注浆设备和套管跑落处理方法

技术领域

本发明涉及钻孔套管技术领域，具体而言，涉及一种注浆设备和套管跑落处理方法。

背景技术

目前，在野外钻井过程中，因安全措施不当或操作人员疏忽容易造成的套管跑落事故时有发生，套管跑落事故发生后落入钻孔内，难以对其进行打捞，而现阶段对于套管跑落事故的处理，多数采用公锥、母锥连接钻杆对套筒进行打捞；由于在重力影响下套管跑落后往往会出现直接扎入孔底地层，且套管在孔底的状态往往是紧贴孔壁，加之设备能力有限、施工现场需要较长时间准备合适的打捞工具，此种情况下套管往往无法顺利提出孔外。

然而，上述通过公锥、母锥连接钻杆对套筒进行打捞的效果不太理想，且打捞成功率不高，并且在打捞过程中因套管尺寸与钻孔尺寸接近，易发生次生事故，往往套管打捞失败直接造成钻孔报废；而在套管跑落后直接扎入孔底地层使，套管几乎无法打捞出，进而套管与外环空也无法进行注浆封孔，且稍有不当可能会造成废孔。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种注浆设备和套管跑落处理方法，以解决现有技术中套管跑落后落入钻孔内而无法对钻孔进行注浆的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种注浆设备，用于向落有注浆套管的钻孔内注浆，注浆设备包括：套接管，套接管具有套设管段，套设管段的内径大于注浆套管的外径，以使套设管段套设在注浆套管的外侧；封堵组件，当套设管段套设在注浆套管的外侧之后，封堵组件的部分结构用于经套接管伸入至注浆套管内并位于注浆套管和套设管段的重叠区域，封堵组件的至少部分沿注浆套管的径向可膨胀地设置，以通过控制封堵组件进行膨胀以挤压注浆套管和套设管段之间的间隙。

进一步地，套接管还具有对接管段，对接管段的内径与注浆套管的内径一致，以在套设管段套设在注浆套管的外侧时，对接管段与注浆套管的开口对接。

进一步地，套接管还具有导正管段，导正管段设置在套设管段套入注浆套管的一端上，导正管段与套设管段的至少部分连接，以在套设管段套入注浆套管时，导正管段与注浆套管的外周面接触，以对注浆套管进行导正。

进一步地，导正管段的外周长小于或等于套设管段的外周长的二分之一。

进一步地，封堵组件包括：连接部件；封堵部件，连接部件与封堵部件连接，封堵部件具有柔性部，柔性部内用于容纳膨胀介质，以通过连接部件带动封堵部件运动至注浆套管和套设管段的重叠区域，并通过控制膨胀介质膨胀以使柔性部扩张以挤压注浆套管和套设管段之间的间隙。

进一步地，封堵部件还具有两个固定部，两个固定部分别设置在柔性部的沿注浆套管的轴向分布的两端，以在控制柔性部进行膨胀时，通过两个固定部以对柔性部沿注浆套管的轴向膨胀进行止挡。

进一步地，封堵组件还包括注浆管，注浆管的一端穿设在封堵部件上，注浆管的另一端与连接部件连通，以使连接部件通过注浆管对注浆套管内进行注浆。

根据本发明的另一方面，提供了一种套管跑落处理方法，套管跑落处理方法包括注浆操作，注浆操作适用于上述的注浆设备，注浆操作包括：将注浆设备的套接管套设在落入钻孔内的注浆套管上；将射孔器穿过注浆设备之后伸入注浆套管内，以在注浆套管的管壁上开设多个通孔；向注浆设备内注入浆料，以使进入注浆设备内的浆料流入注浆套管内并通过多个通孔流动至注浆套管的外侧。

进一步地，在注浆套管的管壁上开设多个通孔之后，注浆操作还包括：向注浆套管内加入促膨胀液体，以使促膨胀液体进入注浆套管内，并通过多个通孔流至注浆套管的外侧；将封堵组件伸入注浆套管内并位于注浆套管和套设管段的重叠区域，封堵组件内的膨胀介质在促膨胀液体的促进下进行膨胀，以带动封堵组件的柔性部进行扩张并挤压注浆套管和套设管段之间的间隙。

进一步地，注浆操作还包括：在进行注浆操作之前，检测落入钻孔内的注浆套管上的多个注浆孔是否落入钻孔的孔底内，以判断是否适合打捞；当落入钻孔内的注浆套管适合打捞时，利用打捞设备对其进行打捞，否则，执行注浆操作。

应用本发明的技术方案，提供了一种注浆设备和套管跑落处理方法，注浆设备用于向落有注浆套管的钻孔内注浆，注浆设备包括套接管和封堵组件；套接管具有套设管段，套设管段的内径大于注浆套管的外径，以使套设管段套设在注浆套管的外侧；当套设管段套设在注浆套管的外侧之后，封堵组件的部分结构用于经套接管伸入至注浆套管内并位于注浆套管和套设管段的重叠区域，封堵组件的至少部分沿注浆套管的径向可膨胀地设置，以通过控制封堵组件进行膨胀以挤压注浆套管和套设管段之间的间隙。上述设置，通过将套接管的套设管段套入注浆套管上，以用于与落入钻孔内的注浆套管进行套接，以将注浆套管延伸至钻孔的孔口处以便于开展基础工作，进而利用现有技术中的射孔器伸入注浆套管内对注浆套管的内壁进行打孔，再通过将封堵组件伸入注浆套管内，封堵组件的至少部分进行膨胀以挤压注浆套管与套设管段之间的间隙，进而封堵住注浆套管与套设管段之间的间隙，再利用封堵组件向注浆套管内注入浆液，进而浆液通过射孔器打的孔流至钻孔内，以完成对钻孔的注浆操作，进而解决现有技术中套管跑落后落入钻孔内而无法对钻孔进行注浆的问题。

附图说明

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

图1示出了根据本发明的注浆设备的实施例的套接管和注浆套管套接后的结构示意图；

图2示出了根据本发明的注浆设备的实施例的套接管和射孔器装配后的结构示意图；

图3示出了根据本发明的注浆设备的实施例的套接管和封堵组件装配后的结构示意图；

图4示出了根据本发明的注浆设备的实施例的套接管的结构示意图；

图5示出了根据本发明的注浆设备的实施例的封堵组件的结构示意图；

图6示出了根据本发明的套管跑落处理方法的实施例的打捞设备的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、钻孔；10、注浆套管；11、通孔；20、套接管；21、套设管段；22、对接管段；23、导正管段；30、封堵组件；31、连接部件；32、封堵部件；320、柔性部；321、膨胀介质；322、固定部；33、注浆管；40、射孔器；50、滑块；51、打捞主体；52、打捞导正头。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图5所示，应用本发明的技术方案的第一个方面，注浆设备用于向落有注浆套管10的钻孔1内注浆，注浆设备包括套接管20和封堵组件30；套接管20具有套设管段21，套设管段21的内径大于注浆套管10的外径，以使套设管段21套设在注浆套管10的外侧；当套设管段21套设在注浆套管10的外侧之后，封堵组件30的部分结构用于经套接管20伸入至注浆套管10内并位于注浆套管10和套设管段21的重叠区域，封堵组件30的至少部分沿注浆套管10的径向可膨胀地设置，以通过控制封堵组件30进行膨胀以挤压注浆套管10和套设管段21之间的间隙。

应用本实施例的技术方案，通过将套接管20的套设管段21套入注浆套管10上，以用于与落入钻孔1内的注浆套管10进行套接，以将注浆套管10延伸至钻孔1的孔口处以便于开展基础工作，进而利用现有技术中的射孔器40伸入注浆套管10内对注浆套管10的内壁进行打孔，再通过将封堵组件30伸入注浆套管10内，封堵组件30的至少部分进行膨胀以挤压注浆套管10与套设管段21之间的间隙，进而封堵住注浆套管10与套设管段21之间的间隙，再利用封堵组件30向注浆套管10内注入浆液，进而浆液通过射孔器40打的孔流至钻孔1内，以完成对钻孔1的注浆操作，进而解决现有技术中套管跑落后落入钻孔1内而无法对钻孔1进行注浆的问题。

如图1和图4所示，套接管20还具有对接管段22，对接管段22的内径与注浆套管10的内径一致，以在套设管段21套设在注浆套管10的外侧时，对接管段22与注浆套管10的开口对接。上述设置，由于对接管段22的内径与注浆套管10的内径一致，且对接管段22与套设管段21的连接处设置有坡口，以在套设管段21套入注浆套管10上后，注浆套管10顺利与对接管段22的管口无缝对接连通，进而实现将注浆套管10延伸至钻孔1的孔口处，以便于下一步地工作展开。

进一步地，套接管20还具有导正管段23，导正管段23设置在套设管段21套入注浆套管10的一端上，导正管段23与套设管段21的至少部分连接，以在套设管段21套入注浆套管10时，导正管段23与注浆套管10的外周面接触，以对注浆套管10进行导正。上述设置，由于注浆套管10跑落后落入钻孔1内后往往会在孔内紧贴孔壁，以至于在套接管20套入注浆套管10上时，不便于对其进行导正套接；因此，在套设管段21套入注浆套管10上时，通过导正管段23与注浆套管10的未贴合孔壁的一侧外周面接触，并通过旋转套接管20使得套设管段21顺利与注浆套管10套接；其中，导正管段23在套接管20与注浆套管10对接的过程中起到扶正的作用，以保证对接管段22与注浆套管10顺利完成对接。

具体地，导正管段23的外周长小于或等于套设管段21的外周长的二分之一。这样，以在套设管段21套入注浆套管10上时，导正管段23与注浆套管10的未贴合孔壁的一侧外周面接触，进而保证在旋转套接管20时，导正管段23的内壁面能够与注浆套管10的外周面相接触，以顺利完成对接管段22与注浆套管10的对接。

如图3和图5所示，封堵组件30包括连接部件31和封堵组件30；其中，连接部件31与封堵部件32连接，封堵部件32具有柔性部320，柔性部320内用于容纳膨胀介质321，以通过连接部件31带动封堵部件32运动至注浆套管10和套设管段21的重叠区域，并通过控制膨胀介质321膨胀以使柔性部320扩张以挤压注浆套管10和套设管段21之间的间隙。上述设置，通过将封堵组件30伸入注浆套管10内且位于注浆套管10和套设管段21的重叠区域，进而通过控制膨胀介质321进行膨胀，以使柔性部320进行扩张，进而膨胀介质321膨胀地带动柔性部320挤压注浆套管10与套设管段21之间的间隙，再利用封堵组件30向注浆套管10内注入浆液，以实现防止注入的浆液从注浆套管10与套设管段21之间的间隙流出，而未从注浆套管10的管底流出的情况出现。

进一步地，封堵部件32还具有两个固定部322，两个固定部322分别设置在柔性部320的沿注浆套管10的轴向分布的两端，以在控制柔性部320进行膨胀时，通过两个固定部322以对柔性部320沿注浆套管10的轴向膨胀进行止挡。上述设置，通过两个固定部322使膨胀介质321在进行膨胀时，防止出现膨胀介质321沿注浆套管10的轴向膨胀以封堵注浆套管10的情况。

具体地，封堵组件30还包括注浆管33，注浆管33的一端穿设在封堵部件32上，注浆管33的另一端与连接部件31连通，以使连接部件31通过注浆管33对注浆套管10内进行注浆。上述设置，以在通过膨胀介质321进行膨胀以带动柔性部320挤压注浆套管10与套设管段21之间的间隙之后，利用注浆管33向注浆套管10内注入浆液，进而浆液通过射孔器40打的多个通流至钻孔1内，以完成对钻孔1的注浆操作。

应用本发明的技术方案的第二个方面，提供了一种套管跑落处理方法，套管跑落处理方法包括注浆操作，注浆操作适用于上述的注浆设备，注浆操作包括：将注浆设备的套接管20套设在落入钻孔1内的注浆套管10上；将射孔器40穿过注浆设备之后伸入注浆套管10内，以在注浆套管10的管壁上开设多个通孔11；向注浆设备内注入浆料，以使进入注浆设备内的浆料流入注浆套管10内并通过多个通孔11流动至注浆套管10的外侧。

应用本实施例的套管跑落处理方法，在套管跑落之后并落入至钻孔1内，且注浆套管10上的多个注浆孔扎入至钻孔1的孔底内时，注浆套管10上可供浆液返至钻孔1内的通道已被完全堵死，加之钻孔1一般较深，从孔口插管的方式不易实现，因此，上述注浆设备通过在注浆套管10管底人为创造返浆通道以保证浆液顺利进入钻孔1内。首先，通过套接管20与落入至钻孔1内的注浆套管10进行套接，以使得注浆套管10延伸至钻孔1的孔口处，进而便于开展下一步操作，在利用现有技术手段中的射孔器40将其伸入至注浆套管10的管底处，并通过射孔器40对注浆套管10的管壁进行打孔以形成多个通孔11，完成打孔操作之后再将封堵组件30伸入至注浆套管10内并位于注浆套管10和套设管段21的重叠区域，通过控制膨胀介质321进行膨胀以带动柔性部320扩张并挤压注浆套管10与套设管段21之间的间隙，以防止向注浆套管10内注入的浆液从注浆套管10与套设管段21之间的间隙流出，而是通过注浆管33流向注浆套管10的管底，并通过射孔器40打的多个通孔11返至钻孔1内，以实现在注浆套管10跑落后还能对钻孔1进行注浆。

进一步地，在注浆套管10的管壁上开设多个通孔11之后，注浆操作还包括：向注浆套管10内加入促膨胀液体，以使促膨胀液体进入注浆套管10内，并通过多个通孔11流至注浆套管10的外侧；将封堵组件30经对接管段22伸入注浆套管10内并位于注浆套管10和套设管段21的重叠区域，封堵组件30内的膨胀介质321在促膨胀液体的促进下进行膨胀，以带动封堵组件30的柔性部320进行扩张并挤压注浆套管10和套设管段21之间的间隙。上述操作，以通过向注浆套管10内注入促膨胀液体，使得将膨胀介质321伸入至注浆套管10内之后，膨胀介质321在促膨胀液体的催动下进行膨胀，进而实现通过膨胀介质321的膨胀以带动柔性部320挤压注浆套管10与套设管段21之间的间隙，以防止向注浆套管10内注入的浆液后，注浆压力必使浆液从注浆套管10与套设管段21之间的间隙流出，而浆液无法从注浆套管10的管底返出至钻孔1内，导致注浆操作失败。

可选地，注浆操作还包括：在进行注浆操作之前，检测落入钻孔1内的注浆套管10上的多个注浆孔是否落入钻孔1的孔底内，以判断是否适合打捞；当落入钻孔1内的注浆套管10适合打捞时，利用打捞设备对其进行打捞，否则，执行注浆操作。这样，上述方法通过检测落入钻孔1内的注浆套管10上的多个注浆孔是否落入钻孔1的孔底内，以判断是否适合进行打捞，而上述注浆设备适用于注浆套管10上的多个注浆孔落入钻孔1的孔底内，无法对其进行打捞操作，而对其进行注浆操作；在注浆套管10落入钻孔1内且注浆套管10上的多个注浆孔未落入至钻孔1的孔底内时，利用打捞设备对其进行打捞即可。

应用本实施例的技术方案的第三个方面，如图6所示，提供了一种打捞设备，用于对落入钻孔1内的注浆套管10进行打捞，打捞设备包括打捞主体51和打捞导正头52；打捞导正头52设置在打捞主体51的一端，以在将打捞设备伸入至注浆套管10内时，通过打捞导正头52逐渐伸入注浆套管10的开口内以进行导正，进而使打捞设备能够顺利伸入至注浆套管10内；打捞主体51上设置有倾斜段和可滑动地设置在倾斜段上的多个滑块50，倾斜段的第一端的外周面与打捞主体51的外周面相互平齐，打捞主体51的外周面凸出于倾斜段的第二端的外周面，且多个滑块50可滑动地从倾斜段上的第一端滑动到第二端，以在多个滑块50位于倾斜段的第一端时，多个滑块50的外表面凸出于打捞主体51的外表面；在将打捞设备伸入至注浆套管10内时，打捞设备通过打捞导正头52伸入注浆套管10内，进而带动多个滑块50从第一端滑动到第二端，打捞主体51也伸入至注浆套管10内后完成下方操作，再通过提拉打捞设备使整个设备在上升时，多个滑块50从倾斜段的第二端滑动至第一端，并与注浆套管10的内壁面抵接接触，最终卡死在注浆套管10的内部，进而带动注浆套管10提出钻孔1，以实现对跑落至钻孔1内的注浆套管10的打捞操作。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

注浆设备用于向落有注浆套管的钻孔内注浆，注浆设备包括套接管和封堵组件；套接管具有套设管段，套设管段的内径大于注浆套管的外径，以使套设管段套设在注浆套管的外侧；当套设管段套设在注浆套管的外侧之后，封堵组件的部分结构用于经套接管伸入至注浆套管内并位于注浆套管和套设管段的重叠区域，封堵组件的至少部分沿注浆套管的径向可膨胀地设置，以通过控制封堵组件进行膨胀以挤压注浆套管和套设管段之间的间隙。套管跑落处理方法包括注浆操作，注浆操作适用于上述的注浆设备，注浆操作包括：将注浆设备的套接管套设在落入钻孔内的注浆套管上；将射孔器穿过注浆设备之后伸入注浆套管内，以在注浆套管的管壁上开设多个通孔；向注浆设备内注入浆料，以使进入注浆设备内的浆料流入注浆套管内并通过多个通孔流动至注浆套管的外侧。上述设置，通过将套接管的套设管段套入注浆套管上，以用于与落入钻孔内的注浆套管进行套接，以将注浆套管延伸至钻孔的孔口处以便于开展基础工作，进而利用现有技术中的射孔器伸入注浆套管内对注浆套管的内壁进行打孔，再通过将封堵组件伸入注浆套管内，封堵组件的至少部分进行膨胀以挤压注浆套管与套设管段之间的间隙，进而封堵住注浆套管与套设管段之间的间隙，再利用封堵组件向注浆套管内注入浆液，进而浆液通过射孔器打的孔流至钻孔内，以完成对钻孔的注浆操作，进而解决现有技术中套管跑落后落入钻孔内而无法对钻孔进行注浆的问题。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。