CN103953311A - 内平衡式固井水泥头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种内平衡式固井水泥头，其特征是：本体内部中空，上端与压盖相连，下端车有石油套管螺纹与井筒中的管串相连，最主要特点是内表面加工有平衡槽，本体上安装有挡销系统、胶塞指示器和由壬。本发明包括单塞固井水泥头和双塞固井水泥头。本发明结构简单，使用维护方便，安全性高。

Description

内平衡式固井水泥头

技术领域

本发明涉及石油天然气井固完井工具技术领域，是一种注水泥作业用固井水泥头。

背景技术

现有的固井水泥头多为外平衡式结构，这种结构是通过水泥头外的高压管来实现胶塞上、下的压力平衡，如图3-1、图3-2和图6，图4-1和图4-2所示。在注水泥作业过程中的注水泥环节，由于管内水泥浆密度大于管外钻井液密度，在不使用平衡装置的情况下水泥头胶塞上下压力不平衡，使得顶替环节水泥头挡销打开困难，有可能造成固井事故。一般的水泥头是在外部设置平衡管（7）来实现此目的，但外平衡管有以下缺点：一是结构复杂，平衡管装置在搬运和使用过程中极易碰伤损坏，带来安全隐患；二是橡胶管易老化，寿命较短，在作业中会带来安全隐患，有可能使固井作业逼迫中断，造成固井事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内平衡式固井水泥头，结构简单，使用维护方便，安全性高。

本发明的技术方案是：一种内平衡式固井水泥头，包括压盖和本体，本体上端与压盖相连，下端车有石油套管螺纹与井筒中的管串相连，其特征是：本体内部中空，内表面加工有平衡槽，所述平衡槽的起止点为最上端由壬至最下端的由壬，在本体上安装有挡销系统、胶塞指示器和由壬，挡销系统与由壬夹角为90度。

在本体上安装有一组挡销系统、一组胶塞指示器和两组由壬，所述挡销系统置于最下端由壬之上，最上端由壬之下，靠近最下端由壬，所述胶塞指示器置于挡销系统正下方并靠近本体下端套管螺纹部位。

在本体上安装有排列在一个平面上的两组挡销系统和两组胶塞指示器以及排列在另一个平面上的三组由壬；其中第一组挡销系统置于第二组由壬之上，最上端由壬之下，靠近第二组由壬；第一组胶塞指示器置于第一组挡销系统正下方；第二组挡销系统置于最下端由壬之上，第二组由壬之下，靠近最下端由壬；第二组胶塞指示器置于第二组挡销系统正下方并靠近本体下端套管螺纹部位。

本发明的优点如下：一是通过水泥头本体加工工艺的改进，在本体内腔加工平衡槽，消除了原有外平衡式水泥头装置中的平衡管、平衡管接头、橡胶管等易损件，消除了安全隐患，简化了结构又提高了工具的安全性和使用寿命。二是整个水泥头的压力等级有所提高，可应用于复杂井的注水泥作业，应用范围进一步扩大，既可以用于单塞固井水泥头，也适用于双塞固井水泥头。三是操作简便，水泥头下端与井筒内管串直接相连，由壬可通过地面管汇与注水泥设备相连接，便可实现压胶塞及注水泥作业。

附图说明

图1-1是内平衡式单塞固井水泥头结构示意图。

图1-2是图1-1的侧视图。

图2-1是内平衡式双塞固井水泥头结构示意图。

图2-2是图2-1的侧视图。

图3-1是现有外平衡式单塞固井水泥头结构示意图。

图3-2是图3-1的侧视图。

图4-1是现有外平衡式双塞固井水泥头结构示意图。

图4-2是图4-1的侧视图。

图5是本发明内平衡式水泥头本体内表面局部示意图。

图6是现有外平衡式水泥头本体内表面局部示意图。

图中：压盖1、本体2、挡销系统3、胶塞指示器4、由壬5、平衡槽6、平衡管7

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

一种内平衡式固井水泥头，包括压盖1和本体2，本体2下端车有石油套管螺纹与井筒中的管串相连，上端与压盖1相连，本体2上分布有挡销系统3，胶塞指示器4及由壬5。如图5所示，本体2内部中空，内表面加工有平衡槽6，起止点为最上端由壬5至最下端的由壬5。

本发明有两种实施例：单塞固井水泥头和双塞固井水泥头

如图1-1、图1-2所示，其中单塞固井水泥头有一组挡销系统3、一组胶塞指示器4、两组由壬5。挡销系统3与由壬5夹角为90度。挡销系统3置于最下端由壬5之上，最上端由壬5之下，靠近最下端由壬5，所述胶塞指示器4置于挡销系统3正下方并靠近本体2下端套管螺纹部位。

如图2-1、图2-2所示，双塞固井水泥头有两组挡销系统3、两组胶塞指示器4、三组由壬5，两组挡销系统3与胶塞指示器4在同一平面布置且与由壬5夹角90度。其中第一组挡销系统3置于第二组由壬5之上，最上端由壬5之下，靠近第二组由壬5；第一组胶塞指示器4置于第一组挡销系统3正下方；第二组挡销系统3置于最下端由壬5之上，第二组由壬5之下，靠近最下端由壬5；第二组胶塞指示器4置于第二组挡销系统3正下方并靠近本体下端套管螺纹部位。根据用户要求由壬5也可以连接成管汇形式。

工作过程如下：

在进行固井施工作业时，本体2下端与井内管串相连接，卸开压盖1后，对双塞水泥头，将第一组挡销系统3的挡销全部旋到打开状态，第二组挡销系统3的挡销全部旋到关闭状态，装入下胶塞至第二组挡销系统3位置，再将第一组挡销系统3的挡销旋至关闭状态，装入上胶塞，旋紧压盖1，将顶替管线、注水泥管线分别接在最上端和最下端由壬5上，便可进行注水泥作业。

对单塞水泥头，则是将第一组挡销系统3的挡销旋至关闭状态，装入胶塞，压紧压盖1，将顶替管线、注水泥管线分别与最上端和最下端由壬5相连接，便可进行注水泥作业。

Claims (3)

1.内平衡式固井水泥头，包括压盖（1）和本体（2），本体（2）上端与压盖（1）相连，下端车有石油套管螺纹与井筒中的管串相连，其特征是：本体（2）内部中空，内表面加工有平衡槽（6），所述平衡槽（6）的起止点为最上端由壬（5）至最下端的由壬（5），在本体（2）上安装有挡销系统（3）、胶塞指示器（4）和由壬（5），挡销系统（3）与由壬（5）夹角为90度。

2.如权利要求1所述的内平衡式固井水泥头，其特征是：在本体（2）上安装有一组挡销系统（3）、一组胶塞指示器（4）和两组由壬（5），所述挡销系统（3）置于最下端由壬（5）之上，最上端由壬（5）之下，靠近最下端由壬（5），所述胶塞指示器（4）置于挡销系统（3）正下方并靠近本体（2）下端套管螺纹部位。

3.如权利要求1所述的内平衡式固井水泥头，其特征是：在本体（2）上安装有排列在一个平面上的两组挡销系统（3）和两组胶塞指示器（4）以及排列在另一个平面上的三组由壬（5）；其中第一组挡销系统（3）置于第二组由壬（5）之上，最上端由壬（5）之下，靠近第二组由壬（5）；第一组胶塞指示器（4）置于第一组挡销系统（3）正下方；第二组挡销系统（3）置于最下端由壬（5）之上，第二组由壬（5）之下，靠近最下端由壬（5）；第二组胶塞指示器（4）置于第二组挡销系统（3）正下方并靠近本体（2）下端套管螺纹部位。