[0003] 目前大量应用的普通分级箍在二次注
水泥固井作业后,分级箍
位置存留胶塞和胶塞座,常用的φ139.7mm生产
套管分级固井后通常需要使用φ88.9mm
钻杆下入钻具组合钻掉胶塞和胶塞座,然后才能进行后续完井作业。
[0004] 目前已有的免钻分级箍固井技术,在完成双级固井作业后,分级箍内的胶塞和胶塞座主要采用了以下两种下落方式:第一种,采用完井采油管柱通井,将胶塞和胶塞座捅落至井底;第二种,用开孔的重
力塞,带动胶塞和胶塞座下落至井底。早期多使用第一种方式,仍然需要
下管柱通井;第二种方式的胶塞和胶塞座自行下落到井底的成功率有待进一步提高。
[0006] 为了进一步提高免钻分级箍胶塞和胶塞座在井液中自行下落到井底的成功率,本实用新型
专利提供了新型组合式结构的免钻分级箍下滑套、上滑套、胶塞筒和胶塞座。 [0007] 一种液压控制免钻型固井分级箍,包括上接头(1)、外套(2)、压帽(4)、胶塞座(5)、预紧
螺旋弹簧(6)、上滑套(10)、下滑套(16)、下接头(17),在外套(2)中装入下滑套(16)和上滑套(10),分别用上滑套剪切销钉组(9)、下滑套剪切销钉组(15)固定于外套(2)上;用胶塞筒剪切销钉组(7)将胶塞座(5)和胶塞筒(13)连接,再在胶塞座(5)上装配好预紧
螺旋弹簧(6),用压帽(4)连接到上滑套(10)上,构成上滑套总成;上接头(1)中置入外套与上接头间O型
密封圈(3),下接头(17) 中置入外套与下接头间O型密封圈(18)。 [0008] 本实用新型中的下滑套为开孔滑套、上滑套为关孔滑套,用于二级注
水泥循环孔的打开和关闭。当一级固井碰压后,继续向套管内加压至设计值,下滑套的下端液力受压面积大于上端受压面积,管内压力对下滑套产生向上的推力,开孔销钉组被剪断,下滑套上行与上滑套联结为一体,分级箍循环孔打开,即可开始二级固井作业;二级固井注水泥浆完成后,压入关闭胶塞、循环顶替液,当关闭胶塞落入胶塞筒后,循环通道被截断,关闭胶塞的
橡胶裙边收缩进入专
门设计的胶塞筒,继续
泵入顶替液促使套管内压力升高到设计值,上滑套上的关闭销钉组被剪断,上、下滑套一起下行关闭循环孔;胶塞筒与胶塞座为剪切销钉连接,当关闭胶塞落入胶塞筒后,继续泵入顶替液,压力继续升高,胶塞筒与胶塞座间连接销钉被剪断,胶塞与胶塞筒在井液中自行下落,同时胶塞座解体为六瓣,在井液中自行下落至井底。本实用新型中的胶塞筒外径小于套管内径一定值,设计间隙保证了胶塞筒与关闭胶塞能一起在井液中下落至井底;当胶塞筒与胶塞座连接销钉被剪掉后,六瓣组合式胶塞座在预紧拉力弹簧的作用下,向内溃缩解体,胶塞座在井液中自行下落至井底。 [0009] 本实用新型专利的典型特征是:取消了传统分级箍结构上的开孔塞及开孔塞座,结构简单。关闭胶塞被压缩进入胶塞筒,保证了金属胶塞筒和关闭胶塞能在套管内自行下落至井底。胶塞座采用六瓣组合结构,当胶塞筒被剪切下落后,胶塞座向内溃缩解体为六瓣,在井液中自行下落。实现所有分级箍内通径内附件被剪切掉、在井液中自行落井。 [0010] 对于分级注水泥固井作业,本实用新型的一种液压控制免钻型固井分级箍,能替代传统分级箍,作业完成后该“一种液压控制免钻型固井分级箍”套管设计通径内的胶塞座、关闭胶塞、胶塞筒等附件能在井液中自行落井,保持要求的井筒通径,免除传统分级固井的钻分级箍胶塞、胶塞座作业,减少钻机占用和作业时间,节约成本。 [0011] 使用本发明的一种液压控制免钻型固井分级箍,固井作业程序与传统分级箍固井作业相同,先进行一级注水泥、替水泥浆;替浆完成后在液压作用下打开循环孔,进行二级注水泥作业;注完二级水泥浆后投入关闭胶塞,胶塞到达分级箍内的胶塞座,依靠液压作用关闭分级箍旁通循环孔、液压剪切掉胶塞筒,组合式胶塞座溃缩解体,特殊设 计保证了分级箍胶塞、胶塞筒、胶塞座在重力作用下在井液中能自由落井。使用“一种液压控制免钻型固井分级箍”则不再需要下入钻具进行钻塞作业,可减少钻井作业和钻机占用时间,缩短建井周期,节约作业成本。特殊的免钻分级箍设计保证了分级固井具有免钻作业高可靠性,是分级固井技术发展新方向。
附图说明
[0017] 其中,1-上接头,2-外套,3-外套与上接头间O型密封圈,4-压帽5-胶塞座6-预紧螺旋弹簧7胶塞筒剪切销钉组8-上滑套
锁定装置9-上滑套剪切销钉组,10-上滑套,11-下滑套锁定装置,12-下滑套上部O型密封圈,13胶塞筒,14下滑套下部O型密封圈,
15-下滑套剪切销钉组,16-下滑套,17-下接头,18-外套与下接头间O型密封圈,19-上滑套O型密封圈。
[0019] 参考图1和图2,本发明的液压控制免钻型固井分级箍包括:上接头1、外套2、压帽4、胶塞座5、预紧螺旋弹簧6、上滑套10、下滑套16、下接头17、滑套锁定装置、胶塞筒、剪切销钉、“O”型密封圈等,其中包括多个规格“O”型密封圈用于上、下接头与外套,上、下滑套间,以及上、下滑套与外套间的密封,依据工序先后按设计剪切工作液压力高低设计有下滑套、上滑套、胶塞筒共3组不同规格销钉。
[0020] 工具的装配:在外套2中装入下滑套16和上滑套10,下滑套16预先装好下滑套上部O型密封圈12、下滑套下部O型密封圈14以及下滑套锁定装置11,上滑套10预先 装好上滑套“O”型密封圈19以及上滑套锁定装置8,分别用上滑套剪切销钉9、下滑套剪切销钉15固定于外套2上;用6个销钉组成的胶塞筒剪切销钉组7将胶塞座5和胶塞筒13连接,再在胶塞座5上装配好预紧螺旋弹簧6,用压帽4连接到上滑套10上,构成上滑套总成;上接头1中置入外套与上接头间O型密封圈3,下接头17中置入外套与下接头间O型密封圈
18后,分别用
螺纹连接于两端;销钉组装配中注意使用密封填料和
密封胶。 [0021] 其中的上滑套锁定装置8采用了外套内
壁柱面与滑套上加工锥面,在其中装配
钢球的配合方式;下滑套锁定装置11也采用了同样结构。下滑套锁定装置11只允许下滑套
16上行,上行开孔后把上、下滑套锁定为一体;上滑套锁定装置8则允许关孔过程中上、下滑套一起下行,限制上行。
[0022] 将上述液压控制免钻型固井分级箍作为套管短节连接于套管串设计位置,上接头1连接上部套管,下接头17连接下部套管,随套管下入井内。当一级固井作业顶替碰压后,继续加压至设计压力,在井液中,下滑套16之上部密封圈12和下部密封圈14致使下滑套
16在套管内的下端承压面积大于上端承压面积,下滑套开孔销钉组15被剪断,下滑套16上行与上滑套10联接为一体,外套2上设计有4~6个循环通孔旁通套管环空,循环孔(如图1中标示为4×φ32)被打开,实现套管的循环;开始第二级固井作业,注完第二级水泥浆后,压入关闭胶塞,泵入顶替液驱动关闭胶塞下行至胶塞座5,关闭胶塞被压入胶塞筒13,继续加压至上滑套关孔销钉组9被剪断,上滑套10、下滑套16一起下行,关闭外套2上的循环孔;继续加压,胶塞座销钉组7被剪断,关闭胶塞和胶塞筒13与胶塞座5脱离,在井液中自行下落至井底;胶塞座销钉组7被剪断后,关闭胶塞和胶塞筒13与胶塞座5脱离,胶塞座
5在预紧螺旋弹簧6的作用下,向内溃缩解体为六瓣,在井液中自行落至井底。尺寸设计上保证了关闭胶塞、胶塞筒(13)和胶塞座5能自行下落至井底,也就是分级箍内通径内所有附件被剪切后在井液中自行落井,实现分级固井后免钻塞,并保持所要求的设计通径。 [0023] 在图3、图4中,胶塞座5是六瓣组合式结构,胶塞座销钉组7被剪掉后,胶塞筒13从胶塞座5内脱离,胶塞座5在位于胶塞座5外侧凹槽中的预紧螺旋弹簧6的收紧力 作用下,向内溃缩解体为六瓣,在井液中自行下落至井底。
[0024] 在图5中,胶塞筒13为外径小于套管内径的圆筒状结构,当关闭胶塞被压入胶塞筒13后,关闭胶塞的橡胶裙边被
挤压收缩进入胶塞套13中,关闭胶塞和胶塞套一同在井液中自行下落至井底。
[0025] 应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附
权利要求的保护范围。