阅读说明：本技术 随钻堵漏工具 (Leak stoppage tool while drilling ) 是由 崔龙连 崔猛 郭建华 汪海阁 徐代才 李惟轩 曹权 蒙华君 张富成 周小军 冯伟 于 2019-01-15 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种随钻堵漏工具,包括具有多个旁通堵漏口的外壳体,所述外壳体内设有：信号采集与控制机构,具有电连接的信号接收器和控制电路板,所述信号接收器用于接收自井口投入的信号发射器的信号,并传送至所述控制电路板；堵漏机构,具有电磁阀及堵漏滑套,所述电磁阀与所述控制电路板电连接,所述电磁阀根据所述控制电路板接收的信号指令,控制所述堵漏滑套开启或关闭所述多个旁通堵漏口；供电机构,分别与所述信号接收器和所述控制电路板电连接。本发明的随钻堵漏工具,通过电磁阀控制堵漏滑套开关,实现无限次随钻堵漏施工作业。(The invention provides a leakage plugging tool while drilling, which comprises an outer shell with a plurality of bypass leakage plugging ports, wherein the outer shell is internally provided with: the signal acquisition and control mechanism is provided with a signal receiver and a control circuit board which are electrically connected, wherein the signal receiver is used for receiving a signal from a signal transmitter thrown from the wellhead and transmitting the signal to the control circuit board; the leakage stopping mechanism is provided with an electromagnetic valve and a leakage stopping sliding sleeve, the electromagnetic valve is electrically connected with the control circuit board, and the electromagnetic valve controls the leakage stopping sliding sleeve to open or close the plurality of bypass leakage stopping openings according to a signal instruction received by the control circuit board; and the power supply mechanism is electrically connected with the signal receiver and the control circuit board respectively. The leakage stoppage while drilling tool disclosed by the invention controls the opening and closing of the leakage stoppage sliding sleeve through the electromagnetic valve, so that infinite leakage stoppage while drilling construction operation is realized.)

随钻堵漏工具

技术领域

本发明涉及钻井堵漏技术领域，尤其涉及一种随钻堵漏工具。

背景技术

钻井作业过程中，当钻遇薄弱地层、裂隙发育地层时，常常出现钻井液漏失。钻遇漏失地层后，通常根据地层情况和漏失速率确定处理措施。对中、小规模钻井液漏失，通常采取静止观察、注随钻堵漏剂等处理措施进行堵漏。在使用随钻仪器情况下如旋转导向、涡轮，随钻堵漏剂对仪器内部零件冲蚀、堵塞等风险，因此仪器不允许随钻堵漏剂通过工具。在这种情况下堵漏必须起钻才能施工，特别是在川渝、塔里木超深井易发生漏失，单次起下钻一趟时间超过3天。反复堵漏起下钻造成了深井钻井效率低、周期长，有些井处理漏失时间超过100天。

随钻堵漏工具安装在井下仪器或工具上部，发生钻井液漏失时，启动随钻堵漏工具，堵漏剂通过随钻工具旁通进入井筒，不需要经过井下仪器。随钻堵漏工具的应用避免因堵漏导致的起下钻，提高了堵漏施工效率，这对提高钻井效率，降低钻井周期和费用具有重要意义。目前国内外有相关随钻堵漏工具，有些工具堵漏次数有限，工具操作复杂等尚不能完成满足随钻堵漏技术的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种随钻堵漏工具，通过电磁阀控制堵漏滑套开关，实现无限次随钻堵漏施工作业。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供了一种随钻堵漏工具，包括具有多个旁通堵漏口的外壳体，所述外壳体内设有：

信号采集与控制机构，具有电连接的信号接收器和控制电路板，所述信号接收器用于接收自井口投入的信号发射器的信号，并传送至所述控制电路板；

堵漏机构，具有电磁阀及堵漏滑套，所述电磁阀与所述控制电路板电连接，所述电磁阀根据所述控制电路板接收的信号指令，控制所述堵漏滑套开启或关闭所述多个旁通堵漏口；

供电机构，分别与所述信号接收器和所述控制电路板电连接。

在本发明的实施方式中，所述外壳体具有中心通道，所述中心通道包括相连通的上方通道和下方通道，所述上方通道的内径大于所述下方通道的内径，所述上方通道与所述下方通道之间形成有台阶部，所述多个旁通堵漏口与所述下方通道相连通；其中，所述供电机构和所述信号接收器均设置在所述上方通道内，所述堵漏滑套可轴向移动地设置在所述下方通道内。

在本发明的实施方式中，所述供电机构具有供电支架及设置在所述供电支架内的供电电池，所述供电支架具有供钻井液和堵漏剂通过的流道，所述供电电池通过供电电缆分别与所述信号接收器和所述控制电路板电连接。

在本发明的实施方式中，所述电磁阀具有能控制所述堵漏滑套轴向移动的第一电磁阀，所述第一电磁阀设置在所述台阶部上，所述信号接收器设置在所述第一电磁阀的上方，所述供电机构设置在所述信号接收器的上方。

在本发明的实施方式中，所述外壳体的外壁上开设有安装槽，所述控制电路板设置在所述安装槽内，所述安装槽通过密封压盖密封连接。

在本发明的实施方式中，所述堵漏滑套包括滑套本体及能转动地连接在所述滑套本体下端面的密封板，所述滑套本体具有液流通道，所述液流通道与所述下方通道相连通，所述滑套本体上开设有与所述液流通道相连通的多个滑套旁通孔。

在本发明的实施方式中，所述密封板包括能开合设置的两个半圆形板，两个所述半圆形板分别可转动地连接在所述滑套本体的下端面。

在本发明的实施方式中，所述电磁阀包括与所述控制电路板电连接的第二电磁阀，所述第二电磁阀能控制所述两个半圆形板开合设置。

在本发明的实施方式中，在所述滑套本体的多个所述滑套旁通孔与所述外壳体的多个所述旁通堵漏口相连通的状态下，所述两个半圆形板闭合设置在所述滑套本体的下端面。

在本发明的实施方式中，所述第一电磁阀与所述堵漏滑套之间夹设有压缩弹簧。

本发明的随钻堵漏工具的特点及优点是：该随钻堵漏工具，当井下发生漏失时，从井口投入信号发射器，待信号发射器到达信号接收器的位置处时，控制打开随钻堵漏工具的旁通堵漏口，闭关堵漏滑套的向下流道，进行随钻堵漏；当堵漏施工结束时，关闭信号发射器，待信号发射器到达信号接收器时，控制打开堵漏滑套的向下流道，关闭随钻堵漏工具的旁通堵漏口，钻井液流道恢复正常，开始正常钻井施工。该随钻堵漏工具通过电磁阀控制堵漏滑套的开关，快速实现多个旁通堵漏口的开关，实现了无限次随钻堵漏施工作业。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的随钻堵漏工具的状态一的剖视图。

图2为本发明的随钻堵漏工具的状态二的剖视图。

图3为本发明的随钻堵漏工具的密封板的结构示意图。

附图标号说明：1、外壳体；11、旁通堵漏口；12、内螺纹段；13、外螺纹段；14、中心通道；141、上方通道；142、下方通道；143、台阶部；15、安装槽；16、密封压盖；2、信号采集与控制机构；21、信号接收器；22、控制电路板；23、信号线缆；3、堵漏机构；31、电磁阀；311、第一电磁阀；312、第二电磁阀；32、堵漏滑套；321、滑套本体；3211、液流通道；3212、滑套旁通孔；322、半圆形板；33、压缩弹簧；4、供电机构；41、供电支架；411、流道；42、供电电池；43、供电电缆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种随钻堵漏工具，包括具有多个旁通堵漏口11的外壳体1，所述外壳体1内设有信号采集与控制机构2、堵漏机构3和供电机构4，其中：信号采集与控制机构2具有电连接的信号接收器21和控制电路板22，所述信号接收器21用于接收自井口投入的信号发射器的信号，并传送至所述控制电路板22；堵漏机构3具有电磁阀31及堵漏滑套32，所述电磁阀31与所述控制电路板22电连接，所述电磁阀31根据所述控制电路板22接收的信号指令，控制所述堵漏滑套32开启或关闭所述多个旁通堵漏口11；供电机构4分别与所述信号接收器21和所述控制电路板22电连接。

具体是，外壳体1大体呈圆柱筒状，其上端具有内螺纹段12，方便与井下工具相连，外壳体1的下端具有外螺纹段13，方便与钻井工具相连；多个旁通堵漏口11沿外壳体1的圆周方向等间隔设置在外壳体1的下部，该些旁通堵漏口11与外壳体1的中心通道14相连通，在本实施例中，该中心通道14包括相连通的上方通道141和下方通道142，该上方通道141的内径大于下方通道142的内径，且上方通道141与下方通道142之间形成有台阶部143，多个旁通堵漏口11与下方通道142相连通；其中，供电机构4和信号采集与控制机构2的信号接收器21均设置在上方通道141内，堵漏机构3的堵漏滑套32可轴向移动地设置在下方通道142内。

在本发明的实施方式中，供电机构4具有供电支架41及设置在供电支架41内的供电电池42，该供电支架41具有供钻井液和堵漏剂通过的流道411，该供电电池42通过供电电缆43分别与信号接收器21和控制电路板22电连接。

该供电机构4为随钻堵漏工具提供电源，保证工具井下用电。该供电机构4可使用供电电池42供电，也可采用涡轮发电机供电，在此不做限制。该供电机构4的供电支架41大体呈圆柱筒状，其安装在外壳体1的上方通道141内，供电电池42密封设置在供电支架41内，在供电电池42与供电支架41之间形成有供钻井液和堵漏剂通过的流道411。在本实施例中，在供电支架41的下端密封设有电源出口，该电源出口连接有供电电缆43，该供电电缆43能分别与信号接收器21和控制电路板22电连接。

信号采集与控制机构2的信号接收器21通过信号线缆23与控制电路板22电连接，该信号接收器21位于供电机构4的下方。在本实施例中，该信号接收器21安装在外壳体1的上方通道141内，并处于供电支架41的下方，该信号接收器21大体呈圆柱筒形，其负责接收井口投入的信号发射器的信号，然后传送到控制电路板22，该控制电路板22根据接收的信号指令，控制堵漏机构3，实现开启或关闭外壳体1的多个旁通堵漏口11的目的。在本实施例中，该信号接收器21与信号发射器之间的无线传输属于现有技术，在此不再赘述，例如在信号接收器21与信号发射器内可分别设有DTD465A无线通讯模块，从而实现无线信号的接收与发送。

进一步的，在外壳体1的上部外壁上开设有安装槽15，该控制电路板22设置在安装槽15内，该安装槽15通过密封压盖16密封连接。在本实施例中，该控制电路板22例如可为单片机。

该堵漏机构3接收信号采集与控制机构2的信号指令，通过其电磁阀31的开关控制堵漏滑套32开启或关闭外壳体1上的多个旁通堵漏口11。

具体的，该堵漏机构3的电磁阀31具有能控制堵漏滑套32在外壳体1内轴向移动的第一电磁阀311，该第一电磁阀311设置在台阶部143上并位于外壳体1的上方通道141内，该信号接收器21位于第一电磁阀311的上方。

该堵漏机构3的堵漏滑套32包括滑套本体321及能转动地连接在滑套本体321下端面的密封板，该滑套本体321大体呈圆柱筒状，其能轴向移动地设置在外壳体1的下方通道142内，该滑套本体321具有贯通的液流通道3211，该液流通道3211与下方通道142相连通，该滑套本体321的侧壁上沿其圆周方向还间隔开设有与液流通道3211相连通的多个滑套旁通孔3212。在本发明中，该第一电磁阀311与滑套本体321之间夹设有压缩弹簧33。

在本实施例中，如图3所示，该密封板包括能开合设置的两个半圆形板322，两个半圆形板322分别可转动地连接在滑套本体321的下端面。进一步的，该电磁阀31还包括与控制电路板22电连接的第二电磁阀312，该第二电磁阀312能控制两个半圆形板322开合设置。

该随钻堵漏工具的工作过程如下：

当随钻堵漏工具接收到打开循环堵漏口的指令时，第一电磁阀311启动，通过磁力将堵漏滑套32上提至上死点，此时堵漏滑套32的多个滑套旁通孔3212与外壳体1的多个旁通堵漏口11重合；然后，在第二电磁阀312的作用下，两个半圆形板322转动闭合以封堵堵漏滑套32的滑套本体321的下端口，如图2所示，此时随钻堵漏工具的内流体只能通过外壳体1的多个旁通堵漏口11进入油套环空，无法继续向下流动。也即，在滑套本体321的多个滑套旁通孔3212与外壳体1的多个旁通堵漏口11相连通的状态下，两个半圆形板322闭合设置在滑套本体321的下端面。

当随钻堵漏工具接收到关闭循环堵漏口的指令时，第二电磁阀312转动两个半圆形板322，开启堵漏滑套32的滑套本体321的下端口，此时，两个半圆形板322呈垂直状态，如图1所示。然后关闭第一电磁阀311，在压缩弹簧33的推力和流体的共同作用下，堵漏滑套32进入到初始位置，此时堵漏滑套32的多个滑套旁通孔3212与外壳体1的多个旁通堵漏口11不重合，该随钻堵漏工具内的流体只能通过随钻堵漏工具向下流动至钻头。

打开随钻堵漏工具的顺序是，先打开随钻堵漏工具旁通堵漏口，然后关闭堵漏滑套下流道；关闭随钻堵漏工具的顺序是先打开堵漏滑套下流道，然后关闭随钻堵漏工具旁通堵漏口。

本发明的随钻堵漏工具在入井时，该随钻堵漏工具的多个旁通堵漏口11处于关闭状态，钻井过程中的钻井液能通过随钻堵漏工具正常循环至钻头。

本发明的随钻堵漏工具，当井下发生漏失时，从井口投入信号发射器，待信号发射器到达信号接收器21的位置处时，控制打开随钻堵漏工具的旁通堵漏口11，闭关堵漏滑套32的向下流道，进行随钻堵漏；当堵漏施工结束时，关闭信号发射器，待信号发射器到达信号接收器21时，控制打开堵漏滑套32的向下流道，关闭随钻堵漏工具的旁通堵漏口11，钻井液流道恢复正常，开始正常钻井施工。该随钻堵漏工具通过电磁阀31控制堵漏滑套32的开关，快速实现多个旁通堵漏口11的开关，实现了无限次随钻堵漏施工作业，该随钻堵漏工具特别适用井壁稳定地层多次漏失的工况，其用于不起下钻随钻堵漏，避免堵漏起下钻，其堵漏施工效率高，特别是在深井超深井堵漏施工效率提高60％，降低了钻井周期和费用。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。