CN114837610B - 破损石油套管封堵装置及方法 - Google Patents

破损石油套管封堵装置及方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种破损石油套管封堵装置及方法,涉及石油天然气领域。该装置包括上油管、洗井拉断组件、下油管、皮碗封隔器组件、连接管、喇叭口;洗井拉断组件包括上接头、插管、洗井孔和下接头,上油管和下油管通过洗井拉断组件相连;封堵过程中,插管与下接头间通过锁紧结构相连,且洗井孔封闭;洗井过程中,洗井孔露出,用于清洗套管内的多余水泥浆;油管分离过程中,插管与下接头之间的锁紧结构解锁,上油管与下油管分离;皮碗封隔器组件包括皮碗封隔器上接头、皮碗、皮碗封隔器下接头,下油管与连接管通过皮碗封隔器相连;封堵过程中,皮碗用于承托水泥浆,并通过水泥浆封堵套管破损口;喇叭口将通过上油管注入的水泥浆引流至井底。

Description

破损石油套管封堵装置及方法
技术领域
本申请实施例涉及石油天然气领域,特别涉及一种破损石油套管封堵装置及方法。
背景技术
石油套管是用于支撑油、气井井壁的钢管,以保证钻井过程进行和完井后整个油井的正常运行。每一口井根据不同的钻井深度和地质情况,确定套管使用的长度和口径。
相关技术中,套管是一种大口径管材,起到固定石油和天然气油井壁或井孔的作用。套管是插入井孔里,用水泥固定,以帮助井眼隔开岩层并防止井眼坍塌、同时保证钻探泥浆循环流动,以便于钻探开采。
然而,目前封堵破损套管大多采用封堵剂封堵和双封堵隔离器封堵,但是使用封堵剂封堵的抗压强度难以满足后期压裂施工的要求,使用双封堵隔离器封堵的方法对于斜度大的油井也难于实现封堵。
发明内容
本申请实施例提供了一种破损石油套管封堵装置及方法。所述技术方案如下:
一方面,本申请实施例提供了一种破损石油套管封堵装置,所述装置包括:上油管、洗井拉断组件、下油管、皮碗封隔器组件、连接管和喇叭口;
所述洗井拉断组件包括上接头、插管、洗井孔和下接头,所述洗井拉断组件通过所述上接头与所述上油管相连,通过所述下接头与所述下油管相连;
封堵过程中,所述插管与所述下接头之间通过锁紧结构相连,且所述洗井孔封闭;
洗井过程中,所述洗井孔开启,用于清洗套管内的多余水泥浆;
油管分离过程中,所述插管与所述下接头之间的所述锁紧结构解锁,所述上油管与所述下油管分离;
所述皮碗封隔器组件包括皮碗封隔器上接头、皮碗、皮碗封隔器下接头,所述皮碗封隔器通过所述皮碗封隔器上接头与所述下油管相连,通过所述皮碗封隔器下接头与所述连接管相连,封堵过程中,所述皮碗用于承托水泥浆,并通过水泥浆封堵所述套管上的破损口;
所述喇叭口用于将通过所述上油管注入的水泥浆引流至井底。
在一种可能的设计中,所述锁紧结构由所述下接头、所述插管、第一密封圈、第一销钉、锁紧球及锁紧球孔构成;
所述锁紧结构锁紧时,所述锁紧球位于所述锁紧球孔内,所述插管和所述下接头通过所述第一密封圈和所述第一销钉连接固定,并通过所述锁紧球锁紧;
所述锁紧结构解锁时,所述锁紧球脱离所述锁紧球孔,第二销钉在拉力作用下断裂。
在一种可能的设计中,所述插管的内部设置有滑套,所述滑套上设置有释放球孔;
所述滑套与所述插管之间通过所述第二销钉和第二密封圈连接固定;
封堵过程中,所述滑套封闭所述洗井孔;
洗井过程中,所述滑套在压力作用下向下移动至所述下接头上的底孔,所述第二销钉在拉力作用下断裂,所述洗井孔露出,所述锁紧球落入所述释放球孔。
在一种可能的设计中,所述上油管中投入有钢球,所述滑套在所述钢球的压力作用下向下移动。
在一种可能的设计中,所述皮碗封隔器组件还包括第三密封圈、中心管、压帽和皮碗托;
所述第三密封圈用于将所述皮碗封隔器上接头和所述中心管密封;
所述中心管用于连接所述皮碗封隔器上接头和所述皮碗;
所述压帽位于所述皮碗上,所述皮碗托位于所述皮碗下方,用于托举所述皮碗。
在一种可能的设计中,正向压力作用下,所述皮碗与所述套管紧密接触;
反向压力作用下,水泥浆从井底通过所述皮碗与所述套管之间的间隙反流至所述皮碗上方,并在凝固后形成水泥塞。
另一方面,本申请实施例提供了一种破损石油套管封堵方法,所述方法用于上述实施例提供的破损石油套管封堵装置,所述方法包括:
将破损石油套管封堵装置下入套管中;
通过上油管注入水泥浆,并进行施压,所述水泥浆通过喇叭口引流至油井底;
通过从所述上油管注入清水,所述清水用于将所述上油管和下油管内残留的水泥浆反流至皮碗上方;
打开洗井孔,通过洗井孔清洗所述套管内多余的水泥浆;
等待水泥浆候凝形成所述水泥塞后,拉断洗井拉断组件,并起出所述上油管。
在一种可能的实施方式中,打开所述洗井孔,通过洗井孔清洗所述套管内多余的水泥浆,包括:
通过所述上油管投入钢球,并施加压力,所述钢球在压力及重力作用下向下挤压滑套,位于插管上的洗井孔在所述滑套向下移动时露出,且用于连接所述滑套和所述插管的第二销钉在所述滑套向下移动过程中断裂;
对所述上油管和所述套管之间的环形空间进行施压,施压过程中,所述套管内多余的水泥浆通过所述洗井孔从所述上油管排出。
在一种可能的实施方式中,所述待水泥浆候凝形成水泥塞后,拉断所述洗井拉断组件,并起出所述上油管,包括:
按水泥浆的要求候凝,形成所述水泥塞;
上提所述上油管,上提所述上油管过程中,所述洗井拉断组件中插管与下接头之间的第一销钉在拉力作用下断裂,所述插管与所述下接头分离。
在一种可能的实施方式中,所述方法还包括:
通过所述上油管向井底伸入钻头,所述钻头用于将井底候凝的水泥浆打碎;
通过水泵循环冲洗打碎的水泥浆。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括:
本申请实施例提供的破损石油套管封堵装置及方法,采用皮碗封隔器组件和水泥浆对破损套管进行封堵形成水泥塞,相比于双封隔器技术和封堵剂封堵技术,其抗压性能大大提高,且具备斜井套管封堵功能;此外,破损石油套管封堵装置中的洗井拉断组件同时具备套管冲洗和油管拉断功能,通过套管冲洗功能能够将封堵过程中形成的多余水泥浆排出,避免水泥浆对套管造成阻塞,通过油管拉断功能能够实现上下油管分离,降低封堵施工对后续正常抽油工作造成的影响。
附图说明
图1示出了本申请一个示例性实施例提供的破损石油套管封堵装置的结构示意图;
图2示出了本申请另一个示例性实施例提供的洗井拉断组件的结构示意图;
图3示出了本申请一个示例性实施例提供的皮碗封隔器组件的结构示意图;
图4示出了本申请一个示例性实施例提供的破损石油套管封堵方法的流程图;
图5示出了本申请另一个示例性实施例提供的破损石油套管封堵方法的流程图。
附图标记分别表示:
1-上接头,2-钢球,3-插管,4-第二密封圈,5-洗井孔,6-第二销钉,7-滑套,8-释放球孔,9-锁紧球孔,10-锁紧球,11-第一密封圈,12-第一销钉,13-底孔,14-下接头,21-上油管,22-洗井拉断组件,23-皮碗封隔器组件,24-连接管,25-喇叭口,26-下油管,27-套管,28-水泥塞,31-皮碗封隔器上接头,32-第三密封圈,33-中心管,34-压帽,35-皮碗,36-皮碗托,37-皮碗封隔器下接头。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
相关技术中,封堵破损套管大多采用封堵剂封堵和双封堵隔离器封堵,但是使用封堵剂封堵的抗压强度较低,难于满足后期压裂施工的要求,使用双封堵隔离器封堵的方法对于斜度大的油井也难于实现封堵。
为了解决上述问题,本申请实施例提供了一种破损石油套管封堵装置,采用水泥对破损套管进行封堵形成水泥塞,相比于双封隔器技术和封堵剂封堵技术,其抗压性能大大提高,且具备斜井套管封堵功能。本申请实施例中的洗井拉断组件和皮碗封堵封隔器组件封堵形成水泥塞的抗压性能显著提高,满足压裂施工要求,且具备斜井封堵功能。下面采用示例性的实施例对破损石油套管封堵装置的结构以及使用方式进行说明。
请参考图1,其示出了本申请一个示例性实施例提供的破损石油套管封堵装置的结构示意图,该装置包括上油管21、洗井拉断组件22、下油管26、皮碗封隔器组件23、连接管24和喇叭口25。
上油管21位于装置最上方,上油管21下部连接洗井拉断组件22,洗井拉断组件下部连接下油管26,上油管21与下油管26通过洗井拉断组件22连接固定,下油管26下部连接皮碗封隔器组件23,连接管24位于皮碗封隔器组件23下方,最底部是喇叭口25,皮碗封隔器组件23和喇叭口25通过连接管24连接固定。
本申请实施例中,洗井拉断组件22在装置下井和封堵过程中具有连接固定上油管21和下油管26的作用,洗井过程中具有冲洗套管作用,洗井结束后起到拉断,分离上油管21和下油管26作用。
请参考图2,洗井拉断组件22包括上接头1、插管3、洗井孔5和下接头14。在一种可能的设计中,洗井拉断组件22的上接头1与上油管21相连,下接头14与下油管26相连,插管3与下接头14通过锁紧结构相连。
破损石油套管封堵装置在封堵过程中,上油管21和下油管26通过洗井拉断组件22连接,洗井拉断组件22上的洗井孔5处于封闭状态。
洗井过程中,洗井拉断组件22上的洗井孔5露出,向套管27内打压,通过洗井孔5将套管内多余的水泥浆从上油管21排出。
油管分离过程中,插管3与下接头14之间的锁紧结构解锁,拉断洗井拉断组件22,实现上油管21与下油管26分离。
本申请实施例中,封堵皮碗隔离器组件23在装置下井过程中具有连接下油管26和连接管24作用,在封堵过程中起到承接反流水泥浆的作用。
请参考图3,皮碗封隔器组件23包括皮碗封隔器上接头31、皮碗35和皮碗封隔器下接头37。
在一种可能的设计中,皮碗封隔器组件23通过皮碗封隔器上接头31与下油管26相连,通过皮碗封隔器下接头37与连接管24相连。
封堵过程中,皮碗35用于承托水泥浆,并通过水泥浆封堵套管27上的破损口。
如图1所示,喇叭口25位于装置最底部,用于将通过上油管21注入的水泥浆引流至井底。
在一种可能的实施方式中,喇叭口25的直径通常略大于油管直径,直径较小的一端与连接管24相连,主要起到起对水泥浆的引流作用。
在一种应用场景下,使用破损石油套管封堵装置进行封堵时,首先根据勘测确定油井深度、下井深度、套管的破损位置、上油管和下油管的长度以及水泥浆的用量等。装置在下井过程中,洗井拉断组件的锁紧结构处于锁紧状态,洗井孔封闭,下井到指定位置后,通过上油管注入水泥浆,水泥浆流经整个装置后从喇叭口引流至井底。水泥浆在压力作用下,从井底反流至皮碗上方;当水泥浆注完后,继续向上油管内注入清水,将留在油管内和井底的水泥浆继续压入皮碗上方。
进一步的,对套管进行清洗时,通过上油管施加压力,使洗井拉断组件的洗井孔露出,再通过向套管内打压,使多余水泥浆经过洗井孔从上油管排出。水泥浆候凝完成后,上提上油管,将洗井拉断组件拉断实现下油管与上油管分离。
综上所述,本申请实施例提供的破损石油套管封堵装置,采用皮碗封隔器组件和水泥浆对破损套管进行封堵形成水泥塞,相比于双封隔器技术和封堵剂封堵技术,其抗压性能大大提高,且具备斜井套管封堵功能;此外,破损石油套管封堵装置中的洗井拉断组件同时具备套管冲洗和油管拉断功能,通过套管冲洗功能能够将封堵过程中形成的多余水泥浆排出,避免水泥浆对套管造成阻塞,通过油管拉断功能能够实现上下油管分离,降低封堵施工对后续正常抽油工作造成的影响。
请参考图2,其示出了本申请一个示例性实施例提供的洗井拉断组件的结构示意图。
洗井拉断组件22包括上接头1、钢球2、插管3、第二密封圈4、洗井孔5、第二销钉6、滑套7、释放球孔8、锁紧球孔9、锁紧球10、第一密封圈11,第一销钉12、底孔13、下接头14;其中,洗井拉断组件22内部含有锁紧结构,锁紧结构由插管3、下接头14、第一密封圈11、第一销钉12、锁紧球10及锁紧球孔9构成。
锁紧结构锁紧时,锁紧球10位于锁紧球孔9内,插管3和下接头14通过第一密封圈11和第一销钉12连接固定,第一销钉12横插入插管3和下接头14内,将插管3和下接头14连接,并在第一销钉12上套上第一密封圈11,增加装置的密封性。
锁紧机构通过锁紧球10锁紧,插管3和下接头下部共同开有锁紧球孔9,锁紧球10置于锁紧球孔9内,插管3上的落球口处于封闭状态,在锁紧球10的作用下,插管3和下接头无法拉开,实现锁紧。
锁紧结构解锁时,锁紧球10脱离锁紧球孔9,第二销钉6在拉力作用下断裂。
在一种可能的实施方式中,密封圈通常采用硅胶材质,具有较好的密封性;同时,硅胶密封圈具有良好的抗拉力性,能够在非常大的拉力下做到不断裂,不变形,在装置下井过程和不会在拉力作用下断裂。
销钉的选材通常用45#钢制作,圆柱状,且硬度适中,便于拉断。在洗井和洗井拉断组件分离时,销钉在上提油管和施加压力过程中受拉力作用被拉断,实现洗井拉断组件的分离。
为了能够在封堵过程中保持洗井孔5处于封闭状态,避免水泥浆从洗井孔5流出,并在洗井过程中,保持洗井孔5露出,从而使套管内的多余水泥浆能够从洗井孔5排出,如图2所示,插管3内部设置有滑套7,滑套7下部设置有释放球孔8,滑套7与插管3之间通过第二销钉6和第二密封圈4连接固定。
封堵过程中,滑套7通过第二销钉6和第二密封圈4固定于插管3内部,用于封闭插管3的洗井孔5;第二销钉6横插入洗井孔5下方的插管3及滑套7内,并通过在第二销钉6上套上第二密封圈4增加装置的密封性;滑套7下部设置有释放球孔8,用于容纳锁紧球孔9的锁紧球10。
洗井过程中,通过从上油管投入钢球2并施加压力,滑套7在钢球2压力作用下向下移动至下接头14的底孔13,第二销钉6则在拉力作用下断裂,洗井孔5露出,锁紧球10落入滑套7上的释放球孔8,此时锁紧机构实现解锁,通过洗井孔加即可实现套管清洗。
请参考图3,其示出了本申请一个示例性实施例提供的皮碗封隔器组件的结构示意图。
皮碗封隔器组件23包括皮碗封隔器上接头31、第三密封圈32、中心管33、压帽34和皮碗托36和皮碗封隔器下接头37;
第三密封圈32用于将皮碗封隔器上接头31和中心管33密封;
中心管33用于连接皮碗封隔器上接头31和皮碗封隔器下接头37;
压帽34位于皮碗35上方,是和垫片及垫圈起到同样作用的受压配件,其高度厚于垫片和垫圈,起到了提高接触面积,分散压力作用,保护皮碗35表面;
皮碗托36位于皮碗35下方,用于托举皮碗35,提高皮碗35的承载量。
请参考图1和3,皮碗35在正向压力作用下,即从井口向套管内施加压力,皮碗35与套管27管壁紧密接触;反向压力作用下,即从井底向上施加压力,水泥浆从井底通过皮碗35与套管27之间的间隙反流至皮碗35上方,并在水泥浆候凝完成后在破损套管27处形成水泥塞28,完成封堵。
在一种可能的实施方式中,皮碗35选用耐腐蚀和耐高温材质,其外形尺寸与套管27既有一定的过盈以保证良好的接触,又不可太大而增加皮碗35在下井过程中的磨损,影响其密封性能。由于皮碗35受反向压力会与套管27管壁产生间隙,通过在井口从上油管21注入水泥浆,根据预先的计算的水泥浆使用量,持续注入水泥浆,水泥浆在压力作用从井底反流至皮碗35上方。
综上所述,本申请实施例提供的破损石油套管封堵装置,使用洗井拉断组件的洗井孔可以对多余的水泥浆进行冲洗,且锁紧机构中的锁紧球用于锁紧插管和下接头,确保油管下井过程更加安全可靠。
此外,本实施例中,封堵皮碗隔离器中的皮碗有效承载了上方待候凝的水泥浆,确保水泥浆不向下方清水处沉淀,形成水泥塞封堵破损石油套管,提高了封堵的可靠性。
请参考图4,其示出了本申请一个示例性实施例提供的破损石油套管封堵方法的流程图,本实施例以该方法用于破损石油套管封堵装置为例,该方法可以包括如下步骤。
步骤401,将破损石油套管封堵装置下入套管中。
在一种可能的实施方式中,施工人员根据勘测数据确定将破损石油套管封堵装置下井至指定部位,勘测数据包括油井深度,下井深度,破损位置和大小,上油管和下油管长度以及水泥浆及清水的使用量等。
在封堵过程中,喇叭口放置于靠近油井底部,皮碗封堵隔离器组件位于井底20米以上(具体根据井况决定),阻止水泥浆向下部的清水处沉淀。
水泥浆的用量以足够封堵洗井拉断组件和皮碗之间的环形空间为最佳,但实际因井况复杂,难以控制,注入的水泥浆往往会超过洗井拉断组件,与上油管接触,在后续过程需要通过洗井孔对多余水泥浆进行冲洗。
步骤402,通过上油管注入水泥浆,并进行施压,水泥浆通过喇叭口引流至油井底部。
根据预先确定的水泥浆和清水的使用量,施工人员向上油管内注入水泥浆,并施加压力,水泥浆流经整个装置从底部的喇叭口引流至井底,此时继续注入水泥浆并在井底堆积,反向挤压皮碗,水泥浆经皮碗与套管之间的间隙进入皮碗上方。
步骤403,通过上油管注入清水,清水用于将上油管和下油管内残留的水泥浆反流至皮碗上方。
按预先计算将水泥浆全部注入,此时油管内仍积有水泥浆,继续向上油管内注入清水,将油管内积留的水泥浆继续压入井底并反流至皮碗上方。清水注入完全后,水泥浆填充洗井拉断组件和皮碗之间的环形空间。由于皮碗受正向压力时与套管的管壁紧密接触,托举上方水泥浆,确保水泥浆不向下方清水处沉淀。
步骤404,打开洗井孔,通过洗井孔清洗套管内多余的水泥浆。
水泥浆注入完成后,需要冲洗套管内多余水泥浆,由于洗井拉断组件设置有洗井孔,可以直接通过洗井孔进行洗井操作。
通过对上油管和套管之间的环形空间进行施压,施压过程中,套管内多余的水泥浆通过洗井孔从上油管排出。
步骤405,等待水泥浆候凝形成水泥塞后,拉断洗井拉断组件,并起出上油管。
按水泥浆的要求候凝,候凝完成后,上提上油管,拉断洗井拉断组件,插管与下接头分离,起出上油管。
综上所述,本申请实施例提供的破损石油套管封堵方法,采用皮碗封隔器组件和水泥浆对破损套管进行封堵形成水泥塞,相比于双封隔器技术和封堵剂封堵技术,其抗压性能大大提高,且具备斜井套管封堵功能;此外,破损石油套管封堵装置中的洗井拉断组件同时具备套管冲洗和油管拉断功能,通过套管冲洗功能能够将封堵过程中形成的多余水泥浆排出,避免水泥浆对套管造成阻塞,通过油管拉断功能能够实现上下油管分离,降低封堵施工对后续正常抽油工作造成的影响。
请参考图5,其示出了本申请另一个示例性实施例提供的破损石油套管封堵方法的流程图,本实施例以该方法用于破损石油套管封堵装置为例,该方法可以包括如下步骤。
步骤501,将破损石油套管封堵装置下入套管中。
施工人员根据施工前的勘测数据将装置下入到指定位置,详细内容参考步骤401,本实施例不再详细赘述。
步骤502,通过上油管注入水泥浆,并进行施压,水泥浆通过喇叭口引流至油井底部。
施工人员根据预先确定的水泥浆和清水的使用量,从上油管注入水泥浆,并进行施压,通过喇叭口将水泥浆引流至油井底部,详细内容参考步骤402,本实施例不再详细赘述。
步骤503,通过上油管注入清水,清水用于将上油管和下油管内残留的水泥浆反流至皮碗上方。
施工人员将水泥浆全部注入上油管后,继续注入清水,将油管内和井底积留的水泥浆压入皮碗上方。
步骤504,通过上油管投入钢球,并施加压力,钢球在压力及重力作用下向下挤压滑套,位于插管上的洗井孔在滑套向下移动时露出,且用于连接滑套和插管的第二销钉在滑套向下移动过程中断裂。
由于井下情况复杂,注入的水泥浆往往会超过洗井拉断组件,接触上油管,且堵住洗井孔,因此需要对套管进行清洗。
向上油管内投入钢球,并施加压力,钢球在压力作用下向下挤压滑套,滑套在压力作用下产生位移并对第二销钉产生拉力,第二销钉在拉力的作用下断裂,滑套下落至下接头的底孔。
步骤505,对上油管和套管之间的环形空间进行施压,施压过程中,套管内多余的水泥浆通过洗井孔从上油管排出。
滑套下落至底孔后,进一步的,锁紧结构中的锁紧球从锁紧球孔落入滑套上的释放球孔中,此时锁紧结构解除,洗井孔露出,对上油管和套管之间的环形空间进行施压,施压过程中,套管内多余的水泥浆通过洗井孔从上油管排出。
步骤506,按水泥浆的要求候凝,形成水泥塞。
洗井完成后,水泥浆的高度位于洗井拉断组件的洗井孔位置,按照水泥浆的候凝要求等待水泥浆候凝,候凝完成后形成稳固的水泥塞。
步骤507,上提上油管,上提上油管过程中,洗井拉断组件中插管与下接头之间的第一销钉在拉力作用下断裂,插管与下接头分离。
形成的水泥塞固定后,上提上油管,锁紧机构解除,在上提上油管过程中对第一销钉产生拉力,第一销钉在拉力作用下断裂,即拉断洗井拉断组件,插管与下接头分离,起出上油管。
步骤508,通过上油管向井底伸入钻头,钻头用于将井底候凝的水泥浆打碎。
通过油管向井底通入钻头,将井底没有完全反流入皮碗上方的凝固水泥浆打碎,避免对套管阻塞套管。
步骤509,通过水泵循环冲洗打碎的水泥浆。
通过水泵对皮碗下方的空间循环冲洗,将打碎的水泥浆冲洗干净。全井筒按要求试压合格后,起出井底钻头,破损石油套管完成封堵。
综上所述,本申请实施例提供的破损石油套管封堵方法,使用洗井拉断组件的洗井孔可以对多余的水泥浆进行冲洗,且锁紧机构中的锁紧球用于锁紧插管和下接头,确保油管下井过程更加安全可靠。
此外,本实施例中,封堵皮碗隔离器中的皮碗有效承载了上方待候凝的水泥浆,确保水泥浆不向下方清水处沉淀,形成水泥塞封堵破损石油套管,提高了封堵的可靠性。
以上所述仅为本申请的可选的实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种破损石油套管封堵装置,其特征在于,所述装置包括上油管(21)、洗井拉断组件(22)、下油管(26)、皮碗封隔器组件(23)、连接管(24)和喇叭口(25);
所述洗井拉断组件(22)包括上接头(1)、插管(3)、洗井孔(5)和下接头(14),所述洗井拉断组件(22)通过所述上接头(1)与所述上油管(21)相连,通过所述下接头(14)与所述下油管(26)相连;
封堵过程中,所述插管(3)与所述下接头(14)之间通过锁紧结构相连,且所述洗井孔(5)封闭;
洗井过程中,所述洗井孔(5)露出,用于清洗套管(27)内的多余水泥浆;
油管分离过程中,所述插管(3)与所述下接头(14)之间的所述锁紧结构解锁,所述上油管(21)与所述下油管(26)分离,所述锁紧结构由所述下接头(14)、所述插管(3)、第一密封圈(11)、第一销钉(12)、锁紧球(10)及锁紧球孔(9)构成,所述锁紧结构锁紧时,所述锁紧球(10)位于所述锁紧球孔(9)内,所述插管(3)和所述下接头(14)通过所述第一密封圈(11)和所述第一销钉(12)连接固定,并通过所述锁紧球(10)锁紧,所述锁紧结构解锁时,所述锁紧球(10)脱离所述锁紧球孔(9),第二销钉(6)在拉力作用下断裂;
所述皮碗封隔器组件(23)包括皮碗封隔器上接头(31)、皮碗(35)、皮碗封隔器下接头(37),所述皮碗封隔器组件(23)通过所述皮碗封隔器上接头(31)与所述下油管(26)相连,通过所述皮碗封隔器下接头(37)与所述连接管(24)相连,封堵过程中,所述皮碗(35)用于承托水泥浆,并通过水泥浆封堵所述套管(27)上的破损口;
所述喇叭口(25)用于将通过所述上油管(21)注入的水泥浆引流至井底;
正向压力作用下,所述皮碗(35)与所述套管(27)紧密接触,反向压力作用下,水泥浆从井底通过所述皮碗(35)与所述套管(27)之间的间隙反流至所述皮碗(35)上方,并在凝固后形成水泥塞(28)。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述插管(3)的内部设置有滑套(7),所述滑套(7)上设置有释放球孔(8);
所述滑套(7)与所述插管(3)之间通过所述第二销钉(6)和第二密封圈(4)连接固定;
封堵过程中,所述滑套(7)封闭所述洗井孔(5);
洗井过程中,所述滑套(7)在压力作用下向下移动至所述下接头(14)上的底孔(13),所述第二销钉(6)在拉力作用下断裂,所述洗井孔(5)露出,所述锁紧球(10)落入所述释放球孔(8)。
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述上油管(21)中可投入钢球(2),使得所述滑套(7)在所述钢球(2)的压力作用下向下移动。
4.根据权利要求1至3任一所述的装置,其特征在于,所述皮碗封隔器组件(23)还包括第三密封圈(32)、中心管(33)、压帽(34)和皮碗托(36);
所述第三密封圈(32)用于将所述皮碗封隔器上接头(31)和所述中心管(33)密封;
所述中心管(33)用于连接所述皮碗封隔器上接头(31)和所述皮碗封隔器下接头(37);
所述压帽(34)位于所述皮碗(35)上方;所述皮碗托(36)位于所述皮碗(35)下方,用于托举所述皮碗(35)。
5.一种破损石油套管封堵方法,其特征在于,所述方法应用于权利要求1至4任一所述的破损石油套管封堵装置,所述方法包括:
将破损石油套管封堵装置下入套管中;
通过上油管注入水泥浆,并进行施压,所述水泥浆通过喇叭口引流至油井底部;
通过所述上油管注入清水,所述清水用于将所述上油管和下油管内残留的水泥浆反流至皮碗上方;
打开洗井孔,通过所述洗井孔清洗所述套管内多余的水泥浆;
等待水泥浆候凝形成水泥塞后,拉断洗井拉断组件,并起出所述上油管。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,打开所述洗井孔,通过所述洗井孔清洗所述套管内多余的水泥浆,包括:
通过所述上油管投入钢球,并施加压力,所述钢球在压力及重力作用下向下挤压滑套,位于插管上的洗井孔在所述滑套向下移动时露出,且用于连接所述滑套和所述插管的第二销钉在所述滑套向下移动过程中断裂;
对所述上油管和所述套管之间的环形空间进行施压,施压过程中,所述套管内多余的水泥浆通过所述洗井孔从所述上油管排出。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述等待水泥浆候凝形成水泥塞后,拉断所述洗井拉断组件,并起出所述上油管,包括:
按水泥浆的要求候凝,形成所述水泥塞;
上提所述上油管,上提所述上油管过程中,所述洗井拉断组件中插管与下接头之间的第一销钉在拉力作用下断裂,所述插管与所述下接头分离。
8.根据权利要求5至7任一所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
通过所述上油管向井底伸入钻头,所述钻头用于将井底候凝的水泥浆打碎;
通过水泵循环冲洗打碎的水泥浆。
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