CN108894746A - 斜向器用永久封隔器、采用其的钻井设备及开窗作业方法 - Google Patents

斜向器用永久封隔器、采用其的钻井设备及开窗作业方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108894746A
CN108894746A CN201810971771.3A CN201810971771A CN108894746A CN 108894746 A CN108894746 A CN 108894746A CN 201810971771 A CN201810971771 A CN 201810971771A CN 108894746 A CN108894746 A CN 108894746A
Authority
CN
China
Prior art keywords
movable member
whipstock
main body
permanent packer
slips
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810971771.3A
Other languages
English (en)
Inventor
蔡万伟
董军
李佩瑜
王昱霁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bodes Da (tianjin) Energy Technology Co Ltd
Original Assignee
Bodes Da (tianjin) Energy Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bodes Da (tianjin) Energy Technology Co Ltd filed Critical Bodes Da (tianjin) Energy Technology Co Ltd
Priority to CN201810971771.3A priority Critical patent/CN108894746A/zh
Publication of CN108894746A publication Critical patent/CN108894746A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12—Packers; Plugs
    • E21B33/1204—Packers; Plugs permanent; drillable
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B29/00—Cutting or destroying pipes, packers, plugs, or wire lines, located in boreholes or wells, e.g. cutting of damaged pipes, of windows; Deforming of pipes in boreholes or wells; Reconditioning of well casings while in the ground
    • E21B29/06—Cutting windows, e.g. directional window cutters for whipstock operations
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12—Packers; Plugs
    • E21B33/129—Packers; Plugs with mechanical slips for hooking into the casing

Abstract

一种斜向器用永久封隔器、采用其的钻井设备及开窗作业方法，该永久封隔器包括主体、第一可动件、第二可动件、卡瓦和可变形密封塞，其中第一可动件和第二可动件可滑动地装设在主体上；第一可动件与主体之间设置有单向限位部件，使第一可动件只能向上运动；主体内部形成一密封通道，主体上部设有一能够外接液控管线且与该通道连通的液压接头；主体内部的密封通道与第一可动件之间形成一密封空间，通过液压接头向密封通道加压时，能推动第一可动件向上运动，从而推动卡瓦从第一位置上升到第二位置。本发明的永久封隔器可省略打水泥塞工序，直接固定斜向器封堵下部，节省了时间，降低了施工成本。

Description

斜向器用永久封隔器、采用其的钻井设备及开窗作业方法
技术领域
本发明涉及石油钻井封堵设备领域，具体地涉及一种斜向器用永久封隔器、采用其的钻井设备及开窗作业方法。
背景技术
在石油钻井过程中，套管开窗侧钻是油田常用作业方式。斜向器则是套管开窗的必用工具。斜向器下部用永久封隔器是斜向器整套工具的最重要的组成部分，斜向器用永久封隔器通过液压座挂在套管内壁，既要承受向下的轴向力，还要封堵上下两层。它的可靠性与否是决定开窗作业是否顺利的关键因素。
目前市场上斜向器下部的固定方式均采用锚定机构，是通过液压座封后，卡瓦伸出锚定机构主体，锚定在套管内，实现对斜向器定位。
在开窗作业中，首先要在套管中打入水泥塞，封堵下部，这样既费时又费力，还增大了使用成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提出一种斜向器用永久封隔器、采用其的钻井设备及开窗作业方法，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。
为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提出了一种斜向器用永久封隔器，其特征在于，包括主体、第一可动件、第二可动件、卡瓦和可变形密封塞，其中：
第一可动件和第二可动件可滑动地装设在主体上；第一可动件与主体之间还设置有单向限位部件，使第一可动件只能在主体上向上运动；
主体内部形成一密封通道，主体上部设有一能够外接液控管线且与该通道连通的液压接头；
卡瓦可滑动地安装在所述第一可动件和第二可动件之间，通过斜坡或斜槽支撑；
可变形密封塞装设在主体表面的凹槽内，位于主体与第二可动件之间，且未突出主体表面；在受压之后所述可变形密封塞能够挤压变形而突出主体表面；
主体内部的密封通道与所述第一可动件之间形成一密封空间，在通过液压接头向所述密封通道内加压时，能够推动所述第一可动件在主体表面向上运动，从而通过第一可动件上的斜坡或斜槽推动所述卡瓦从主体径向方向上无法锚定套管的第一位置上升到能够锚定套管的第二位置。
作为本发明的另一个方面，还提出了一种采用如上所述的斜向器用永久封隔器的钻井设备。
作为本发明的再一个方面，还提出了一种开窗作业方法，其特征在于，包括如下步骤：
将如上所述的斜向器用永久封隔器连同导向面一起入井；
向钻柱内加压，压力通过钻柱内部传递给导向面上部管线，再通过管线传递给液压接头，推动第一可动件向上滑动，从而使卡瓦锚定套管；
打压结束后，卡瓦和套管处于初期锚定状态，此时下压所述斜向器用永久封隔器的主体，所述主体向下移动压缩可变形密封塞，使可变形密封塞压缩变形后紧贴套管内壁实现密封。
基于上述技术方案可知，本发明的斜向器用永久封隔器可以省略打水泥塞这道施工工艺，坐封用永久封隔器直接固定斜向器，封堵下部，节省了时间，降低了施工成本，避免了斜向器在开窗作业中容易向下滑落，旋转松动的事故的发生。
附图说明
图1为本发明的斜向器永久封隔器的纵向半剖视图；
图2为锚定机构工作时本发明的斜向器永久封隔器的纵向半剖视图；
图3为本发明的斜向器永久封隔器的卡瓦的横截面结构示意图。
上述附图中，附图标记含义如下：
1-主体 2-液压接头 3-边胶筒
4-中间胶筒 5-隔环 6-上部椎体
7-防转键 8-卡瓦 9-固定螺钉
10-下部椎体 11-缸筒 12-密封件
13-中间芯轴 14-锁环外套 15-防转销钉
16-锁环 17-引鞋
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
由于本发明产品摆放的位置可以随意发生变化，本发明中所述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词，只表示相对的位置关系，而不用于限定绝对的位置关系。在以下的描述中，虽然本发明的图1～3中，本发明的循环阀采用水平放置的图示方式(纸张依据图号从右向左看)，上接头位于左端，下接头位于右端，但为了更好地与实际中的产品相对应，下文中还是采用上下关系为准，即上接头位于上方，下接头位于下方，整个产品的描述是依据实际工作时的竖直状态。
本发明公开的是一种在石油钻井过程中，为实现开窗作业，在斜向器下部实现锚定及密封的一种永久式封隔器。为避免斜向器在开窗作业中容易向下滑落，旋转松动的事故的发生，同时为了封堵下层，本发明采用了内嵌式环行多片卡瓦机构，可以实现对斜向器的定位，同时在上部设计胶筒密封机构，配合胶筒密封结构封堵与套筒之间的环形空间，从而实现封堵下层的目的。
具体地，本发明公开了一种斜向器用永久封隔器，包括主体、第一可动件、第二可动件、卡瓦和可变形密封塞，其中：
第一可动件和第二可动件可滑动地装设在主体上，第一可动件上形成有斜坡支撑着卡瓦；第一可动件与主体之间还设置有单向限位部件，使第一可动件只能在主体上向上运动；
主体内部形成一密封通道，主体上部设有一能够外接液控管线且与该通道连通的液压接头；
卡瓦可滑动地安装在所述第一可动件和第二可动件之间，通过斜坡或斜槽支撑；
可变形密封塞装设在主体表面的凹槽内，位于主体与第二可动件之间，且未突出主体表面，在受压之后该可变形密封塞能够挤压变形而突出主体表面；
主体内部的密封通道与第一可动件之间形成密封连接，在通过液压接头向密封通道内加压时，能够推动第一可动件在主体表面向上运动，从而通过第一可动件上的斜坡推动卡瓦在主体径向方向上升到锚定套管的位置。
其中，该卡瓦例如为多个，如3～8个，环绕该主体表面均匀设置。
其中，该单向限位部件例如为棘齿卡槽机构、棘齿锁环机构等。
其中，该可变形密封塞例如为若干个环形胶筒，胶筒之间设置胶筒隔环。
其中，主体上还设置有防转键，例如防止第二可动件、第一可动件等在主体表面旋转。
其中，主体下端末端还设置有引鞋。
本发明还公开了一种采用如上所述的斜向器用永久封隔器的钻井设备。
本发明还公开了一种开窗作业方法，其特征在于，包括如下步骤：
将如上所述的斜向器用永久封隔器连同导向面一起入井；
向钻柱内加压，压力通过钻柱内部传递给导向面上部管线，再通过管线传递给液压接头，推动第一可动件向上滑动，从而使卡瓦锚定套管；
打压结束后，卡瓦和套管处于初期锚定状态，此时下压所述斜向器用永久封隔器的主体，所述主体向下移动压缩可变形密封塞，使可变形密封塞压缩变形后紧贴套管内壁实现密封。
在一个优选实施方式中，本发明的斜向器用永久封隔器为圆周卡瓦结构，包括：主体侧面设置有一液压接头，液压接头通过螺纹连接在主体上；在主体上部设置有边胶筒、中间胶筒和胶筒隔环；在胶筒的下部设置有上部椎体、卡瓦和下部椎体；在主体上还设置有防转键，通过固定螺钉拧在主体上；在下部椎体上安装有缸筒，缸筒内部设置有中间芯轴；在缸筒下部设置有锁环外套，锁环外套内部设置有锁环，锁环侧面设置有防转销钉；在中间芯轴下部通过螺纹连接有引鞋。
该斜向器用永久封隔器工作时，永久封隔器通过钻柱内打压，压力通过液压接头传递到永久封隔器内部，推动缸筒及卡瓦下座，将卡瓦推出封隔器挂永久封隔器，缸筒下部连接锁环外套，锁套带动锁环沿着中间芯轴向上移动，中间芯轴上部设计有棘齿机构可以防止其向下移动，并且同时锁紧缸筒及缸筒上部的移动部件。然后再通过钻柱下压主体，通过主体下压压缩胶筒，密封永久封隔器和套管之间的环形空间，实现永久封隔器的座挂和座封。
下面结合附图和优选实施例对本发明的技术方案作进一步阐述说明。
在图1中，主体1上部通过螺纹连接有液压接头2，在主体1的上部依次装有边胶筒3、隔环5、中间胶筒4、隔环5和边胶筒3(即可变形密封塞)。主体1内部有一盲孔，侧面与液压接头2连接。在边胶筒3的下部装有上部椎体6(即第二可动件)，上部椎体6内部设计有凹槽和斜面，卡瓦8两侧设计有突沿，下部设计有斜面，可以沿着上部椎体6进行自由移动，移动后卡瓦8可以伸出工具外部，锚定在套管内壁上，在卡瓦8的下部安装有下部椎体10(即第一可动件)，下部椎体10可以在主体1上移动，同时推动卡瓦8向外移动。在主体1和下部椎体10的下部安装有缸筒11，缸筒11内部装有O型圈，可以在主体1上移动，缸筒11的下部通过螺纹连接有锁环外套14，锁环外套14的内部通过棘齿连接有锁环16；在锁环外套14上安装有防转销钉15，可以防止锁环旋转；在缸筒11内部装有中间芯轴13，通过螺纹和主体1连接。中间芯轴13外部设计密封圈槽，上部装有密封圈。在中间芯轴13的下部通过螺纹安装有引鞋17。主体1上部通过结构和导向面相连接。钻杆通过液压管线和液压接头同永久封隔器相连接。
下面结合示意图说明永久封隔器的工作原理。液压永久封隔器连同导向面一同入井后，在钻柱内加压，压力通过钻柱内部传递给导向面上部管线，再通过管线传递给液压接头，进入主体1的内部，在通过主体1下部侧孔传递给缸筒11，缸筒11和中间芯轴13形成一个密封的空间，压力通过缸筒11向上运动，在推动下部椎体10向上移动，在下部椎体10上的斜面和沟槽的作用下，卡瓦8向永久封隔器(工具)外侧移动，同时锚定套管，由于缸筒11下部连接有锁环外套14，在锁环外套内放置有锁环16，在锁环16表面棘齿的作用下，可以防止缸筒11向下运动。
工具打压结束后，卡瓦8和套管处于初期锚定状态，此时还要下压主体1，主体1向下移动，由于下部卡瓦8处于锚定状态，上部椎体6向下移动，只能将卡瓦8越压越紧，锚定更为牢固。图2为锚定机构工作时本发明的斜向器永久封隔器的纵向半剖视图，如图2所示，主体1压缩边胶筒3、中间胶筒4和边胶筒3，胶筒被压缩变形，紧贴套管内壁实现永久封隔器的密封。
图3为本发明的斜向器永久封隔器的卡瓦的横截面结构示意图，如图3所示，斜向器用永久封隔器不但要实现锚定和密封的同时，还要实现工具防止转动，因此工具在设计中，卡瓦不但设计有防止向下的齿形机构，还设计了防止圆周转动的轴向齿形结构。
在上部椎体6和下部椎体10的内部设计有键槽，在主体1的外部设计两条键槽，安装有防转键7并通过固定螺钉9固定在主体1上。工具在承受转动力时，主体1上的旋转扭矩通过防转键7传递给上部椎体6和下部椎体10，由于上部椎体6和下部椎体10的中间安装有卡瓦8，中间卡瓦8锚定在套管内壁上，主体1上的转矩直接传递给套管，实现工具的轴向锚定和圆周锚定。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种斜向器用永久封隔器，其特征在于，包括主体、第一可动件、第二可动件、卡瓦和可变形密封塞，其中：
第一可动件和第二可动件可滑动地装设在主体上；第一可动件与主体之间还设置有单向限位部件，使第一可动件只能在主体上向上运动；
主体内部形成一密封通道，主体上部设有一能够外接液控管线且与该通道连通的液压接头；
卡瓦可滑动地安装在所述第一可动件和第二可动件之间，通过斜坡或斜槽支撑；
可变形密封塞装设在主体表面的凹槽内，位于主体与第二可动件之间，且未突出主体表面；在受压之后所述可变形密封塞能够挤压变形而突出主体表面；
主体内部的密封通道与所述第一可动件之间形成一密封空间，在通过液压接头向所述密封通道内加压时，能够推动所述第一可动件在主体表面向上运动，从而通过第一可动件上的斜坡或斜槽推动所述卡瓦从主体径向方向上无法锚定套管的第一位置上升到能够锚定套管的第二位置。
2.如权利要求1所述的斜向器用永久封隔器，其特征在于，所述卡瓦为3～8个。
3.如权利要求2所述的斜向器用永久封隔器，其特征在于，所述卡瓦环绕所述主体表面均匀设置。
4.如权利要求1所述的斜向器用永久封隔器，其特征在于，所述单向限位部件为棘齿卡槽机构或棘齿锁环机构。
5.如权利要求1所述的斜向器用永久封隔器，其特征在于，所述可变形密封塞包括若干环形胶筒，胶筒之间设置有胶筒隔环。
6.如权利要求1所述的斜向器用永久封隔器，其特征在于，所述主体上还设置有防转键，防止第二可动件和/或第一可动件在主体表面旋转。
7.如权利要求1所述的斜向器用永久封隔器，其特征在于，所述主体下部末端还设置有引鞋。
8.如权利要求1所述的斜向器用永久封隔器，其特征在于，所述卡瓦通过卡槽和轴向齿形结构限位在第一转动件和/或第二转动件上，既不能轴向移动又不能圆周转动。
9.一种采用如权利要求1～8任一项所述的斜向器用永久封隔器的钻井设备。
10.一种开窗作业方法，其特征在于，包括如下步骤：
将如权利要求1～8任一项所述的斜向器用永久封隔器连同导向面一起入井；
向钻柱内加压，压力通过钻柱内部传递给导向面上部管线，再通过管线传递给液压接头，推动第一可动件向上滑动，从而使卡瓦锚定套管；
打压结束后，卡瓦和套管处于初期锚定状态，此时下压所述斜向器用永久封隔器的主体，主体向下移动压缩可变形密封塞，使可变形密封塞压缩变形后紧贴套管内壁实现密封。
CN201810971771.3A 2018-08-21 2018-08-21 斜向器用永久封隔器、采用其的钻井设备及开窗作业方法 Pending CN108894746A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810971771.3A CN108894746A (zh) 2018-08-21 2018-08-21 斜向器用永久封隔器、采用其的钻井设备及开窗作业方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810971771.3A CN108894746A (zh) 2018-08-21 2018-08-21 斜向器用永久封隔器、采用其的钻井设备及开窗作业方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108894746A true CN108894746A (zh) 2018-11-27

Family

ID=64358253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810971771.3A Pending CN108894746A (zh) 2018-08-21 2018-08-21 斜向器用永久封隔器、采用其的钻井设备及开窗作业方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108894746A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113123745A (zh) * 2019-12-31 2021-07-16 中石化石油工程技术服务有限公司 一种开窗侧钻用坐封器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201705280U (zh) * 2010-06-25 2011-01-12 中国石油化工股份有限公司 插管锚定永久式封隔器
CN104727776A (zh) * 2015-02-12 2015-06-24 中国海洋石油总公司 水平井多段压裂用悬挂封隔器
CN204457586U (zh) * 2015-02-28 2015-07-08 荆州市赛瑞能源技术有限公司 一种液压可取式双向锚定封隔器
CN106089144A (zh) * 2016-06-21 2016-11-09 荆州市赛瑞能源技术有限公司 一种可丢手的永久式封隔器
CN205778714U (zh) * 2016-05-31 2016-12-07 中国石油天然气股份有限公司 液压坐封的可回收式封隔器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201705280U (zh) * 2010-06-25 2011-01-12 中国石油化工股份有限公司 插管锚定永久式封隔器
CN104727776A (zh) * 2015-02-12 2015-06-24 中国海洋石油总公司 水平井多段压裂用悬挂封隔器
CN204457586U (zh) * 2015-02-28 2015-07-08 荆州市赛瑞能源技术有限公司 一种液压可取式双向锚定封隔器
CN205778714U (zh) * 2016-05-31 2016-12-07 中国石油天然气股份有限公司 液压坐封的可回收式封隔器
CN106089144A (zh) * 2016-06-21 2016-11-09 荆州市赛瑞能源技术有限公司 一种可丢手的永久式封隔器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113123745A (zh) * 2019-12-31 2021-07-16 中石化石油工程技术服务有限公司 一种开窗侧钻用坐封器
CN113123745B (zh) * 2019-12-31 2022-07-12 中石化石油工程技术服务有限公司 一种开窗侧钻用坐封器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7455118B2 (en) Secondary lock for a downhole tool
US6182755B1 (en) Bellow seal and anchor
US7861791B2 (en) High circulation rate packer and setting method for same
AU2008200696B2 (en) Subterranean well tool including a locking seal healing system
US9637997B2 (en) Packer having swellable and compressible elements
US9926765B2 (en) Slip configuration for downhole tool
RU2477781C1 (ru) Якорь гидравлический
BR112017027197B1 (pt) Ferramenta de fundo de poço
WO2013040709A1 (en) Axially compressed and radially pressed seal
US9903174B2 (en) Torque-provider
CN107630696B (zh) 一种地面防喷装置的井下试压装置及其试压方法
CN108894746A (zh) 斜向器用永久封隔器、采用其的钻井设备及开窗作业方法
RU2483191C1 (ru) Разбуриваемый пакер
CN208816079U (zh) 斜向器用永久封隔器及采用其的钻井设备
CA2777914C (en) Packer for sealing against a wellbore wall
GB2280461A (en) Hydraulically set packer
RU2236556C1 (ru) Разбуриваемый механический пакер
CN116378630A (zh) 适用于小井眼带旁通的高温高压测试封隔器
CN113236163A (zh) 一种机械旋转坐封式皮碗封隔器
CN113090219B (zh) 一种井下防喷器
CN215520816U (zh) 一种机械旋转坐封式皮碗封隔器
CN115142811B (zh) 一种非旋转式可重复坐封封隔器以及其坐封、解封方法
AU2017356340A1 (en) Torque transfer control tool
CN114321379A (zh) 多密封套管补接器
RU37381U1 (ru) Устройство для цементирования дополнительной обсадной колонны

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination