[实用新型]膨胀式尾管钻井作业装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油天然气行业中的钻井完井技术领域，特别是涉及一种膨胀式尾管钻井作业装置，可实现尾管钻进作业和钻井后的膨胀套管膨胀作业单趟钻完成。

背景技术

在传统的油气田钻进作业中，下套管作业是在钻进作业之后进行的，钻达目的层后，需要进行短起下、通井等作业处理井眼以保证套管顺利下到位。下套管过程中可能会出现井喷、套管柱不到位等复杂情况。为减少井下复杂情况，节约钻井周期，开发了套管钻井技术，能保证边钻边下入套管，可有效节约钻井周期，减少井下复杂情况。

尾管钻井技术是套管钻井技术的一个分支，指用常规钻井工艺钻到一定井深后，用钻杆与尾管钻井系统连接进行钻进，完钻后固井并将钻杆起出，把尾管留在井下的一种钻井技术，是国际前沿的新兴钻井技术，仅贝克休斯具有该技术服务能力，国内也开展了尾管钻井工艺研究。发表于《石油钻探技术》2003年31卷第2期的论文《尾管钻井技术及其应用》介绍了国外尾管钻井技术现状及应用情况，但常规的尾管钻井面临着完井内径过小等问题，常常难以满足后期采油及作业；专利200810137580.3公开了一种尾管钻井和完井工艺，但在深井、超深井中复杂层的尾管钻井完井内径小，且所用的尾管悬挂器结构复杂，给尾管钻井和固完井施工带来较大风险。

膨胀套管技术已在国内外钻完井领域得到广泛实施，展现出强劲的发展势头，研究表明采用膨胀套管进行尾管固井作业具有较大的完井井眼、能够有效提高固井质量，同时尾管头具有密封和悬挂双重功能。因此，将膨胀套管技术引入尾管钻井技术领域，为尾管钻井技术实现尾管钻井和增大完井内径的双重目标提供契机，有利于拓展尾管钻井技术领域。

发明内容

针对现有尾管钻井所面临的难题，实用新型了一种膨胀式尾管钻井作业装置，将膨胀套管技术与尾管钻井技术有机结合在一起，从而可实现在尾管完成钻井作业后进行整个尾管膨胀作业，可避免复杂地质条件下的压差卡钻和钻井液漏失等问题。

本实用新型的技术方案是：

一种膨胀式尾管钻井作业装置，包括尾管钻进组件103，尾管连接及启动组件102和尾管膨胀组件101三大部分，其中：

尾管钻进组件103为伸出底部尾管的钻进工具部分，包括自下而上依次连接的双心扩眼钻头1、密封中心管5和设置在密封中心管5内的浮箍2、球座3；

尾管连接及启动组件102连接在尾管膨胀组件与尾管钻进组件之间，由内管柱和外管柱两部分套装组成；其中，内管柱包括：与密封中心管5通过剪切销钉13连接的花键轴10，与花键轴10连接的中心管18，和设在花键轴10上方的膨胀锥15，密封中心管5上部设有密封头8，花键轴10外设有花键头11；外管柱包括：与膨胀套管17连接的膨胀启动器14，连接在膨胀启动器14下方的锁定短节9和空心扩眼钻头4，锁定短节9下部设有与密封中心管5上部密封头8阻挡配合的剪切座7，且密封头8与锁定短节9构成轴向滑动密封配合，锁定短节9上部设有与花键轴10外设花键头11滑动配合的花键槽12，膨胀锥15与膨胀启动器14的膨胀锥面16形成密封配合；

尾管膨胀组件101位于尾管钻井作业装置上部，包括膨胀套管17、固化在膨胀套管17外的膨胀悬挂器20、连接在膨胀套管17顶部的膨胀喇叭口22，以及贯穿膨胀喇叭口22向下与花键轴10连接的中心管18。

上述方案进一步包括：所述双心扩眼钻头1为偏心钻头，所述膨胀悬挂器20为多级密封胶筒21。密封中心管5的密封头8上设有密封槽和密封圈27，在膨胀喇叭口22处设有喇叭口挡块23，在中心管18与膨胀套管17的环空内设有挡泥器19。

本实用新型的优点在于：创新地实现将尾管完井技术和膨胀套管技术有机结合，可在尾管钻井完成后，直接实现尾管的膨胀作业，单趟钻实现尾管钻井和尾管膨胀；采用双心扩眼钻头和空心扩眼钻头相结合的双管扩眼方式，有效保证了尾管随钻下入的安全性；此外，本实用新型将球座和浮箍等固井附件安装在钻柱上，并留井，降低了膨胀式尾管钻进及膨胀的风险。

附图说明

图1为膨胀式尾管钻井作业装置示意图；

图2为花键头和花键槽配合截面图；

图3为膨胀式尾管钻井作业示意图；

图4为膨胀式尾管钻井后固井示意图；

图5为膨胀式尾管启动膨胀示意图；

图6为膨胀式尾管膨胀作业示意图；

图7为膨胀式尾管完井作业示意图。