CN117005824A - 一种固井完井用免钻分级注水泥器及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油开采领域，且公开了一种固井完井用免钻分级注水泥器及其使用方法，包括外筒和内筒；所述外筒的底部内壁设置有转动块；所述转动块的上部设置有转动球，所述转动块通过第一弹簧与所述外筒的内壁弹性连接，所述第一弹簧默认为伸长状态，所述第一弹簧促使所述转动块朝外筒的上部挤压；所述转动块的上部开设有与所述转动球匹配的转动槽，所述转动球的外壁与所述转动槽的内壁接触。本发明通过设置转动球和扰流块，当外筒和内筒伸入到土壤时，并且通过驱动装置带动转动球转动，从而让其顶部的扰流块转动，从而对内筒内部的水泥进行搅拌，从而让水泥不会出现空鼓的情况，提升注水泥的牢固性。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，具体为一种固井完井用免钻分级注水泥器及其使用方法。
背景技术
免钻分级注水泥器是一种免钻分级注水泥器，它涉及石油、天然气钻采、固井技术领域。此注水泥器包括本体、第一滑套、第二滑套、胶塞套、盲板构件、第一封堵构件和第二封堵构件。本体内形成有第一通道和循环孔，第一滑套、第二滑套和盲板构件通过剪切销钉与本体连接，胶塞套通过剪切销钉与第二滑套连接。第一封堵构件能够将胶塞套的端口封堵，盲板构件内形成有第二通道，第二通道与第一通道连通，第二通道的顶部端口的内径大于底部端口的内径。第二封堵构件能够被投入到第二通道内并将第二通道的底部端口封堵。在下套管时，可以不放入第一封堵构件和第二封堵构件，使套管内保持畅通，套管内可循环；
现有技术的装置在放置注水泥器之前需要用单独的钻孔装置将土壤钻孔，然后将注水泥器放入孔内，然后进行灌注水泥，在灌注的过程中，会有部分空气进入到水泥内，造成有空鼓的现象。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种固井完井用免钻分级注水泥器及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种固井完井用免钻分级注水泥器及其使用方法，包括外筒和内筒；
所述外筒的底部内壁设置有转动块；
所述转动块的上部设置有转动球，所述转动块通过第一弹簧与所述外筒的内壁弹性连接，所述第一弹簧默认为伸长状态，所述第一弹簧促使所述转动块朝外筒的上部挤压；
所述转动块的上部开设有与所述转动球匹配的转动槽，所述转动球的外壁与所述转动槽的内壁接触，所述转动球在所述转动槽内自由转动，所述转动槽的顶部具有向上的收口、促使转动球不会脱离所述转动槽；
所述转动球的顶部连接有扰流块，所述扰流块上设置有上下贯通的槽，所述扰流块和转动球在外力驱动下围绕外筒的中轴线转动；
当外筒和内筒伸入到土壤时，并且通过驱动装置带动转动球转动，从而让其顶部的扰流块转动，从而对内筒内部的水泥进行搅拌，从而让水泥不会出现空鼓的情况，提升注水泥的牢固性。
优选的，所述转动球的底部连接有支撑杆，所述支撑杆贯穿所述转动块延伸至所述转动块的下方、并且凸出于所述外筒的底端，所述支撑杆的底端连接有刀片，所述刀片为弧形；
通过上述方案，当支撑杆与土壤的底端相抵时，通过驱动装置带动外筒转动，而支撑杆和转动球固定不动，从而让扰流块与内筒发生相对转动，从而达到让扰流块转动的效果。
优选的，所述外筒的底端连接有破土杆，所述破土杆的底端还连接有尖刺，所述破土杆和尖刺均匀分布在所述外筒底部的周围。
优选的，所述外筒套设在所述内筒的外壁，所述内筒的底部设置有第一限位台，所述外筒的内壁设置有第二限位台，所述第一限位台位于第二限位台的下方，所述内筒的顶部连接有连接点，所述连接点用于与吊装设备连接。
优选的，所述外筒的外壁开设有密封槽，所述内筒的顶部连接有限位套，所述限位套延伸至外筒的外壁，所述限位套的底端连接有密封圈，所述密封圈往所述密封槽的内壁方向凸起，所述密封圈与密封槽的内壁相抵。
优选的，所述限位套和内筒之间设置有第二弹簧，所述第二弹簧的顶部与限位套的内壁连接，所述第二弹簧的底部与所述外筒的顶部连接。
优选的，所述内筒的侧壁开设有第一内孔和第二内孔，所述外筒的侧壁开设有第一外孔和第二外孔，当所述内筒滑动至所述内筒的最下方时、所述第一内孔和第一外孔连通、对上层土注水泥，当所述内筒滑动至所述内筒的最上方时、所述第二内孔和第二外孔连通、对下层土注水泥。
优选的，所述外筒的内壁设置有锁止块，所述内筒的外壁开设有锁止槽，当所述内筒滑动至所述外筒的最上方后、所述锁止块与所述锁止槽卡接，所述锁止槽呈环形开设在所述内筒的外壁
优选的，所述外筒的内壁开设有活动槽，所述锁止块滑动安装在所述活动槽的内壁，所述活动槽的内壁开设有弹簧槽，所述弹簧槽的内壁连接有第三弹簧，所述第三弹簧的另一端与所述锁止块的一端相连，所述弹簧槽通过连通孔与所述内筒的内部连通，所述连通孔开设在所述内筒和外筒的侧壁。
优选的，所述转动球的内部为空心设置，所述转动球的内部设置有弹性气囊，所述弹性气囊的顶部连接在所述转动球的内壁顶部，所述转动球的顶部开设有出气孔，所述弹性气囊的内部与所述出气孔的连通；
一种固井完井用免钻分级注水泥器的使用方法，包括以下步骤：
将内筒和外筒组装后插入到土壤中并且施加旋转力让二者转动；
将所述内筒滑动至所述内筒的最下方、使第一内孔和第一外孔连通、对上层土注水泥；
将所述内筒滑动至所述内筒的最上方、使第二内孔和第二外孔连通、对下层土注水泥。
与现有技术相比，本发明提供了一种固井完井用免钻分级注水泥器及其使用方法，具备以下有益效果：
1、本发明通过设置转动球和扰流块，当外筒和内筒伸入到土壤时，并且通过驱动装置带动转动球转动，从而让其顶部的扰流块转动，从而对内筒内部的水泥进行搅拌，从而让水泥不会出现空鼓的情况，提升注水泥的牢固性。
2、本发明通过设置支撑杆，当支撑杆与土壤的底端相抵时，通过驱动装置带动外筒转动，而支撑杆和转动球固定不动，从而让扰流块与内筒发生相对转动，从而达到让扰流块转动的效果。
3、本发明通过设置第一内孔、第二内孔、第一外孔和第二外孔当所述内筒滑动至所述内筒的最下方时、所述第一内孔和第一外孔连通、对上层土注水泥，当所述内筒滑动至所述内筒的最上方时、所述第二内孔和第二外孔连通、对下层土注水泥，达到分层注水泥的效果。
4、本发明通过将转动球的内部设置为空心，且在转动球的内部设置有弹性气囊，弹性气囊的顶部连接在所述转动球的内壁顶部，转动球的顶部开设有出气孔，弹性气囊的内部与所述出气孔的连通，从而通过鼓风机可以对气囊与转动球的内腔之间的部分充气，让弹性气囊对出气孔内吹气，从而让内筒内的水泥得到通气，将气泡吹至水泥液面的上方。
附图说明
图1为本发明立体图；
图2为本发明半剖图；
图3为本发明图2中A处放大图；
图4为本发明图2中B处放大图；
图5为本发明转动球的立体图；
图6为本发明转动球的剖视图；
图7为本发明内筒的立体图；
图8为本发明爆炸图。
图中：100、外筒；110、第二限位台；120、第二弹簧；130、破土杆；140、尖刺；150、密封槽；200、内筒；210、第一限位台；220、限位套；230、连接点；300、转动块；310、第一弹簧；320、转动球；330、支撑杆；340、刀片；350、弹性气囊；360、出气孔；370、扰流块；400、锁止块；410、锁止槽；420、活动槽；430、弹簧槽；440、连通孔；450、第三弹簧；510、第一内孔；520、第一外孔；530、第二内孔；540、第二外孔。
具体实施方式
实施例1：
参阅图1-8，本实施例公开了一种固井完井用免钻分级注水泥器及其使用方法，包括外筒100和内筒200；
所述外筒100的底部内壁设置有转动块300；
所述转动块300的上部设置有转动球320，所述转动块300通过第一弹簧310与所述外筒100的内壁弹性连接，所述第一弹簧310默认为伸长状态，所述第一弹簧310促使所述转动块300朝外筒100的上部挤压；
所述转动块300的上部开设有与所述转动球320匹配的转动槽，所述转动球320的外壁与所述转动槽的内壁接触，所述转动球320在所述转动槽内自由转动，所述转动槽的顶部具有向上的收口、促使转动球320不会脱离所述转动槽；
所述转动球320的顶部连接有扰流块370，所述扰流块370上设置有上下贯通的槽，所述扰流块370和转动球320在外力驱动下围绕外筒100的中轴线转动。
所述转动球320的底部连接有支撑杆330，所述支撑杆330贯穿所述转动块300延伸至所述转动块300的下方、并且凸出于所述外筒100的底端，所述支撑杆330的底端连接有刀片340，所述刀片340为弧形。
所述外筒100的底端连接有破土杆130，所述破土杆130的底端还连接有尖刺140，所述破土杆130和尖刺140均匀分布在所述外筒100底部的周围。
所述外筒100套设在所述内筒200的外壁，所述内筒200的底部设置有第一限位台210，所述外筒100的内壁设置有第二限位台110，所述第一限位台210位于第二限位台110的下方，所述内筒200的顶部连接有连接点230，所述连接点230用于与吊装设备连接。
所述外筒100的外壁开设有密封槽150，所述内筒200的顶部连接有限位套220，所述限位套220延伸至外筒100的外壁，所述限位套220的底端连接有密封圈，所述密封圈往所述密封槽150的内壁方向凸起，所述密封圈与密封槽150的内壁相抵。
所述限位套220和内筒200之间设置有第二弹簧120，所述第二弹簧120的顶部与限位套220的内壁连接，所述第二弹簧120的底部与所述外筒100的顶部连接。
所述内筒200的侧壁开设有第一内孔510和第二内孔530，所述外筒100的侧壁开设有第一外孔520和第二外孔540，当所述内筒200滑动至所述内筒200的最下方时、所述第一内孔510和第一外孔520连通、对上层土注水泥，当所述内筒200滑动至所述内筒200的最上方时、所述第二内孔530和第二外孔540连通、对下层土注水泥。
所述外筒100的内壁设置有锁止块400，所述内筒200的外壁开设有锁止槽410，当所述内筒200滑动至所述外筒100的最上方后、所述锁止块400与所述锁止槽410卡接，所述锁止槽410呈环形开设在所述内筒200的外壁
所述外筒100的内壁开设有活动槽420，所述锁止块400滑动安装在所述活动槽420的内壁，所述活动槽420的内壁开设有弹簧槽430，所述弹簧槽430的内壁连接有第三弹簧450，所述第三弹簧450的另一端与所述锁止块400的一端相连，所述弹簧槽430通过连通孔440与所述内筒200的内部连通，所述连通孔440开设在所述内筒200和外筒100的侧壁。
所述转动球320的内部为空心设置，所述转动球320的内部设置有弹性气囊350，所述弹性气囊350的顶部连接在所述转动球320的内壁顶部，所述转动球320的顶部开设有出气孔360，所述弹性气囊350的内部与所述出气孔360的连通；
实施例2：
本实施例公开了一种固井完井用免钻分级注水泥器的使用方法，包括以下步骤：
将内筒200和外筒100组装后插入到土壤中并且施加旋转力让二者转动；
将所述内筒200滑动至所述内筒200的最下方、使第一内孔510和第一外孔520连通、对上层土注水泥；
将所述内筒200滑动至所述内筒200的最上方、使第二内孔530和第二外孔540连通、对下层土注水泥。
Claims (10)
1.一种固井完井用免钻分级注水泥器，其特征在于：包括外筒(100)和内筒(200)；
所述外筒(100)的底部内壁设置有转动块(300)；
所述转动块(300)的上部设置有转动球(320)，所述转动块(300)通过第一弹簧(310)与所述外筒(100)的内壁弹性连接，所述第一弹簧(310)默认为伸长状态，所述第一弹簧(310)促使所述转动块(300)朝外筒(100)的上部挤压；
所述转动块(300)的上部开设有与所述转动球(320)匹配的转动槽，所述转动球(320)的外壁与所述转动槽的内壁接触，所述转动球(320)在所述转动槽内自由转动，所述转动槽的顶部具有向上的收口、促使转动球(320)不会脱离所述转动槽；
所述转动球(320)的顶部连接有扰流块(370)，所述扰流块(370)上设置有上下贯通的槽，所述扰流块(370)和转动球(320)在外力驱动下围绕外筒(100)的中轴线转动。
2.根据权利要求1所述的一种固井完井用免钻分级注水泥器，其特征在于：所述转动球(320)的底部连接有支撑杆(330)，所述支撑杆(330)贯穿所述转动块(300)延伸至所述转动块(300)的下方、并且凸出于所述外筒(100)的底端，所述支撑杆(330)的底端连接有刀片(340)，所述刀片(340)为弧形，所述转动球(320)的内部为空心设置，所述转动球(320)的内部设置有弹性气囊(350)，所述弹性气囊(350)的顶部连接在所述转动球(320)的内壁顶部，所述转动球(320)的顶部开设有出气孔(360)，所述弹性气囊(350)的内部与所述出气孔(360)的连通。
3.根据权利要求1所述的一种固井完井用免钻分级注水泥器，其特征在于：所述外筒(100)的底端连接有破土杆(130)，所述破土杆(130)的底端还连接有尖刺(140)，所述破土杆(130)和尖刺(140)均匀分布在所述外筒(100)底部的周围。
4.根据权利要求1所述的一种固井完井用免钻分级注水泥器，其特征在于：所述外筒(100)套设在所述内筒(200)的外壁，所述内筒(200)的底部设置有第一限位台(210)，所述外筒(100)的内壁设置有第二限位台(110)，所述第一限位台(210)位于第二限位台(110)的下方，所述内筒(200)的顶部连接有连接点(230)，所述连接点(230)用于与吊装设备连接。
5.根据权利要求4所述的一种固井完井用免钻分级注水泥器，其特征在于：所述外筒(100)的外壁开设有密封槽(150)，所述内筒(200)的顶部连接有限位套(220)，所述限位套(220)延伸至外筒(100)的外壁，所述限位套(220)的底端连接有密封圈，所述密封圈往所述密封槽(150)的内壁方向凸起，所述密封圈与密封槽(150)的内壁相抵。
6.根据权利要求5所述的一种固井完井用免钻分级注水泥器，其特征在于：所述限位套(220)和内筒(200)之间设置有第二弹簧(120)，所述第二弹簧(120)的顶部与限位套(220)的内壁连接，所述第二弹簧(120)的底部与所述外筒(100)的顶部连接。
7.根据权利要求6所述的一种固井完井用免钻分级注水泥器，其特征在于：所述内筒(200)的侧壁开设有第一内孔(510)和第二内孔(530)，所述外筒(100)的侧壁开设有第一外孔(520)和第二外孔(540)，当所述内筒(200)滑动至所述内筒(200)的最下方时、所述第一内孔(510)和第一外孔(520)连通、对上层土注水泥，当所述内筒(200)滑动至所述内筒(200)的最上方时、所述第二内孔(530)和第二外孔(540)连通、对下层土注水泥。
8.根据权利要求7所述的一种固井完井用免钻分级注水泥器，其特征在于：所述外筒(100)的内壁设置有锁止块(400)，所述内筒(200)的外壁开设有锁止槽(410)，当所述内筒(200)滑动至所述外筒(100)的最上方后、所述锁止块(400)与所述锁止槽(410)卡接，所述锁止槽(410)呈环形开设在所述内筒(200)的外壁。
9.根据权利要求8所述的一种固井完井用免钻分级注水泥器，其特征在于：所述外筒(100)的内壁开设有活动槽(420)，所述锁止块(400)滑动安装在所述活动槽(420)的内壁，所述活动槽(420)的内壁开设有弹簧槽(430)，所述弹簧槽(430)的内壁连接有第三弹簧(450)，所述第三弹簧(450)的另一端与所述锁止块(400)的一端相连，所述弹簧槽(430)通过连通孔(440)与所述内筒(200)的内部连通，所述连通孔(440)开设在所述内筒(200)和外筒(100)的侧壁。
10.一种固井完井用免钻分级注水泥器的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
将内筒(200)和外筒(100)组装后插入到土壤中并且施加旋转力让二者转动；
将所述内筒(200)滑动至所述内筒(200)的最下方、使第一内孔(510)和第一外孔(520)连通、对上层土注水泥；
将所述内筒(200)滑动至所述内筒(200)的最上方、使第二内孔(530)和第二外孔(540)连通、对下层土注水泥。
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2023
- 2023-08-23 CN CN202311062886.8A patent/CN117005824B/zh active Active
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