[发明专利]一种变径套管组件及其应用于地质钻孔中的安装方法

说明书

本发明提供了一种变径套管组件及其应用于地质钻孔中的安装方法。所述套管组件包括在外力的作用下压缩成管状结构的螺旋式组合管片和拼装工具，在组合管片相邻螺旋环的接触面设有相互匹配的子母拼接件；所述拼装工具包括内、外筒和内设拼装卡槽的变径头；在进行安装时，将组合管片套在内筒上，一起装配到外筒内，将其置入套管安装位，固定外筒不不动，旋转内筒通过其底部的变径机构推动变径头外扩，然后固定内筒不动，逆向旋转外筒，变径头向上逆向旋转，将组合管片引入拼装卡槽内拼装成一个完整的管体。本发明中能够实现管体从等口径或小口径的孔洞进入后进行变径组合，可以作为钻孔用套管，解决了套管分级下入存在的施工难度大、风险大的问题。

技术领域

本发明属于地质钻探领域，尤其涉及一种变径套管组件及其应用于地质钻孔中的安装方法，所述套管组件包括变径管及安装工具，该变径管可以通过安装工具实现在不同状态直径的改变，能够将其应用于地质钻孔中作为套管进行安装，不会受限与安装孔的口径大小，能够正常下入孔中，在孔内实现直径的改变。

背景技术

随着资源勘探、工程勘察、深海钻探等技术的发展，对钻探效率和钻孔质量的要求也越来越高。地质钻探中常遇破碎岩石地层及一些特殊地层(类似水敏性地层、湿陷地层等)，该类地层钻探过程中极易坍孔，形成岩屑捞不尽，无法进尺；在针对单孔深在800米以上的钻孔时，其钻孔过程中遇到的地层复杂情况也会比较多，当钻头通过泥岩、砂岩与泥岩接触面、煤层等这些易垮塌地层进行气体钻孔作业时，孔口或孔壁容易出现垮塌。孔口或孔壁若坍塌会出现下钻遇阻、遇卡、埋钻等事故，不仅带来了安全问题，增加了钻井成本，而且严重影响勘探进度。

对于上述因特殊地层出现的坍孔问题，其钻探处理方法有：1.调配优质泥浆或用化学浆液，期望泥浆能护住孔壁，止住坍塌现象；对于一般破碎不是很严重的地层，该方案是有效的，这种方法因浆液配置较为方便，速度快、成本不高、操作简便，所以是这类地层首先使用的处理方法，但是对于一些塌孔严重或者钻孔较深的位置出现塌孔现象，该方式效果都不是很明显。2.胶结凝固法，即向孔内该地层处注入胶结材料如快干水泥等胶结物，希望胶凝材料能将破碎地层胶凝住，止住地层坍塌；这种方案也是经常用的较有效的方法之一，但该方法实施周期较长，一般凝固时间需要3～7天不等，有时也达不到理想的效果，徒耗时间。3.套管隔离法，套管隔离是最直接、且效果最好的方法，一般方法无法解决的情况都可以采用套管隔离法来实现；但是现有套管隔离方法在钻探时，套管是要分级下入的，每一次下套管都是下入比前一次套管小一型号的套管，且都是从孔口处重新下入，这就意味着套管的下入需要慎重，往往面临改变钻探方案的风险，或者需要重新扩孔到该地层。该方法虽然效果最好，但成本大，实施难度大，且风险高所以一般并不使用。特别是在单孔深在800米以上的孔往往需要多次下入不同直径的套管，其下管方式更加复杂，风险更大。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题提供一种变径套管组件及其应用于地质钻孔中的安装方法，所述变径套管组件可以实现管体在不同状态下直径的改变，可以应用于地质钻孔中作为地质钻孔套管使用，并通过本发明中的安装方法将其从小口径孔洞下入钻孔中，并在钻孔内进行拼装及直径的而改变，可以实现管体从比其直径小或等直径的小口径孔洞进行安装，可以解决现有套管分级下入存在的风险及困难。