雙級注水泥器的製作方法

2023-05-12 02:28:01 1

專利名稱：雙級注水泥器的製作方法
技術領域：
一種涉及油田油氣井固井作業的雙級注水泥器。
油田上所鑽的油氣水井，完鑽下套管後，需進行固井作業；遇有斷層、滲漏井段、需分兩次固井作業；對超深井，由於地面設備動力所限，也需先後固井，均需雙級注水泥器。現廣泛採用的是水力式雙級注水泥器，二次注水泥後，其上膠塞及座仍留在套管內，待下專用工具鑽除，以便進行後續作業。這樣，增加了工序及作業，也就增加了投資，延長了新井投產周期，不利於油田生產，同時，由於在鑽除過程中產生的振動，對二次固井段水泥凝固有所破壞，不利於保證固井質量。基於此因，提出本設計。
本實用新型的目的在於克服現有技術中的缺點之處，而提供一種二次固井後，通過控制套管內的壓力，易使其內堵塞物落入井底的雙級注水泥器。它可縮短完井周期，降低投資。
本實用新型的目的可以通過以下技術措施來達到在下井套管串中接一短接，其內用剪銷固定開關套，二者上有錯位孔、之間裝有密封裝置和可沿開關套軸向滑動的剪銷；又於開關套上用剪銷固定內支座，其上坐有內套，它與開關套間有間隙環，之間裝有彈子、密封裝置和通孔；再有於內套上設有重力彈丸塞座。
本實用新型的目的還可以通過以下技術措施來達到在上述技術措施上，沿開關套體軸向上開有凹槽，其上剪銷沿槽滑動，剪銷設2個以上；支座由2個以上單元體構成；於開關套上部沿其周向上開有2個以上孔，裝入彈子，與內套上凹槽裝配，後用頂絲固定；密封裝置［7］為Yx型密封圈；孔為傾斜孔，由內向外朝上傾斜；上膠塞兩端為錐臺體；於開關套上開有環形凹槽，內裝卡簧；又於短接內壁上也開有環形凹槽。


圖1是雙級注水泥器結構原理圖。
圖2、3、4是上下膠塞［2、20］，重力彈丸塞［8］結構圖。
圖5、6是圖1上Yx型密封圈［7］和A－A剖面圖。
圖7是圖1上B－B剖面圖。
以下結合附圖將對本實用新型作進一步詳述由圖1所示，根據設計在下井套管串中接由上、下接頭［1、19］殼體和密封圈［18］構成的一短接［3］，其內設有開關套［6］，用剪銷［11］固定於短接［3］體上，它與短接上有錯位孔［22、21］、之間裝有密封圈卡簧［13］和沿開關套體軸向槽滑動的剪銷［10］。其中錯位孔［22、21］中心距和剪銷［11、10］直徑由設計而定，剪銷為2個以上，一般3－4個，均布設置；各剪銷［11、10］均用絲堵［9、12］封堵；沿開關套［6］體軸向上開有槽［26］，剪銷［10］可沿槽滑動，滑動距離與錯位孔［22、21］中心距相等。
於開關套［6］下部用剪銷［15］、螺母［16］固定內支座［17］，其上坐有內套［14］，它與開關套間有間隙環，之間裝有彈子［4］、Yx型密封圈［7］和通孔［21、23］；又於內套上設有重力彈丸塞［8］座［24］。其中支座［17］由2個以上單元體構成，一般3－4個，均布設置，固定件剪銷［15］也由設計而定；沿開關套［6］體周向上開有2個以上彈子［4］孔，一般3－4個，均布設置，彈子［4］與內套上端軸向凹槽裝配，後用頂絲［5］固定，另外，孔［22、21、23］為傾斜孔，由裡向外朝上傾斜；再有，上膠塞［2］兩端為錐臺體，於短接［3］體上開有環形凹槽［25］。
安裝順序先將內套［14］裝入開關套［6］上，用專用工具把Yx型密封圈［7］置於開關套［6］體環形凹槽上，固定內支座［17］，裝彈子［4］並用頂絲［5］固定；安裝開關套［6］體上密封圈、將卡簧［13］鑲入開關套環形凹槽上，裝接頭上密封圈［18］；再將開關套裝入短接［3］內，對中放入剪銷［10、11］，後用絲堵［9、12］封堵，連接兩端接頭［1、19］，組成雙級注水泥器。
使用過程按設計把雙級注水泥器接入套管串中並下到井中預定的位置處。當注完第一級水泥後，把下膠塞［20］從井口投入套管，注入泥漿使膠塞下行穿過雙級注水泥器至井底碰壓，停住泥漿；再將重力彈丸塞［8］投入，靠其自重落到雙級注水泥器的座［24］上，然後向套管內憋壓，將剪銷［11］剪斷，使開關套隨內套下行一段孔［22、21］中心距，剪銷［10］隨沿槽滑動而停止，此時三孔對齊，套管內外連通，循環泥漿；第二級注水泥開始，當注完第二級水泥後，再把上膠塞［2］投入；當上膠塞［2］被送行到雙級注水泥器上接頭時，將其壓入內套與重力彈丸塞［8］相撞，繼續憋壓將剪銷［10］剪斷，使開關套隨內套下行至卡簧［13］滑行到環形凹槽［25］上並脹緊。此時，二孔［22、21］又錯位，套管內外被封堵，而且是永久性封堵。再繼續提高套管內的壓力，通過憋壓，將剪銷［15］剪斷，支座［17］被解體，使其和被支撐物落下井底，Yx型密封圈恢復到原始尺寸，下沉或上浮，同時彈子落下。此時雙級注水泥器中無堵塞物，可進行後續作業。
本實用新型與現有技術相比具有如下優點由於本結構內部支座［17］採用剪銷［15］固定，二級注水泥施工後，通過井口設備向套管串內憋壓，剪斷剪銷［15］，支座［17］被解體，使其和被支撐物落下井底，使雙級注水泥器內無堵塞物，可進行後續作業。這樣，通過控制地面設備，就可解除雙級注水泥器中堵塞物，縮短了完井周期，有利於新井及時投產，減少了完井環節，降低了投資。
權利要求1.一種由上、下接頭[1、19]、膠塞[2、20]、剪銷[11]及密封圈[18]構成的用於石油固井作業中的雙級注水泥器，其特徵是(1)在下井套管串中設有一短接[3]，其內用剪銷[11]固定開關套[6]，二者上有錯位孔[22、21]、之間裝有密封裝置和沿開關套上軸向滑動的剪銷[10]；(2)在開關套[6]上用剪銷[15]固定內支座[17]，其上坐有內套[14]，它與開關套[6]間有間隙環，之間裝有彈子[4]、Yx密封圈[7]和通孔[21、23]，內套上設有重力彈丸塞[8]座[24]；
2.如權利要求1所述的雙級注水泥器，其特徵是沿開關套［6］體軸向上設有槽，剪銷［10］沿槽滑動，且剪銷設2個以上；
3.如權利要求1所述的雙級注水泥器，其特徵是支座［17］由2個以上單元體構成；
4.如權利要求1所述的雙級注水泥器，其特徵是沿開關套［6］體周向上開有2個以上通孔，裝入彈子［4］與內套［14］上端軸向凹槽裝配，用頂絲［5］固定；
5.如權利要求1所述的雙級注水泥器，其特徵是孔［22、21、23］為傾斜孔，且朝上傾斜；
6.如權利要求1所述的雙級注水泥器，其特徵是上膠塞［2］兩端為錐臺體；
7.如權利要求1所述的雙級注水泥器，其特徵是開關套上開有環形凹槽，裝有卡簧［13］；
8.如權利要求1所述的雙級注水泥器，其特徵是在卡簧［13］下部於短接［3］體上開有環形凹槽［25］。
專利摘要一種涉及油氣井固井作業中的雙級注水泥器。它是在下井套管串中接一短接(3)，其內用剪銷(11)固定開關套(6)，二者上有錯位孔(22、21)、之間裝密封環和沿開關套上軸向槽滑動的剪銷(10)，又於開關套上用剪銷(15)固定內支座(17)，之間裝有彈子(4)、密封環(7)和通孔(21、23)；內套上有重力彈丸塞座(24)。按操作注完一、二級水泥後，憋壓、剪斷銷(15)，使支座及其被支承物落入井底。
文檔編號E21B33/13GK2059937SQ8921598
公開日1990年8月1日 申請日期1989年8月29日 優先權日1989年8月29日
發明者趙立新, 鍾啟剛, 李連德, 王洪潮, 方文美 申請人:大慶石油管理局鑽井研究所