CN104895527A - 贯眼完井用免钻塞注水泥器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种贯眼完井用免钻塞注水泥器，其包括：本体，其下端连接有下接头，所述本体上沿圆周方向开设有多个循环孔；关孔套，其穿设在所述本体内并位于多个所述循环孔的上方；胶塞套，其穿设在所述关孔套和所述下接头内，所述胶塞套的上端通过第一剪切销钉与所述关孔套相连，其下端通过第二剪切销钉与所述下接头相连，所述胶塞套上沿圆周方向开设有多个通孔，所述通孔与所述循环孔相对连通；开孔套，其穿设在所述胶塞套内，所述开孔套通过第三剪切销钉连接在位于多个所述通孔上方的所述胶塞套上。本发明的贯眼完井用免钻塞注水泥器，结构简单合理，安全可靠，加工费用低，固井后无需钻塞或下打捞工具，简化钻完井工序，节约钻完井成本。

Description

贯眼完井用免钻塞注水泥器

技术领域

本发明有关于一种注水泥器，尤其有关于一种石油天然气勘探开发领域中应用的贯眼完井用免钻塞注水泥器。

背景技术

贯眼完井因成本低、污染小、产量高而越来越得到广泛应用。

目前的贯眼完井后期需要下入小钻具钻穿分级箍、盲板等附件，或者在固井结束后下入配套的打捞工具将需要钻除的机构打捞出来。这给现场实施带来不便，也增加了完井成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种贯眼完井用免钻塞注水泥器，其结构简单合理，安全可靠，加工费用低，固井后无需钻塞或下打捞工具，简化钻完井工序，节约钻完井成本。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种贯眼完井用免钻塞注水泥器，其包括：

本体，其下端连接有下接头，所述本体上沿圆周方向开设有多个循环孔；

关孔套，其穿设在所述本体内并位于多个所述循环孔的上方；

胶塞套，其穿设在所述关孔套和所述下接头内，所述胶塞套的上端通过第一剪切销钉与所述关孔套相连，其下端通过第二剪切销钉与所述下接头相连，所述胶塞套上沿圆周方向开设有多个通孔，所述通孔与所述循环孔相对连通；

开孔套，其穿设在所述胶塞套内，所述开孔套通过第三剪切销钉连接在位于多个所述通孔上方的所述胶塞套上。

在优选的实施方式中，所述关孔套的上端外侧开设有第一自锁凹槽，所述第一自锁凹槽内设有第一钢球。

在优选的实施方式中，所述第一自锁凹槽的截面呈倒梯形形状。

在优选的实施方式中，所述本体与所述下接头之间连接有止退螺钉。

在优选的实施方式中，所述下接头上开设有进液孔，位于所述进液孔处的所述下接头外侧套设有液缸套，所述液缸套通过第四剪切销钉连接在所述下接头上，所述下接头上还套设连接有封隔皮碗，所述封隔皮碗位于所述液缸套的下方。

在优选的实施方式中，所述胶塞套的上端为开口端，其下端为封闭端，所述胶塞套的下部侧壁上沿圆周方向开设有多个填充孔，所述填充孔与所述进液孔相对连通。

在优选的实施方式中，所述下接头的外侧开设有第二自锁凹槽，所述第二自锁凹槽内设有第二钢球。

在优选的实施方式中，所述第二自锁凹槽的截面呈梯形形状。

在优选的实施方式中，所述本体与所述下接头之间、所述关孔套与所述本体之间、所述关孔套与所述胶塞套之间、所述下接头与所述胶塞套之间、所述开孔套与所述胶塞套之间、以及所述下接头与所述液缸套之间均设有多个密封圈。

本发明的贯眼完井用免钻塞注水泥器的特点及优点是：该贯眼完井用免钻塞注水泥器主要用于贯眼完井工艺中，其能顺利实现套管与筛管间的环空封隔、能顺利实现注水泥循环孔的打开和关闭，保证固井作业的顺利进行，最后通过压差、自身重力或油管推力使管串内的内部附件下落至井底，无需在注水泥结束后下入打捞工具或钻具，真正实现免钻，降低了完井成本。同时，该发明结构简单、易于加工，且生产制造成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的贯眼完井用免钻塞注水泥器的半剖视图。

图2为本发明的贯眼完井用免钻塞注水泥器的封隔皮碗封隔状态的半剖视图。

图3为本发明的贯眼完井用免钻塞注水泥器的开孔套打开状态的半剖视图。

图4为本发明的贯眼完井用免钻塞注水泥器下入关闭塞的半剖视图。

图5为本发明的贯眼完井用免钻塞注水泥器安装在井下管柱上的示意图。

图6为本发明的贯眼完井用免钻塞注水泥器的施工作业示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供一种贯眼完井用免钻塞注水泥器，其包括本体1、关孔套2、胶塞套3和开孔套4，其中：本体1的下端连接有下接头5，所述本体1上沿圆周方向开设有多个循环孔11；关孔套2穿设在所述本体1内并位于多个所述循环孔11的上方；胶塞套3穿设在所述关孔套2和所述下接头5内，所述胶塞套3的上端通过第一剪切销钉31与所述关孔套2相连，其下端通过第二剪切销钉32与所述下接头5相连，所述胶塞套3上沿圆周方向开设有多个通孔33，所述通孔33与所述循环孔11相对连通；开孔套4穿设在所述胶塞套3内，所述开孔套4通过第三剪切销钉41连接在位于多个所述通孔33上方的所述胶塞套3上。

具体是，本体1的下端内侧螺纹连接在下接头5的上端外侧，在本实施例中，本体1与下接头5的螺纹连接段上连接有止退螺钉12，以使本体1与下接头5之间连接地更加稳固。在本发明中，本体1上沿圆周方向均匀开设有多个循环孔11，在本实施例中，循环孔11为四个。

关孔套2大体呈圆柱筒形，其穿设在本体1的内侧，关孔套2的下端位于多个循环孔11的上方，关孔套2的上端顶抵于本体1上部侧壁径向向内凸设的缩颈部13的下端，当关孔套2下移关闭本体1上的多个循环孔11时，关孔套2的下端顶抵在下接头5的上端。在本实施例中，关孔套2的上端外侧开设有第一自锁凹槽21，该第一自锁凹槽21的截面呈倒梯形形状，其内设有第一钢球22。该第一自锁凹槽21与其内的第一钢球22的设置，可使关孔套2沿本体1的内壁向下滑动而阻止关孔套2沿本体1的内壁向上滑动，具体是，当关孔套2由上向下滑动时，由于第一自锁凹槽21呈上宽下窄的倒梯形形状，即第一自锁凹槽21的上端深度大于第一自锁凹槽21的下端深度，而第一钢球22的直径设计为大于第一自锁凹槽21的下端深度，并小于第一自锁凹槽21的上端深度，因此，在关孔套2贴设本体1内壁下滑的过程中，第一钢球22始终位于第一自锁凹槽21的上方，其能获得足够的滚动空间，并不会阻碍关孔套2的向下滑动；而当关孔套2有向上滑动的趋势时，由于第一钢球22不能在第一自锁凹槽21内越来越小的空间内获得滚动空间，以至于阻止了关孔套2的向上滑动，这样关孔套2就只能向下滑动，从而形成自锁状态。

胶塞套3大体呈圆柱筒状，其上端形成开口端34，其下端形成封闭端35，该封闭端35大体呈倒圆锥体状，在胶塞套3的下部侧壁上沿圆周方向开设有多个填充孔36，在本实施例中，填充孔36为八个。进一步的，下接头5上开设有与胶塞套3上的多个填充孔36相对连通的多个进液孔51，位于进液孔51处的下接头5外侧套设有液缸套6，该液缸套6通过第四剪切销钉61连接在下接头5上，液缸套6与下接头5之间形成一容纳腔62，多个进液孔51与该容纳腔62相对连通，下接头5上还套设连接有封隔皮碗7，该封隔皮碗7位于液缸套6的下方。

当注入贯眼完井用免钻塞注水泥器内的液体经多个填充孔36通过下接头5上的多个进液孔51流入液缸套6与下接头5之间形成的容纳腔62内后，在液体压力的作用下，第四剪切销钉61被剪断，液缸套6将沿下接头5向下运动，以撑开封隔皮碗7坐封油套环空。

进一步的，在本发明中，下接头5的外侧开设有第二自锁凹槽52，该第二自锁凹槽52的截面呈梯形形状，其内设有第二钢球53。该第二自锁凹槽52与其内的第二钢球53的设置，可使液缸套6沿下接头5的内壁向下滑动而阻止液缸套6沿下接头5的内壁向上滑动，具体是，当液缸套6由上向下滑动时，由于第二自锁凹槽52呈上窄下宽的梯形形状，即第二自锁凹槽52的上端深度小于第二自锁凹槽52的下端深度，而第二钢球53的直径设计为大于第二自锁凹槽52的上端深度，并小于第二自锁凹槽52的下端深度，因此，在液缸套6贴设下接头5的外壁下滑的过程中，第二钢球53始终位于第二自锁凹槽52的下方，其能获得足够的滚动空间，并不会阻碍液缸套6的向下滑动；而当液缸套6有向上滑动的趋势时，由于第二钢球53不能在第二自锁凹槽52内越来越小的空间内获得滚动空间，以至于阻止了液缸套6的向上滑动，这样液缸套6就只能向下滑动，从而形成自锁状态。

该贯眼完井用免钻塞注水泥器的使用过程如下：在贯眼完井免钻塞注水泥工艺过程中，将本发明按设计要求连接在一管串上，如图5所示，该管串从下至上由依次相连的引鞋A、筛管B、本发明的贯眼完井用免钻塞注水泥装置G及套管F组成，并将组合完毕后的管串按设计要求下到井内预定位置。此时，向套管F内加压，当压力达到设定值时作用在本发明的贯眼完井用免钻塞注水泥装置G的液缸套6的容纳腔62内的液压力剪断第四剪切销钉61，液缸套6沿下接头5的外壁向下滑动，撑开封隔皮碗7，将筛管B与上层套管F环空分隔开，请配合参阅图2所示；然后继续向套管F内加压，如图3所示，当液压力升高到一定值时作用于开孔套4，形成压力差剪断第三剪切销钉41，使得开孔套4下行，打开通孔33，此时循环孔11和通孔33连通，建立循环通道，进行正常程序固井作业；固井作业后期，如图4所示，压入关闭塞8，替泥浆，关闭塞8行至胶塞套3内，憋压剪断胶塞套3与下接头5间固定的第二剪切销钉32，使得胶塞套3与关孔套2下行，关孔套2下行至下接头5处停止，此时循环孔11关闭，防止水泥浆倒返；然后再继续加压到设定值，如图6所示，剪断胶塞套3与关孔套2间固定的第一剪切销钉31，关闭塞8、胶塞套3、开孔套4等内部附件H一起下落。若在直井中，这些内部附件H将靠自身重力下落至井底；若在水平井中，这些内部附件H将沿井底方向下落一定距离后停止，然后在后续下油管作业中通过油管将这些内部附件H送到井底。

本发明的贯眼完井用免钻塞注水泥器，主要用于贯眼完井工艺中，其能顺利实现套管与筛管间的环空封隔、能顺利实现注水泥循环孔的打开和关闭，保证固井作业的顺利进行，最后通过压差、自身重力或油管推力使管串内的内部附件H下落至井底，无需在注水泥结束后下入打捞工具或钻具，真正实现免钻，降低了完井成本。同时，该发明结构简单、易于加工，且生产制造成本较低。

根据本发明的一个实施方式，在本体1与下接头5之间、关孔套2与本体1之间、关孔套2与胶塞套3之间、下接头5与胶塞套3之间、开孔套4与胶塞套3之间、以及下接头5与液缸套6之间均设有多个密封圈(图中未示出)。该些密封圈用于密封本体1与下接头5之间、关孔套2与本体1之间、关孔套2与胶塞套3之间、下接头5与胶塞套3之间、开孔套4与胶塞套3之间、以及下接头5与液缸套6之间的缝隙，从而提高本发明的贯眼完井用免钻塞注水泥器的密封性能。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种贯眼完井用免钻塞注水泥器，其特征在于，其包括：

本体，其下端连接有下接头，所述本体上沿圆周方向开设有多个循环孔；

关孔套，其穿设在所述本体内并位于多个所述循环孔的上方；

胶塞套，其穿设在所述关孔套和所述下接头内，所述胶塞套的上端通过第一剪切销钉与所述关孔套相连，其下端通过第二剪切销钉与所述下接头相连，所述胶塞套上沿圆周方向开设有多个通孔，所述通孔与所述循环孔相对连通；

开孔套，其穿设在所述胶塞套内，所述开孔套通过第三剪切销钉连接在位于多个所述通孔上方的所述胶塞套上。

2.如权利要求1所述的贯眼完井用免钻塞注水泥器，其特征在于，所述关孔套的上端外侧开设有第一自锁凹槽，所述第一自锁凹槽内设有第一钢球。

3.如权利要求2所述的贯眼完井用免钻塞注水泥器，其特征在于，所述第一自锁凹槽的截面呈倒梯形形状。

4.如权利要求1所述的贯眼完井用免钻塞注水泥器，其特征在于，所述本体与所述下接头之间连接有止退螺钉。

5.如权利要求1所述的贯眼完井用免钻塞注水泥器，其特征在于，所述下接头上开设有进液孔，位于所述进液孔处的所述下接头外侧套设有液缸套，所述液缸套通过第四剪切销钉连接在所述下接头上，所述下接头上还套设连接有封隔皮碗，所述封隔皮碗位于所述液缸套的下方。

6.如权利要求5所述的贯眼完井用免钻塞注水泥器，其特征在于，所述胶塞套的上端为开口端，其下端为封闭端，所述胶塞套的下部侧壁上沿圆周方向开设有多个填充孔，所述填充孔与所述进液孔相对连通。

7.如权利要求1所述的贯眼完井用免钻塞注水泥器，其特征在于，所述下接头的外侧开设有第二自锁凹槽，所述第二自锁凹槽内设有第二钢球。

8.如权利要求7所述的贯眼完井用免钻塞注水泥器，其特征在于，所述第二自锁凹槽的截面呈梯形形状。

9.如权利要求1所述的贯眼完井用免钻塞注水泥器，其特征在于，所述本体与所述下接头之间、所述关孔套与所述本体之间、所述关孔套与所述胶塞套之间、所述下接头与所述胶塞套之间、所述开孔套与所述胶塞套之间、以及所述下接头与所述液缸套之间均设有多个密封圈。