專利名稱：一種雙級注水泥器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鉆井過程中的固井工具，特別是用于分級注水泥的裝置。
背景技術：
隨著石油鉆井技術的不斷發(fā)展，一些復雜井如超深井、水平井、大位移井、高壓井、負壓井等越來越多，鉆井作業(yè)也遇到了前所未有的難題。雙級固井技術在解決復雜井鉆井作業(yè)問題方面發(fā)揮了巨大的作用。
雙級注水泥器是雙級固井的關鍵。雙級注水泥是分級注水泥深井、復雜井常用的一種專用的固井工藝，解決復雜井中解決一次注水泥量大，施工時間長，地層破裂壓力低，水泥返不到設計井深及如何防止高壓油氣井氣竄和保護油氣層的問題等日益突出，可按需要將環(huán)空水泥分隔成兩段或多段進行注水泥作業(yè)。采用分級注水泥器進行分級注水泥作業(yè)，可降低環(huán)空靜液柱壓力，從而不僅減少了注水泥作業(yè)中發(fā)生井漏的可能性，而且降低了施工壓力，縮短一次注水泥了施工時間，同時，還可防止或減少水泥漿失重造成的油氣水上竄，有利于提高固井質(zhì)量。除此之外，還可選擇最佳的水泥封固井段，節(jié)約水泥，降低固井成本。
但是，目前分級固井尚有一個未解決的難題，即普遍存在分級注水泥器關閉不嚴的問題，或鉆后試壓失敗的情況。現(xiàn)有的雙級注水泥器一般為內(nèi)關閉式，即將關閉套設計在本體的內(nèi)部，在固井完畢下鉆掃塞時，容易碰傷關閉套，從而使密封失效，造成關閉不嚴。另外，現(xiàn)有的雙級注水泥器關閉方式均為機械式，即由關閉塞推動上滑套+關閉套下行關閉循環(huán)孔，這種結(jié)構(gòu)形式往往導致關閉套運行不到位，致使關閉不嚴。在中國四川、云南、桂林等地區(qū)一些高壓氣井，關閉不嚴往往容易導致發(fā)生環(huán)空氣竄。而在一些有低壓易漏地層的地區(qū)，如塔里木、江蘇等地區(qū)，容易發(fā)生水泥漿進入地層，造成油氣層污染。這些問題的發(fā)生，嚴重影響了鉆井作業(yè)連續(xù)進行和油井正常投產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型要解決的技術問題是針對以上情況，研制一種性能可靠的新型雙級注水泥器，以解決目前雙級注水泥器關閉不嚴的問題。確保能有效打開，防止提前關閉和鉆后密封失效問題。
本實用新型的技術方案是一種雙級注水泥器，包括圓筒狀本體1，在圓筒狀本體1的外面，自上而下依次套有筒狀的保護套17、關閉套2、剪切套6和扶正套16；在本體1的筒內(nèi)，自上而下依次有上滑套3、下滑套5和擋環(huán)7；上滑套用剪釘8與本體相連，下滑套用剪釘18與本體相連；剪切套用剪釘11與本體相連；本體上開有傳壓孔12、循環(huán)孔10和限位孔9，限位孔內(nèi)放置限位球4；關閉套2可以在液力作用下，到達剪切套6位置，并剪斷剪釘后繼續(xù)下滑，使關閉套2封住循環(huán)孔10。
在傳壓孔12的上方，關閉套2與本體1之間設置有密封圈14，在傳壓孔12的下方，關閉套2與本體1之間設置有密封圈15；在傳壓孔附近，關閉套2的內(nèi)壁與本體1的外壁之間有一定間隙，可以容納水泥漿；在傳壓孔下方，關閉套內(nèi)壁有臺階，在水泥漿的液力作用下，該臺階受力，使關閉套向下滑動。
上滑套3、下滑套5和擋環(huán)7分別與本體內(nèi)壁之間設置有密封圈。
所述的本體1的上、下兩端分別有螺紋，可以連接套管。
限位球4可以落入上滑套3的限位球槽13內(nèi)，使關閉套2不再受限位球4的阻擋，可以滑動。
本實用新型的有益效果是本實用新型將關閉套設計在本體外圓周，它具有以下優(yōu)點由液缸實現(xiàn)關閉動作，關閉后的密封圈不過危險截面，所以不易受損。關閉后，在鉆除附件的過程中本體不旋轉(zhuǎn)，也不會對密封造成損害。采用液壓方式進行關閉，即關閉塞推動上滑套運行一定距離后，露出傳壓孔，然后由液壓推動關閉套下行關閉，避免密封失效，造成關閉不嚴的問題，使關閉更加可靠。
本實用新型可使一些復雜井的分級固井質(zhì)量差的難題迎刃而解，隨著它的不斷應用，將會替代目前的常規(guī)雙級注水泥器，
圖1是一種雙級注水泥器的主視圖。
圖2是關閉塞的主視圖。
圖3是打開塞的主視圖。
圖4是撓性塞的主視圖。
圖5是撓性塞座的主視圖。
具體實施方式
以下描述僅表示本實用新型的一種具體實施方式
，只是為了進一步對本實用新型進行說明，而并不對本實用新型進行限制。
一種雙級注水泥器，也可以稱為雙級箍總成。在圓筒狀本體1的外面，自上而下依次套有筒狀的保護套17、關閉套2、剪切套6和扶正套16；在本體1的筒內(nèi)，自上而下依次有上滑套3、下滑套5和擋環(huán)7；上滑套用剪釘8與本體相連，下滑套用剪釘18與本體相連；剪切套用剪釘11與本體相連；本體上開有傳壓孔12、循環(huán)孔10和限位孔9，限位孔內(nèi)放置限位球4；在傳壓孔12的上方，關閉套2與本體1之間設置有密封圈14，在傳壓孔12的下方，關閉套2與本體1之間設置有密封圈15；在傳壓孔附近，關閉套2的內(nèi)壁與本體1的外壁之間有一定間隙，可以容納水泥漿；在傳壓孔下方，關閉套內(nèi)壁有臺階，在水泥漿的液力作用下，該臺階受力，使關閉套向下滑動，到達剪切套6位置，并剪斷剪釘后繼續(xù)下滑，使關閉套2封住循環(huán)孔10。
上滑套3、下滑套5和擋環(huán)7分別與本體內(nèi)壁之間設置有密封圈。所述的本體1的上、下兩端分別有螺紋，可以連接套管。限位球4可以落入上滑套3的限位球槽13內(nèi)。
雙級箍總成使用時與其他組件，包括撓性塞總成、打開塞總成、關閉塞總成、撓性塞塞座等，配合使用。
撓性塞裝在井口的水泥頭內(nèi)，注完一級水泥后，首先用泥漿將撓性塞壓入井內(nèi)，其作用是隔離泥漿與水泥漿，防止混漿。當撓性塞運行至套管下部的撓性塞座位置時，將循環(huán)通道堵死，實現(xiàn)碰壓。之后從井口投入打開塞，打開動作是依靠打開塞落到下滑套5內(nèi)形成密封，加壓剪斷剪釘，露出循環(huán)孔10，注入第二級水泥。注完第二級水泥后，再壓入關閉塞，當關閉塞運行到雙級箍總成位置時，關閉塞與上滑套3形成密封，壓力升高，憋壓，上滑套剪釘8被剪斷，露出傳壓孔12，并且限位球4落入上滑套3的限位球槽13內(nèi)，使關閉套2解除限位；通過傳壓孔12，水泥漿進入關閉套2內(nèi)壁與本體1外壁之間的間隙，由于在傳壓孔兩側(cè)，關閉套2與本體1之間有密封，間隙內(nèi)的壓力升高，在液力作用下，使關閉套的臺階受力，推動關閉套2向下運動，到達剪切套6位置，剪斷剪釘，關閉循環(huán)孔10的外側(cè)。同時上滑套在本體筒內(nèi)向下運動，關閉循環(huán)孔的內(nèi)側(cè)。實現(xiàn)關閉動作。
權(quán)利要求1.一種雙級注水泥器，包括圓筒狀本體(1)，其特征是在圓筒狀本體(1)的外面，自上而下依次套有筒狀的保護套(17)、關閉套(2)、剪切套(6)和扶正套(16)；在本體(1)的筒內(nèi)，自上而下依次有上滑套(3)、下滑套(5)和擋環(huán)(7)；上滑套用剪釘(8)與本體相連，下滑套用剪釘(18)與本體相連；剪切套用剪釘(11)與本體相連；本體上開有傳壓孔(12)、循環(huán)孔(10)和限位孔(9)，限位孔內(nèi)放置限位球(4)；關閉套(2)可以在液力作用下，到達剪切套(6)位置，并剪斷剪釘后繼續(xù)下滑，使關閉套(2)封住循環(huán)孔(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙級注水泥器，其特征是在傳壓孔(12)的上方，關閉套(2)與本體(1)之間設置有密封圈(14)，在傳壓孔(12)的下方，關閉套(2)與本體(1)之間設置有密封圈(15)；在傳壓孔處，關閉套(2)的內(nèi)壁與本體(1)的外壁之間有一定間隙；在傳壓孔下方，關閉套內(nèi)壁有臺階。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙級注水泥器，其特征是上滑套(3)、下滑套(5)和擋環(huán)(7)分別與本體內(nèi)壁之間設置有密封圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙級注水泥器，其特征是所述的本體(1)的上、下兩端分別有螺紋，可以連接套管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3之一所述的雙級注水泥器，其特征是限位球(4)可以落入上滑套(3)的限位球槽(13)內(nèi)。
專利摘要本實用新型提供了一種雙級注水泥器，涉及鉆井過程中的固井工具。在圓筒狀本體1的外面，自上而下依次套有筒狀的保護套17、關閉套2、剪切套6和扶正套16；在本體1的筒內(nèi)，自上而下依次有上滑套3、下滑套5和擋環(huán)7。在液力作用下，推動關閉套2向下運動，關閉循環(huán)孔。本實用新型用于復雜井的分級固井過程。
文檔編號E21B33/13GK2736525SQ200420089338
公開日2005年10月26日 申請日期2004年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月2日
發(fā)明者邢世奇, 馬蘭榮, 馬開華, 秦金立, 張金法 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院