一種雙級注水泥工具的製作方法
2023-09-19 21:56:10 3
專利名稱：一種雙級注水泥工具的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於油層套管固井用的雙級注水泥工具。
目前現場常用的雙級注水泥工具包括雙級注水泥接箍及其配合工具。它主要包括本體、密封圈、外套、上內套、剪切銷釘、關閉套、擋圈、上膠塞、下膠塞、開孔塞等組成。本體與外套之間焊接而成，上內套、下內套與本體之間由剪切銷釘連接，本體與關閉套之間由剪切銷釘連接，本體上有傳壓孔和循環孔，其下部有一擋圈，這種雙級箍的主要原理為當第一級固井結束後，從井口投開孔塞，座於雙級箍下內套上並形成密封，井口憋壓剪斷下內套與本體之間的銷釘，並迫使下內套下行露出循環孔，為第二級注水泥用準備；當第二級注水泥結束後，壓入上膠塞替泥漿，直至上膠塞座於上內套上。憋壓剪斷上內套與本體之間的銷釘，並使上內套下行，露出本體上兩個通向關閉套上方環形空腔的傳壓孔，高壓液體進入環形空腔，剪斷關閉套與本體之間的聯接銷釘，推動關閉套下行，實現雙級箍循環孔的永久關閉；侯凝結束後，下鑽將雙箍部位的開孔塞、上膠塞、上內套、下內套鑽掉。這種雙級注水泥工具，當其用於油層套管固井時，需多下一次鑽，以鑽除固井後套管內多餘部件。目前鑽井多用Φ127mm鑽杆，其接頭外徑為Φ165mm，而油層套管一般為Φ140mm，這就必須另外從基地送小鑽杆，這不僅使鑽井施工單位承擔額外的鑽具租用費，也給鑽井的組織工作帶來了一定的困難。
本實用新型的目的在於提供一種用於油層套管固井的，無須完井後重下小尺寸鑽杆、鑽頭鑽開孔塞的新型雙級注水泥工具。
為達到上述目的，本實用新型採用了如下結構，包括雙級箍和上膠塞(15)、下膠塞(17)、開孔塞(16)，其中雙級箍包括內筒(1)、外套(2)、傳壓孔(3)、密封圈(4，8)、上內套(6)、剪切銷釘(7，10，12)、環孔(9)、下內套(11)；內筒(1)和外套(2)之間採用絲扣連接，上內套(6)和下內套(11)分別用剪切銷釘(7)、(10)固定在內筒(1)上，開口彈簧環(13)、承塊(14)和密封圈(18)組成開孔塞座，承塊(14)通過其自身的″T″槽套於開口彈簧環(13)上，內剪切銷釘(12)將開孔塞座與下內套(11)連接在一起，上膠塞(15)的下部有一個自鎖環(20)與開孔塞(16)內部的凹槽互相鎖定，上膠塞(15)的內部有單流閥(19)。
本實用新型的優點是完井後，無須重新下鑽鑽開孔塞，因此既節約時間又節省費用，而且施工程序與目前在用的雙級注水泥工具基本接近，使用方便、可靠。
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步詳細的說明。
圖1是雙級注水泥工具中的雙級箍的結構圖。
圖2、圖3、圖4分別是雙級注水泥工具的零件圖。
圖5、圖6是本實用新型的雙級箍局部放大圖。
本實用新型的實施例是它包括雙級箍、上膠塞(15)、下膠塞(17)、開孔塞(16)，其中雙級箍包括內筒(1)、外套(2)、傳壓孔(3)、″O″型密封圈(4，8)、上內套(6)、剪切銷釘(7，10，12)、開口彈簧環(13)、承塊(14)和″V″型密封圈(18)組成，內筒(1)和外套(2)之間採用絲扣連接，上內套(6)和下內套(11)分別用剪切銷釘(7)、(10)固定在內筒(1)上，開口彈簧環(13)、承塊(14)和″V″型密封圈(18)組成開孔塞座，承塊(14)通過其自身的″T″槽套於開口彈簧環(13)上，共12個承塊與一個開口彈簧環(13)組成一個開孔塞座，在外力作用下縮小其外徑，裝入下內套(11)內，剪切銷釘(12)將其與下內套(11)連接在一起，自鎖彈子(5)安裝於上內套(6)上，它的作用是阻止上內套(6)下行。″O″型密封圈(4)、(8)分別安裝在外套(2)內與內筒(1)、外套(2)與上內套(6)之間起密封作用。開孔塞(16)的上端外徑大於開孔塞座在裝配狀態下的外徑，下膠塞(17)是由金屬芯子與橡膠硫化在一起的柔性膠塞，它可通過開孔塞座而不會產生過高的壓力。上膠塞(15)也是由金屬芯子與橡膠硫化在一起而製成的，在金屬芯子部分裝有一個阻止液體下行，而不限制液體通過膠塞上行的金屬球，在金屬的頭部裝有一個自鎖環(20)，可與開孔塞(16)的凹槽鎖定在一起。
雙級注水泥工具的作用原理為將雙級箍接於套管柱上的某一適當的位置，下入前後循環泥漿，注完第一級水泥後釋放下膠塞(17)。在第一級固井結束後，投開孔塞(16)使其座於雙級箍的開孔塞座上並形成密封，井口憋壓，剪斷內筒(1)與下內套(11)之間的剪切銷釘(10)，並迫使下內套(11)下行，露出循環孔(9)。第二級注水泥完畢後，壓入上膠塞(15)替泥漿，直至上膠塞(15)座於開孔塞座上，並通過其自鎖環(20)與開孔塞(16)內的凹槽鎖定在一起，繼續憋壓，壓力通過傳壓孔(3)進入上內套(6)，內筒(1)與外套(2)組成的環形空腔，剪斷上內套(6)與內筒(1)之間的剪切銷釘(7)，並使上內套(6)下行，關閉循環孔(9)。關閉循環孔(9)後繼續憋壓，剪斷開孔塞座上承塊(14)與下內套(11)之間的剪切銷釘(13)，並使由承塊(14)、開口彈簧環(13)和″V″型密封圈(18)組成的開孔塞座及上膠塞(15)、開孔塞(16)一起下行，當下行一段距離，即離開下內套(11)後，開孔塞座在開口彈簧環(13)的作用下，外徑張大，張大後的外徑與本體內徑一樣大，張大後的內徑大於套管內徑且永久的放置在下內套(11)以下的位置上。這時上膠塞(15)與開孔塞(16)一起在其自重的作用下下落，上膠塞(15)以下的鑽井液可通過其單流閥(19)上返。
權利要求1.一種雙級注水泥工具包括雙級箍、上膠塞(15)、下膠塞(17)、開孔塞(16)，其中雙級箍包括內筒(1)、外套(2)、內筒(1)上的傳壓孔(3)、密封圈(4，8)、上內套(6)、剪切銷釘(7，10，12)、外套(2)上的循環孔(9)、下內套(11)，基本特徵在於a.內筒(1)和外套(2)之間採用絲扣連接，上內套(6)和下內套(11)分別用剪切銷釘(7)、(10)固定在內筒(1)上；b.開口彈簧環(13)、承塊(14)和密封圈(18)組成開孔塞座，剪切銷釘(12)將其與下內套(11)連接在一起；c.上內套(6)上有自鎖彈子(5)與內筒(1)連接；d.上膠塞(15)內有一單流閥(19)，下端有一自鎖環(20)；e.開孔塞(16)的上端外徑大於開孔塞座在裝配狀態下的外徑，開孔塞(16)內有一凹進的槽，其槽與上膠塞(15)下端的自鎖環(20)可相互鎖定。
2.如權利要求1所述的雙級注水泥工具，其特徵在於內筒(1)與外套(2)之間、上內套(6)與外套(2)之間由″o″型密封圈密封。
3.如權利要求1所述的雙級注水泥工具，其特徵在於開孔塞座上包括8-16塊承塊。
4.如權利要求1所述的雙級注水泥工具，其特徵在於開孔塞座上的密封圈為″V″型密封圈，承塊(14)通過其自身的″T″槽套於開孔彈環(13)上。
5.如權利要求1所述的雙級注水泥工具，其特徵在於上膠塞(15)內部的單流閥(19)為一金屬球。
6.如權利要求1所述的雙級注水泥工具，其特徵在於開孔塞座在開口彈簧環(13)的作用下，外徑張大，張大後的外徑與本體內徑一樣大，張大後的內徑大於套管內徑。
專利摘要本實用新型涉及一種用於油層套管固井用的，無須完井後重新下小尺寸鑽杆、鑽頭鑽開孔塞的新型雙級注水泥工具，它包括雙級箍和上膠塞(15)、下膠塞(17)、開孔塞(16)。這種工具是完井後無須鑽開孔塞，因此既節省時間又節省費用，而且施工程序與目前在用的雙級注水泥工具基本接近，因此使用方便、可靠。
文檔編號E21B33/05GK2247230SQ9620440
公開日1997年2月12日 申請日期1996年2月9日 優先權日1996年2月9日
發明者高本文, 張新文, 胡國強, 王開慶 申請人:新疆石油管理局鑽井工藝研究院