CN102839941B - 伸缩式下套管灌泥浆装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油钻井下套管技术领域，是一种伸缩式下套管灌泥浆装置。其包括钻具接头、外管、憋放压装置、中心管、密封杆和中间接头；外管的上部外侧和钻具接头的下部内侧固定安装在一起，在钻具接头的下端内侧有内环形凹槽，在外管的上部内侧固定安装有中间接头。本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过第一压缩弹簧、第二压缩弹簧、密封管和密封杆的配合使用，实现泵压达到设定值时密封内环形凸台和密封杆之间脱离泥浆进入套管内，无泵压时密封内环形凸台和密封杆之间闭合泥浆无法进入套管，防止了下套管过程中套管粘附在井壁上造成粘卡，具有操作简单和安全性高的特点，提高了工作效率，降低了安全隐患。

Description

伸缩式下套管灌泥浆装置

技术领域

本发明涉及石油钻井下套管技术领域，是一种伸缩式下套管灌泥浆装置。

背景技术

石油钻井下套管过程中，会出现套管下不到底的现象，影响高低压地层的分隔，增加了后续施工的难度，除了井壁坍塌、井眼缩颈、井壁不规则等原因外，下套管过程中静置套管灌泥浆，使套管粘附在井壁上造成粘卡，在浅井中一般的做法是边下套管边灌泥浆，减少或者消除套管静置时间，但在深井中这种下套管方式易造成粘卡，严重制约了施工的进度和增加了后续施工的难度。

发明内容

本发明提供了一种伸缩式下套管灌泥浆装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决在深井中下套管过程中静置套管灌泥浆造成粘卡而制约施工进度和增加了后续施工难度的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种伸缩式下套管灌泥浆装置，包括钻具接头、外管、憋放压装置、中心管、密封杆和中间接头；外管的上部外侧和钻具接头的下部内侧固定安装在一起，在钻具接头的下端内侧有内环形凹槽，在外管的上部内侧固定安装有中间接头，中间接头的中部有轴向进浆孔，在中间接头的下部内侧有凹台，中心管的上端固定安装在凹台内，在外管的下端内侧固定有内凸台，憋放压装置的上端内侧和外侧分别套装在外管的上部内侧和中心管的上部外侧，外管、中间接头、中心管和憋放压装置之间形成密封腔，在外管上有至少一个与内环形凹槽和密封腔相通的进气孔，憋放压装置的下端内侧和外侧分别套装在内凸台的内侧和密封杆的下部外侧，密封杆的上端和憋放压装置的中部固定安装在一起，在憋放压装置与密封杆之间有憋压通道。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述憋放压装置包括上伸缩管、下伸缩管、密封管、滑套和连接筒；连接筒包括外筒和内筒；内筒通过连接块固定在外筒的中部内侧，在外管和中心管之间套装有能上下滑动的滑套，滑套的上部呈内高外低的锥形，滑套的下部内侧有滑套凹台，外管、中间接头、中心管和滑套之间形成密封腔，在外管上有至少一个与内环形凹槽和密封腔相通的进气孔，上伸缩管的上端固定安装在滑套凹台内，上伸缩管的下端内侧和外筒的上部外侧固定安装在一起，下伸缩管的上端内侧和外筒的下部外侧固定安装在一起，下伸缩管的下部套装在内凸台的内侧，在内凸台和滑套之间的上伸缩管和下伸缩管上套装有呈压缩状的第一压缩弹簧，在下伸缩管的下端内侧固定有下伸缩管内环形凸台，下伸缩管内环形凸台套装在密封管的下端外侧，在密封管的上端外侧和下部内侧分别固定有密封外环形凸台和密封内环形凸台，密封外环形凸台套装在下伸缩管的上部，密封内环形凸台套装在密封杆的下部，在下伸缩管内环形凸台和密封外环形凸台之间的密封管上套装有呈压缩状的第二压缩弹簧，密封外环形凸台的上端面通过第二压缩弹簧顶紧在外筒的外缘下端面上，在密封杆的上端外侧有密封凹台，在密封凹台上有外螺纹，内筒座在密封杆上并通过螺帽和密封凹台的下端面压紧在一起，在连接块上沿圆周有至少两个与进浆孔和憋压通道相连通的下液孔。

上述外管和钻具接头可通过螺纹固定安装在一起，在钻具接头的下端外侧沿圆周分布有至少一个凹槽，钻具接头的下端和外管通过凹槽和螺钉固定安装在一起。

上述在钻具接头的上部可有内螺纹或外螺纹。

上述在钻具接头的中部内侧可固定有钻具接头内环形凸台。

上述中间接头和外管可通过螺纹固定安装在一起，中间接头和中心管通过螺纹固定安装在一起，滑套和上伸缩管通过螺纹固定安装在一起，上伸缩管和外筒通过螺纹固定安装在一起，下伸缩管和外筒通过螺纹固定安装在一起。

上述在滑套的外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在滑套的内侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在密封外环形凸台的外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在密封杆的下部外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过第一压缩弹簧、第二压缩弹簧、密封管和密封杆的配合使用，实现泵压达到设定值时密封内环形凸台和密封杆之间脱离泥浆进入套管内，无泵压时密封内环形凸台和密封杆之间闭合泥浆无法进入套管，防止了下套管过程中套管粘附在井壁上造成粘卡，具有操作简单和安全性高的特点，提高了工作效率，降低了安全隐患。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例的主视半剖视结构示意图。

附图2为本发明在工作过程中密封管和密封杆之间脱离后的主视半剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为钻具接头，2为外管，3为中心管，4为密封杆，5为中间接头，6为内环形凹槽，7为进浆孔，8为内凸台，9为密封腔，10为进气孔，11为憋压通道， 12为上伸缩管，13为下伸缩管，14为密封管， 15为滑套，16为外筒，17为内筒， 18为第一压缩弹簧，19为下伸缩管内环形凸台，20为密封外环形凸台，21为密封内环形凸台，22为第二压缩弹簧， 23为螺帽，24为下液孔， 25为螺钉，26为钻具接头内环形凸台，27为密封圈。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1、2所示，该伸缩式下套管灌泥浆装置包括钻具接头1、外管2、憋放压装置、中心管3、密封杆4和中间接头5；外管2的上部外侧和钻具接头1的下部内侧固定安装在一起，在钻具接头1的下端内侧有内环形凹槽6，在外管2的上部内侧固定安装有中间接头5，中间接头5的中部有轴向进浆孔7，在中间接头5的下部内侧有凹台，中心管3的上端固定安装在凹台内，在外管2的下端内侧固定有内凸台8，憋放压装置的上端内侧和外侧分别套装在外管2的上部内侧和中心管3的上部外侧，外管2、中间接头5、中心管3和憋放压装置之间形成密封腔9，在外管2上有至少一个与内环形凹槽6和密封腔9相通的进气孔10，憋放压装置的下端内侧和外侧分别套装在内凸台8的内侧和密封杆4的下部外侧，密封杆4的上端和憋放压装置的中部固定安装在一起，在憋放压装置与密封杆4之间有憋压通道11。这样，泥浆通过进浆孔7进入憋压通道11中，在憋放压装置上形成压力，当压力达到一定值时憋放压装置和密封杆4之间脱离，泥浆进入套管内。

可根据实际需要，对上述伸缩式下套管灌泥浆装置作进一步优化或/和改进：

如附图1、2所示，憋放压装置包括上伸缩管12、下伸缩管13、密封管14、滑套15和连接筒；连接筒包括外筒16和内筒17；内筒17通过连接块固定在外筒16的中部内侧，在外管2和中心管3之间套装有能上下滑动的滑套15，滑套15的上部呈内高外低的锥形，滑套15的下部内侧有滑套凹台，外管2、中间接头5、中心管3和滑套15之间形成密封腔9，在外管2上有至少一个与内环形凹槽6和密封腔9相通的进气孔10，上伸缩管12的上端固定安装在滑套凹台内，上伸缩管12的下端内侧和外筒16的上部外侧固定安装在一起，下伸缩管13的上端内侧和外筒16的下部外侧固定安装在一起，下伸缩管13的下部套装在内凸台8的内侧，在内凸台8和滑套15之间的上伸缩管12和下伸缩管13上套装有呈压缩状的第一压缩弹簧18，在下伸缩管13的下端内侧固定有下伸缩管内环形凸台19，下伸缩管内环形凸台19套装在密封管14的下端外侧，在密封管14的上端外侧和下部内侧分别固定有密封外环形凸台20和密封内环形凸台21，密封外环形凸台20套装在下伸缩管13的上部，密封内环形凸台21套装在密封杆4的下部，在下伸缩管内环形凸台19和密封外环形凸台20之间的密封管14上套装有呈压缩状的第二压缩弹簧22，密封外环形凸台20的上端面通过第二压缩弹簧22顶紧在外筒16的外缘下端面上，在密封杆4的上端外侧有密封凹台，在密封凹台上有外螺纹，内筒17座在密封杆4上并通过螺帽23和密封凹台的下端面压紧在一起，在连接块上沿圆周有至少两个与进浆孔7和憋压通道11相连通的下液孔24。这样，因为第二压缩弹簧22的弹力大于第一压缩弹簧18的弹力，当泥浆通过泵流过连接块上的下液孔24在密封内环形凸台21的上端面上形成压力，挤压第二压缩弹簧22，压力通过第二压缩弹簧22传递给第一压缩弹簧18，第一压缩弹簧18首先被压缩，第一压缩弹簧18压到位后第二压缩弹簧22被继续压缩使密封内环形凸台21和密封杆4之间脱离泥浆进入套管内。滑套15在下滑的过程中在密封腔9中形成真空，进气孔10便于给密封腔9中补充空气。

如附图1、2所示，外管2和钻具接头1通过螺纹固定安装在一起，在钻具接头1的下端外侧沿圆周分布有至少一个凹槽，钻具接头1的下端和外管2通过凹槽和螺钉25固定安装在一起。这样，便于钻具接头1和外管2之间牢固固定在一起，防止在作业过程中钻具接头1和外管2之间脱离。

如附图1、2所示，在钻具接头1的上部有内螺纹或外螺纹。这样，便于钻具接头1的安装和拆卸。

如附图1、2所示，在钻具接头1的中部内侧固定有钻具接头内环形凸台26。这样，便于限位外管2和中间接头5。

如附图1、2所示，中间接头5和外管2通过螺纹固定安装在一起，中间接头5和中心管3通过螺纹固定安装在一起，滑套15和上伸缩管12通过螺纹固定安装在一起，上伸缩管12和外筒16通过螺纹固定安装在一起，下伸缩管13和外筒16通过螺纹固定安装在一起。这样，便于中间接头5和外管2之间的安装和拆卸，便于中间接头5和中心管3之间的安装和拆卸，便于滑套15和上伸缩管12之间的安装和拆卸，便于上伸缩管12和外筒16之间的安装和拆卸，便于下伸缩管13和外筒16之间的安装和拆卸。

如附图1、2所示，在滑套15的外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈27，在滑套15的内侧有密封圈安装槽并安装有密封圈27，在密封外环形凸台20的外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈27，在密封杆4的下部外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈27。这样，便于滑套15和外管2之间保持密封，便于滑套15和中心管3之间保持密封，便于密封外环形凸台20和下伸缩管之间保持密封，便于无压力时密封内环形凸台21和密封杆4之间保持密封。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本发明最佳实施例的使用过程：使用时，将本发明固定安装在顶部驱动装置的下部，泥浆通过泵流过连接块上的下液孔24在密封内环形凸台21的上端面上形成压力，随着泵压的升高，密封外环形凸台20的下端面挤压第二压缩弹簧22，由于第二压缩弹簧22的弹力大于第一压缩弹簧18的弹力，第二压缩弹簧22挤压下伸缩管内环形凸台19的上端面，使上伸缩管12、下伸缩管13、外筒16、内筒17、滑套15、密封管14和密封杆4一起向下滑动，当泥浆通过泵在密封内环形凸台21的上端面上形成的压力达到一定值时，此时第一压缩弹簧18已挤压到位，密封外环形凸台20的下端面继续挤压第二压缩弹簧22使密封内环形凸台21和密封杆4之间脱离泥浆进入套管内，当无泵压时，第一压缩弹簧18和第二压缩弹簧22恢复到无泵压时的压缩状态，从而使密封内环形凸台21和密封杆4闭合并密封在一起，完成灌浆作业。

Claims (17)

1.一种伸缩式下套管灌泥浆装置，其特征在于包括钻具接头、外管、憋放压装置、中心管、密封杆和中间接头；外管的上部外侧和钻具接头的下部内侧固定安装在一起，在钻具接头的下端内侧有内环形凹槽，在外管的上部内侧固定安装有中间接头，中间接头的中部有轴向进浆孔，在中间接头的下部内侧有凹台，中心管的上端固定安装在凹台内，在外管的下端内侧固定有内凸台，憋放压装置的上端内侧和外侧分别套装在外管的上部内侧和中心管的上部外侧，外管、中间接头、中心管和憋放压装置之间形成密封腔，在外管上有至少一个与内环形凹槽和密封腔相通的进气孔，憋放压装置的下端内侧和外侧分别套装在内凸台的内侧和密封杆的下部外侧，密封杆的上端和憋放压装置的中部固定安装在一起，在憋放压装置与密封杆之间有憋压通道；其中：憋放压装置包括上伸缩管、下伸缩管、密封管、滑套和连接筒；连接筒包括外筒和内筒；内筒通过连接块固定在外筒的中部内侧，在外管和中心管之间套装有能上下滑动的滑套，滑套的上部呈内高外低的锥形，滑套的下部内侧有滑套凹台，外管、中间接头、中心管和滑套之间形成密封腔，在外管上有至少一个与内环形凹槽和密封腔相通的进气孔，上伸缩管的上端固定安装在滑套凹台内，上伸缩管的下端内侧和外筒的上部外侧固定安装在一起，下伸缩管的上端内侧和外筒的下部外侧固定安装在一起，下伸缩管的下部套装在内凸台的内侧，在内凸台和滑套之间的上伸缩管和下伸缩管上套装有呈压缩状的第一压缩弹簧，在下伸缩管的下端内侧固定有下伸缩管内环形凸台，下伸缩管内环形凸台套装在密封管的下端外侧，在密封管的上端外侧和下部内侧分别固定有密封外环形凸台和密封内环形凸台，密封外环形凸台套装在下伸缩管的上部，密封内环形凸台套装在密封杆的下部，在下伸缩管内环形凸台和密封外环形凸台之间的密封管上套装有呈压缩状的第二压缩弹簧，密封外环形凸台的上端面通过第二压缩弹簧顶紧在外筒的外缘下端面上，在密封杆的上端外侧有密封凹台，在密封凹台上有外螺纹，内筒座在密封杆上并通过螺帽和密封凹台的下端面压紧在一起，在连接块上沿圆周有至少两个与进浆孔和憋压通道相连通的下液孔。

2.根据权利要求1所述的伸缩式下套管灌泥浆装置，其特征在于外管和钻具接头通过螺纹固定安装在一起，在钻具接头的下端外侧沿圆周分布有至少一个凹槽，钻具接头的下端和外管通过凹槽和螺钉固定安装在一起。

3.根据权利要求1或2所述的伸缩式下套管灌泥浆装置，其特征在于钻具接头的上部有内螺纹或外螺纹。

4.根据权利要求1或2所述的伸缩式下套管灌泥浆装置，其特征在于钻具接头的中部内侧固定有钻具接头内环形凸台。

5.根据权利要求3所述的伸缩式下套管灌泥浆装置，其特征在于钻具接头的中部内侧固定有钻具接头内环形凸台。

6.根据权利要求1或2所述的伸缩式下套管灌泥浆装置，其特征在于中间接头和外管通过螺纹固定安装在一起，中间接头和中心管通过螺纹固定安装在一起，滑套和上伸缩管通过螺纹固定安装在一起，上伸缩管和外筒通过螺纹固定安装在一起，下伸缩管和外筒通过螺纹固定安装在一起。

7.根据权利要求3所述的伸缩式下套管灌泥浆装置，其特征在于中间接头和外管通过螺纹固定安装在一起，中间接头和中心管通过螺纹固定安装在一起，滑套和上伸缩管通过螺纹固定安装在一起，上伸缩管和外筒通过螺纹固定安装在一起，下伸缩管和外筒通过螺纹固定安装在一起。

8.根据权利要求4所述的伸缩式下套管灌泥浆装置，其特征在于中间接头和外管通过螺纹固定安装在一起，中间接头和中心管通过螺纹固定安装在一起，滑套和上伸缩管通过螺纹固定安装在一起，上伸缩管和外筒通过螺纹固定安装在一起，下伸缩管和外筒通过螺纹固定安装在一起。

9.根据权利要求5所述的伸缩式下套管灌泥浆装置，其特征在于中间接头和外管通过螺纹固定安装在一起，中间接头和中心管通过螺纹固定安装在一起，滑套和上伸缩管通过螺纹固定安装在一起，上伸缩管和外筒通过螺纹固定安装在一起，下伸缩管和外筒通过螺纹固定安装在一起。

10.根据权利要求1或2所述的伸缩式下套管灌泥浆装置，其特征在于滑套的外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在滑套的内侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在密封外环形凸台的外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在密封杆的下部外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈。

11.根据权利要求3所述的伸缩式下套管灌泥浆装置，其特征在于滑套的外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在滑套的内侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在密封外环形凸台的外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在密封杆的下部外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈。

12.根据权利要求4所述的伸缩式下套管灌泥浆装置，其特征在于滑套的外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在滑套的内侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在密封外环形凸台的外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在密封杆的下部外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈。

13.根据权利要求5所述的伸缩式下套管灌泥浆装置，其特征在于滑套的外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在滑套的内侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在密封外环形凸台的外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在密封杆的下部外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈。

14.根据权利要求6所述的伸缩式下套管灌泥浆装置，其特征在于滑套的外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在滑套的内侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在密封外环形凸台的外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在密封杆的下部外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈。

15.根据权利要求7所述的伸缩式下套管灌泥浆装置，其特征在于滑套的外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在滑套的内侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在密封外环形凸台的外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在密封杆的下部外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈。

16.根据权利要求8所述的伸缩式下套管灌泥浆装置，其特征在于滑套的外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在滑套的内侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在密封外环形凸台的外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在密封杆的下部外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈。

17.根据权利要求9所述的伸缩式下套管灌泥浆装置，其特征在于滑套的外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在滑套的内侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在密封外环形凸台的外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在密封杆的下部外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈。