用于深海無鉆機永久棄井的井下作業工具制造技術

本實用新型專利技術涉及石油開采技術領域，公開了一種用于深海無鉆機永久棄井的井下作業工具，其包括首位依次相連的注入組件、封隔組件、噴射組件、錨定組件Ⅰ、旋轉切割組件、錨定組件Ⅱ以及連續油管；該實用新型專利技術解決了現有技術中施工工序較多，作業時間長，成本高、操作繁瑣、作業費用高等的問題，通過噴射組件完成對生產油管的射孔作業，打開油套環空與生產油管內腔之間的孔道；通過旋轉切割組件完成生產油管管壁的環形切割作業；通過外擴結構加強定位和分割區間，錨定爪牙也起到定位和加固的作用，使用該用于無鉆機永久棄井的井下作業工具，總共需要三步水泥擠注操作就可以完成，作業時間大幅縮短，減少了作業時間和成本，且操作靈活，作業費用低。

【技術實現步驟摘要】
用于深海無鉆機永久棄井的井下作業工具
本專利技術涉及海洋工程
，具體而言，涉及一種用于深海無鉆機永久棄井的井下作業工具。
技術介紹
根據棄井作業中是否用到鉆井船或其他移動式鉆井裝置，可將海洋棄井作業分為鉆井船棄井作業和無鉆井船棄井作業。常規的海洋深水棄井作業往往采用鉆井船進行作業，所動用的設施主要是鉆井船，船上配有相應的鉆架、絞車以及各種輔助設施，棄井作業中可以將井下設施，如油管、套管等取出。而無鉆井船棄井作業則是采用專門設計的工程船以及各種專用的水上及水下設備來進行棄井作業，與鉆井船作業相比，井內油管無需取出，工程船上沒有大型的鉆架，因此其船體尺寸要小得多，作業費用也更低。由于無鉆井船作業無需動用資源稀缺的鉆井船且經濟效益明顯，因此近年來該項技術在國外得到了快速的發展，在海洋深水棄井作業以及各種修井作業中都有著廣泛應用。目前我國對該項技術的應用仍然處于空白，而隨著我國海洋油氣資源開發力度的加大，各種棄井、修井以及增產措施的作業數量將會不斷增加，采用該項技術不僅可以節約我國稀缺的深水平臺資源，而且具有巨大的經濟效益。常規無鉆機海洋棄井作業通過鋼絲作為媒介下入橋塞、射孔以及切割工具，每次作業都需要連接不同的工具起下鋼絲繩一次，施工工序較多，對油管的切割采用物理切割，后續回收和處理比較麻煩；鋼絲繩作為媒介，需要通過水下控制系統、采油樹、配重塊系統等建立循環通道。完成每個工序過程，都需要下一次不同得井下工具，完成整個棄井過程至少下放七次工具，作業時間長，成本高。本專利技術的無鉆機棄井作業，通過連續油管作為媒介，操作更靈活，作業費用更低。
技術實現思路
本專利技術的主要目的在于提供一種用于深海無鉆機永久棄井的井下作業工具，以解決現有技術中施工工序較多，作業時間長，成本高、操作繁瑣、作業費用高等的問題。為了實現上述目的，本專利技術采用以下的技術方案：一種用于深海無鉆機永久棄井的井下作業工具，該井下作業工具安裝在連續油管末端使用，其包括首位依次相連的注入組件、封隔組件、噴射組件、錨定組件Ⅰ、旋轉切割組件以及錨定組件Ⅱ；注入組件上方與連續油管連接，注入組件、封隔組件、噴射組件、錨定組件Ⅰ、旋轉切割組件以及錨定組件Ⅱ內均帶有相互連通的注射通道；連續油管與注射通道連通；注入組件包括注入嘴本體，注入嘴本體一端開有注入口，注入嘴本體內帶有球座Ⅰ；封隔組件包括封隔器本體以及連接在分隔器本體上的外擴結構；噴射組件包括噴射短接本體，噴射短接本體的側壁上帶有連通孔，連通孔內安裝有噴嘴，噴射組件的注射通道內帶有剪切銷釘Ⅰ，噴射組件的注射通道內還帶有滑套Ⅰ，滑套Ⅰ位于剪切銷釘Ⅰ上方，滑套Ⅰ將噴射短接本體側壁上的連通孔封堵；錨定組件Ⅰ和錨定組件Ⅱ均包括錨定本體，錨定本體側壁上帶有連通孔，連通孔內安裝有錨定爪牙，錨定爪牙的爪牙方向朝外，錨定組件Ⅰ的注射通道內帶有球座Ⅱ；旋轉切割組件包括上接頭、外筒、內筒、下接頭以及切割噴嘴，上接頭和下接頭通過內筒連接，外筒兩端分別可轉動連接在上接頭和下接頭上，外筒和內筒之間帶有空腔，內筒和外筒上帶有連通孔，外筒上的連通孔偏斜一定角度，切割噴嘴安裝在外筒的連通孔內；旋轉切割組件的注射通道內帶有剪切銷釘Ⅱ，滑套Ⅱ安裝在旋轉切割組件的注射通道內，滑套Ⅱ的底部抵在剪切銷定Ⅱ上，滑套Ⅱ封堵內筒側壁上的連通孔。進一步的，外筒與上接頭、外筒與下接頭之間均帶有軸承。進一步的，注入口為喇叭形。進一步的，球座Ⅱ和球座Ⅰ之間的注射通道的直徑小于球座Ⅱ以上的注射通道。進一步的，球座Ⅱ的內徑小于滑套Ⅱ的內徑，球座Ⅰ的內徑小于滑套Ⅰ的內徑。進一步的，外擴結構為膠皮結構。進一步的，注入組件一端帶有連接內螺紋，連續油管一端帶有連接外螺紋，封隔組件、噴射組件、錨定組件Ⅰ、旋轉切割組件以及錨定組件Ⅱ均一端帶有連接內螺紋，另一端帶有連接外螺紋，從下到上，注入組件、封隔組件、噴射組件、錨定組件Ⅰ、旋轉切割組件、錨定組件Ⅱ以及連續油管依次螺紋連接。一種使用上述井下作業工具的作業方法，包括以下步驟：S1：將井下作業工具通過連續油管下放到生產油管中，通過連續油管向注射通道內泵入高壓水泥漿，在壓力作用下，外擴結構實現擴張，錨定爪牙在管內壓力的作用下處于錨定狀態；S2：水泥漿在高壓作用下通過底部注入口擠入地層；當擠入的水泥塞長度滿足要求后，停泵，上提作業工具候凝，候凝結束后，地面注入液體試壓，并通過連續油管注入頭施加壓力，探側頂面強度，強度合格后，完成第一段水泥塞的封固；S3：將作業工具上提到第二段水泥塞的位置，投入鋼球Ⅰ，提高泵注壓力憋壓，滑套Ⅰ在注射通道內壓力的作用下，突破剪切銷釘Ⅰ，落入到球座Ⅰ位置，此時噴射組件側壁的連通孔被打開；向注射通道內泵入高壓噴砂液，高壓噴砂液從噴嘴噴出，擊穿生產油管的管壁，在生產油管的管壁上形成擊穿孔，在這個過程中外擴結構和錨定爪牙在壓力的作用下也是處于工作狀態；S4：向注射通道內泵入水泥漿前置液，通過前置液將第一段水泥塞和第二段水泥塞隔離，注入第二段水泥塞，水泥塞除了注入到生產油管內腔之外，還從擊穿孔內進入到生產油管和套管之間的油套環空中，注入完成之后，上提連續油管候凝，候凝結束后，試壓并探水泥塞頂面，合格后完成第二段水泥塞的封固；S5：將作業工具上提至第三段水泥塞位置，投入鋼球Ⅱ，提高泵注壓力憋壓，滑套Ⅱ在注射通道內壓力的作用下，沖破剪切銷釘Ⅱ，落入錨定組件Ⅰ的球座Ⅱ位置，內筒側壁的連通孔被打開，向注射通道中泵入高壓噴砂液，高壓噴砂液從切割噴嘴噴出，依靠射流沖擊力將待切割管柱割開，同時射流沖擊力的反作用力，對外筒形成一定的扭矩，由于外筒與內筒為軸承連接，外筒相對內筒進行旋轉，實現生產油管的切割，在生產油管上形成環形切口，在這個過程中外擴結構和錨定爪牙在壓力的作用下也是處于工作狀態；切割完成后，將切割后的上部生產油管起出。S6：向注射通道內泵入水泥漿前置液，通過前置液將第二段水泥塞和第三段水泥塞隔離，向內注入第三段水泥塞，此時水泥塞將目標井段的整個井筒內腔灌滿，擠注水泥塞長度滿足要求后，擠注結束，上提作業工具候凝，候凝結束后，試壓并探水泥塞頂面，試壓合格后，完成第三段水泥塞的封固；S7：最后回收井口裝置，完成整個棄井過程。本專利技術具有以下有益效果：(1)該井下作業工具，設置有噴射組件，通過滑套Ⅰ將噴嘴處封堵，鋼球Ⅰ帶動滑套Ⅰ下落，控制噴嘴的打開，進而通過噴嘴將油管管壁擊穿，從擊穿孔的位置將水泥塞擠注到生產油管和套管之間的環空空間中，可控性較強，可以根據實際需求，在任意合適的高度擊穿油管管壁進行注射水泥塞，可控性更強；(2)該井下作業工具，設置有旋轉切割組件，通過鋼球Ⅱ可以控制滑套Ⅱ，將旋轉切割組件的內筒連通孔打開，外筒上的連通孔偏斜一定角度，向注射通道中泵入高壓噴砂液，高壓噴砂液從噴嘴噴出，依靠射流沖擊力將待切割管柱割開，同時射流沖擊力的反作用力，使得外筒相對內筒進行旋轉，實現生產油管的切割，在生產油管管壁上形成環形切口；(3)使用該用于深海無鉆機永久棄本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種用于深海無鉆機永久棄井的井下作業工具，該井下作業工具安裝在連續油管(7)末端使用，其特征在于，包括首位依次相連的注入組件(1)、封隔組件(2)、噴射組件(3)、錨定組件Ⅰ(4)、旋轉切割組件(5)以及錨定組件Ⅱ(6)；注入組件上方與連續油管(7)連接，注入組件(1)、封隔組件(2)、噴射組件(3)、錨定組件Ⅰ(4)、旋轉切割組件(5)以及錨定組件Ⅱ(6)內均帶有相互連通的注射通道；連續油管(7)與注射通道連通；/n注入組件(1)包括注入嘴本體(11)，注入嘴本體(11)一端開有注入口(13)，注入嘴本體(11)內帶有球座Ⅰ(12)；/n封隔組件(2)包括封隔器本體(21)以及連接在分隔器本體上的外擴結構(22)；/n噴射組件(3)包括噴射短接本體(31)，噴射短接本體(31)的側壁上帶有連通孔，連通孔內安裝有噴嘴(32)，噴射組件(3)的注射通道內帶有剪切銷釘Ⅰ(33)，噴射組件(3)的注射通道內還帶有滑套Ⅰ(9)，滑套Ⅰ(9)位于剪切銷釘Ⅰ(33)上方，滑套Ⅰ(9)將噴射短接本體(31)側壁上的連通孔封堵；/n錨定組件Ⅰ(4)和錨定組件Ⅱ(6)均包括錨定本體(41)，錨定本體(41)側壁上帶有連通孔，連通孔內安裝有錨定爪牙(42)，錨定爪牙(42)的爪牙方向朝外，錨定組件Ⅰ(4)的注射通道內帶有球座Ⅱ(43)；/n旋轉切割組件(5)包括上接頭(51)、外筒(52)、內筒(53)、下接頭(54)以及切割噴嘴(55)，上接頭(51)和下接頭(54)通過內筒(53)連接，外筒(52)兩端分別可轉動連接在上接頭(51)和下接頭(54)上，外筒(52)和內筒(53)之間帶有空腔，內筒(53)和外筒(52)上帶有連通孔，外筒(52)上的連通孔偏斜一定角度，切割噴嘴(55)安裝在外筒(52)的連通孔內；旋轉切割組件(5)的注射通道內帶有剪切銷釘Ⅱ(56)，滑套Ⅱ(8)安裝在旋轉切割組件(5)的注射通道內，滑套Ⅱ的底部抵在剪切銷定Ⅱ上，滑套Ⅱ封堵內筒(53)側壁上的連通孔。/n...

【技術特征摘要】
1.一種用于深海無鉆機永久棄井的井下作業工具，該井下作業工具安裝在連續油管(7)末端使用，其特征在于，包括首位依次相連的注入組件(1)、封隔組件(2)、噴射組件(3)、錨定組件Ⅰ(4)、旋轉切割組件(5)以及錨定組件Ⅱ(6)；注入組件上方與連續油管(7)連接，注入組件(1)、封隔組件(2)、噴射組件(3)、錨定組件Ⅰ(4)、旋轉切割組件(5)以及錨定組件Ⅱ(6)內均帶有相互連通的注射通道；連續油管(7)與注射通道連通；
注入組件(1)包括注入嘴本體(11)，注入嘴本體(11)一端開有注入口(13)，注入嘴本體(11)內帶有球座Ⅰ(12)；
封隔組件(2)包括封隔器本體(21)以及連接在分隔器本體上的外擴結構(22)；
噴射組件(3)包括噴射短接本體(31)，噴射短接本體(31)的側壁上帶有連通孔，連通孔內安裝有噴嘴(32)，噴射組件(3)的注射通道內帶有剪切銷釘Ⅰ(33)，噴射組件(3)的注射通道內還帶有滑套Ⅰ(9)，滑套Ⅰ(9)位于剪切銷釘Ⅰ(33)上方，滑套Ⅰ(9)將噴射短接本體(31)側壁上的連通孔封堵；
錨定組件Ⅰ(4)和錨定組件Ⅱ(6)均包括錨定本體(41)，錨定本體(41)側壁上帶有連通孔，連通孔內安裝有錨定爪牙(42)，錨定爪牙(42)的爪牙方向朝外，錨定組件Ⅰ(4)的注射通道內帶有球座Ⅱ(43)；
旋轉切割組件(5)包括上接頭(51)、外筒(52)、內筒(53)、下接頭(54)以及切割噴嘴(55)，上接頭(51)和下接頭(54)通過內筒(53)連接，外筒(52)兩端分別可轉動連接在上接頭(51)和下接頭(54)上，外筒(52)和內筒(53)之間帶有空腔，內筒(53)和外筒(52)上帶有連通孔，外筒(5...

【專利技術屬性】
技術研發人員：逄仁德，李亞東，呂濤，李建文，李云峰，郭培軍，孫濤，辛鵬，丁彬，朱峰，劉鵬，王帥，
申請(專利權)人：山東海洋工程裝備有限公司，山東海洋工程裝備研究院有限公司，
類型：新型
國別省市：山東;37