[发明专利]一种垂直井井底腔室的建造方法

摘要

一种垂直井井底腔室的建造方法，用于开采海域天然气水合物，建造按如下步骤进行：水合物上覆地层钻进；水合物地层钻进；高压旋喷注浆形成旋喷水泥混合桩；形成扩腔；扩腔检测；固井充填；完成垂直井井底腔室建设。本发明将高压喷射灌浆技术和扩孔灌注桩技术联合使用，通过高压喷射灌浆技术中的旋转喷射技术形成旋喷混合水泥桩，桩强度较原来地层高，然后再旋喷混合水泥桩的基础上，采用扩孔灌注桩技术建造一个直径较旋喷混合水泥桩小、形状规则、强度高的扩孔灌注桩，在扩孔灌注桩上进行垂直井井底腔室的建造，腔室周围的地层强度高，可以满足多井组水平井向垂直井汇聚采气的要求。

主权项

1.一种垂直井井底腔室的建造方法，用于开采海域天然气水合物，其特征在于：建造按如下步骤进行：a、水合物上覆地层钻进：下入钻具，自海底向下钻进，钻进至水合物上覆地层（M1）与水合物地层（M2）上部的交界处，然后下入表层固井套管（1），所述表层固井套管（1）下入到位后，向井内灌注混凝土进行固井；b、水合物底板以下地层钻进：表层固井套管（1）固井完毕后，自表层固井套管（1）内下入钻具进行钻进，直至钻进到水合物底板以下地层（M3）要求的深度；c、高压旋喷注浆形成旋喷水泥混合桩：在已钻进的垂直井内下入高压旋喷注浆钻具（2），钻具下放至孔底，采用自下而上的方式进行旋转喷射，在高压水射流和压缩空气的作用下对周围土体进行破坏，水泥浆进入被破坏的地层，与土体进行混合、填充，形成直径较大，强度较原地层高的旋喷水泥混合桩（H1）；d、形成扩腔：在大直径旋喷水泥混合桩（H1）的基础上，下入反循环钻具进行钻井，边钻进边清渣，直至钻进到水合物层底板以下地层（M3）要求的深度；提钻后更换大直径扩腔钻具（3），继续下入到井底进行扩腔，扩腔完毕清除腔内沉渣后，提钻；e、扩腔检测：扩腔完毕后下入腔体检测仪器，检测腔体直径和高度是否满足要求，如满足要求则进行后续固井，如不满足要求则需下入扩腔钻具重新扩腔，直至检测合格；f、固井充填：腔体检测合格后，向扩腔内填充固化材料进行固井，凝固后形成扩孔灌注桩（H2），其强度高于所述旋喷水泥混合桩（H1）的强度，所述扩孔灌注桩（H2）的直径小于旋喷水泥混合桩（H1）的直径，大于垂直井井底腔室（H3）的直径；g、完成垂直井井底腔室建设：扩腔固化完毕后，下入反循环钻具，在已固化的桩体上钻进垂直井，然后下入垂直井生产套管（4），完成垂直井井底腔室（H3）的建设。