[发明专利]一种井内发泡式体积堵漏装置

说明书

本发明公开了一种井内发泡式体积堵漏装置，是由钻杆、发泡堵漏机构、扩孔器和钻头组成，钻杆、发泡堵漏机构、扩孔器和钻头依次螺纹连接在一起；本发明主要解决钻井工程中复杂地层的涌水涌气和漏失问题，针对现有堵漏装置操作复杂、成本较高，大都不能直接作用于漏失处，堵漏效果往往不理想，不适合深孔等问题，本发明操作简单，成本小，使用过程中只需补充发泡胶即可不断工作；适用于各个深度的地层，底部安装有导向钻头，增强了实用性；直接作用于漏失处，堵漏效果可靠；堵漏过程可通过地表泵压表的示数实时监测控制，增强了可操作性和实用性。

技术领域

本发明涉及钻孔技术领域，特别涉及一种井内发泡式体积堵漏装置。

背景技术

在钻探生产过程中经常会遇到松散破碎和溶洞、裂隙发育的复杂地层，它们通常会导致钻孔冲洗液的严重漏失，使钻井液无法保持正常循环，难以正常钻进；而当钻遇承压水地层或含油气地层时，地层中的水或气可能会进入钻孔内，导致涌水、涌气事故的发生，造成泥浆性能的改变，并产生安全隐患。因此，针对上述地层的有效堵漏方法一直是钻井行业亟待解决的问题之一。

目前，针对上述地层采用水泥护壁堵漏、改变钻井液的流变性能、加入堵漏剂、黏土球充填法和下入套管等方法，这些方法大都操作复杂、成本较高，大都不能直接作用于漏失处，堵漏效果往往不理想，尤其是当钻孔的深度较深时，这些问题显得更加突出。

发明内容

本发明的目的是要解决上述背景技术中，现有堵漏装置和方法操作复杂、成本较高，大都不能直接作用于漏失处，堵漏效果往往不理想，不适合深孔等问题，而提供一种井内发泡式体积堵漏装置。

一种井内发泡式体积堵漏装置，是由钻杆、发泡堵漏机构、扩孔器和钻头组成，钻杆、发泡堵漏机构、扩孔器和钻头依次螺纹连接在一起；

所述钻杆上接头连接钻具，钻杆下接头与异径接头螺纹连接；

所述发泡堵漏机构包括异径接头、单向溢流阀、橡胶活塞、储藏室、发泡胶、外管和单向溢流阀，异径接头上端与钻杆下接头螺纹连接，异径接头下端分别与储藏室和外管螺纹连接，发泡胶和橡胶活塞从下往上依次设置在储藏室的环形储藏腔中，橡胶活塞上端与异径接头下端接触，储藏室中心设有通道，中心通道上端安装有单向溢流阀，储藏室底部开孔中设有单向溢流阀；

所述扩孔器上端与外管的下端螺纹连接，扩孔器下端与钻头上端螺纹连接；

钻头上端与扩孔器下端螺纹连接。

本发明的工作原理和过程：

一、堵漏开始前，停泵，将钻具提离孔底，在地表将发泡胶(一般为聚氨酯类等常见发泡胶)注入储藏室内密封，调节底部单向溢流阀开启压力稍大于漏失地层处的钻杆内液柱压力P，并将堵漏装置组装好，上端连接钻杆；

二、将堵漏装置缓慢下入孔底或目标深度，此时，橡胶活塞上端受到的压力为P。之后开泵，使钻井液从钻杆中心通道内注入，同时观察地表泵压表示数缓慢升高，此时，橡胶活塞缓慢下移，储藏室底部单向溢流阀被打开，同时发泡胶进入储藏室外侧与外管的环形储藏腔内，并通过外管上的孔洞进入漏失地层中，遇水不断膨胀固化，封堵地层裂隙；

三、当储藏室内的发泡胶被挤出完毕时，钻杆内部钻井液压力迅速上升，地表泵压表示数突然增大，说明堵漏完毕，此时，立刻关闭泥浆泵，等待一段时间使发泡胶稳定后即可提出钻具；

四、当在堵漏过程中遇到轻微卡钻或者岩屑卡堵时，可启动钻具利用钻头进行扫孔作业，保证堵漏装置的正常作业；

五、完成一次作业后，只需拆开储藏室补充发泡胶重新组装后即可进行下次作业。

本发明的有益效果：