一种地热井复合式洗井工具及洗井工艺方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及地热井洗井领域，具体涉及一种地热井复合式洗井工具及洗井工艺方法。
【背景技术】
[0002]随着钻探设备能力、地热开发深度和广度的不断发展，地热井钻探深度一般达两千米以上，很多地区钻探三、四千米才能得到品位较高的地热资源。由于热储含水层埋藏较深，钻井施工周期长，泥浆液注压力大，钻井液、岩肩等碎肩物质对含水层产生较强的污染堵塞作用，这些使洗井环节面临更高的要求。从成本上考虑，目前国内地热井洗井主要运用高压水流喷射法或活塞洗井法对地热井进行洗井。
[0003]在实际生产作业时，随着钻井深度不断增加，有时候当用单一的方法洗井后，会出现洗井效果不佳的情况，一次洗井后出水量达不到设计要求，不得不进行二次洗井甚至三次洗井。这样不仅延长了洗井周期，而且消耗大量人力财力。
[0004]根据洗井施工实践资料(人员、机械、材料、方法、环境、测量六个方面资料)分析，采用单模式洗井往往造成洗井耗时长、反复洗井次数多，其他辅助原因即使能造成洗井耗时增加，但增加的时间也很少。其造成洗井次数多主要原因主要有两点:一是洗井工具功能单一;二是喷射水流压力低。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是，针对现有地热井钻探存在的上述不足，提供一种地热井复合式洗井工具及洗井工艺方法，不仅可以高压水流喷射洗井，而且可以同时进行活塞洗井辅助，减少地热井洗井次数和耗时，显著提高洗井的效率和质量。
[0006]本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是:
一种地热井复合式洗井工具，包括活塞洗井部分和喷射洗井部分，活塞洗井部分包括可拆卸式上接头、固定丝套、可拆卸式活塞挡板、多页可拆卸式活塞片、活塞间支撑套、固定式小挡板和第一连通管;喷射洗井部分包括第二连通管、下接头、喷射孔;第一连通管上端通过丝扣连接可拆卸式上接头，可拆卸式上接头下方的第一连通管上设置固定丝套、固定式小挡板以及多个橡胶活塞，两两橡胶活塞之间的第一连通管上套接有活塞间支撑套，多个橡胶活塞固定在由固定丝套与固定式小挡板构成的固定装置之间，每个橡胶活塞包括可拆卸式活塞挡板和多页可拆卸式活塞片;第一连通管下端通过下接头与第二连通管连接，第二连通管上钻设有多个喷射孔。
[0007]按上述方案，可拆卸式活塞挡板以及多页可拆卸式活塞片的直径根据相应的活塞间支撑套的套管内径的大小尺寸更换。
[0008]按上述方案，活塞间支撑套的长度根据橡胶活塞需要调节的厚度更换(更换长度合适的活塞间支撑套确保橡胶活塞厚度可调节)。
[0009]按上述方案，橡胶活塞需要调节的厚度根据实际施工中需要清洗孔壁的泥皮厚度或致密情况来调节。
[0010]按上述方案，根据喷射水压需求适当调整第二连通管上的喷射孔的数量。。
[0011]本发明地热井复合式洗井工具的洗井工艺，在地热井完井工序结束后，连续进行喷射和活塞洗井，具体包括如下步骤:
1)注入的高压水通过第二连通管上的喷射孔作用下形成冲刷孔壁的喷射流进行喷射洗井；
2)同时橡胶活塞在第一连通管内上下抽拉运动，反复造成瞬时局部负压和猛烈的水力冲击破坏井壁残留泥皮，抽吸出管外砾石层及含水层中的稠泥浆和部分细砂，实现活塞洗井;
3)直到井口返液较清和基本不含泥砂为止，洗井完成。
[0012]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
1、本发明将活塞洗井与高压水流喷射洗井二者工艺结合使用，经发明组合后的复合式洗井工具，不仅可以结合实际情况改变喷射孔的数量来调节喷射水流的压力，而且使冲孔器具有喷射冲洗及活塞洗井两方面作用，不仅可以高压水流喷射洗井，而且可以同时进行活塞洗井辅助，减少了地热井洗井台班，降低了地热井洗井耗时，可以显著提高洗井的效率和质量，具有较好的市场应用前景；
2、橡胶活塞直径和橡胶活塞厚度可以灵活调节，配合多根不同水眼数量及水眼大小的冲孔器可适应所有管径及产层的洗井工作。
【附图说明】
[0013]图1为本发明地热井复合式洗井工具结构示意图；
图2为图1中地热井复合式洗井工具的活塞洗井部分结构示意图；
图3为图1中地热井复合式洗井工具的喷射洗井部分结构示意图；
图中，1-活塞洗井部分，1-可拆卸式上接头、2-固定丝套、3-可拆卸式活塞挡板、4-多页可拆卸式活塞片、5-活塞间支撑套、6-固定式小挡板；Π -喷射洗井部分，7-第一连通管、8-下接头、9-喷射孔，I O-第二连通管。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实例对本发明技术方案进行详细的描述。
[0015]参照图1所示，本发明所述的地热井复合式洗井工具，包括活塞洗井部分I和喷射洗井部分Π。
[0016]参照图2所示，活塞洗井部分I包括可拆卸式上接头1、固定丝套2、可拆卸式活塞挡板3、多页可拆卸式活塞片4、活塞间支撑套5、固定式小挡板6和第一连通管7;第一连通管7上端通过丝扣连接可拆卸式上接头1(钻杆接头)，可拆卸式上接头I下方的第一连通管7上设置固定丝套2、固定式小挡板6以及多个橡胶活塞，两两橡胶活塞之间的第一连通管7上套接有活塞间支撑套5，多个橡胶活塞固定在由固定丝套2与固定式小挡板6构成的固定装置之间，每个橡胶活塞包括可拆卸式活塞挡板3和多页可拆卸式活塞片4。
[0017]参照图3所示，喷射洗井部分Π(喷射洗井焊接件)包括第二连通管10、下接头8、喷射孔9。第一连通管7下端通过下接头8与第二连通管10连接，第二连通管10上钻设有多个喷射孔9。
[0018]根据活塞间支撑套5的套管内径的大小尺寸更换相应直径的可拆卸式活塞挡板3以及多页可拆卸式活塞片4。
[0019]根据橡胶活塞需要调节的厚度更换长度合适的活塞间支撑套5，确保橡胶活塞厚度(对应橡胶活塞个数)也可调节。橡胶活塞需要调节的厚度根据实际施工中需要清洗孔壁的泥皮厚度或致密情况来调节。
[0020]根据喷射水压需求适当调整第二连通管10上的喷射孔9的数量。根据需要栗压不同更换不同喷射洗井部分Π即冲孔器。
[0021]实例中的洗井冲孔器用89mm钻杆加工，径向分布四排水眼，单排水眼间距15cm，相邻两排水眼错位90°加工。冲孔器总水眼长度根据栗压需要调节，一般1.5-2.0m，冲孔器下端加工成锥形孔，换浆时可以出浆循环，冲孔时投铁球封死，铁球直径一般是3cm。
[0022]本发明洗井工具中橡胶活塞直径和橡胶活塞厚度可以灵活调节，配合多根不同水眼数量及水眼大小的冲孔器可适应所有管径及产层的洗井工作。
[0023]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，依本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
【主权项】
1.一种地热井复合式洗井工具，其特征在于，包括活塞洗井部分和喷射洗井部分，活塞洗井部分包括可拆卸式上接头(I)、固定丝套(2)、可拆卸式活塞挡板(3)、多页可拆卸式活塞片(4)、活塞间支撑套(5)、固定式小挡板(6)和第一连通管(7);喷射洗井部分包括第二连通管(10)、下接头(8)、喷射孔(9);第一连通管(7)上端通过丝扣连接可拆卸式上接头(I)，可拆卸式上接头(I)下方的第一连通管(7)上设置固定丝套(2)、固定式小挡板(6)以及多个橡胶活塞，两两橡胶活塞之间的第一连通管(7)上套接有活塞间支撑套(5)，多个橡胶活塞固定在由固定丝套(2)与固定式小挡板(6)构成的固定装置之间，每个橡胶活塞包括可拆卸式活塞挡板(3)和多页可拆卸式活塞片(4);第一连通管(7)下端通过下接头(8)与第二连通管(10)连接，第二连通管(10)上钻设有多个喷射孔(9)。2.根据权利要求1所述的地热井复合式洗井工具，其特征在于，可拆卸式活塞挡板(3)以及多页可拆卸式活塞片(4)的直径根据相应的活塞间支撑套(5)的套管内径的大小尺寸更换。3.根据权利要求1所述的地热井复合式洗井工具，其特征在于，活塞间支撑套(5)的长度根据橡胶活塞需要调节的厚度更换。4.根据权利要求3所述的地热井复合式洗井工具，其特征在于，橡胶活塞需要调节的厚度根据实际施工中需要清洗孔壁的泥皮厚度或致密情况来调节。5.根据权利要求1所述的地热井复合式洗井工具，其特征在于，根据喷射水压需求适当调整第二连通管(1 )上的喷射孔(9 )的数量。6.—种根据权利要求1所述的地热井复合式洗井工具的洗井工艺，其特征在于，在地热井完井工序结束后，连续进行喷射洗井和活塞洗井，具体包括如下步骤: .1)注入的高压水通过第二连通管(10)上的喷射孔(9)作用下形成冲刷孔壁的喷射流进行喷射洗井； .2)同时橡胶活塞在第一连通管(7)内上下抽拉运动，反复造成瞬时局部负压和猛烈的水力冲击破坏井壁残留泥皮，抽吸出管外砾石层及含水层中的稠泥浆和部分细砂，实现活塞洗井； .3 )直到井口返液较清和基本不含泥砂为止，洗井完成。
【专利摘要】一种地热井复合式洗井工具及洗井工艺方法，洗井工具包括活塞洗井部分和喷射洗井部分，活塞洗井部分包括可拆卸式上接头、固定丝套、可拆卸式活塞挡板、多页可拆卸式活塞片、活塞间支撑套、固定式小挡板和第一连通管；喷射洗井部分包括第二连通管、下接头、喷射孔。洗井工艺利用高压水作用下形成冲刷孔壁的喷射流，同时橡胶活塞在管内上下运动，反复造成瞬时局部负压和猛烈的水力冲击破坏井壁残留泥皮，抽吸出管外砾石层及含水层中的稠泥浆和部分细砂，从而达到洗井目的。本发明将活塞洗井与高压水流喷射洗井结合，不仅可以高压水流喷射洗井，而且可以同时进行活塞洗井辅助，降低了地热井洗井耗时、保证了洗井质量，提高了洗井效率。
【IPC分类】E21B21/00
【公开号】CN105672916
【申请号】CN201610235286
【发明人】谭现锋, 段隆臣, 郑宇轩, 段谟东, 秦耀军
【申请人】中国地质大学（武汉）, 山东省鲁北地质工程勘察院
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年4月15日