術(shù)，其工藝包括以下幾個(gè)步驟(1)確定井下需要護(hù)壁的位置，即距井口的高度和需要進(jìn)行鑄管護(hù)壁處理的井壁 高度，確定護(hù)壁位置的井壁地層材料為可熔融的砂巖；(2)向井內(nèi)下入電加熱裝置將井壁砂巖加熱至熔融；(3)用管著或柱狀擠壓工具將熔融的砂巖向四周擠壓，待砂巖冷卻并逐漸變型后， 向上提并取出模具，已經(jīng)熔融的材料定型成管狀管壁。實(shí)施例2本發(fā)明井下熱熔鑄管護(hù)壁技術(shù)，其工藝包括以下幾個(gè)步驟(1)確定井下需要護(hù)壁的位置，即距井口的高度和需要進(jìn)行鑄管護(hù)壁處理的井壁 高度；向井內(nèi)下入柱狀或管狀石墨模具并定位于中心位置，投入有機(jī)或無(wú)機(jī)材料或易熔金 屬等可熔融材料；(2)利用井內(nèi)下入的電加熱裝置將熔融材料加熱熔融；(3)熔融的材料逐漸冷卻已經(jīng)熔融的材料定型成管壁。
權(quán)利要求
一種井下熱熔鑄管護(hù)壁方法，其特征在于包括以下幾個(gè)步驟(1)確定護(hù)壁位置的井壁地層材料是否為能夠熔融的材料，如果是非熔融的材料，則向井下投入可熔融的護(hù)壁材料；(2)利用加熱裝置將井下護(hù)壁位置的可熔融的材料加熱至熔融狀態(tài)；(3)冷卻已經(jīng)熔融的材料定型成管壁。
2.如權(quán)利要求1所述的護(hù)壁方法，其特征在于步驟(1)中可熔融材料的投入方式是 由井口直接投入，或由鉆桿內(nèi)投入。
3.如權(quán)利要求2所述的護(hù)壁方法，其特征在于所述由鉆桿內(nèi)投入可熔融材料的方式 是邊提鉆邊由鉆桿內(nèi)投入可熔融材料。
4.如權(quán)利要求1至3中之一所述的護(hù)壁方法，其特征在于所述步驟(3)中定型方法 為在材料熔融后用工具擠密，或通過(guò)先下入的成型模具進(jìn)行成型。
5.如權(quán)利要求4所述的護(hù)壁方法，其特征在于所述成型模具為石墨模具。
6.如權(quán)利要求1至3中之一所述的護(hù)壁方法，其特征在于所述的能夠熔融的井壁地 層材料為井壁巖土。
7.如權(quán)利要求1至3中之一所述的護(hù)壁方法，其特征在于所述投放材料的種類為無(wú) 機(jī)非金屬材料、金屬材料、合金材料、高分子塑料或樹脂材料其中的一種或多種混合物。
8.如權(quán)利要求7所述的護(hù)壁方法，其特征在于所述的無(wú)機(jī)非金屬材料為玻璃、易熔的 砂或陶瓷材料。
9.如權(quán)利要求7所述的護(hù)壁方法，其特征在于所述的高分子塑料為工程塑料、聚氯乙 烯或尼龍。
10.如權(quán)利要求1至3中之一所述的護(hù)壁方法，其特征在于所述加熱裝置為電加熱ο
全文摘要
本發(fā)明井下熱熔鑄管護(hù)壁技術(shù)，通過(guò)在井下熔融成管材料、定型處于熔融狀態(tài)的成管材料以及冷卻凝固成管壁這幾個(gè)步驟而形成堅(jiān)硬致密的管壁，技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，適用范圍廣，使用成本低，還能夠降低井筒的維護(hù)成本，延長(zhǎng)井筒的服務(wù)年限，能夠有效達(dá)到節(jié)能減排的目的。
文檔編號(hào)E21B33/10GK101864920SQ201010191630
公開日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者劉寶林, 李國(guó)民, 馬孝春 申請(qǐng)人:李國(guó)民;劉寶林;馬孝春