CN104895523A - 贯眼完井用免钻塞分级注水泥器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种贯眼完井用免钻塞分级注水泥器，其包括：上接头，其下端连接有外套，所述外套上沿圆周方向开设有多个循环孔；关孔套，其穿设在所述外套内，所述关孔套位于多个所述循环孔的上方；关闭塞套，其穿设在所述关孔套内，所述关闭塞套的上端通过第一剪切销钉与所述关孔套相连，所述关闭塞套的下端通过第二剪切销钉与所述外套相连，所述关闭塞套上沿圆周方向开设有多个通孔，所述通孔与所述循环孔相对连通；开孔套，其穿设在所述关闭塞套内，所述开孔套的上端通过第三剪切销钉连接在多个所述通孔上方的所述关闭塞套上。本发明的贯眼完井用免钻塞分级注水泥器，结构简单合理，无需下打捞工具或钻头，真正实现免钻，节约完井施工时间。

Description

贯眼完井用免钻塞分级注水泥器

技术领域

本发明有关于一种分级注水泥器，尤其有关于一种石油天然气勘探开发领域中应用的贯眼完井用免钻塞分级注水泥器。

背景技术

贯眼完井是常用的一种完井方式，为解决筛管顶部的钻塞问题，人们先后发明了多种筛管顶部固井装置。

这些固井装置需要在固井结束后下入配套的打捞工具将需要钻除的机构打捞出来，进而实现免钻塞作业。但是打捞作业仍存在打捞失败的风险以及需要在固井后再次下小钻杆等问题，这就给现场的工艺实施带来不便，也提高了完井成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种贯眼完井用免钻塞分级注水泥器，其结构简单合理，安全可靠，加工费用低，无需下打捞工具或钻头，真正实现免钻，节约完井施工时间。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种贯眼完井用免钻塞分级注水泥器，其包括：

上接头，其下端连接有外套，所述外套上沿圆周方向开设有多个循环孔；

关孔套，其穿设在所述外套内，所述关孔套位于多个所述循环孔的上方；

关闭塞套，其穿设在所述关孔套内，所述关闭塞套的上端通过第一剪切销钉与所述关孔套相连，所述关闭塞套的下端通过第二剪切销钉与所述外套相连，所述关闭塞套上沿圆周方向开设有多个通孔，所述通孔与所述循环孔相对连通；

开孔套，其穿设在所述关闭塞套内，所述开孔套的上端通过第三剪切销钉连接在多个所述通孔上方的所述关闭塞套上。

在优选的实施方式中，所述循环孔上连接有密封垫片。

在优选的实施方式中，所述关孔套的上端外侧开设有自锁凹槽，所述自锁凹槽内设有钢球。

在优选的实施方式中，所述自锁凹槽的截面呈倒梯形形状。

在优选的实施方式中，所述上接头与所述外套之间连接有止退螺钉。

在优选的实施方式中，所述关闭塞套的上端为开口端，其下端为封闭端，所述关闭塞套的下部侧壁上沿圆周方向开设有多个填充孔。

在优选的实施方式中，所述关闭塞套上开设有通气孔，所述通气孔位于所述通孔的下方。

在优选的实施方式中，所述上接头与所述外套之间、所述外套与所述关孔套之间、所述关孔套与所述关闭塞套之间、所述关闭塞套与所述外套之间以及所述开孔套与所述关闭塞套之间均设有多个密封圈。

本发明的贯眼完井用免钻塞分级注水泥器的特点及优点是：该贯眼完井用免钻塞分级注水泥器主要用于筛管顶部注水泥完井工艺中，能够顺利实现分级注水泥器的开孔和关孔，保证固井作业的顺利进行，最后通过压差、重力或油管使管内的附件下落至井底，无需下入打捞工具或钻具，真正实现免钻，降低了完井成本。同时该发明结构简单、易于加工、生产制造成本较低。

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为本发明的贯眼完井用免钻塞分级注水泥器的半剖视图。

图2为本发明的贯眼完井用免钻塞分级注水泥器的开孔套打开状态的半剖视图。

图3为本发明的贯眼完井用免钻塞分级注水泥器的下入关孔塞的半剖视图。

图4为本发明的贯眼完井用免钻塞分级注水泥器的安装在井下管柱上的示意图。

图5为本发明的贯眼完井用免钻塞分级注水泥器施工作业示意图。

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，本发明提供一种贯眼完井用免钻塞分级注水泥器，其包括上接头1、关孔套2、关闭塞套3和开孔套4，其中：上接头1的下端连接有外套5，所述外套5上沿圆周方向开设有多个循环孔51；关孔套2穿设在所述外套5内，所述关孔套2位于多个所述循环孔51的上方；关闭塞套3穿设在所述关孔套2内，所述关闭塞套3的上端通过第一剪切销钉31与所述关孔套2相连，所述关闭塞套3的下端通过第二剪切销钉32与所述外套5相连，所述关闭塞套3上沿圆周方向开设有多个通孔33，所述通孔33与所述循环孔51相对连通；开孔套4穿设在所述关闭塞套3内，所述开孔套4的上端通过第三剪切销钉41连接在多个所述通孔33上方的所述关闭塞套3上。

具体是，上接头1的下端外侧螺纹连接在外套5的上端内侧，在本实施例中，上接头1与外套5的螺纹连接段上连接有止退螺钉11，以使上接头1与外套5之间连接地更加稳固。

外套5上沿圆周方向均匀开设有多个循环孔51，在本实施例中，循环孔51为四个，且每个循环孔51上均连接有密封垫片511，该些密封垫片511用于防止分级注水泥器注水泥前，井内的泥土颗粒或粉尘颗粒经循环孔51落入分级注水泥器内。进一步的，位于多个循环孔51下方的外套5径向向内凸设有缩颈部52。

关孔套2大体呈圆柱筒形，其穿设在外套5的内侧，关孔套2的下端位于多个循环孔51的上方，关孔套2的上端顶抵于上接头1的下端，当关孔套2下移关闭外套5上的多个循环孔51时，关孔套2的下端顶抵在外套5的缩颈部52的上端。在本实施例中，关孔套2的上端外侧开设有自锁凹槽21，该自锁凹槽21的截面呈倒梯形形状，其内设有钢球22。该自锁凹槽21与其内的钢球22的设置，可使关孔套2沿外套5的内壁向下滑动而阻止关孔套2沿外套5的内壁向上滑动，具体是，当关孔套2由上向下滑动时，由于自锁凹槽21呈上宽下窄的倒梯形形状，即自锁凹槽21的上端深度大于自锁凹槽21的下端深度，而钢球22的直径设计为大于自锁凹槽21的下端深度，并小于自锁凹槽21的上端深度，因此，在关孔套2贴设外套5内壁下滑的过程中，钢球22始终位于自锁凹槽21的上方，其能获得足够的滚动空间，并不会阻碍关孔套2的向下滑动；而当关孔套2有向上滑动的趋势时，由于钢球22不能在自锁凹槽21内越来越小的空间内获得滚动空间，以至于阻止了关孔套2的向上滑动，这样关孔套2就只能向下滑动，从而形成自锁状态。

关闭塞套3大体呈圆柱筒状，其上端形成开口端34，其下端形成封闭端35，该封闭端35大体呈倒圆锥体状，在关闭塞套3的下部侧壁上沿圆周方向开设有多个填充孔36，在本实施例中，填充孔36为八个，该些填充孔36用于使注入贯眼完井用免钻塞分级注水泥器内的液体流入连接在贯眼完井用免钻塞分级注水泥器下方的封隔器内。

进一步的，该关闭塞套3上还开设有多个通气孔37，该些通气孔37分别位于多个通孔33的下方。该些通气孔37的设置用于使开孔套4顺畅地沿关闭塞套3内壁下滑，防止形成死腔，导致开孔套4打开不顺畅的情况发生。

开孔套4穿设在关闭塞套3的内侧，其上端通过第三剪切销钉41连接在关闭塞套3上并位于多个通孔33的上方，开孔套4的下端与关闭塞套3的下端密封接触。

该贯眼完井用免钻塞分级注水泥器的使用过程如下：首先，在筛管顶部注水泥完井工艺过程中，将本发明与管外封隔器D、免钻盲板C配合使用，如图4所示为一水平井管柱示意图，其由依次相连的引鞋A、筛管B、免钻盲板C、管外封隔器D、本发明的贯眼完井用免钻塞分级注水泥器E以及套管F组成，将该组合后的水平井管柱按设计要求下到井内预定位置；此时，向套管F内加压，压力达到设定值时管外封隔器D胶筒进液、胶筒开始膨胀，将筛管段与上层套管段环空分隔开；然后继续向套管F内加压，如图2所示，当压力升高到一定值作用在本发明的贯眼完井用免钻塞分级注水泥器E的开孔套4上的压力差将剪断第三剪切销钉41，使得开孔套4下行，打开关闭塞套3的多个通孔33，使多个通孔33和多个循环孔51建立循环通道，进行正常程序注水泥作业，在注水泥过程中，水泥浆通过关闭塞套3的多个通孔33流入循环孔51内，并顶开循环孔51上的密封垫片511，从而使水泥浆自循环孔51流出。在注水泥作业后期，如图3所示，压入关孔塞6，替泥浆，关孔塞6行至关闭塞套3内，憋压剪断关闭塞套3与外套5间固定的第二剪切销钉32，使得关闭塞套3与关孔套2一起下行，直至关孔套2下端顶抵在外套5的缩颈部52处，将循环孔51关闭，防止水泥浆倒返；然后再继续加压到设定值，剪断关闭塞套3与关孔套2间固定的第一剪切销钉31，此时，关闭塞套3、关孔塞6、开孔套4等内部附件G连为一体下落，继续加压，免钻盲板C破裂，如图5所示，破裂后的免钻盲板C贴附于套管串的内壁上，当井型为直井时，这些内部附件G将靠自身重力下落至井底；而在水平井中，这些机构将沿井底方向下落一段距离后停止，然后在后续下油管作业中通过油管将这些机构送到井底。

本发明的贯眼完井用免钻塞分级注水泥器，主要用于筛管顶部注水泥完井工艺中，能够顺利实现分级注水泥器的开孔和关孔，保证固井作业的顺利进行，最后通过压差、重力或油管使管内的附件下落至井底，无需下入打捞工具或钻具，真正实现免钻，降低了完井成本。同时该发明结构简单、易于加工、生产制造成本较低。

根据本发明的一个实施方式，上接头1与外套5之间设有多个密封圈12，进一步的，外套5与关孔套2之间、关孔套2与关闭塞套3之间、关闭塞套3与外套5之间以及开孔套4与关闭塞套3之间均设有多个密封圈(图中未示出)。该些密封圈用于密封上接头1与外套5之间、外套5与关孔套2之间、关孔套2与关闭塞套3之间、关闭塞套3与外套5之间以及开孔套4与关闭塞套3之间的缝隙，从而提高本发明的贯眼完井用免钻塞分级注水泥器的密封性能。

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。

Claims (8)

1.一种贯眼完井用免钻塞分级注水泥器，其特征在于，其包括：

上接头，其下端连接有外套，所述外套上沿圆周方向开设有多个循环孔；

关孔套，其穿设在所述外套内，所述关孔套位于多个所述循环孔的上方；

关闭塞套，其穿设在所述关孔套内，所述关闭塞套的上端通过第一剪切销钉与所述关孔套相连，所述关闭塞套的下端通过第二剪切销钉与所述外套相连，所述关闭塞套上沿圆周方向开设有多个通孔，所述通孔与所述循环孔相对连通；

开孔套，其穿设在所述关闭塞套内，所述开孔套的上端通过第三剪切销钉连接在多个所述通孔上方的所述关闭塞套上。

2.如权利要求1所述的贯眼完井用免钻塞分级注水泥器，其特征在于，所述循环孔上连接有密封垫片。

3.如权利要求1所述的贯眼完井用免钻塞分级注水泥器，其特征在于，所述关孔套的上端外侧开设有自锁凹槽，所述自锁凹槽内设有钢球。

4.如权利要求3所述的贯眼完井用免钻塞分级注水泥器，其特征在于，所述自锁凹槽的截面呈倒梯形形状。

5.如权利要求1所述的贯眼完井用免钻塞分级注水泥器，其特征在于，所述上接头与所述外套之间连接有止退螺钉。

6.如权利要求1所述的贯眼完井用免钻塞分级注水泥器，其特征在于，所述关闭塞套的上端为开口端，其下端为封闭端，所述关闭塞套的下部侧壁上沿圆周方向开设有多个填充孔。

7.如权利要求1所述的贯眼完井用免钻塞分级注水泥器，其特征在于，所述关闭塞套上开设有通气孔，所述通气孔位于所述通孔的下方。

8.如权利要求1所述的贯眼完井用免钻塞分级注水泥器，其特征在于，所述上接头与所述外套之间、所述外套与所述关孔套之间、所述关孔套与所述关闭塞套之间、所述关闭塞套与所述外套之间以及所述开孔套与所述关闭塞套之间均设有多个密封圈。