一种竖直井中的中心管下管工艺的制作方法

本发明创造属于中深层水热型地热井中心管下管技术领域，尤其是涉及一种竖直井中的中心管下管工艺。

背景技术：

目前，采用单井换热技术的中深层地热井深度一般在1500m～2500m，单井换热技术的实现一般是利用中心管的保温技术和中心管内外水流的高效换热技术，来达到取热不取水的目的。

中心管不同于地热井施工和成井时使用的各类铁质套管和钻杆，其比重相对较轻，略小于水的比重，强度也比各类铁质套管低很多，下管时存在三个现实问题：一是中心管容易折断，二是需要加配重，三是接箍丝扣的连接目前没有专用工具。因此，在保证安全的条件下如何把1500m以上长度的中心管顺利下入地热井内，目前还没有一套成熟的中心管下管工艺，特别是丝扣连接的中心管下管工艺。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种竖直井中的中心管下管工艺，以解决上述技术问题。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种竖直井中的中心管下管工艺，包括如下步骤：

步骤一：当中心管比重小于1时，选择金属管作为第一根中心管；

步骤二：中心管两端加工丝扣，一端安装接箍；

步骤三：第一根中心管的圆周壁上打圆状孔眼；

步骤四：吊卡卡住接箍底部，钻机吊钳将中心管接箍端吊起，至中心管完全位于竖直方向时，钻机吊钳将中心管缓缓下入井内；

步骤五：将另一根中心管的接箍端吊起，至竖直，中心管的另一端离开地面，被吊起的中心管与井中的中心管的接箍端连接；

步骤六：重复步骤五，直至中心管下入深度达到设计要求为止。

进一步的，步骤一中中心管的丝扣连接部分擦洗少量起润滑作用的植物食用油后再与接箍连接。

进一步的，步骤三中孔眼位于第一根中心管的中部，孔眼从上到下设置有若干行，每行的孔眼设置有若干个，孔眼的过水面积之和与中心管底部过水面积相对应。

进一步的，相邻行的孔眼交错设置。

进一步的，孔眼起始位置距离第一根中心管底部的距离为4m～5m，孔眼的直径为12mm～18mm。

进一步的，每行的孔眼数量为4～8个，同一横截面上的孔眼围绕着中心管的轴线均匀间隔设置，相邻行孔眼的垂向距离为33.5mm～45.7mm。

进一步的，步骤四中的吊卡包括与中心管配合的左抱箍和右抱箍，左抱箍和右抱箍抱住中心管后，左抱箍和右抱箍的两侧的固定板分别通过螺栓螺母固定。

进一步的，左抱箍、右抱箍两侧的固定板的同侧分别对称的开有豁口，豁口的开口方向与左抱箍或者右抱箍的轴线平行，吊卡卡在靠近上方接箍的中心管上。

进一步的，步骤五中，被吊起的中心管与井中的中心管的接箍端连接时，先用软性皮带管钳再用钻杆管钳拧紧拧。

进一步的，软性皮带管钳拧2～3圈丝扣，用于拧紧的钻杆管钳为127钻杆管钳。

相对于现有技术，本发明创造所述的一种竖直井中的中心管下管工艺具有以下优势：

(1)本发明创造能够快速安全的实现竖直井中的中心管下管；

(2)具有一定钢度的中心管经实践可以使用钻杆管钳工具拧紧丝扣，开始的2～3圈丝扣先使用软性皮带管钳拧，然后使用钻杆管钳工具拧紧丝扣，确保了中心管丝扣连接稳固性，避免出现中心管折断事故；

(2)使用配重解决了中心管比重比水轻的现实问题，金属丝扣和中心管丝扣实现了牢靠安全连接；

(3)丝扣连接用食用油(代替丝扣油)，软性皮带管钳、钻杆管钳，吊卡、钻机等工器具，保证了中心管顺利下入井内。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明创造实施例的工艺流程图；

图2为本发明创造实施例所述的吊卡的主视图；

图3为本发明创造实施例所述的吊卡的俯视图。

附图标记说明：

1、中心管；2、接箍；3、吊卡；301、左抱箍；302、右抱箍；a、豁口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

中心管1与接箍2的规格一般为：中心管1单根长度6m～9m，壁厚10mm～12mm，外直径100mm～120mm，内直径80mm～100mm，两端丝扣长度85mm～95mm；单个接箍2长度236mm～240mm，外直径136mm～140mm，单个接箍2的中间无丝扣长度59mm～63mm。

如图1所示，一种竖直井中的中心管1下管工艺，包括如下步骤：

第一步：当中心管1比重小于1时，选择合适的长度的金属管作为第一根中心管1，金属管起到配重的作用，金属管上端的接箍2能够与中心管1的丝扣配合。

第二步：所有中心管1两端加工丝扣，一端安装接箍2，按顺序排好。

第三步：第一根中心管1的圆周壁上打圆状孔眼，孔眼起始位置距离中心管1底部4m～5m，孔眼直径12mm～18mm，同一横截面上平均分布4～8个孔眼，孔眼垂向距离33.5mm～45.7mm，根据孔眼的过水面积之和大约等于中心管1底部过水面积来计算孔眼数量。

第四步：将中心管1接箍2端吊起，至中心管1完全位于竖直方向时，将中心管1缓缓下入井内，当接箍2到吊卡3处，吊卡3卡在接箍2底部，吊卡3卡在井口。

第五步：将另一根中心管1接箍2端吊起，至竖直，中心管1的另一端离开地面，被吊起的中心管1与井中的中心管1的接箍2端连接。

第六步：重复第五步，直至中心管1下入深度达到设计要求为止。

中心管1提吊过程中，禁止中心管1的丝扣碰撞和拖地磨损，保证中心管1的丝扣清洁和完好。中心管1的提吊速度要平稳，避免中心管1损坏。

本实施例中地热井深度1570米，中心管1产品名称为刚芯管pp100，规格型号为dn100，单根长度9m，壁厚10mm，外直径120mm，两端丝扣长度95mm。连接中心管1的单个接箍2长度237mm，外直径136mm，中间无丝扣长度59mm。管材比重0.946。

下管第一步：管材比重为0.946，比水轻，第一根中心管1采用φ89×9钻杆替代，长度10.83m，为了方便下管，第一根中心管1的下部设置为有一定锥度的锥管结构。

下管第二步：单根中心管1一端丝扣连接部分擦洗少量起润滑作用的植物食用油，1人用手固定中心管1，1人徒手拧接箍2丝扣2～3圈后换用机械工具，1人用127钻杆管钳固定中心管1，1人用127钻杆管钳拧紧丝扣，直到中心管1顶到接箍2中间台阶为止。拧上接箍2的单根中心管1按顺序排好。

下管第三步：第一根中心管1打圆状孔眼，孔眼起始位置从中心管1底部向上6米处开始打进水孔眼，孔眼直径15mm，1圈平均分布4个孔眼，共11行44个孔眼，上下孔眼交叉分布，过水面积合计约7850mm²。

下管第四步：下入井口第一根中心管1。在接箍2下部卡上吊卡3后提吊中心管1，地面操作人员辅助传输中心管1，直到中心管1离开地面，并交与钻机平台人员。钻机平台上操作人员操作钻机，1人负责过渡中心管1到井口人员。井口人员2人与钻机操作人员1人密切配合，钻机将中心管1缓缓下入井内。未连接接箍2端开口向下，连接接箍2端在上，吊卡3卡住接箍2底部，把第一根中心管1卡在井口。

下管第五步：按第四步步骤，提吊第二根中心管1，第一根和第二根中心管1靠接箍2丝扣连接。当第一根中心管1公扣平稳对准接箍2母扣后，井口人员2人负责拧丝扣，先用软性皮带管钳拧2～3圈丝扣，再起用127钻杆管钳拧紧丝扣，1人用127钻杆管钳固定中心管1，1人用127钻杆管钳拧紧丝扣。

下管第六步：重复第五步，直至中心管1下入深度达到1530m为止。

如图2、3所示，第四步中的吊卡3包括左抱箍301和右抱箍302，左抱箍301和右抱箍302抱住中心管1后，左抱箍301和右抱箍302的两侧的固定板分别通过螺栓螺母固定。左抱箍301、右抱箍302两侧的固定板的同侧分别对称的开有豁口a，豁口a的开口方向与左抱箍301或者右抱箍302的轴线平行。吊卡3卡在靠近上方接箍2的中心管1上。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。