CN104563872A - 防堵塞自灌式浮箍 - Google Patents

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    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
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Abstract

防堵塞自灌式浮箍涉及石油机械。包括设有单向阀组件(1)的浮箍本体(2),其特征在于,所述浮箍本体(2)于单向阀组件(1)下方的侧壁设有至少一个旁通孔(3),每个旁通孔(3)上都设有安全塞(4)封堵,安全塞(4)通过锁销(6)固定在浮箍本体(2)的侧壁上,当管腔内外压力差达到设定值后,安全塞(4)上的剪销(6)断开,安全塞(4)在压力作用下向管外掉落,旁通孔(3)打开。它具有结构简单、设计合理及安全可靠的优点,可以在自灌浮鞋失效后,通过打开浮箍的备用通道完成固井作业。可以有效防止因浮鞋失效引起的井下重大事故的发生,为自灌式浮箍浮鞋的推广使用提供安全保障。

Description

防堵塞自灌式浮箍
技术领域
本发明涉及石油机械,具体涉及固井下套管过程中使用的自灌式防堵塞浮箍。
背景技术
石油钻井作业中,固井工作是非常重要的,任何失误都有可能使一口质量优良的钻井变成勉强能使用甚至报废的井。所以固井工具浮鞋浮箍非常重要。在固井作业中,自灌式浮箍浮鞋始终是固井人的不懈追求。采用普通式浮箍浮鞋,由于管腔封闭,内外存在真空度,产生较大的浮力,下几根套管后,就要主动从井上向套管内灌入泥浆克服上述浮力,即增加了工人的劳动强度,又增加了固井作业时间,还有可能因为套管的静止而引起粘卡套管的事故或者其它更复杂事故。而采用自灌式浮箍浮鞋,可以通过自灌过程克服浮力,即可提高效率,又减轻劳动强度,还可避免以上的事故的发生。
但在实践中推广使用的并不多,比如胜利油田,辽河油田,长庆油田,吉林油田等并没有采用自灌式的浮箍浮鞋。在大庆油田也只是在局部使用。是什么原因没使用呢?在和技术人员交流中得知,他们最担心的,是在下套管作业完成后打不开单向阀,不能固井作业。
我们知道,固井作业就是将水泥注入套管,通过套管最下部的浮鞋里的单向阀向井眼里灌入,水泥使井壁和套管连为一体。非自灌式浮箍浮鞋,整体套管是相对封闭的(参见图1)浮鞋内设单向阀控制通断,即使套管下到井里最底部,井里的任何东西也进不去套管内,所以浮鞋内的单向阀可顺利打开,完成固井作业。但自灌式就不同了。最下部的浮鞋有引流孔,下套管作业中,泥浆正是通过引流孔源源不断进入套管内,形成自灌。虽然有自灌的优势,但也带来了潜在的风险。地下的地质状况复杂,特别是在数千米的地下。钻井完成后,虽然要对井内进行反复的冲洗,但在部分井的底部难免留有残沙碎石,特别是深井或地质较复杂的地区,这样当套管下到最底部时,残沙碎石也通过引流孔进入下部的浮鞋内,当沙石足够多时,将浮鞋内的单向阀埋住,单向阀失效,固井时水泥不能通过套管注入井里,不能完成固井作业,从而发生重大事故。实践中就有这样的情况发生,当时套管内的压力已经大于10Mp了,仍不能打开浮鞋的单向阀,最后不得不拔套管,酿成大事故,给井队、油田带来了很大的损失。大庆油田之所以局部使用,是因为这些使用的局部地质相对较简单,并且使用自灌式浮鞋浮箍的井都是相对较浅的井。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种防堵塞自灌式浮箍,以便在自灌浮鞋失效后,能够提供一个旁路通道完成固井作业,减小井下固井作业重大事故的发生。
本发明的技术解决方案是:防堵塞自灌式浮箍,包括设有单向阀组件的浮箍本体,所述浮箍本体于单向阀组件下方的侧壁设有至少一个旁通孔,每个旁通孔上都设有安全塞封堵,安全塞通过锁销固定在浮箍本体的侧壁上,当管腔内外压力差达到设定值后,安全塞上的剪销断开,安全塞在压力作用下向管外掉落,旁通孔打开。
本发明的技术效果是:它具有结构简单、设计合理及安全可靠的优点,可以在自灌浮鞋失效后,通过打开浮箍的备用通道完成固井作业。可以有效防止因浮鞋失效引起的井下重大事故的发生,为自灌式浮箍浮鞋的推广使用提供安全保障。
附图说明
图1为使用非自灌式浮箍浮鞋管柱的结构示意图;
图2为本发明实施例1的结构示意图;
图3为本发明实施例2的结构示意图;
图1中由下至上依次为浮鞋、尾管、浮箍和套管。
具体实施方式
如图2和3所示,防堵塞自灌式浮箍,包括设有单向阀组件1的浮箍本体2,所述浮箍本体2于单向阀组件1下方的侧壁设有至少一个旁通孔3,每个旁通孔3上都设有安全塞4封堵,安全塞4通过锁销6固定在浮箍本体2的侧壁上,当管腔内外压力差达到设定值后,安全塞4上的剪销6断开,安全塞4在压力作用下向管外掉落,旁通孔3打开(见图2)。
所述浮箍本体2于单向阀组件1下方的侧壁设有至少一对旁通孔3,每对旁通孔3上的安全塞4之间设有连接件5,安全塞4与连接件5间通过剪销6连接,当管腔内外压力差达到设定值后,安全塞4与连接件5间的剪销6断开,安全塞4在压力作用下向管外掉落,旁通孔3打开(见图3)。
所述安全塞4设有柱状的连接部7,所述连接件5为管状,连接件5套在安全塞4柱状的连接部7上并通过剪销6连接。全塞4与连接件5通过剪销6的具体连接也可以通过相似的方式进行,如以剪销6为铰接轴的各种铰接方式,只要满足在大于设定压力下能够剪断剪销6即可。
所述安全塞4与旁通孔3为企口连接。安全塞4也可以是除企口以外的其他连接方式,如锥面连接,只要满足向外脱落要求即可。安全塞4的外表面可以低于浮箍外表面。安全塞4可以通过密封件与浮箍密封连接。
所述单向阀组件1包括阀座密封体8和碟阀盖9,碟阀盖9通过弹簧的作用封盖在阀座密封体8的通孔处,阀座密封体8开有竖向的滑道10,滑道10中设有滑杆11,滑杆11的顶部设有可以防止其从滑道10中脱落的限位块12,滑杆11的底部设有用于抵在碟阀盖9上并使其保持在打开状态的支撑部13,滑杆11通过剪销6固定在滑道10中,所述单向阀组件1的上方设有可沿所述浮箍本体2管腔上下滑动的滑块14,滑块14上设有过流孔15,滑块14通过剪销6与浮箍本体2管壁固定,通过向滑块14施压,可使滑块14及滑杆11上的剪销6先后断开,通过滑块14下滑推动滑杆11向下移动,使滑杆11底部的支撑部13脱离碟阀盖9,使碟阀盖9恢复正常功能。
实施例1:
如图2所示,所述单向阀组件1为箭阀式结构,安全塞4通过剪销6直接固定在阀体壁上。
实施例2:
如图3所示,所述单向阀组件1为碟阀式结构,安全塞4成对使用,通过连接件5和剪销6固定在阀体壁上。
浮箍在尾管的上端,是安全界面。当下完套管后,如遇到浮鞋的单向阀失灵后套管内达到一定压力时(通常在5Mp),在压力的作用下,安全塞也受到压力,产生向外的力,当该力大于剪断销的剪切应力时,剪断销被剪断,安全塞打开,从而形成另一通道,顺利完成固井作业。

Claims (7)

1.防堵塞自灌式浮箍,包括设有单向阀组件(1)的浮箍本体(2),其特征在于,所述浮箍本体(2)于单向阀组件(1)下方的侧壁设有至少一个旁通孔(3),每个旁通孔(3)上都设有安全塞(4)封堵,安全塞(4)通过锁销(6)固定在浮箍本体(2)的侧壁上,当管腔内外压力差达到设定值后,安全塞(4)上的剪销(6)断开,安全塞(4)在压力作用下向管外掉落,旁通孔(3)打开。
2.如权利要求1所述的防堵塞自灌式浮箍,其特征在于,所述浮箍本体(2)于单向阀组件(1)下方的侧壁设有至少一对旁通孔(3),每对旁通孔(3)上的安全塞(4)之间设有连接件(5),安全塞(4)与连接件(5)间通过剪销(6)连接,当管腔内外压力差达到设定值后,安全塞(4)与连接件(5)间的剪销(6)断开,安全塞(4在压力作用下向管外掉落,旁通孔(3)打开。
3.如权利要求2所述的防堵塞自灌式浮箍,其特征在于,所述安全塞(4)设有柱状的连接部(7),所述连接件(5)为管状,连接件(5)套在安全塞(4)柱状的连接部(7)上并通过剪销(6)连接。
4.如权利要求1、2或3所述的防堵塞自灌式浮箍,其特征在于,所述安全塞(4)与旁通孔(3)为企口连接。
5.如权利要求1所述的防堵塞自灌式浮箍,其特征在于,所述单向阀组件(1)为箭阀式结构。
6.如权利要求1所述的防堵塞自灌式浮箍,其特征在于,所述单向阀组件(1)为碟阀式结构。
7.如权利要求6所述的防堵塞自灌式浮箍,其特征在于,所述单向阀组件(1)包括阀座密封体(8)和碟阀盖(9),碟阀盖(9)通过弹簧的作用封盖在阀座密封体(8)的通孔处,阀座密封体(8)开有竖向的滑道(10),滑道(10)中设有滑杆(11),滑杆(11)的顶部设有可以防止其从滑道(10)中脱落的限位块(12),滑杆(11)的底部设有用于抵在碟阀盖(9)上并使其保持在打开状态的支撑部(13),滑杆(11)通过剪销(6)固定在滑道(10)中,所述单向阀组件(1)的上方设有可沿所述浮箍本体(2)管腔上下滑动的滑块(14),滑块(14)上设有过流孔(15),滑块(14)通过剪销(6)与浮箍本体(2)管壁固定,通过向滑块(14)施压,可使滑块(14)及滑杆(11)上的剪销(6)先后断开,通过滑块(14)下滑推动滑杆(11)向下移动,使滑杆(11)底部的支撑部(13)脱离碟阀盖(9),使碟阀盖(9)恢复正常功能。
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