技术领域
[0001] 本发明涉及石油完井技术领域，具体涉及一种过油管封堵弃置井的装置及方法。
相关背景技术
[0002] 在油气资源开采后期，井下油气资源接近枯竭，需要对油气井进行封堵，完成对井底油气资源的完全封隔，即弃置井的封堵。油气井弃置井的封堵主要需要考虑以下几个要
求：1)所形成的封堵层需要完成永久气密封性，防止地层油气进入地面；2)所形成的封堵层
需要有耐腐蚀性，防止封堵层在井下环境中，发生腐蚀而出现封堵失效；3)所形成的封堵层
需要耐一定的压力。
[0003] 常规的弃置井封堵中，由于地面有采油装置，首先需要将地面采油设备进行拆除，包括采油树、油管等设备。然后，需要注入水泥的设备，在表层套管内部注入一定量的水泥，
待水泥完全固化后，完成对弃置井的封堵。
[0004] 以上常规的弃置井封堵工艺中，通常采用水泥这种材料进行封堵。水泥是一种脆性材料，在进行封堵时，由于地应力的变化，容易出现水泥的脆性破坏，出现油气泄露的通
道。
[0005] 同时在采用水泥材料进行封堵时，需要将地面采油设备完全移除，并将井底的油管完全取出来，再进行注入水泥的作业，该工艺较为复杂，前期的准备工作较长。
[0006] 进一步，在使用水泥进行弃置井封堵时，由于水泥材料从开始注入到完全凝固固化，所需要的时间较长。在水泥固化的过程中，无法对固化的效果进行控制。因此，所形成的
封堵塞的封堵效果在水泥注入以后就无法进行人为干预。
[0007] 在使用水泥进行弃置井封堵时，由于水泥材料本身并不是一个完全致密的材料，所形成的封堵塞中，可能存在一定的气孔等缺陷，从而影响其气密封效果。
[0008] 根据以上分析，在采用水泥进行弃置井封堵时，由于水泥本体的特性以及施工方法局限性，使得其在使用一段时间后，可能会出现封堵失效，即井底的油气会通过水泥封堵
塞的泄露通道流到地面，从而出现安全隐患。
[0009] 在海洋油气井中，一旦出现泄露，会出现严重的环境和安全问题。由于地面设施都已经移除了，需要对弃置井再次封堵的成本非常高。
[0010] 在陆地油气井中，当弃置井水泥封堵塞失效后，需要将水泥封堵塞进行钻除。因此，需要动用钻机进行施工作业，在完全钻除封堵塞后，再次进行注入水泥形成封堵的作
业。由于钻机的作用成本较高，使得重新对弃置井进行封堵作业成本较高。
[0011] 基于以上考虑，对于弃置井封堵，需要一种作业成本低、施工简单、气密封效果高、稳定可靠、耐腐蚀性的施工方案和封堵材料。
[0012] 基于以上的思路，结合现有弃置井封堵的难点，提出了在井下通过过油管封堵弃置井的方法，该方法通过过油管的方式，将井下封堵作业工具下入待封堵位置，通过释放一
定的金属小球至封堵位置，采用井下加热的方式，将金属小球融化，待金属凝固后，形成金
属封堵层，完成弃置井的金属封堵。该方法具有施工简单、气密封效果好、永久密封的特点。
具体实施方式
[0049] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0050] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对
本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”
的含义是两个或两个以上。
[0051] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语
在本发明中的具体含义。
[0052] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0053] 实施例1
[0054] 如图1至图8所示，本实施例提供一种过油管封堵弃置井的装置，包括油管8、技术套管11和熔融工具7，所述技术套管11竖直固定安装在弃置井；所述油管8竖直固定安装有
所述技术套管11内，其上端竖直向上延伸至所述技术套管11的上端外；所述熔融工具7可经
所述油管8下放至所述技术套管11或裸眼内，所述熔融工具7下放至所述技术套管11内后可
释放若干金属球9并加热熔化所述金属球9使其熔化成液态金属，所述液态金属冷却逐渐凝
固后形成金属封堵塞10封堵所述技术套管11。
[0055] 作业过程中，首先，通过本领域技术人员所能想到的方式将熔融工具7经油管下入技术套管11内的待封堵位置；然后，熔融工具释放金属球9，并对所述金属球9进行加热熔化
后形成金属封堵塞10，利用金属封堵塞10实现技术套管11的封堵，从而实现弃置井的封堵，
封堵效果较佳。
[0056] 本实施例设计合理，能够在不拆除油管的基础上，完成弃置井的封堵，作业方式简单；同时，能够形成致密的金属封堵塞，成本低，气密封性较好，封堵效果较佳。
[0057] 实施例2
[0058] 在实施例1的基础上，本实施例中，所述熔融工具7包括存储仓76、弹性圈75和加热器73，所述存储仓76的下端敞口并设有窗口开关阀72，若干所述金属球9置于所述存储仓76
内；所述加热器73安装在所述存储仓76的下端，所述弹性圈75包括弹性的伞骨架和弹性的
兜套，所述伞骨架套设在所述加热器73外，所述兜套固定套设在所述伞骨架的下部。
[0059] 作业过程中，存储仓76下放至油管8内时，弹性圈75处于收拢状态；当存储仓76下放至技术套管11内时，整个弹性圈75不受油管8的约束径向弹开，并贴在技术套管11的内
壁，以便更好的接触后续释放的金属球9。
[0060] 存储仓76下放至油管8内时，伞骨架和兜套均处于收拢状态；当存储仓76下放至技术套管11内时，伞骨架和兜套均处于展开状态，且兜套上端的边缘刚好与技术套管11的内
壁贴合，保证金属球9能够完全被兜套兜住，且金属球9溶解后形成的液态金属完全处于兜
套内及兜套的上方。
[0061] 优选地，本实施例中，上述加热器73采用的是一种化学燃烧方式，将加热器73内部的化学燃烧剂点燃，点燃的燃烧剂开始迅速的释放热量，将堆放在熔融工具7外部的金属球
9加热融化。待内部的加热器73停止放热后，随着温度的降低，液态的金属逐渐凝固形成金
属封堵塞10。
[0062] 需要说明的是，上述化学燃烧剂一般为铝与氧化铁、氧化铜等形成的无氧铝热剂。
[0063] 实施例3
[0064] 在实施例2的基础上，本实施例中，所述伞骨架的上端与所述加热器73固定连接，其下端与所述加热器73滑动连接；所述加热器73的下端同轴套设有弹簧78和挡圈74，所述
挡圈74与所述弹簧78的上端固定连接，并在所述弹簧78的弹力作用下与所述弹性圈75的下
端抵接，且所述弹性圈75可在所述挡圈74及所述弹簧78的挤压下与所述技术套管11的内壁
贴合。
[0065] 该方案结构简单，设计合理，利用弹簧78和挡圈74可使得弹性圈75始终与油管8的内壁或者技术套管11的内壁贴合，实现稳定下放。
[0066] 优选地，本实施例中，上述存储仓76呈圆筒状结构，设计合理，更好的与油管8和技术套管11配合。
[0067] 另外，存储仓76的顶部固定安装有加热控制器71，加热控制器71通过线路与加热器73连接。
[0068] 需要说明的是，弹性圈75与油管8或技术套管11内壁之间的摩擦力小于整个熔融工具7的重力，因此弹性圈75与油管8或技术套管11之间的贴合不影响整个熔融工具7的下
放。
[0069] 实施例4
[0070] 在实施例2至实施例3任一项的基础上，本实施例中，所述加热器73的上端通过销钉79与所述存储仓76的下端连接，所述销钉79在受到的提拉力大于自身最大的剪切力时会
断裂使所述存储仓76与所述加热器73分离。
[0071] 该方案结构简单，设计合理，金属封堵塞10形成后可向上提拉存储仓76，当提拉力大于销钉79的最大剪切力时销钉断裂，存储仓76与加热器73分离，存储仓76可被提拉处弃
置井重复利用。
[0072] 待所有液态金属完全凝固后，通过连续油管6提拉过油管熔融工具7，当向下的提拉力大于设置在过油管熔融工具7中部的销钉79的最大剪切力，销钉79会被剪断，使得加热
器73和存储仓76分离，连续油管6会将存储仓76提拉至地面。
[0073] 待所形成的金属封堵塞10完成固化后，按照弃置井封堵的标准，对金属封堵塞10的封堵效果进行实验，并结合实验结果对封堵的效果进行评价。待所形成的金属封堵塞10
完全满足弃置井封堵的要求后，对地面设置进行拆除，完成弃置井封堵的金属封堵作业。
[0074] 实施例5
[0075] 在上述各实施例的基础上，本实施例还包括连续管下入系统1，所述连续管下入系统1位于所述弃置井井口处的地层3上，其通过连续油管6与所述熔融工具7连接。
[0076] 作业过程中，首先，通过连续管下入系统1将熔融工具7经油管8下入技术套管11内的待封堵位置；然后，熔融工具7释放金属球，并对所述金属球9进行加热熔化后形成金属封
堵塞10，利用金属封堵塞10实现技术套管11的封堵，从而实现弃置井的封堵，封堵效果较
佳。
[0077] 优选地，本实施例中，连续油管6的一端与存储仓76的上端固定连接，另一端缠绕在连续管下入系统1上，连续管下入系统1可释放或收拢上述连续油管6。
[0078] 需要说明的是，上述连续管下入系统1采用的是现有技术，其具体结构及原理在此不再进行赘述。
[0079] 实施例6
[0080] 在上述各实施例的基础上，本实施例中，所述弃置井的井口处固定安装有采油树2，所述油管8的上端与所述采油树2的下端固定连接并连通。
[0081] 该方案结构简单，设计合理，在不拆除采油树2的前提下可实现熔融工具7的下放。
[0082] 基于上述方案，采油树2上固定安装有管路，油管8的上端与上述管路的下端连通，且连续油管6从管路中穿过，即熔融工具7直接从上述管路中下放。
[0083] 另外，采油树2的顶部以及弃置井的井口处分别转动安装有滑轮，连续油管6分别与两个滑轮的上侧转动贴合，设计合理。
[0084] 实施例7
[0085] 在上述各实施例的基础上，本实施例中，所述技术套管11与所述油管8之间固定安装有环形的封隔器4。
[0086] 该方案结构简单，设计合理，利用封隔器4可进一步增加弃置井的封堵效果。
[0087] 上述封隔器4与技术套管11的内壁紧贴，实现密封。
[0088] 实施例8
[0089] 在上述各实施例的基础上，本实施例中，所述技术套管11外还固定套设有中间套管12。
[0090] 该方案结构简单，设计合理，利用中间套管12可对技术套管11和油管8进行保护。
[0091] 基于上述方案，上述技术套管11的下端延伸至中间套管12的下端外。
[0092] 实施例9
[0093] 在上述各实施例的基础上，本实施例中，所述中间套管12外还固定套设有表层套管5。
[0094] 该方案结构简单，设计合理，利用表层套管5可对中间套管12、技术套管11和油管8进行保护。
[0095] 基于上述方案，上述中间套管12的下端延伸至表层套管5的下端外。
[0096] 实施例10
[0097] 在上述各实施例的基础上，本实施例还涉及一种过油管封堵弃置井的方法，采用如上所述的过油管封堵弃置井的装置实现，包括以下具体步骤：
[0098] S1：将熔融工具7经油管8下入技术套管11内的待封堵位置；
[0099] S2：所述熔融工具7释放金属球9，并对所述金属球9进行加热熔化后形成金属封堵塞10。
[0100] 本实施例提供了一种过油管封堵弃置井的方法，该方法设计合理，能够在不拆除油管的基础上，完成弃置井的封堵，作业方式简单；同时，能够形成致密的金属封堵塞，成本
低，气密封性较好，封堵效果较佳。
[0101] 本发明的工作原理如下：
[0102] 1)通过地面3、采油树2和连续管下入系统1将过油管熔融工具7下入待封堵位置；2)通过线缆打开过油管熔融工具7的窗口开关阀72，将储存在内部的金属球9释放，并流入
到待封堵位置；3)通过地面控制井下加热器73的开启，完成对金属球9的加热，待所有的金
属球融化后形成致密的金属封堵塞10；4)进行弃置井封堵塞的评价实验，完成弃置井的金
属封堵。
[0103] 上述弃置井封堵塞的评价实验即进行井口试压，即向根据井下压力大小在井口注入一定量的水并加压，使封堵层承压能力达到要求，详细可参照相关钻完井井口试压标准。
[0104] 本发明所提供的方法中，能够在不拆除油管的基础上，完成弃置井的封堵，作业方式简单。同时，能够形成致密的金属封堵塞10，气密封性较好。最后，所形成的金属封堵塞
10，由于金属材料与套管材料本身的属性相近，使得其与套管胶结面强度较高，能很好的抵
抗井底由于地应力所产生的蠕变。其施工方案较为简单，能形成永久、致密、稳定可靠的金
属封堵塞。
[0105] 综上，本发明所提供的一种过油管封堵弃置井方法具有施工作业成本低、封堵效果好的特点。
[0106] 需要说明的是，本发明所涉及到的各个电子部件均采用现有技术，并且上述各个部件与控制器电连接，控制器与各个部件之间的控制电路为现有技术。
[0107] 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。
[0108] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当
将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员
可以理解的其他实施方式。
[0109] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。
