[发明专利]一种利用套管的爆破钻井作业方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用套管的爆破钻井作业方法，属于石油、天然气开采领域。

背景技术

现代钻井的方法大都是采用机械旋转钻井，通过钻头加压旋转破碎岩石的原理，挤压岩石的同时利用钻头的旋转力将岩石剪切，再利用钻井液将岩屑带入井口的固控系统内进行处理。由于牙轮钻头工作在几百到几千米的地层内，复杂的地层条件和恶劣的工作环境使得牙轮钻头的工作寿命较低，如果发现钻头损坏，则需要将整个钻具从井底起出来；当钻进到一定的深度时，必须将钻具起出，在井眼中下入套管进行固井，固井后再继续钻井，这样做不但耗费了人力，而且还降低了效率。

发明内容

本发明目的是为了克服上述的开采技术的不足，提供一种利用套管的爆破钻井作业方法，用于石油、天然气钻井，在石油开采过程中遇到需要固井的情况下，不必将枪头取出，可直接利用套管固井，而且其采用特有的钻采方法能提高工作效率，使成本降低。

本发明的技术方案是：

本发明一种利用套管的爆破钻井作业方法，其方法包括以下步骤：

①利用套管的爆破钻井作业装置，在装置的枪头处放上一颗射孔弹，然后将枪头和套管连接好，并将整个爆破钻井装置竖直放入已在地面打好的浅坑中，并将装满射孔弹的弹仓用钢绳吊送至枪头自动送弹装置处。

②当整个枪头下移至浅坑底部时，外枪头下移受阻，而内枪头则继续下移，当内枪头下移至内枪头与外枪头口部平行时，压电装置放电，引爆射孔弹，由于射孔弹爆炸后产生的高能射流具有高温高压，能够将岩石熔化和挤压开，而且岩石熔化后在地下水作用下迅速凝固，并且同时在高压下被压实，形成一个直径大于外枪头的深孔。

③由于枪头头部下方形成了一个深孔，外枪头在弹簧的作用下释放到和内枪头相对的初始位置，同时自动送弹装置将下一颗射孔弹释放到枪头口部处，然后整个装置继续下移，重复爆破钻井。

④当枪头在井下无损坏或发生其它如井塌、卡钻等钻井事故时，可以一直使用下去，并且边钻井边下套管，直至钻到目标地层后，不必像普通钻井方式需要将整个钻具和钻柱取出，再下入套管进行固井；但若枪头被损坏或发生其它如井塌、卡钻等钻井事故时，也不需要像普通钻井一样将钻具取出更换，可用钢绳将弹仓吊出井口，在弹仓离开枪头自动送弹装置处时，弹仓楔形滑动键伸出，阻碍剩余的射孔弹下落，枪头口部留有一颗射孔弹，可在井口投下撞棒，引爆射孔弹，这时整个装置内形成通径，内部无堵塞，将小一号的套管与小一号的枪头相连接，重复上面的步骤，损坏的枪头就不必取出，且留下的套管和枪头可用做固井之用，在固井的同时也可继续在原有的套管中下小一号的钻具进行爆破钻井,实现利用套管的爆破钻井作业。

一种利用套管的爆破钻井作业装置，主要包括套管、弹仓、枪头、射孔弹构成。所述套管其结构和普通的套管一致，其孔径的大小也和普通的套管一样，同样分为不同的系列。所述的枪头分为内枪头和外枪头，两者由弹簧连接，内枪头直径小于外枪头，而内枪头的直径有大小之分，与套管的直径一一相对应；内枪头上有压电装置，当内枪头移动到和外枪头口部平行时，压电装置放电，引爆射孔弹，射孔弹爆炸后能形成一个射孔，这时外枪头在弹簧的作用下释放到和内枪头相对应的初始位置。

所述的射孔弹结构与普通的射孔弹的类似，但射孔弹上有两种引爆装置，一种是电火花引爆装置，另一种是撞击式引爆装置，保证射孔弹能通过不同的引爆方式引爆，且射孔弹的直径大小与套管的直径大小一一相对应，分为不同系列,射孔弹外壳采用易碎材料，而药型罩采用金属粉末压制，保证射孔弹爆炸射孔后形成的高能射流中不形成杵体和大的碎片堵塞射孔；火药采用高能炸药，能够尽量使射出的孔深、孔径达到最优。所述的弹仓是由一根空心的钢管构成，用于填送射孔弹，在弹仓的未封闭处有四个弹仓楔形滑动键，成对称分布。

本发明的有益效果是：本发明能够节约不必要的成本和时间，加快钻井速度，操作简单，避免旋转钻井一但钻具损坏或或发生其它如井塌、卡钻等钻井事故时，就必须将钻具起出井口，省时省力。

附图说明

图1为发明一种利用套管的爆破钻井作业装置示意图；

图2为本发明利用装置的弹仓结构示意图；

图3为图2的A-A剖面图；

图4为本发明利用装置的枪头结构示意图；

图5为本发明射孔弹的结构示意图；

图6为本发明撞棒的结构示意图。