用钻杆下放完井管柱的方法和工具技术

用钻杆下放完井管柱的方法，应用于石油天然气田钻井用钻杆下放完井管柱。连接整个完井管柱串并下入井内：在完井管柱串下放过程中，旋转短接下部的套管悬挂器、完井套管和完井管柱下入工具产生转动时，旋转短接处于初始状态，钻杆可以相对完井管柱旋转。当完井套管和完井管柱下入工具的下端遇到阻挡物，反复上提、下放钻杆，切削阻挡物。然后将套管悬挂器悬挂在上层套管的内壁上。旋转钻杆实现套管悬挂器丢手作业。上提钻杆和旋转短接，完成用钻杆下放完井管柱施工。效果是：在完井管柱下入的过程中，钻杆能够相对于完井管柱自由旋转，完井管柱只承受下压力不旋转，减少井眼摩阻对管柱下放力的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油天然气钻井
，特别涉及一种完井井下工具和完井方法， 具体的说是一种用钻杆下放完井管柱的方法和工具。
技术介绍
目前，随着勘探开发的不断深入，深井、超深井及水平井、大位移井等数量越来越多，管柱(如尾管及筛管等)的下深越来越大，管柱的下入井眼轨迹越来越复杂，对下管柱技术也提出了越来越高的要求。完井管柱下入遇阻的常规解决方法是旋转管柱并上提下放管柱，同时建立钻井液循环。这种方法能够有效解决井眼轨迹简单的油气井的完井管柱下放。然而，大位移等复杂井的复杂完井管柱下放时，一旦完井管柱下放遇阻，由于井眼摩阻较大，很难旋转整个管柱。尤其是大位移井等复杂井，井眼摩阻大的时候可能导致钩载为零，完井管柱无下放力。 因此，常规的管柱下放遇阻的解决方法很难解决 大位移等复杂井的复杂完井管柱下放遇阻问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用钻杆下放完井管柱的方法和工具，在常规钻杆的下端与套管悬挂器的上端连接一个旋转短接，并且在完井套管底部连接一个完井管柱下入工具。完井管柱下入的过程中，钻杆能够相对于完井管柱自由旋转。完井管柱下入的过程中遇阻后，能通过上提下放管柱进行解阻。本专利技术采用的技术方案是用钻杆下放完井管柱的方法，其特征在于步骤A、连接整个完井管柱串并下入井内整个完井管柱串包括钻杆、旋转短接、 套管悬挂器、完井套管和完井管柱下入工具组成。在钻杆是下端连接旋转短接，在旋转短接的下端连接套管悬挂器，套管悬挂器在上层套管内；在套管悬挂器的下端连接完井套管，完井套管的下端连接完井管柱下入工具；完井套管和完井管柱下入工具在井眼裸眼段内；步骤B、在完井管柱串下放过程中，钻杆能够相对旋转短接下部的套管悬挂器、完井套管和完井管柱下入工具产生相对转动，这样能够大大的减少管柱的井眼摩阻，增加管柱下放力的影响(尤其是大位移井及水平井眼中)。步骤C、在完井管柱串下放过程中，当完井套管和完井管柱下入工具的下端遇到阻挡物。对完井管柱下入工具施加5t钻压，剪断剪切销。步骤D、钻杆上端连接方钻杆或者顶部驱动装置进行钻井液循环；此时，钻井液的压力推动带切削刃套管鞋向下滑动。步骤E、上提钻杆，上提高度I I. 5m ;固定导向心轴与滑动套相对移动Im行程。步骤F、下放钻杆，下放长度I I. 5m;在固定导向心轴和滑动销的作用下，滑动套带动带切削刃套管鞋旋转，切削阻挡物。步骤G、循环执行步骤D和步骤E，滑动套带动带切削刃套管鞋多次旋转，直至遇阻段阻挡物被清理完。步骤H、下放整个完井管柱串，使完井套管到目标位置；然后投球憋压将套管悬挂器悬挂在上层套管的内壁上。步骤I、给旋转短接内施加钻井液压力，在钻井液压力作用下，钻井液通过横向水孔后，钻井液的压力推动扭矩锁定套向上移动。扭矩锁定套剪断旋转短接的剪切销，将旋转短接的扭矩锁定套向上滑动，固定套与扭矩锁定套径向固定；此时，旋转钻杆能将扭矩传到套管悬挂器上，旋转钻杆实现套管悬挂器丢手作业，将旋转短接与套管悬挂器分离.步骤J、上提钻杆和旋转短接，并起出钻杆和旋转短接，完成用钻杆下放完井管柱施工。、旋转短接，主要由钻杆连接体、心轴、固定套、扭矩锁定套、弹簧销、短接剪切销和下心轴组成。钻杆连接体为圆柱体形有中心孔，钻杆连接体的上端有钻杆内螺纹，上端能连接钻杆。钻杆连接体下端有连接内螺纹，在钻杆连接体的下端螺纹连接有固定套，固定套圆柱体形有中心孔，在固定套中心孔内滑动配合有一根心轴，心轴有中心孔,心轴的上端外壁有凸起的环形台阶，环形台阶在钻杆连接体内壁的凹槽内，环形台阶的两端分别有一个平面轴承，上部的平面轴承的上端面与钻杆连接体内壁凹槽上平面接触，下部的平面轴承的下端面在固定套的上端面之上；心轴的下端有连接内螺纹，在心轴的下端螺纹连接有下心轴，下心轴有中心孔，下心轴的下端有钻杆外螺纹；在下心轴外壁为阶梯型，在下心轴的外壁上套有一个扭矩锁定套，并且扭矩锁定套的上端套在固定套下端的外壁上；在扭矩锁定套壁上均匀分布并固定有短接剪切销，短接剪切销的内端在下心轴外壁上，短接剪切销将扭矩锁定套固定在下心轴的外壁上；在下心轴的外壁上有下心轴花键，在固定套的外壁下端有固定套花键；固定套花键和下心轴花键的结构相同；在扭矩锁定套的内壁上有扭矩锁定套花键，固定套花键、下心轴花键和扭矩锁定套花键的公称直径相同；扭矩锁定套花键能分别与固定套花键和下心轴花键配合；在下心轴的外壁上有一个环形的限位槽，限位槽在下心轴花键的下部；在扭矩锁定套的壁上均匀分布并固定有弹簧销。下入井内时，扭矩锁定套通过短接剪切销固定在下心轴外壁上，扭矩锁定套花键与下心轴花键配合；当切断短接剪切销并且扭矩锁定套向上滑动，扭矩锁定套花键与固定套花键配合，同时弹簧销的内端弹入下心轴外壁上的限位槽内，同时弹簧销将扭矩锁定套锁定。为了使扭矩锁定套向上滑动，在下心轴的外壁上径向分布有横向水孔。简述旋转短接的工作原理。参阅图I。旋转短接2连接在套管悬挂器4与钻杆I之间，套管悬挂器4的下端连接完井套管5，完井套管5的下端连接完井管柱下入工具6，组成完井套管串穿过上层套管3下入到裸眼井段。完井套管5下放的时候，旋转短接2的钻杆连接体8能够与下心轴14径向自由转动，下部连接的完井套管5和完井管柱下入工具6能旋转。遇到裸眼井段的阻挡物7后通过上提下放完井套管串，完井管柱下入工具6能清除阻挡物7，继续下入完井套管串。当完井套管5下放到目标位置时，通过地面投球憋压使套管悬挂器4悬挂在上层套管3内壁上。给旋转短接2施加压力，在压力作用下，扭矩锁定套11剪断短接剪切销13。扭矩锁定套11向上滑动，扭矩锁定套11向上滑动到固定套10轴肩处停止，此时，旋转短接2将钻杆I与套管悬挂器4径向锁死，此时，扭矩锁定套花键17与固定套花键15相互配合，形成径向扭矩锁定。弹簧销12弹入限位槽17内，能够阻止扭矩锁定套11的轴向滑动。此时钻杆I能将扭矩传到套管悬挂器4上。旋转钻杆I能实现套管悬挂器4丢手作业，将旋转短接2与套管悬挂器4分离，起出钻杆I和旋转短接2。完成钻杆下放完井管柱施工。完井管柱下入工具，主要由上接头、固定导向心轴、滑动销、剪切销、滑动套和带切削刃套管鞋组成。上接头的上端有套管内螺纹，上接头的下端有连接内螺纹。在上接头的下端螺纹连接固定导向心轴，固定导向心轴为圆柱体形，固定导向心轴有中心孔；在固定导向心轴的外表面加工有导向螺旋槽。在固定导向心轴的外壁上套有一个滑动套，滑动套与固定导向心轴滑动配合；在滑动套壁上固定有滑动销，滑动销中心线与固定导向心轴中心线垂直，滑动销的内端在导向螺旋槽内；当滑动套在固定导向心轴外壁上轴向滑动的同时，滑动销在导向螺旋槽内滑动，使得滑动套在轴向滑动的同时产生旋转。 滑动套的下端有连接内螺纹，滑动套的下端连接一个旋转筒，旋转筒套在固定导向心轴的外壁上；在旋转筒的壁上对称固定有剪切销，剪切销的内端在固定导向心轴壁上的固定孔内；剪切销将旋转筒固定的固定导向心轴外壁上；在旋转筒的下端有外螺纹，旋转筒下端螺纹连接有带切削刃套管鞋，带切削刃套管鞋为圆柱体形，带切削刃套管鞋下端为球面形，在带切削刃套管鞋球面形的表面固定有切削刃。为了提高密封性，在固定导向心轴下端外壁上有密封槽，密封槽内有密封圈。使旋转筒内壁与固定导向心轴外壁之间密封。所述的导向螺旋槽导的横截面为矩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种用钻杆下放完井管柱的方法，其特征在干 步骤A、连接整个完井管柱串井下入井内整个完井管柱串包括钻杆(I)、旋转短接(2)、套管悬挂器(4)、完井套管(5)和完井管柱下入工具(6)组成；在钻杆(I)是下端连接旋转短接(2)，在旋转短接(2)的下端连接套管悬挂器(4)，套管悬挂器(4)在上层套管(3)内；在套管悬挂器(4)的下端连接完井套管(5)，完井套管(5)的下端连接完井管柱下人工具(6);完井套管(5)和完井管柱下入工具(6)在井眼裸眼段内； 步骤B、在完井管柱串下放过程中，旋转短接(2)下部的套管悬挂器(4)、完井套管(5)和完井管柱下入工具(6)产生转动时，旋转短接(2)处于初始状态，钻杆(I)相对完井管柱旋转； 步骤C、在完井管柱串下放过程中，当完井套管(5)和完井管柱下入工具￠)的下端遇到阻挡物(7);对完井管柱下入工具(6)施加5t钻压，剪断剪切销(610)； 步骤D、钻杆(I)上端连接方钻杆或者顶部驱动装置进行钻井液循环；此时，钻井液的压カ推动带切削刃套管鞋￠11)向下滑动； 步骤E、上提钻杆(I)，上提高度I I. 5m ;固定导向心轴(606)与滑动套(608)相对移动Im行程； 步骤F、下放钻杆(I)，下放长度I I. 5m ;在固定导向心轴(606)和滑动销(607)的作用下，滑动套(608)带动带切削刃套管鞋(611)旋转，切削阻挡物(7)； 步骤G、循环执行步骤D和步骤E，滑动套(608)带动带切削刃套管鞋￠11)多次旋转，直至遇阻段阻挡物(7)被清理完； 步骤H、下放整个完井管柱串，使完井套管(5)到目标位置；然后投球憋压将套管悬挂器(4)悬挂在上层套管(3)的内壁上； 步骤I、给旋转短接(2)内施加钻井液压力，在钻井液压力作用下，钻井液通过横向水孔(19)后，钻井液的压カ推动扭矩锁定套(11)向上移动。扭矩锁定套(11)剪断旋转短接的剪切销(13)，将旋转短接(2)的扭矩锁定套(11)向上滑动，固定套(10)与扭矩锁定套(11)径向固定；此时，旋转钻杆⑴能将扭矩传到套管悬挂器⑷上，旋转钻杆⑴实现套管悬挂器(4)丢手作业，将旋转短接(2)与套管悬挂器(4)分离； 步骤J、上提钻杆⑴和旋转短接(2)，并起出钻杆⑴和旋转短接(2)，完成用钻杆下放完井管柱施工。2.根据权利要求I所述的用钻杆下放完井管柱的方法，其特征是所述的旋转短接(2)，主要由钻杆连接体(8)、心轴(9)、固定套(10)、扭矩锁定套(11)、弹簧销(12)、短接剪切销(13)和下心轴(14)组成；钻杆连接体(8)为圆柱体形有中心孔，钻杆连接体(8)的上端有钻杆内螺纹；其特征在于钻杆连接体(8)下端有连接内螺纹，在钻杆连接体(8)的下端螺纹连接有固定套(10)，固定套(10)圆柱体形有中心孔，在固定套(10)中心孔内滑动配合有一根心轴(9)，心轴(9)有中心孔，心轴(9)的上端外壁有凸起的环形台阶，环形台阶在钻杆连接体(8)内壁的凹槽内，环形台阶的两端分别有ー个平面轴承，上部的平面轴承的上端面与钻杆连接体(8)内壁凹槽上平面接触...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏伟，韩飞，纪友哲，马汝涛，贾涛，朱英杰，杨磊，郭慧娟，尹洪伟，于永亮，王建利，田毅，耿莉，王雪，杨斯媛，卢静，林雅玲，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团钻井工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：