專利名稱：一種免鉆塞半程固井工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及油氣田固、完井作業(yè)工具，特別是一種免鉆塞半程固井 工具。
背景技術(shù)：
隨著保護(hù)油層的完井技術(shù)不斷進(jìn)步，釆用油層井段下篩管不注水泥， 而僅僅在油層之上井段半程固井的油氣井日益增多。目前油田常用的半程 固井工藝都是在篩管之上連接盲板接頭封堵的辦法，以便形成蹩壓、充填 套管外封隔器和打開液壓分級注水泥器。該方法存在的最大問題是必需要 在固井后用小鉆桿加小鉆頭鉆掉固井時留在井內(nèi)的開孔塞、關(guān)孔塞、盲板 接頭等管內(nèi)附件。而油田實際操作的經(jīng)驗表明，由于鉆掉膠塞和盲板等固 井附件屬于小井眼、細(xì)鉆具作業(yè)，加之膠塞可能隨鉆頭一起轉(zhuǎn)動，從而該 作業(yè)耗時費力較為困難。此外小鉆具的運送和回收等都需要額外的完井時 間，導(dǎo)致油層浸泡污染時間增加并延誤油井的早日投產(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
為克服背景技術(shù)中的缺陷，本實用新型提供一種免鉆塞半程固井工具， 解決半程固井作業(yè)后仍需鉆膠塞和盲板接頭等附件的問題。
一種免鉆塞半程固井工具，包括免鉆式分級箍、密封短節(jié)、內(nèi)插管柱 三大部分。免鉆式分級箍主要由上接頭、本體、止退鋼球、關(guān)孔套剪釘、上彈性內(nèi)套剪釘、關(guān)孔套、上彈性內(nèi)套、開孔套剪釘、開孔套、下接頭構(gòu) 成。密封短節(jié)主要由短節(jié)本體、密封膠套、下彈性內(nèi)套剪釘、下彈性內(nèi)套、 下部接頭構(gòu)成。內(nèi)插管柱主要由膠塞、油管接頭、上桿、扶正接頭、橡膠 套、孔管、塞座剪釘、膠塞座、調(diào)長桿、密封管、錐形膠塞、膠套管、導(dǎo) 引頭構(gòu)成。
免鉆式分級箍上接頭、下接頭分別與本體上、下兩端相連，上接頭的 底面及下接頭的頂面深入到本體內(nèi)腔形成上下兩環(huán)型內(nèi)臺階面。關(guān)孔套、 開孔套、上彈性內(nèi)套及其余配合部件置于兩環(huán)型內(nèi)臺階面之間。關(guān)孔套與 本體為滑動配合，關(guān)孔套剪釘將關(guān)孔套固定在本體上。關(guān)孔套外壁開有一 個錐形槽，止退鋼球置于錐形槽內(nèi)，該錐形槽與本體內(nèi)壁形成一個密閉的空 間。關(guān)孔套內(nèi)壁有一個環(huán)形斜錐面，在此斜錐面之上，上彈性內(nèi)套剪釘將 上彈性內(nèi)套固定在關(guān)孔套內(nèi)，上彈性內(nèi)套與關(guān)孔套形成滑動配合。上彈性 內(nèi)套一端為半圓環(huán)，另一端由若千個指狀彈性片組合而成，其彈性收縮狀 態(tài)為完整的斜面半圓環(huán)。指狀彈性片的頂部為斜錐面，與關(guān)孔套內(nèi)壁環(huán)形 斜錐面形成配合。關(guān)孔套下部壁厚小于其上部壁厚，關(guān)孔套內(nèi)壁環(huán)形斜錐 面、關(guān)孔套下部及開孔套頂面形成一個凹陷的環(huán)形空間，此環(huán)形空間長度 大于等于上彈性內(nèi)套長度。開孔套頂面內(nèi)部為錐面，外部為圓環(huán)面。開孔 套剪釘將開孔套固定在本體上。開孔套剪釘之下的本體壁上開有若干個軸 向?qū)ΨQ的注水泥孔，注水泥孔一部分被開孔套覆蓋，另一部分連通開孔套
外臺階面與本體、下接頭頂面之間形成的環(huán)空；注水泥孔之下的本體壁上 另開有若干軸向?qū)ΨQ的通孔連通此環(huán)空。開孔套下部與下接頭內(nèi)壁為滑動 配合，且兩者之間由密封材料密封。密封短節(jié)的短節(jié)本體內(nèi)壁有一個環(huán)形斜內(nèi)臺階面，該環(huán)形斜內(nèi)臺階面 與下部接頭頂面形成一個凹陷的環(huán)形空間，此環(huán)形空間長度大于等于下彈 性內(nèi)套長度。密封膠套及錐形膠套與下彈性內(nèi)套內(nèi)部相配合形成密封。
內(nèi)插管柱最下部為導(dǎo)引頭。導(dǎo)引頭之上，膠套管與密封管之間的外壁 上嵌放有錐形膠套?？坠芡獗谏嫌猩舷聝森h(huán)形臺階面，下環(huán)形臺階面之下 的孔管壁上開有若干組上下通孔。膠塞座被塞座剪釘固定在孔管內(nèi)壁。橡 膠套被固定在扶正接頭與孔管形成的環(huán)形凹槽中，其外徑大于孔管的外徑。 扶正接頭具有凸起的條形棱狀結(jié)構(gòu)，其棱條的最大外徑介于上彈性內(nèi)套、 下彈性內(nèi)套內(nèi)徑與外徑之間。
本實用新型的優(yōu)點在于本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。無需使用 開孔塞、關(guān)孔塞、盲板接頭等管內(nèi)附件即可注水泥半程固井，固井結(jié)東后 可以建立循環(huán)，清洗套管內(nèi)壁，保證套管內(nèi)的清潔。

圖l免鉆式分級箍入井狀態(tài)示意圖
圖2免鉆式分級箍開孔套下行狀態(tài)示意圖
圖3免鉆式分級箍關(guān)孔套、上彈性內(nèi)套套下行狀態(tài)示意圖
圖4免鉆式分級箍上彈性內(nèi)套釋放狀態(tài)示意圖
圖5密封短節(jié)密封狀態(tài)示意圖
圖6密封短節(jié)下彈性內(nèi)套釋放狀態(tài)示意圖
圖7內(nèi)插管柱結(jié)構(gòu)示意圖
圖8膠塞
圖9本實用新型總體結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
如圖1-圖9所示的一種免鉆塞半程固井工具，包括免鉆式分級箍、密 封短節(jié)、內(nèi)插管柱三大部分。免鉆式分級箍主要由上接頭l、本體2、止退 鋼球3、關(guān)孔套剪釘4、上彈性內(nèi)套剪釘5、關(guān)孔套6、上彈性內(nèi)套7、開孔 套剪釘8、開孔套9、下接頭10構(gòu)成。密封短節(jié)主要由短節(jié)本體ll、密封 膠套12、下彈性內(nèi)套剪釘13、下彈性內(nèi)套14、下部接頭15構(gòu)成。內(nèi)插管 柱主要由膠塞16、油管接頭17、上桿18、扶正接頭19、橡膠套20、孔管 21、塞座剪釘22、膠塞座23、調(diào)長桿24、密封管25、錐形膠塞26、膠套 管27、導(dǎo)引頭28構(gòu)成。
免鉆式分級箍上接頭l、下接頭10分別與本體2上、下兩端相連，上 接頭l的底面及下接頭10的頂面深入到本體2內(nèi)腔形成上下兩環(huán)型內(nèi)臺階 面。關(guān)孔套6、開孔套9、上彈性內(nèi)套7及其余配合部件置于兩環(huán)型內(nèi)臺階 面之間。關(guān)孔套6與本體2為滑動配合，關(guān)孔套剪釘4將關(guān)孔套6固定在 本體2上。關(guān)孔套6外壁開有一個錐形槽，止退鋼球3置于錐形槽內(nèi)，該錐 形槽與本體2內(nèi)壁形成一個密閉的空間。關(guān)孔套6內(nèi)壁有一個環(huán)形斜錐面， 在此斜錐面之上，上彈性內(nèi)套剪釘5將上彈性內(nèi)套7固定在關(guān)孔套6內(nèi)， 上彈性內(nèi)套7與關(guān)孔套6形成滑動配合。上彈性內(nèi)套7 —端為半圓環(huán)，另 一端由若干個指狀彈性片組合而成，其彈性收縮狀態(tài)為完整的斜面半圓環(huán)。 指狀彈性片的頂部為斜錐面，與關(guān)孔套6內(nèi)壁環(huán)形斜錐面形成配合。關(guān)孔 套6下部壁厚小于其上部壁厚，關(guān)孔套6內(nèi)壁環(huán)形斜錐面、關(guān)孔套6下部及開孔套9頂面形成一個凹陷的環(huán)形空間，此環(huán)形空間長度大于等于上彈
性內(nèi)套7長度。開孔套9頂面內(nèi)部為錐面，外部為圓環(huán)面。開孔套剪釘8 將開孔套9固定在本體2上。開孔套剪釘8之下的本體2壁上開有若干個 軸向?qū)ΨQ的注水泥孔，注水泥孔一部分被開孔套9覆蓋，另一部分連通開 孔套9外臺階面與本體2、下接頭IO頂面之間形成的環(huán)空；注水泥孔之下 的本體2壁上另開有若干軸向?qū)ΨQ的通孔連通此環(huán)空。開孔套9下部與下 接頭10內(nèi)壁為滑動配合，且兩者之間由密封材料密封。
密封短節(jié)的短節(jié)本體ll內(nèi)壁有一個環(huán)形斜內(nèi)臺階面，該環(huán)形斜內(nèi)臺階 面與下部接頭15頂面形成一個凹陷的環(huán)形空間，此環(huán)形空間長度大于等于 下彈性內(nèi)套14長度。密封膠套12及錐形膠套26與下彈性內(nèi)套14內(nèi)部相 配合形成密封。
內(nèi)插管柱最下部為導(dǎo)引頭28。導(dǎo)引頭28之上，膠套管27與密封管25 之間的外壁上嵌放有錐形膠套26?？坠?1外壁上有上下兩環(huán)形臺階面，下 環(huán)形臺階面之下的孔管21壁上開有若干組上下通孔。膠塞座23被塞座剪 釘22固定在孔管21內(nèi)壁。橡膠套20被固定在扶正接頭19與孔管21形成 的環(huán)形凹槽中，其外徑大于孔管21的外徑。扶正接頭19具有凸起的條形 棱狀結(jié)構(gòu)，其棱條的最大外徑介于上彈性內(nèi)套7、下彈性內(nèi)套14內(nèi)徑與外
徑之間。
其工作原理為將免鉆式分級箍連接在套管外封隔器的上端，其上連 接套管柱；密封短節(jié)連接在套管外封隔器的下端，其下連接完井篩管串。 將以上完井管柱下入井底，開泵循環(huán)洗井一周，循環(huán)正常后停泵。內(nèi)插管柱上部連接鉆桿或油桿后下入井內(nèi)。進(jìn)入免鉆式分級箍時控制下放速度和 下放壓力，待內(nèi)插管柱下部進(jìn)入密封短節(jié)密封下部空間后，開泵充填套管
外封隔器(ECP);繼續(xù)開泵憋壓剪斷免鉆式分級箍的開孔套剪釘8，開孔套 9下行，注水泥孔出露。建立循環(huán)正常后，進(jìn)行注水泥固井作業(yè)。當(dāng)膠塞 16下行到膠塞座23時泵壓上升替漿碰壓完成，注水泥結(jié)束。停泵，下壓內(nèi) 插管柱，關(guān)孔套剪釘4剪斷，關(guān)孔套6下行關(guān)閉注水泥孔。繼續(xù)下壓內(nèi)插 管柱，上彈性內(nèi)套剪釘5剪斷，上彈性內(nèi)套7與關(guān)孔套6分離下行，上彈 性內(nèi)套7的12個指狀彈塊在彈性力作用下彈開隱藏在關(guān)孔套6預(yù)留的凹槽 內(nèi)。繼續(xù)下放內(nèi)插管柱，直至壓在密封短節(jié)的下彈性內(nèi)套14上。下彈性內(nèi) 套剪釘13剪斷，下彈性內(nèi)套14釋放并隱藏在短節(jié)本體11的凹槽內(nèi)。此時， 下放和上提內(nèi)插管柱已無任何阻礙。開泵剪斷膠塞座剪釘22,膠塞16與膠 塞座23—同下行，循環(huán)孔露出，建立循環(huán)，沖洗套管內(nèi)可能殘留的水泥漿， 直至確認(rèn)已經(jīng)沖洗干凈。停泵，提出內(nèi)插管柱完井。
權(quán)利要求1.一種免鉆塞半程固井工具，包括免鉆式分級箍、密封短節(jié)、內(nèi)插管柱三大部分；免鉆式分級箍連接在套管外封隔器的上端，密封短節(jié)連接在套管外封隔器的下端，內(nèi)插管柱之上連接鉆桿或油桿；其特征在于免鉆式分級箍的關(guān)孔套(6)與本體(2)形成滑動配合；關(guān)孔套(6)外壁開有一個錐形槽，止退鋼球(3)置于錐形槽內(nèi)；上彈性內(nèi)套(7)與關(guān)孔套(6)形成滑動配合；上彈性內(nèi)套(7)一端為半圓環(huán)，另一端由若干個指狀彈性片組合而成，其彈性收縮狀態(tài)為完整的斜面半圓環(huán)；關(guān)孔套(6)內(nèi)壁環(huán)形斜錐面、關(guān)孔套(6)下部及開孔套(9)頂面形成一個凹陷的環(huán)形空間，此環(huán)形空間長度大于等于上彈性內(nèi)套(7)長度；開孔套剪釘(8)之下的本體(2)壁上開有若干個軸向?qū)ΨQ的注水泥孔，注水泥孔一部分被開孔套(9)覆蓋，另一部分連通開孔套(9)外臺階面與本體(2)、下接頭(10)頂面之間形成的環(huán)空；注水泥孔之下的本體(2)壁上另開有若干軸向?qū)ΨQ的通孔連通此環(huán)空；密封短節(jié)的短節(jié)本體(11)內(nèi)壁有一個環(huán)形斜內(nèi)臺階面，該環(huán)形斜內(nèi)臺階面與下部接頭(15)頂面形成一個凹陷的環(huán)形空間，此環(huán)形空間長度大于等于下彈性內(nèi)套(14)長度；密封膠套(12)及錐形膠套(26)與下彈性內(nèi)套(14)內(nèi)部相配合形成密封；內(nèi)插管柱膠套管(27)與密封管(25)之間的外壁上嵌放有錐形膠套(26)；孔管(21)外壁上有上下兩環(huán)形臺階面，下環(huán)形臺階面之下的孔管(21)壁上開有若干組上下通孔；膠塞座(23)被塞座剪釘(22)固定在孔管(21)內(nèi)壁；橡膠套(20)被固定在扶正接頭(19)與孔管(21)形成的環(huán)形凹槽中，其外徑大于孔管(21)的外徑；扶正接頭(19)具有凸起的條形棱狀結(jié)構(gòu)，其棱條的最大外徑介于上彈性內(nèi)套(7)、下彈性內(nèi)套(14)內(nèi)徑與外徑之間。
專利摘要本實用新型涉及油氣田固完井作業(yè)用一種免鉆塞半程固井工具，解決半程固井作業(yè)后仍需鉆膠塞和盲板接頭等附件的問題。本實用新型的上彈性內(nèi)套(7)、下彈性內(nèi)套(14)一端為半圓環(huán)，另一端由若干個指狀彈性片組合而成，其彈性收縮狀態(tài)為完整的斜面半圓環(huán)；指狀彈性片的頂部為斜錐面，與關(guān)孔套(6)內(nèi)壁、短節(jié)本體(11)內(nèi)壁環(huán)形斜錐面形成配合。本實用新型的內(nèi)插管柱上具有與上彈性內(nèi)套(7)、下彈性內(nèi)套(14)形成密封的橡膠套(20)、錐形膠套(26)以及可以用于加壓的棱條結(jié)構(gòu)。通過下壓內(nèi)插管柱即可實現(xiàn)免鉆賽半程固井的全過程。
文檔編號E21B33/13GK201310317SQ200820177219
公開日2009年9月16日 申請日期2008年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月29日
發(fā)明者呼西旦, 楊道平, 王惠琴, 軍 胡, 剛 蔣, 郭建軍, 郭新超 申請人:西部鉆探克拉瑪依鉆井工藝研究院