CN207048724U - 一种煤层气井套管中分段高压注浆器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于层气资源开采技术领域，为了能实现在钻井指定的区域或区段进行套管与井壁间注浆，本实用新型提供了一种煤层气井套管中分段高压注浆器，包括管体，所述管体为三段一体式结构，管体的中部为开有若干注浆槽的花管，管体的上部和下部分别为丝扣，上、下部丝扣处分别安装有止浆塞组合，上、下部止浆塞组合之间的区间段为注浆段，其中，上部止浆塞组合可沿注浆器上部丝扣上下移动；所述上部注浆器上部丝扣的顶端安装有用于配合连接钻杆、注浆管的锁接头。采用本装置可以在指定的钻井内区段或位置，实现可变区段长度的高压注浆，对指定区域的套管外井壁围岩进行加固，套管与井壁密贴，大大增强了煤层气井的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型属于层气资源开采技术领域，具体涉及一种用于煤层气井的井壁加固注浆施工的煤层气井套管中分段高压注浆器。
背景技术
煤层气地面施工钻井需用套管固井，特别是穿越采空区时，套管与钻井围岩很难实现密贴，影响了管井的长期稳定性。这就需要在套管与井壁间进行注浆加固，现阶段的注浆方法是从孔底注浆，但因采空区的存在，不能实现注浆液体上返至预定高度。因此，若能采取办法和改进注浆装置，实现在钻井内指定的区域或区段，进行套管与井壁间注浆，则大大提高注浆效率和效果。
发明内容
为了能实现在钻井指定的区域或区段进行套管与井壁间注浆，山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司煤与煤层气共采国家重点实验室专门研发了一种煤层气井套管中分段高压注浆器。
本实用新型采用如下技术方案：
一种煤层气井套管中分段高压注浆器，包括管体，所述管体为三段一体式结构，管体的中部为开有若干注浆槽的花管，管体的上部和下部分别为丝扣， 上、下部丝扣处分别安装有止浆塞组合，上、下部止浆塞组合之间的区间段为注浆段，其中，上部止浆塞组合可沿注浆器上部丝扣上下移动；所述上部注浆器上部丝扣的顶端安装有用于配合连接钻杆、注浆管的锁接头。
所述止浆塞组合包括夹持螺栓、橡胶密封圈和弹性软胶环，夹持螺栓与丝扣配合连接，橡胶密封圈和弹性软胶环相互平行、同轴紧贴套接于夹持螺栓与套管之间，形成双层密封止浆结构。
所述橡胶密封圈设于弹性软胶环外侧。即对于上部的止浆塞组合，弹性软胶环安装于橡胶密封圈下方，而对于下部的止浆塞组合，弹性软胶环安装于橡胶密封圈上方，因此，内侧是相对注浆液描述，弹性软胶环构成与注浆液直接接触的第一层密封，橡胶密封圈构成第二层密封。
所述注浆段的长度为0.5-1m。
所述注浆槽为平行管体轴线方向的长方形槽口，沿管体轴线方向设置不少于三层，每层不少于3个槽口，相邻层的槽口错位设置。保证在该注浆段内出浆均匀。
本实用新型主要解决了以下技术问题：
（a）实现在套管中分段进行套管与井壁间注浆，且可选择注浆段长度；
（b）设置双层止浆阀，实现高压力注浆；
（c）设置独立高压注浆管，可使用普通勘探钻杆与注浆器连接，简化了注浆装备。
因此，采用本装置进行煤层气井的套管外注浆加固，可以在指定的钻井内区段或位置，实现可变区段长度的高压注浆，对指定区域的套管外井壁围岩进行加固，套管与井壁密贴，大大增强了煤层气井的稳定性。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图中：1.钻杆；2.注浆管；3.套管；4.锁接头；5.注浆器上部丝扣；6.夹持螺栓；7.橡胶密封圈；8.弹性软胶环；9.注浆槽；10.注浆器底部丝扣；11.管体。
具体实施方式
结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示的煤层气井套管中分段高压注浆器，其管体11分上中下三部分，上部为长度0.1-0.5m的注浆器上部丝扣5，中部为开有3对注浆槽9的花管部分，长度0.5m左右，下部为0.2m长度的注浆器底部丝扣10。在注浆器上部丝扣5和注浆器底部丝扣10处均安装止浆塞组合（包括三个夹持螺栓6、橡胶密封圈7和弹性软胶环8）。上部止浆塞组合可沿注浆器上部丝扣5移动，从而实现在套管中分段进行套管与井壁间注浆，且可选择注浆段长度，一般选择长度范围0.5-1.0m。止浆塞组合中设置橡胶密封圈7和弹性软胶环8，具备双层止浆的作用，在注浆压力作用下，弹性软胶环8受挤压与套管密贴，显著提高了止浆性能，实现了高压力注浆。
专用锁接头4可以连接钻杆1、注浆管2和注浆器上部丝扣5，钻杆可选择普通的勘探钻杆，注浆管采用高压注浆管，提高了设备材料选择的灵活性，降低了成本。
本实用新型装置的使用流程如下：
（1）选择合适直径的注浆器管体11，准备好相应配件，包括钻杆1、注浆管2、锁接头4、夹持螺栓6、橡胶密封圈7、弹性软胶环8等。
（2）将下部的止浆塞组合（包括三个夹持螺栓6、橡胶密封圈7和弹性软胶环8）依次旋拧到注浆器底部丝扣10上。
（3）将上部的止浆塞组合（包括三个夹持螺栓6、橡胶密封圈7和弹性软胶环8）依次旋拧到注浆器上部丝扣5上，并根据需要调节注浆段的长度，使止浆塞组合停在某个固定位置。
（4）将第一节钻杆1和相应的注浆管2与锁接头4丝扣连接，并将注浆器起吊送入套管3中。
（5）按上述方法，依次接续钻杆1和注浆管2，直达套管中需要注浆的部位。
（6）在地面套管口，从注浆管2高压注入清水，高压水进入注浆器中，将挤压弹性软胶环8，使其与管壁密贴，同时将套管3上的注浆孔破开。
（7）在地面井口，调配好注浆液，从注浆管高压注入浆液，浆液从套管3注浆孔压入套管与井壁空隙中，实现了分段注浆加固。
（8）达到注浆要求，及时提升注浆器至管口，冲洗注浆器。
该装置的连接要点及关系如下：
钻杆1和注浆管通过锁接头4连接，锁接头4与上部注浆器丝扣5连接。注浆器上部的止浆塞组合包括夹持螺栓6（3个）、橡胶密封圈7和弹性软胶环8，具有内环，内环中内套螺纹，依次通过注浆器上部一端，沿着注浆器上部丝扣旋拧至固定位置。橡胶密封圈7和弹性软胶环8均被夹持螺栓6夹持。同样，注浆器下部的止浆塞组合包括夹持螺栓6（3个）、橡胶密封圈7和弹性软胶环8，具有内环，内环中内套螺纹，依次通过注浆器底部丝扣10，旋拧至固定位置。橡胶密封圈7和弹性软胶环8均被三个夹持螺栓6夹持。上下止浆塞组合与套管3密贴。
Claims (5)
1.一种煤层气井套管中分段高压注浆器，包括管体（11），其特征在于：所述管体（11）为三段一体式结构，管体（11）的中部为开有若干注浆槽（9）的花管，管体（11）的上部和下部分别为丝扣， 上、下部丝扣处分别安装有止浆塞组合，上、下部止浆塞组合之间的区间段为注浆段，其中，上部止浆塞组合可沿注浆器上部丝扣上下移动；所述上部注浆器上部丝扣的顶端安装有用于配合连接钻杆（1）、注浆管（2）的锁接头（4）。
2.根据权利要求1所述的煤层气井套管中分段高压注浆器，其特征在于：所述止浆塞组合包括夹持螺栓（6）、橡胶密封圈（7）和弹性软胶环（8），夹持螺栓（6）与丝扣配合连接，橡胶密封圈（7）和弹性软胶环（8）相互平行、同轴紧贴套接于夹持螺栓（6）与套管（3）之间，形成双层密封止浆结构。
3.据权利要求2所述的煤层气井套管中分段高压注浆器，其特征在于：所述橡胶密封圈（7）设于弹性软胶环（8）外侧。
4.根据权利要求3所述的煤层气井套管中分段高压注浆器，其特征在于：所述注浆段的长度为0.5-1m。
5.根据权利要求4所述的煤层气井套管中分段高压注浆器，其特征在于：所述注浆槽（9）为平行管体（11）轴线方向的长方形槽口，沿管体（11）轴线方向设置不少于三层，每层不少于3个槽口，相邻层的槽口错位设置。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108708768A (zh) * | 2018-06-04 | 2018-10-26 | 徐州中国矿大岩土工程新技术发展有限公司 | 注浆管头、注浆装置及其施工方法 |
| CN108756945A (zh) * | 2018-06-04 | 2018-11-06 | 徐州中国矿大岩土工程新技术发展有限公司 | 用于多层采空区注浆治理的装置和施工方法 |
| CN110644469A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-01-03 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种钢花管注浆的分段注浆装置及注浆方法 |
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