[发明专利]一种旋转式水力喷射切割套管工具及其施工方法

说明书

本发明涉及一种旋转式水力喷射切割套管工具及其施工方法，它包括上接头（1）、旋转套筒（5）、外套筒（7）和旋转头（9）；所述上接头（1）一端与油管（18）连接，上接头（1）的另一端与套在旋转套筒（5）上，并且插入外套筒（7）内，所述旋转套筒（5）穿过外套筒（7）并插入旋转头（9）内，旋转套筒（5）与外套筒（7）通过轴承连接，旋转套筒（5）与旋转头（9）通过螺钉固定连接。本发明通过井口注入不同压力和排量的携砂液，带动水力切割套管工具的旋转头旋转，完成水力切割套管及固井水泥环作业，具有水力切割效率高、碎屑颗粒小易返排、卡钻风险小、无需施加钻压等优点。

技术领域

本发明涉及石油天然气开发设备领域，特别是一种旋转式水力喷射切割套管工具及其施工方法。

背景技术

随着气田开发进入中后期，产量逐渐递减或衰竭，部分油、气、水井或者探井、评价井、开发井已无潜力可挖，或者城市规划以及国家建设需要，为了消除安全隐患，保护地层，保护环境，需要进行永久性封井。目前，国内解决废弃油气井永久性封堵的方式除常规循环注塞、挤注封闭外，还包括机械塞法和套管外封堵法。机械塞法是指通过下入桥塞封隔器或者水泥承留器等机械塞至目的井段坐封，达到封堵油气水层的目的；套管外封堵法主要包含套管锻铣封堵法、射孔补注封堵法和取套封堵法，其中套管锻铣封堵和射孔补注封堵通过在套管上建立流体通道，将封堵材料挤注入环空，建立套管环空屏障，完成封堵作业；取套封堵法是指对油层套管外无固井水泥环的油气井，采用套管切割或倒扣的方式，取出一段套管，再采用注水泥塞法或机械塞法进行封堵。

目前，现场普遍采用套管锻铣封堵法对废弃油气水井进行永久式封堵，但在施工过程中，存在锻铣刀片选择不合理，影响了锻铣进度；施工用机泵多次停泵检修，造成井下复杂情况，影响了锻铣施工的连续性；锻铣的排量、刀片转速、施加钻压不合理，铁屑尺寸大小不一，影响铁屑正常返出，导致井下卡钻事故；锻铣用泥浆性能变化较大，未达到最佳带屑效果，锻铣过程中存在卡钻风险，严重影响了锻铣进度和效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种旋转喷射携砂液进行洗井和切割套管外侧水泥环的喷射切割套管工具及其施工方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种旋转式水力喷射切割套管工具，它包括上接头、旋转套筒、外套筒和旋转头；所述上接头一端与油管连接，上接头的另一端与套在旋转套筒上，并且插入外套筒内，所述旋转套筒穿过外套筒并插入旋转头内，旋转套筒与外套筒通过轴承连接，旋转套筒与旋转头通过螺钉固定连接，所述旋转头上沿周向加工有多个喷嘴座，所述喷嘴座沿旋转头的圆周方向偏转，所述喷嘴座上设置有喷嘴。

所述上接头与外套筒连接的外壁上设置有多个上接头密封槽，与旋转套筒接触的内壁上设置有多个上接头旋转密封槽，与轴承接触面上设置有上密封块槽，所述上密封块槽的槽底设置有回位弹簧孔。

所述旋转套筒上设置有用于限制轴承位置的轴肩，轴肩两端均设置有轴承，所述轴承包括下回转轴承和上回转轴承，所述旋转套筒内沿周向分布有多道导流槽，所述导流槽为螺旋状。

所述外套筒上设置有用于与上接头连接的紧定螺钉槽，上接头与外套筒通过螺钉固定连接，所述外套筒与轴承接触面上设置有下密封块槽，所述下密封块槽的槽底设置有回位弹簧孔，所述外套筒与旋转套筒连接的内壁上设置有多道外套筒密封槽。

所述旋转头与旋转套筒螺纹连接，旋转头通过旋转螺钉固定于旋转套筒上。通过本身的螺纹和旋转螺钉双重固定，可以防止旋转头在工作过程中从旋转套筒上脱落。

旋转式水力喷射切割套管工具的施工包括以下步骤：

S10、将水力旋转切割套管工具连接在油管底部，并在工具上端加装扶正器，通过油管下放至预定位置；

S11、开泵，通过油管内注入混合好的携砂液，在排量和泵压保持恒定的情况下，驱动水力喷射切割套管工具的旋转头旋转，开始水力喷射切割套管作业；