CN108278094B - 注水泥封堵器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了注水泥封堵器，包括中心管、悬挂装置、坐封装置、内充填堵塞装置、外充填封隔装置，所述悬挂装置、坐封装置上下式连接并同时套装在中心管上，所述外充填封隔装置上端连接中心管下端，所述内充填堵塞装置位于外充填封隔装置内部。本发明将其下到封堵层上部，投球打压坐封后将封堵层和上部油层封隔开，再打压打开施工通道，然后将水泥通过注水泥封堵器注入封堵层，立即将工具底部以上水泥反洗干净，待水泥失去流动性，将工具提出，是一种安全有效的封堵工具。
Description
技术领域
本发明涉及油田井下工具，具体地说是注水泥封堵器。
背景技术
油井钻成后，井身轨迹穿越许多层，开采方式一般先开采下面油层，然后上返开采上面油层，由于层间矛盾，往往需要封堵下层。目前常用的是注水泥封堵工艺，是用油管下到封堵目的层上端，将水泥浆通过油管挤入待封堵层，关井侯凝待压力扩散后，并下钻头将多余水泥塞钻去。该工艺只能应用在上部油层尚未射开，封堵段上部没有漏点的情况，否则容易将水泥挤进上面油层或漏点，污染部油层，也可能发生固住油管的事故，并且需要钻塞，工序较繁琐。如果封堵层存在压力高、漏失或者有多层需要封堵时，采用一般的光油管注水泥封堵工艺一次性封堵成功率不高，并且存在有效期短的问题。对于水平井封堵，则需要下入特殊工具才能进行封堵施工。因此，设计一种安全有效、适应各种井况的注水泥封堵器显得尤为重要。
关于注水泥封堵技术，经过检索，公开号204283324U，公开日2015-04-22公开了一种注水泥封隔器，但该技术与本申请在发明目的、技术方案、技术效果等方面均不相干。所以目前尚未有相似的工具。
发明内容
本发明的目的在于提供注水泥封堵器，将其下到封堵层上部，投球打压坐封后将封堵层和上部油层封隔开，再打压打开施工通道，然后将水泥通过注水泥封堵器注入封堵层，施工完后，立即将工具底部以上水泥反洗干净，待水泥失去流动性，将丢手上接头提出，工具留在井下，也可以将工具解封提出，是一种安全有效的封堵工具。
为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，注水泥封堵器，包括中心管、悬挂装置、坐封装置、内充填堵塞装置、外充填封隔装置，所述悬挂装置、坐封装置上下式连接并同时套装在中心管上，所述外充填封隔装置上端连接中心管下端，所述内充填堵塞装置位于外充填封隔装置内部。
所述悬挂装置包括卡瓦、上锥体、下锥体、卡瓦筒、板簧，所述上锥体、下锥体分别接触板簧的上下两端，所述卡瓦置于卡瓦筒开设的槽窗中，卡瓦内侧面和板簧的中间外侧面接触，卡瓦筒上、下两端分别连接在上锥体、下锥体上，所述上锥体通过解封销钉连接在中心管上，同时上锥体上端连接丢手上接头。
所述坐封装置包括液缸、活塞，所述液缸套在中心管上，活塞安装在液缸内腔，所述活塞上端连接下锥体，并且和下锥体之间设置锁紧环，所述中心管开设通往液缸内腔的径向孔，所述液缸和活塞通过剪钉暂时连接。
所述外充填封隔装置包括外充填管、上皮碗、下皮碗、返液套，所述返液套上端连接中心管，下端连接外充填管，所述上皮碗、下皮碗分别设置在外充填管的上下两端外侧，上皮碗上端压设上皮碗帽，下皮碗上端压设下皮碗帽；所述内充填堵塞装置包括内液套，所述内液套位于外充填管内部并且两者之间形成环形通道，所述内液套内壁通过剪钉固定球座，所述内液套开设通往环形通道的内液套喷口，内液套喷口要低于球座的位置，所述返液套开设通往环形通道的径向液孔，所述外充填管开设通往环形通道的外充填喷口，所述内液套通过剪钉暂时与返液套连接。
所述外充填管下端连接底部管，所述底部管上端连接锁环套，锁环套内部设置锁环，所述内液套下端连接内堵塞轴，所述内堵塞轴外壁设有单向马牙扣，当内充填堵塞装置整体下移时，内堵塞轴外壁的单向马牙扣和锁紧环内表面设置的马牙扣相配合锁紧。
所有的管线上均设置阀门。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、封隔待封堵层与上部套管，避免上部油层或漏点影响。
2、准确封堵目标层位，无需后续钻塞工序。
3、封堵施工过程中若起压或施工结束后，可立即洗井，确保了施工安全性，并且不影响封堵效果。
4、施工结束后，可马上正转油管丢手，也可待水泥凝固后上提管柱将注水泥封堵器提出，确保不发生固管柱情况。
5、可适用于直井、定向井、水平井的封堵施工。
附图说明
图1为本发明注水泥封堵器的结构示意图。
图中：1-丢手上接头，2-悬挂装置，3-坐封装置，4-内充填堵塞装置，5-外充填封隔装置，6-上锥体，7-解封销钉，8-卡瓦筒，9-卡瓦，10-板簧，11-下锥体，12-中心管，13-锁紧环，14-剪钉，15-活塞，16-液缸，17-返液套，18-剪钉，19-内液套，20-球座，21-上皮碗帽，22-剪钉，23-上密封皮碗，24-内液套喷口，25-外充填喷口，26-内堵塞轴，27-外充填管，28-锁环套，29-锁环，30-下皮碗帽，31-下皮碗，32底部管。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅为参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
如图1所示，注水泥封堵器由丢手上接头1、悬挂装置2、坐封装置3、内充填堵塞装置4、外充填封隔装置5组成。悬挂装置2、坐封装置3上下连接并同时套装在中心管12上，外充填封隔装置5上端连接中心管下端，内充填堵塞装置4位于外充填封隔装置5内部。
悬挂装置2由上锥体6、解封销钉7、卡瓦筒8、卡瓦9、板簧10、下锥体11、中心管12组成。其中卡瓦筒8的周向开有槽窗口，数块卡瓦9位于其槽窗内，并由板簧10压住，还有上锥体6、下锥体11，它们都套在中心管12的外表面，并由解封钉7轴向固定。
坐封装置3由锁紧环13、活塞15、液缸16等组成，活塞15和液缸16由剪钉14轴向固定，锁紧环13位于下锥体11和活塞15连接形成的槽内，它们均位于中心管12外表面。
内充填堵塞装置4由内液套19、球座20、剪钉22、内液套喷口24、内堵塞轴26组成，球座20装在内液套19腔内由剪钉22固定，内液套19下联内堵塞轴26，由剪钉18固定在外充填封隔装置5腔内。
外充填封隔装置5由返液套17、上皮碗帽21、上密封皮碗23、外充填喷口25、外充填管27、锁环套28、锁环29、下皮碗帽30、下皮碗31、底部管32组成。它们依次连接固定，并由返液套17连接在中心管12上。
工具下入：
将油管下连接本发明工具的丢手上接头1并由油管输送到注水泥层上部，下入时上密封皮碗23和下密封皮碗31紧贴套管壁下行，其下部的液体经内充填堵塞装置4和外充填封隔装置5的夹壁经返液套17上的液孔流到上密封皮碗23上部油套环空，使工具能顺利下入。
坐封：
工具下到注水泥层上部时，从地面投一钢球，落到球座20上面的内锥面上，从地面经油管打压，当升到一定压力时，推动活塞15将销钉14剪断，并继续推动下锥体11，通过板簧10压缩膨胀将数块卡瓦9从卡瓦筒8中顶出，卡瓦9表面有卡牙，卡紧在套管壁上，同时锁紧环13的内表面有单向马牙扣，和中心管12外表面上的马牙扣配合，只能单向移动，不再退回，由此将悬挂装置2悬挂在套管壁上。
打开施工通道：
继续打压使压力上升，剪钉18剪断，内充填堵塞装置4整体下移，并将返液套17上的旁孔堵住，其中的内堵塞轴26外表面有单向马牙扣，它和锁紧环29内表面的马牙扣配合锁紧，不再上移，将底部管32的内孔堵住。压力继续上升，球座20将剪钉22剪断，球座20下落到内液套喷口24以下，内液套喷口24与外充填口25畅通。
封堵施工：
将水泥浆由地面泵经油管从工具内腔经内液套喷口24、外充填口25、下密封皮碗31进入下面的封堵层，由于上密封皮碗23和下密封皮碗31都是单向密封，所以水泥浆只能注入下部封堵层，而不能向上密封皮碗23上部流动。
反洗多余水泥浆：
注完设计水泥浆量后或起压时，从套管泵入反洗液，反洗液经油套环空、上密封皮碗23、外充填口25、内液套喷口24、工具内腔、油管返回地面，将油管中的残余水泥浆清洗干净。由于封堵后压力升高，下密封皮碗31承受下部封堵层的压力，而反洗井的压力相对较低，因此反洗液不能通过下密封皮碗进入封堵曾，而由于单相密封作用，进入施工层的水泥浆也不能反吐。
丢手：
反洗结束后，可以正转油管，因丢手1和上锥体6之间是左旋扣连接，将丢手1和工具分离，丢手1和油管可以起出井筒，将工具留在井下。也可以待水泥浆凝固后上提油管，油管带动丢手1、上锥体6上移，将解封销钉7拉断，工具解封，提出工具，留下水泥塞。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。
Claims (4)
1.注水泥封堵器，其特征在于，包括中心管、悬挂装置、坐封装置、内充填堵塞装置、外充填封隔装置，所述悬挂装置、坐封装置上下式连接并同时套装在中心管上，所述外充填封隔装置上端连接中心管下端，外充填封隔装置包括外充填管、上皮碗、下皮碗、返液套，返液套开设通往环形通道的径向液孔，返液套上端连接中心管，下端连接外充填管；所述内充填堵塞装置位于外充填封隔装置内部，内充填堵塞装置包括内液套，所述内液套位于外充填管内部并且两者之间形成环形通道，内液套内壁通过剪钉固定球座，所述内液套开设通往环形通道的内液套喷口，内液套喷口要低于球座的位置，内液套通过剪钉暂时与返液套连接；所述上皮碗、下皮碗分别设置在外充填管的上下两端外侧，上皮碗上端压设上皮碗帽，下皮碗上端压设下皮碗帽；所述外充填管开设通往环形通道的外充填喷口。
2.根据权利要求1所述的注水泥封堵器，其特征在于，所述悬挂装置包括卡瓦、上锥体、下锥体、卡瓦筒、板簧，所述上锥体、下锥体分别接触板簧的上下两端，所述卡瓦置于卡瓦筒开设的槽窗中，卡瓦内侧面和板簧的中间外侧面接触，卡瓦筒上、下两端分别连接在上锥体、下锥体上，所述上锥体通过解封销钉连接在中心管上，同时上锥体上端连接丢手上接头。
3.根据权利要求2所述的注水泥封堵器，其特征在于，所述坐封装置包括液缸、活塞，所述液缸套在中心管上，活塞安装在液缸内腔，所述活塞上端连接下锥体，并且和下锥体之间设置锁紧环，所述中心管开设通往液缸内腔的径向孔，所述液缸和活塞通过剪钉暂时连接。
4.根据权利要求1所述的注水泥封堵器，其特征在于，所述外充填管下端连接底部管，所述底部管上端连接锁环套，锁环套内部设置锁环，所述内液套下端连接内堵塞轴，所述内堵塞轴外壁设有单向马牙扣，当内充填堵塞装置整体下移时，内堵塞轴外壁的单向马牙扣和锁紧环内表面设置的马牙扣相配合锁紧。
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