一种大直径救生孔下套管方法与流程

1.本发明涉及钻井工艺技术领域，具体为一种大直径救生孔下套管方法。


背景技术：

2.大直径救生孔一般用于矿山事故救援，其成孔必须迅速，下管是救生孔工序中的一个关键部分，大直径救生孔下管没有专用工具、对套管的焊接强度要求高，另外为保证套管顺利下置到位，对焊接垂直度要求也非常高，使得大直径救生孔下管作业是救生钻杆施工的重点和难点；
3.公开号为cn107575165b公开了一种钻机下套管技术方法，通过吊车将套管移动至下套管工作台，随后下放至套管工作台上，通过加高的工作台使得套管的公母端处于一个较小的倾角范围，方便吊卡扣合，从而实现对套管的固定和下置；但该专利使用吊卡扣合来连接两相邻的套管，其仍然存在套管垂直度不高，连接强度不高等缺点。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题在于：提供一种套管焊接强度高、垂直度好的大直径救生孔下套管方法。
5.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种大直径救生孔下套管方法，包括如下步骤：
6.s1、校核提升设备的提升能力
7.大直径救生孔采用潜孔锤空气钻进，在孔内没有泥浆无法使用浮力塞时，设备的提升能力大于需要下置的套管总重量，下管的吊车或钻机提升能力是套管总重量的至少两倍；
8.s2、下管前准备工作
9.钻孔钻进到位后采用原套钻具组合上下顺孔，观察拉力表，顺孔遇阻位置反复扫孔至顺畅，顺孔顺利则正常下管；校核套管数量、型号、强度符合设计要求，按照入孔顺序编号、丈量并作好记录；
10.s3、套管打孔
11.在每根套管上开设有一组对称的提升孔眼和一组对称的承坐孔眼，提升孔眼位于承坐孔眼的上方；
12.s4、提拉套管
13.将提升杆穿过第一根套管的提升孔眼并挂在吊车或钻机上，通过吊车或钻机将第一根套管拉起，下放至钻孔内，临近孔口时，将承坐杠穿过承坐孔眼并横置在孔口平台上；
14.s5、焊接套管
15.将第二根套管采用步骤s4的方法拉起，然后其下口与第一根套管的上口对接，采用铅垂线保证第一根套管和第二根套管垂直一致，随后将第一根套管和第二根套管之间焊接填平；
16.s6、焊接填平承坐孔眼和提升孔眼
17.焊接完成后，使用吊车或钻机将第一根套管和第二根套管上提，将承坐杠抽出，并将第一根套管的承坐孔眼和提升孔眼用原圆形套管片焊接补平；
18.s7、下置所有套管
19.下放第一根套管和第二份套管，将承坐杠穿过第二根套管的承坐孔眼并重复s4
‑
s6直至将所有套管下置完毕。
20.优点：上述技术方案提供了一种大直径救生孔下套管方法，使用焊接方式将相邻套管之间进行固定，保证了相邻套管之间的焊接质量以及焊接强度，设置对称的承坐孔眼和提升孔眼，保证在起吊和承坐时，套管保持垂直。
21.优选地，套管为尺寸φ610
×
10mm的无缝套管。
22.优选地，套管包括上口和下口，套管的上口和下口均制作成外坡口。
23.优选地，提升孔眼和承坐孔眼的直径为10cm左右，且提升孔眼的圆心距离上口的竖直距离为50cm，承坐孔眼的圆心距离上口的竖直距离为100cm。
24.优选地，步骤s4中，钻机或吊车上还固定安装有提拉装置，提拉装置为倒t字型结构，包括主体钻杆和翼壁，两翼壁对称设置在主体钻杆下端的两侧。
25.优选地，两翼壁远离主体钻杆的一端固定安装有限位块。
26.优选地，步骤s4中，提拉套管时，将两根铁链的上端分别设置在两翼壁上，下端分别设置在提升杆的两端。
27.优选地，主体钻杆的长度为2m，主体钻杆采用φ219mm双壁钻杆加工，上端为φ219mm双壁钻杆母扣端，两对称的翼壁伸展长度为0.8m。
28.优选地，步骤s5中，套管上口对称设置有四个条形加强块。
29.优选地，步骤s6中，焊接方式采用氩弧焊接。
30.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
31.使用焊接方式将相邻套管之间进行固定，保证了相邻套管之间的焊接质量以及焊接强度，设置对称的承坐孔眼和提升孔眼，保证在起吊和承坐时，套管保持垂直；
32.通过设置条形加强块，方便相邻的套管进行定位时，能够保证套管的垂直度；同时将套管上口和下口设置外坡口，并且使用氩弧焊进行焊接，使得相邻套管之间的焊接更加牢固可靠；
33.因此本发明的大直径钻孔下管方法具有套管焊接强度高、垂直度好、施工便捷的特点，下管迅速，尤其适用于矿山救援的救生孔施工。
附图说明
34.图1为本实施例的套管结构示意图；
35.图2为本实施例的提拉装置的结构示意图。
具体实施方式
36.为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明。
37.术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
38.本实施例公开了一种大直径救生孔下套管方法，包括如下步骤：
39.s1、校核提升设备的提升能力
40.大直径救生孔采用潜孔锤空气钻进，在孔内没有泥浆无法使用浮力塞时，设备的提升能力大于需要下置的套管总重量，通常下管的吊车或钻机提升能力是套管总重量的两倍及以上；其中，套管重量核算一般采用如下公式：
41.重量＝(直径
‑
壁厚)*壁厚*0.02466*总长度。
42.s2、下管前准备工作
43.钻孔钻进到位后采用原套钻具组合上下顺孔，注意观察拉力表，顺孔遇阻位置需要反复扫孔至顺畅，顺孔顺利则正常下管；校核套管数量、型号、强度符合设计要求，按照入孔顺序编号、丈量并作好记录；
44.s3、套管打孔
45.在每根套管上开设有一组对称的提升孔眼和一组对称的承坐孔眼，提升孔眼位于承坐孔眼的上方；
46.s4、提拉套管
47.将提升杆穿过第一根套管的提升孔眼并挂在吊车或钻机上，通过吊车或钻机将套管拉起，下放至钻孔内，临近孔口时，将承坐杠穿过承坐孔眼并横置在孔口平台上；
48.s5、焊接套管
49.将第二根套管采用步骤s4的方法拉起，然后其下口与第一根套管的上口对接，采用铅垂线保证第一根套管和第二根套管垂直一致，随后将第一根套管和第二根套管之间焊接填平；
50.s6、焊接填平承坐孔眼和提升孔眼
51.焊接完成后，使用吊车或钻机将第一根套管和第二根套管上提，将承坐杠抽出，并将第一根套管的承坐孔眼和提升孔眼用原圆形套管片焊接补平；
52.s7、下置所有套管
53.下放第一根套管和第二份套管，将承坐杠穿过第二根套管的承坐孔眼并重复s4
‑
s6直至将所有套管下置完毕。
54.以山东平邑5#大口径救生孔下管为例，本实施例中的套管为尺寸φ610
×
10mm的无缝套管1；如图1所示，无缝套管1包括上口11和下口12，无缝套管1的上口11和下口12均制作成外坡口，套管与套管对接后，在由上口11和下口12形成的凹槽部分进行焊接补平，从而保证套管之间的焊接质量。
55.提升孔眼和承坐孔眼的直径为10cm左右，且提升孔眼的圆心距离上口11的竖直距离为50cm，用于穿提升杆；承坐孔眼的圆心距离上口11的竖直距离为100cm，用于穿承坐杠，穿杠采用直径8cm的圆钢；如此即不影响套管的强度，又便于提升和焊接操作。
56.步骤s4中还设置有提拉装置2，提拉装置2安装在钻机或吊车上，如图2所示，提拉装置2为倒t字型结构，提拉装置2包括主体钻杆21、翼壁22和限位块23，两翼壁22对称设置在主体钻杆21的两侧，两限位块23分别固定安装在两翼壁22远离主体钻杆21的一端；主体
钻杆21长度为2m，主体钻杆21采用φ219mm双壁钻杆加工，上端为φ219mm双壁钻杆母扣端，两对称的翼壁22伸展长度为0.8m，提升时，两根铁链的上端设置在两翼壁22上，下端设置在提升杆的两端，随后启动钻机或吊车将提升套管，采用铁链，是因为其比钢丝绳更加耐锈耐腐蚀；同时限位块23能够防止铁链在提升过程中掉落，更加安全。
57.步骤s5中，套管的上口11对称设置有四个条形加强块，通过设置四个条形加强块，便于上方的套管的下口12与套管的上口11的垂直定位，同时还起到加强焊缝强度的作用。
58.步骤s6中，焊接方式采用氩弧焊接，氩弧焊焊接过程稳定，氩弧燃烧稳定，并且焊接质量好，由于大直径套管重量较大，尤其是深孔下套管，需要采用高强度的焊接工艺，因此使用氩弧焊。
59.本实施例的工作原理是：在每根套管上开设有一组对称的提升孔眼和一组对称的承坐孔眼，提升孔眼位于承坐孔眼的上方；将提升杆穿过第一根套管的提升孔眼并挂在吊车或钻机的提拉装置2上，通过吊车或钻机将套管拉起，下放至钻孔内，临近孔口时，将承坐杠穿过承坐孔眼并横置在孔口平台上；将第二根套管拉起，然后其下口12与第一根套管的上口11对接，采用铅垂线保证第一根套管和第二根套管垂直一致，且在第一根套管的上口11设置条形加强块，辅助定位，随后将第一根套管和第二根套管的外坡口使用氩弧焊接填平；焊接完成后，使用吊车或钻机将第一根套管和第二根套管上提，将承坐杠抽出，并将第一根套管的承坐孔眼和提升孔眼用原圆形套管片焊接补平；下放第一根套管和第二根套管，将承坐杠穿过第二根套管的承坐孔眼并重复上述动作直至将所有套管下置完毕。
60.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
61.以上所述实施例仅表示发明的实施方式，本发明的保护范围不仅局限于上述实施例，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。