[发明专利]气体钻井取心工艺

说明书

技术领域：一种气体钻井取心工艺，用于石油天然气、煤层钻探作业采用气体作为钻井介质时岩心的钻取，属于采用气体作为钻井介质实施岩心钻取的工艺技术领域。

背景技术：在现有技术中，一般都是在有钻井液条件下进行的岩心钻取，包括组装取心工具、下钻、树心、取心钻进、割心起钻、出心，目前的常规取心技术只能满足采用钻井液条件下的取心需要；目前，为了提高钻井速度，采用气体作为钻井介质实施钻井是提高钻井速度的发展趋势，因此在气体钻井的状况下，现在采用的还是常规取心技术，目前技术的缺点是：由于常规取心技术是在有钻井也的条件下实施的，取心过程中，钻头和取心工具都有钻井液实施冷却，因此可以正常进行取心作业，但是采用气体钻井取心是在没有钻井液的状态下实施取心，没有钻井液的冷却，取心工具的钻头、旋转总成等部件在气体条件无法冷却，很容易烧毁，一旦工具发生烧毁的情况，就无法保证岩心的顺利钻取，而且容易造成井下安全事故。

发明内容：本发明是针对现有技术的缺陷，采用适当的树心参数、钻进取心参数，设计一种在气体钻井条件下实施取心的气体钻井取心工艺。

本发明是这样实现的：本发明的取心工艺包括取心准备工艺、和施工工艺两个阶段，在取心准备工艺阶段认真检查，确定井底无金属落物，井眼畅通，要使取心工具安全接头的摩檫环、螺纹完好，O型密封圈无损伤，特殊旋转总成转动灵活，内外筒无碰扁和影响强度的裂纹等缺陷，螺纹应完好，岩心爪总成无破损，弹性适宜，敷焊的碳化钨颗粒均匀，取心钻头间隙调节为8-12mm，然后按下钻铤的方法下入井眼内，并用安全卡瓦卡牢；具体的施工工艺方法如下：将取心工具组装并检查完毕，将取心工具连接在钻具上，下入井底上方0.5m处循环转动钻具，校对灵敏表，同时开空气压缩机进行吹扫井底，使井底干净后开始取心钻进，设置树心参数和钻进参数，然后开动钻机，在设定的树心参数和钻进参数下取心钻进；在取心钻进中要缓慢增加钻压，取心钻进中，不停压缩机，钻头不提离井底，如遇卡心，磨心，应立即割心起钻；在实施割心时，要缓慢上提钻具，观察指重显示；在接单根时，先循环8～15分钟左右，避免沉砂卡钻，然后上提钻具，增压机停止供气，打开压井管汇的手动平板阀卸掉钻具内的压力，然后才卸扣，接单根，接好单根后，开压空机后保持井下钻具不转动，缓慢下放钻具到底，加比取心钻压大10％～50％的钻压，利用余心顶松岩心爪，上提钻具，恢复悬重后，启动转盘，逐渐增至推荐钻压；工具出井后应进行检查，确保安全接头、内、外筒、稳定器螺纹无碰伤、外筒无弯曲，其内外筒直线度不得大于4.5mm。

本发明的有益效果是：由于是在气体介质下进行的取心作业，不会受到钻井液的污染，从而可以获取污染更小的岩心，可更准确、全面地了解所取地层岩性，增加岩心分析和预探井地质储量预测的可信度，有效缩短勘探时间、提高勘探效率和准确性，并对取全取准地质资料有积极作用。

具体实施方法：下面结合附图给出本发明的实施例：本发明的取心工艺包括取心准备工艺和施工工艺两个阶段，在取心施工前，确定井底无金属落物，井眼畅通；取心工具安全接头的摩檫环、螺纹完好，O型密封圈无损伤，特殊旋转总成转动灵活，内外筒无碰扁和影响强度的裂纹等缺陷，螺纹应完好，特殊岩心爪总成无破损，弹性适宜，敷焊的碳化钨颗粒均匀，钻头间隙调节为8-12mm，采用猫头紧扣时，用二档三道猫头绳缓慢拉紧，然后按下钻铤的方法下入井眼内，并用安全卡瓦卡牢；具体的工艺方法如下：取心准备工艺是：先在地面将取心工具组装并检查完毕，然后将取心工具连接在钻具上并下入井底上方0.5m处，循环转动钻具，校对灵敏表，同时开空气压缩机进行吹扫井底，使井底干净后开始取心钻进；施工工艺是：第一步：设置树心参数：钻压10-30KN，气量20-50m³/min，转速30-50rpm；设置取心钻进参数：钻压10-30KN，气量20-50m³/min，转速30-50rpm；第二步：开动钻机，缓慢下放钻具，让钻头接触井底，缓慢增加钻压，在设定的树心参数和钻进参数下取心钻进；第三步：取心钻进中，不停压缩机，钻头不提离井底，取心钻进中，如遇卡心，磨心，立即割心起钻，遇井漏、溢流、井喷，立即停止取心作业；第四步：在接单根时，先循环8-15分钟左右，然后上提钻具，增压机停止供气，打开压井管汇的手动平板阀卸掉钻具内的压力，然后才卸扣，接单根；第五步：接好单根后，开空压机后保持井下钻具不转动，缓慢下放钻具到底，在钻具上增加比取心钻压大10％～50％的钻压，利用余心顶松岩心爪，上提钻具，恢复悬重后，启动转盘，逐渐增至推荐钻压；在下钻中若遇键槽、狗腿、井径缩小的井段，应缓慢下放钻具，严重遇阻时，下牙轮钻头划眼；取心工具出井后，取心筒的内外筒直线度不得大于4.5mm；在下钻中若遇沉砂，开空气压缩机进行吹扫，清除沉砂；在施工工艺中，树心操作要先采用低限转速、低排量、轻钻压试运转；具体操作如下：在地面将取心工具组装并检查完毕，然后将取心工具连接在钻具上下入井底上方0.5m处，循环转动钻具，校对灵敏表，开空气压缩机进行吹扫井底，井底干净后开始取心钻进；取心钻进时严格按照设定的树心参数和取心钻进参数进行；取心工具要缓慢下入井底，让钻头慢慢接触井底，然后缓慢增加钻压；在取心钻进中，不能停压缩机，钻头也不提离井底；在取心钻进中，如遇卡心，磨心，应立即割心起钻，在实施割心工艺时，要缓慢上提钻具，注意观察指重显示，一般悬重增加50～150千牛又立即消除，证明岩心被拔断，如果悬重增加150～300千牛稳住不降，说明岩心没有断，应缓慢下放钻具，增加空压机转速，适量转动转盘，反复重复上述动作，保持岩心受拉状态，直至岩心被拔断；在接单根时，先进行循环，时间在8～15分钟，以避免沉砂卡钻，然后上提钻具，增压机停止供气，打开压井管汇的手动平板阀卸掉钻具内的压力，然后再卸扣，接单根；接好单根后，开动空压机后保持井下钻具不转动，缓慢下放钻具到底，加比取心钻压大10％～50％的钻压，利用余心顶松岩心爪，然后上提钻具，恢复悬重后，启动转盘，逐渐增至推荐钻压；工具出井后应进行检查，确保安全接头、内、外筒、稳定器螺纹无碰伤、外筒无弯曲，其内外筒直线度不得大于4.5mm；以便于下次取心使用。