CN114704219B

CN114704219B - 一种贴堵管

Info

Publication number: CN114704219B
Application number: CN202210633933.9A
Authority: CN
Inventors: 于志浩; 荆芳
Original assignee: Shandong Tianhou Petroleum Technology Co ltd
Current assignee: Shandong Tianhou Petroleum Technology Co ltd
Priority date: 2022-06-07
Filing date: 2022-06-07
Publication date: 2022-08-05
Anticipated expiration: 2042-06-07
Also published as: CN114704219A

Abstract

本发明属于石油钻井技术领域，具体涉及一种贴堵管，包括：贴堵管本体，所述贴堵管本体表面具有纳米金刚石涂层，所述贴堵管本体下端的管壁上设有注浆孔；活动环，安装于所述贴堵管本体的下端；胶套，连接于所述贴堵管本体和所述活动环之间；第一压簧，被装配为其弹力能够驱使所述活动环和所述贴堵管本体相互合拢；注浆管，位于所述贴堵管本体的内侧，所述注浆管下端的管壁与所述贴堵管本体的内壁贴合，所述注浆管下端的管壁上设有连通所述注浆孔的流道，所述注浆管下端封口设置。本发明能够使贴堵管在摩擦力作用下固定在漏失部位，简化贴堵作业流程，同时避免浆液从贴堵管下端渗漏。

Description

一种贴堵管

技术领域

本发明属于石油钻井技术领域，具体涉及一种贴堵管。

背景技术

油井套管长时间作业后有可能因腐蚀而出现漏失现象，此时就需要对漏失部位进行贴堵，贴堵管的外壁一般略小于套管的内壁，贴堵时是将贴堵管下放至套管的漏失部位，然后在贴堵管和套管之间进行注浆，浆液固化后使贴堵管与套管连接为一体；当贴堵管需要进行更换时，可利用钻头将旧的贴堵管直接切除，此类贴堵管称为可钻式贴堵管。现有技术在注浆时，为了防止贴堵管向下坠落，一般会在漏失区域的下方先设置封闭塞，然后将贴堵管支撑在封闭塞上，待注浆结束后再利用钻头将封闭塞疏通，这种方式的缺陷在于施工过程繁琐，且现有技术无法对贴堵管的下端进行有效封堵，导致浆液溢入贴堵管的中间通道内，为后期清理带来不便。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种能够提高贴堵施工效率、防止浆液渗漏的贴堵管。

为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供了一种贴堵管，包括：

贴堵管本体，所述贴堵管本体表面具有纳米金刚石涂层，所述贴堵管本体下端的管壁上设有注浆孔；

活动环，安装于所述贴堵管本体的下端，并沿所述贴堵管本体的轴线方向与所述贴堵管本体活动连接；

胶套，连接于所述贴堵管本体和所述活动环之间；

第一压簧，被装配为其弹力能够驱使所述活动环和所述贴堵管本体相互合拢，以挤压所述胶套，使所述胶套沿所述贴堵管本体的径向向外侧膨胀；

注浆管，位于所述贴堵管本体的内侧，所述注浆管下端的管壁与所述贴堵管本体的内壁贴合，所述注浆管下端的管壁上设有连通所述注浆孔的流道，所述注浆管下端封口设置。

在本发明的一可选实施例中，所述活动环上连接有闸板，所述闸板与所述贴堵管本体的内壁贴合，当所述活动环与所述贴堵管本体分离时，所述闸板将所述注浆孔封闭，此时所述胶套与所述贴堵管本体的外壁平齐；当所述活动环与所述贴堵管本体合拢时，所述闸板将所述注浆孔开启，此时所述胶套凸出于所述贴堵管本体的外壁。

在本发明的一可选实施例中，其特征在于，所述注浆管侧壁上设有楔形插块，所述楔形插块沿所述注浆管的径向活动设置，当所述楔形插块凸伸于所述注浆管的外壁时，所述楔形插块能够插置于所述活动环和所述贴堵管本体之间，以阻止所述活动环与所述贴堵管本体合拢。

在本发明的一可选实施例中，所述注浆管内设有触发装置，所述触发装置被装配为当所述注浆管内的压力达到预设压力时，所述触发装置能够将处于凸伸状态的所述楔形插块驱动至收缩状态，以使所述楔形插块从所述活动环和所述贴堵管本体之间抽离，进而使所述活动环与所述贴堵管本体在第一压簧作用下合拢。

在本发明的一可选实施例中，所述触发装置包括设置在所述注浆管底部的活塞，所述活塞下方设有第二压簧，所述楔形插块与所述注浆管的管壁之间设有第三压簧，所述第三压簧被装配为其弹力能够驱使所述楔形插块由凸伸状态运动至收缩状态；所述活塞侧壁上设有避让孔，常态下，所述避让孔与所述楔形插块错开，此时楔形插块的内端抵靠在所述活塞的侧壁上，以使所述楔形插块保持在凸伸状态，当所述注浆管内压力达到预设压力时，所述活塞下行，此时能够使所述避让孔与所述楔形插块对齐，以使所述楔形插块能够在所述第三压簧的作用下向内收缩。

在本发明的一可选实施例中，所述楔形插块的下端设有复位驱动块，所述复位驱动块上设有一斜面，该斜面的方向被设置为，当该斜面受到自下而上的外力作用时，能够将处于收缩状态的所述楔形插块驱动至凸伸状态。

在本发明的一可选实施例中，所述楔形插块沿所述注浆管的周向间隔设置多个。

在本发明的一可选实施例中，所述贴堵管本体的外壁上设有螺旋状凹槽。

在本发明的一可选实施例中，所述贴堵管本体上端的外壁上设有径向凸缘。

在本发明的一可选实施例中，所述注浆管下端的外壁上设有滑动密封圈，所述滑动密封圈分置于所述流道的上下两侧。

本发明的技术效果在于：

本发明的贴堵管在下放过程中可以使活动环与贴堵管本体保持分离状态，进而使胶套与贴堵管本体的外壁平齐，避免胶套与井内的套管之间产生摩擦，减小下管阻力；而当贴堵管本体下放到位以后，可以将活动环与贴堵管本体合拢，此时胶套向外膨胀并抵紧套管内壁，使贴堵管本体与套管之间的夹腔的下端被封闭，这样一方面能够使贴堵管在摩擦力作用下固定在漏失部位，另一方面能够防止浆液从贴堵管下端渗漏。

附图说明

图1是本发明的实施例所提供的贴堵管的立体图；

图2是本发明的实施例所提供的贴堵管的轴向视图；

图3是图2的B-B剖视图；

图4是图2的C-C剖视图；

图5是本发明的实施例所提供的贴堵管本体及其附件的立体图；

图6是本发明的实施例所提供的贴堵管本体及其附件的爆炸图；

图7是本发明的实施例所提供的注浆管的立体图；

图8是本发明的实施例所提供的注浆管的爆炸图。

图中示出：

10、贴堵管本体；101、注浆孔；102、螺旋状凹槽；103、径向凸缘；11、第一压簧；20、活动环；21、闸板；30、胶套；40、注浆管；41、流道；42、活塞；421、避让孔；43、第二压簧；44、楔形插块；45、第三压簧；46、复位驱动块；47、滑动密封圈。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参见图1-8所示，一种贴堵管，包括贴堵管本体10、活动环20、胶套30、第一压簧11和注浆管40。具体的，所述贴堵管本体10表面具有纳米金刚石涂层，所述贴堵管本体10下端的管壁上设有注浆孔101；所述活动环20安装于所述贴堵管本体10的下端，并沿所述贴堵管本体10的轴线方向与所述贴堵管本体10活动连接；所述胶套30连接于所述贴堵管本体10和所述活动环20之间；所述第一压簧11被装配为其弹力能够驱使所述活动环20和所述贴堵管本体10相互合拢，以挤压所述胶套30，使所述胶套30沿所述贴堵管本体10的径向向外侧膨胀；所述注浆管40位于所述贴堵管本体10的内侧，所述注浆管40下端的管壁与所述贴堵管本体10的内壁贴合，所述注浆管40下端的管壁上设有连通所述注浆孔101的流道41，所述注浆管40下端封口设置。

本发明的贴堵管在下放过程中可以使活动环20与贴堵管本体10保持分离状态，进而使胶套30与贴堵管本体10的外壁平齐，避免胶套30与井内的套管之间产生摩擦，减小下管阻力；而当贴堵管本体10下放到位以后，可以将活动环20与贴堵管本体10合拢，此时胶套30向外膨胀并抵紧套管内壁，使贴堵管本体10与套管之间的夹腔的下端被封闭，这样一方面能够使贴堵管在摩擦力作用下固定在漏失部位，另一方面能够防止浆液从贴堵管下端渗漏。

请参见图1-8所示，优选的，所述活动环20上连接有闸板21，所述闸板21与所述贴堵管本体10的内壁贴合，当所述活动环20与所述贴堵管本体10分离时，所述闸板21将所述注浆孔101封闭，此时所述胶套30与所述贴堵管本体10的外壁平齐；当所述活动环20与所述贴堵管本体10合拢时，所述闸板21将所述注浆孔101开启，此时所述胶套30凸出于所述贴堵管本体10的外壁。

请参见图1-8所示，优选的，所述注浆管40侧壁上设有楔形插块44，所述楔形插块44沿所述注浆管40的径向活动设置，当所述楔形插块44凸伸于所述注浆管40的外壁时，所述楔形插块44能够插置于所述活动环20和所述贴堵管本体10之间，以阻止所述活动环20与所述贴堵管本体10合拢。

请参见图1-8所示，优选的，所述注浆管40内设有触发装置，所述触发装置被装配为当所述注浆管40内的压力达到预设压力时，所述触发装置能够将处于凸伸状态的所述楔形插块44驱动至收缩状态，以使所述楔形插块44从所述活动环20和所述贴堵管本体10之间抽离，进而使所述活动环20与所述贴堵管本体10在第一压簧11作用下合拢。在一具体实施例中，贴堵管与套管之间采用水泥进行粘接，可以理解的是，水泥的注浆压力一般在5Mpa以下，本发明的具体注浆压力随贴堵区域的深度增加而逐渐增大，为了确保在任意位置都能够将触发装置触发，本发明的所述预设压力为0.5Mpa-1Mpa，优选0.5Mpa。

请参见图1-8所示，优选的，所述触发装置包括设置在所述注浆管40底部的活塞42，所述活塞42下方设有第二压簧43，所述楔形插块44与所述注浆管40的管壁之间设有第三压簧45，所述第三压簧45被装配为其弹力能够驱使所述楔形插块44由凸伸状态运动至收缩状态；所述活塞42侧壁上设有避让孔421，常态下，所述避让孔421与所述楔形插块44错开，此时楔形插块44的内端抵靠在所述活塞42的侧壁上，以使所述楔形插块44保持在凸伸状态，当所述注浆管40内压力达到预设压力时，所述活塞42下行，此时能够使所述避让孔421与所述楔形插块44对齐，以使所述楔形插块44能够在所述第三压簧45的作用下向内收缩。

请参见图1-8所示，优选的，所述楔形插块44的下端设有复位驱动块46，所述复位驱动块46上设有一斜面，该斜面的方向被设置为，当该斜面受到自下而上的外力作用时，能够将处于收缩状态的所述楔形插块44驱动至凸伸状态。

请参见图1-8所示，优选的，所述楔形插块44沿所述注浆管40的周向间隔设置多个；所述贴堵管本体10的外壁上设有螺旋状凹槽102；所述贴堵管本体10上端的外壁上设有径向凸缘103；所述注浆管40下端的外壁上设有滑动密封圈47，所述滑动密封圈47分置于所述流道41的上下两侧。

本发明的具体工作过程和原理如下：

实施贴堵之前，首先需要对贴堵管本体10和注浆管40进行装配，具体方法为：将注浆管40插入贴堵管本体10内，使楔形插块44与活动环20和贴堵管本体10之间的缝隙对齐，注浆管40下端直径较大，该段区域与贴堵管本体10之间构成过渡配合，即两者之间存在一定静摩擦；然后使用一环形工装（图未示出）自下而上的挤压复位驱动块46，使楔形插块44由收缩状态运动至凸伸状态，此时楔形插块44能够插入活动环20与贴堵管本体10之间，进而将两者撑开，此时胶套30与贴堵管本体10的外壁平齐，此时楔形插块44的内端从避让孔421内抽离，活塞42在第二压簧43的作用下抬升一段距离，使楔形插块44与避让孔421错开，楔形插块44的内端抵在活塞42侧壁上，进而使楔形插块44保持在凸伸状态，随后即可实施贴堵作业。

贴堵作业时，首先利用下管器将贴堵管下放至套管的漏失区域，随后向注浆管40内注入水泥或其它类型的粘接剂，初始阶段，由于注浆管40下端被闸板21封闭，因此注浆管40内压力会逐渐升高，进而使活塞42下行，需要说明的是，活塞42下方空间与注浆管40外部空间连通，因此能够产生压差，当避让孔421与楔形插块44对齐时，楔形插块44在第三压簧45的作用下向内运动，进而从活动环20与贴堵管本体10之间抽离，活动环20在第一压簧11的作用下与贴堵管本体10合拢，胶套30向外膨胀并抵紧套管内壁，需要说明的是，贴堵管本体10与注浆管40之间具有一定的摩擦力，因此从楔形插块44抽离到胶套30膨胀的这一过程中，贴堵管本体10不会掉落，上述摩擦力足以支撑贴堵管，但该摩擦力不宜过大，以便于后续能够将注浆管40从贴堵管本体10中抽出；活动环20与贴堵管本体10合拢的同时，闸板21上的网孔与注浆孔101对齐，进而使注浆孔101与注浆管40连通，浆液进入贴堵管本体10与套管之间的夹腔内，注浆结束后注浆量可根据夹腔的体积来确定，而夹腔的体积可以根据贴堵管本体10和套管的尺寸计算得到，保压一段时间，在浆液完全凝固前，将注浆管40从贴堵管本体10内抽离，贴堵作业完成。

需要特别说明的是，本发明在下放贴堵管之前，可以将井眼内的油管从套管中取出，以便于实施后续的注浆操作；另一方面，也可以不取出油管，只需要将本发明的注浆管40设置为双层夹套状结构，使其中心形成供所述油管穿过的通道即可，而水泥浆液可以通过注浆管的夹套进行注入，此时所述活塞42应当设置为环形。但需要注意的是，即使不取出油管，在安装贴堵管的过程中还是需要将油管上端与地面设备分离，只有这样才能够将贴堵管套在油管外侧，所以从一定程度上来说，使油管滞留在井眼内并不能为施工效率带来太大的提升，反而会增大施工难度，因此本发明优选的将油管取出后再进行贴堵作业。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种贴堵管，包括：

贴堵管本体（10），所述贴堵管本体（10）表面具有纳米金刚石涂层，所述贴堵管本体（10）下端的管壁上设有注浆孔（101）；

注浆管（40），位于所述贴堵管本体（10）的内侧，所述注浆管（40）下端的管壁与所述贴堵管本体（10）的内壁贴合，所述注浆管（40）下端的管壁上设有连通所述注浆孔（101）的流道（41），所述注浆管（40）下端封口设置；

其特征在于，还包括：

活动环（20），安装于所述贴堵管本体（10）的下端，并沿所述贴堵管本体（10）的轴线方向与所述贴堵管本体（10）活动连接；

胶套（30），连接于所述贴堵管本体（10）和所述活动环（20）之间；

第一压簧（11），被装配为其弹力能够驱使所述活动环（20）和所述贴堵管本体（10）相互合拢，以挤压所述胶套（30），使所述胶套（30）沿所述贴堵管本体（10）的径向向外侧膨胀；

所述活动环（20）上连接有闸板（21），所述闸板（21）与所述贴堵管本体（10）的内壁贴合，当所述活动环（20）与所述贴堵管本体（10）分离时，所述闸板（21）将所述注浆孔（101）封闭，此时所述胶套（30）与所述贴堵管本体（10）的外壁平齐；当所述活动环（20）与所述贴堵管本体（10）合拢时，所述闸板（21）将所述注浆孔（101）开启，此时所述胶套（30）凸出于所述贴堵管本体（10）的外壁。

2.根据权利要求1所述的贴堵管，其特征在于，所述注浆管（40）侧壁上设有楔形插块（44），所述楔形插块（44）沿所述注浆管（40）的径向活动设置，当所述楔形插块（44）凸伸于所述注浆管（40）的外壁时，所述楔形插块（44）能够插置于所述活动环（20）和所述贴堵管本体（10）之间，以阻止所述活动环（20）与所述贴堵管本体（10）合拢。

3.根据权利要求2所述的贴堵管，其特征在于，所述注浆管（40）内设有触发装置，所述触发装置被装配为当所述注浆管（40）内的压力达到预设压力时，所述触发装置能够将处于凸伸状态的所述楔形插块（44）驱动至收缩状态，以使所述楔形插块（44）从所述活动环（20）和所述贴堵管本体（10）之间抽离，进而使所述活动环（20）与所述贴堵管本体（10）在第一压簧（11）作用下合拢。

4.根据权利要求3所述的贴堵管，其特征在于，所述触发装置包括设置在所述注浆管（40）底部的活塞（42），所述活塞（42）下方设有第二压簧（43），所述楔形插块（44）与所述注浆管（40）的管壁之间设有第三压簧（45），所述第三压簧（45）被装配为其弹力能够驱使所述楔形插块（44）由凸伸状态运动至收缩状态；所述活塞（42）侧壁上设有避让孔（421），常态下，所述避让孔（421）与所述楔形插块（44）错开，此时楔形插块（44）的内端抵靠在所述活塞（42）的侧壁上，以使所述楔形插块（44）保持在凸伸状态，当所述注浆管（40）内压力达到预设压力时，所述活塞（42）下行，此时能够使所述避让孔（421）与所述楔形插块（44）对齐，以使所述楔形插块（44）能够在所述第三压簧（45）的作用下向内收缩。

5.根据权利要求4所述的贴堵管，其特征在于，所述楔形插块（44）的下端设有复位驱动块（46），所述复位驱动块（46）上设有一斜面，该斜面的方向被设置为，当该斜面受到自下而上的外力作用时，能够将处于收缩状态的所述楔形插块（44）驱动至凸伸状态。

6.根据权利要求5所述的贴堵管，其特征在于，所述楔形插块（44）沿所述注浆管（40）的周向间隔设置多个。

7.根据权利要求5所述的贴堵管，其特征在于，所述贴堵管本体（10）的外壁上设有螺旋状凹槽（102）。

8.根据权利要求5所述的贴堵管，其特征在于，所述贴堵管本体（10）上端的外壁上设有径向凸缘（103）。

9.根据权利要求5所述的贴堵管，其特征在于，所述注浆管（40）下端的外壁上设有滑动密封圈（47），所述滑动密封圈（47）分置于所述流道（41）的上下两侧。