[发明专利]砂岩热储三开地热井井身结构及施工方法

说明书

本发明涉及石油天然气等资源的钻井工程的技术领域，公开了一种砂岩热储三开地热井井身结构，包括依次连接的一开套管、一开二开过渡悬挂器、二开套管、二开三开过渡悬挂器以及三开套管；所述一开二开过渡悬挂器采用第一全密封悬挂器或者导流悬挂器；所述二开三开过渡悬挂器采用第二全密封悬挂器。本申请还公开了所述砂岩热储三开地热井井身结构的施工方法。本申请采用三开井身结构，每开次井能够通过特定的悬挂器进行有效连接器，确保井眼与套管间的密封性及稳定性；施工时悬挂器在每开次完钻后进行下套管作业时起到承上启下的作用。本申请能够改善地热井完井质量及延长使用年限，确保高效长久平稳提供热能，起到民生保障的关键性作用。

技术领域

本发明涉及地热资源的钻井工程技术领域，具体涉及一种砂岩热储三开地热井井身结构及施工方法。

背景技术

地热资源是指贮存在地球内部的可再生热能，地热资源的综合开发利用，对社会、经济和环境均有显著的效益，在发展国民经济中已显示出越来越重要的作用。我国政府有关机构、地矿与石油、煤炭等部门十分重视地热资源的勘查研究和开发利用。陕西关中盆地地热资源丰富，开发利用程度较高。关中盆地内地热勘查开发以地热钻探的方式为主。天然出露的带状热储类型，钻井深度一般控制在1000m以内；隐伏的盆地型层状热储，钻井深度目前已经超过4000m。地热井常采用二开井身结构，一开为泵室段，钻孔直径一般为444.5mm，二开孔径为241.3mm。钻井施工中常遇到第四系松散层坍塌、粘性土造浆、钻头泥包、钻井液性能恶化，钻具落井等问题，导致砂岩地热井的井身质量、使用年限及回灌效果均不理想。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种砂岩热储三开地热井井身结构及施工方法。

为实现以上目的，本发明提供的一种砂岩热储三开地热井井身结构及施工方法，采用如下技术方案：

砂岩热储三开地热井井身结构，包括依次连接的一开套管、一开二开过渡悬挂器、二开套管、二开三开过渡悬挂器以及三开套管；所述一开二开过渡悬挂器采用第一全密封悬挂器或者导流悬挂器；所述二开三开过渡悬挂器采用第二全密封悬挂器；所述一开套管以及一开二开过渡悬挂器的外部由水泥全封，所述二开套管以及二开三开过渡悬挂器的外部设置有联体伞式分层止水器，所述三开套管的外部设置有筛管。

进一步地，所述第一全密封悬挂器包括一开公母接头和悬挂密封组串，所述悬挂密封组串包括自上而下依次相接并整体设置于芯管外壁的上座封、橡胶密封组件、下座封以及锁定螺母，所述下座封靠近芯管一侧开设有下端贯通的台阶槽，所述台阶槽处设置有止逆锁定棘，所述止逆锁定棘下端与锁定螺母相接；所述止逆锁定棘的公齿与芯管的母齿相互镶合；所述套管公扣与二开套管接箍母扣连接并拧紧。

进一步地，所述导流悬挂器包括一开公母接头和翼形悬挂芯管，悬挂后悬挂部位环空被悬挂翼分隔成六等分通透的弧形导流槽，以便固井时水泥溢出导流。

进一步地，所述第二全密封悬挂器包括一开公母接头和悬挂密封组串，所述悬挂密封组串包括自上而下依次相接并整体设置于芯管外壁的上座封、橡胶密封组件、下座封以及锁定螺母，所述下座封靠近芯管一侧开设有下端贯通的台阶槽，所述台阶槽处设置有止逆锁定棘，所述止逆锁定棘下端与锁定螺母相接；所述止逆锁定棘的公齿与芯管的母齿相互镶合；所述套管公扣与二开套管接箍母扣连接并拧紧。

进一步地，所述筛管为定向井桥式筛管或直井包网缠丝筛管。

优选的，所述一开套管采用Φ339.7mm×9.65mm钢级J55套管，长度450m。

优选的，所述二开套管采用Φ244.5mm×8.94mm钢级J55套管，长度1630m。

优选的，所述三开套管采用Φ177.8mm×9.19mm钢级N80套管，长度980m。