CN205297372U - 一种套管漂浮接箍及使用该接箍的固井组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种套管漂浮接箍及使用该接箍的固井组件。套管漂浮接箍包括浮箍本体及其内装配的内滑套、开关件，内滑套上开设有循环孔，开关件沿上下方向导向移动装配在内滑套上，内滑套上设有用于在开关件相对下移至下极限位时、阻止开关件下行而使开关件关闭循环孔的挡止部，开关件上和/或开关件与内滑套之间设有上过流通道。漂浮接箍和阻挡接箍分处于套管内封存的漂浮气室的上下两端，这样在开始替浆前，通过打压使得内滑套落入挡箍本体后，开关件在阻挡结构的顶推下相对于内滑套上行，使得内滑套上的循环孔打开，内滑套从浮箍本体上被打落的作业时机被提前至替浆作业之前，从而避免了水泥砂浆在内滑套和尾管段之间形成水泥塞的问题。

Description

一种套管漂浮接箍及使用该接箍的固井组件

技术领域

本实用新型涉及一种套管漂浮接箍及使用该接箍的固井组件。

背景技术

目前，在大位移井或者位垂比较大的水平井固井过程中，随着套管串下入深度的增加，尤其是进入水平段后，由于部分套管受重力影响会贴着裸眼井壁移动，产生摩擦阻力，影响套管串的安全顺利下入，同时也会影响套管在井眼中的居中度，降低水平段的固井质量，给后续压裂、生产等作业带来一些不利。套管漂浮接箍是在套管串内建立空气或含低密度液体的密封段，从而使密封段套管在完井液中产生向上的浮力，降低套管的下入摩阻，使套管顺利安全的下入。如中国专利文献CN202913977U（公告日为2013年5月1日）公告的“套管漂浮接箍”，包括本体及其内装配的内滑套、开关件，内滑套上端的外周上凸设有环形凸肩，环形凸肩的外周面和本体的内壁面沿上下方向导向配合，且环形凸肩通过上剪钉固定在本体上；开关件为套装在内滑套的下端的外滑套，开关件通过下剪钉固定在本体上于环形凸肩下方的位置处，开关件的外周面和本体的内壁面沿上下方向导向配合、内壁面和内滑套的外周面沿上下方向导向配合；内滑套上端开口、下端封闭，并在内滑套下端的侧壁上开设有被开关件的内壁面封上的循环孔。采用这种套管漂浮接箍进行固井作业时，在套管管柱下放到指定位置后，先通过地面打压，使得内滑套和本体之间的上剪钉被剪断，内滑套在本体中下移，以使内滑套上的循环孔从开关件的下方露出，建立循环，保证钻井液、隔离液和水泥砂浆能够通过循环孔顺利的进入套管的外周面和钻孔的孔壁面之间的钻孔环空中；接着向套管中下入碰压胶塞，碰压胶塞在泥浆的压动下顶压在内滑套的上端上，并随着向套管中继续补入泥浆，碰压胶塞会通过内滑套向下压动开关件，直至开关件与本体之间的下剪钉被剪断，内滑套落在尾管段的阻流环上，实现尾管段封闭，完成替浆作业，实现套管管柱在钻孔内的固封。但这种套管漂浮接箍在实际使用中容易出现如下问题：

1，因水泥砂浆的固化速度快，而从井口向套管中打入碰压胶塞后，碰压胶塞在套管内受砂卡、欠压等因素影响，下移速度慢，所以在碰压胶塞压动内滑套时，套管漂浮接箍至尾管段之间的水泥砂浆已经出现固化形成水泥塞，给后期作业带来极大的困难；

2，在循环固井过程中，受钻井液、隔离液和水泥砂浆作业，下剪钉在开关件的作用下容易出现提前被剪断的现象，以致内、开关件在压力流体的作用下被压动到套管管柱的尾管处，将套管管柱的尾管段封闭，无法进行后续的替浆作业，也就导致固井作业无法顺利完成。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种避免在替浆作业中形成水泥塞的套管漂浮接箍，同时还提供了一种使用该套管漂浮接箍的固井组件。

为了实现以上目的，本实用新型中套管漂浮接箍的技术方案如下：

固井组件，包括用于封堵在套管内漂浮气室上方的漂浮接箍，漂浮接箍包括管套状的浮箍本体及其内装配的内滑套、开关件，内滑套通过剪钉连接在浮箍本体上，并在内滑套上开设有用于被开关件打开和关闭的循环孔，开关件沿上下方向导向移动装配在内滑套上，内滑套上设有用于在开关件相对下移至下极限位时、阻止开关件下行而使开关件关闭循环孔的挡止部，开关件上和/或开关件与内滑套之间设有用于在开关件在下极限位时与循环孔隔断、在开关件相对上行后连通在内滑套上方空腔和循环孔之间的上过流通道；固井组件还包括用于风度在套管内漂浮气室底部的阻挡接箍，阻挡接箍包括管套状的挡箍本体，挡箍本体内设有用于在内滑套从浮箍本体上脱落并下移至挡箍本体内时、向上顶起开关件的阻挡结构，阻挡结构上开设有连通阻挡结构下方空腔和循环孔的下过流通道。

内滑套上端开口、下端封闭，所述挡止部为内滑套封闭端的内端面，所述循环孔处于内滑套的下端周壁上于挡止部相邻位置处。

开关件包括沿上下方向导向移动装配在内滑套中的节流盘、沿上下方向移动穿装在内滑套的封闭端上的连杆及处于内滑套的下方的控制盘，连杆的外周面与内滑套的内壁面间隔布置，连杆的上端固定在节流盘上、下端固定在控制盘上，节流盘的外周面为用于封上和打开循环孔的内端孔口的节流面，所述上过流通道包括节流盘上开设的处于连杆外围的上过流孔；控制盘的边缘为用于与挡箍本体内的阻挡结构挡止配合的到位挡沿，并在控制盘上开设有处于到位挡沿和连杆之间的下过流孔，下过流孔连通在下过流通道与循环孔之间。

阻挡结构包括固定在挡箍本体的内壁上的环形的阻挡台阶，所述下过流通道为阻挡台阶的内孔。

下过流孔和到位挡沿之间设有处于控制盘上和/或内滑套的封闭端上的架空凸台。

内滑套的外周上固定有可沿径向弹性收张的防窜弹片，防窜弹片的外端与浮箍本体的内壁沿上下方向导向移动配合；挡箍本体的内壁上设有供防窜弹片在随同内滑套下行时、先内收通过后外张挡止配合的防窜挡沿，防窜挡沿处于阻挡结构的上方。

本实用新型中固井组件的技术方案如下：

套管漂浮接箍，包括管套状的浮箍本体及其内装配的内滑套、开关件，内滑套通过剪钉连接在浮箍本体上，并在内滑套上开设有用于被开关件打开和关闭的循环孔，开关件沿上下方向导向移动装配在内滑套上，内滑套上设有用于在开关件相对下移至下极限位时、阻止开关件下行而使开关件关闭循环孔的挡止部，开关件上和/或开关件与内滑套之间设有用于在开关件在下极限位时与循环孔隔断、在开关件相对上行后连通在内滑套上方空腔和循环孔之间的上过流通道。

内滑套上端开口、下端封闭，所述挡止部为内滑套封闭端的内端面，所述循环孔处于内滑套的下端周壁上于挡止部相邻位置处。

开关件包括沿上下方向导向移动装配在内滑套中的节流盘、沿上下方向移动穿装在内滑套的封闭端上的连杆及处于内滑套的下方的控制盘，连杆的外周面与内滑套的内壁面间隔布置，连杆的上端固定在节流盘上、下端固定在控制盘上，节流盘的外周面为用于封上和打开循环孔的内端孔口的节流面，所述上过流通道包括节流盘上开设的处于连杆外围的上过流孔；控制盘的边缘为用于与挡箍本体内的阻挡结构挡止配合的到位挡沿，并在控制盘上开设有处于到位挡沿和连杆之间的下过流孔，下过流孔与循环孔连通。

内滑套的外周上固定有可沿径向弹性收张的防窜弹片，防窜弹片的外端与浮箍本体的内壁沿上下方向导向移动配合。

本实用新型中漂浮接箍和阻挡接箍分处于套管内封存的漂浮气室的上下两端，这样在下套筒过程中，可通过在漂浮接箍上方打压的方式，使得漂浮接箍中开关件始终处于下极限位，而使得内滑套的循环孔被封闭，漂浮气室处于封闭状态；在开始替浆前，加大打压压力，使得内滑套和浮箍本体之间的剪钉被剪断，内滑套带动开关件在套管中下行，直至内滑套落入挡箍本体后，开关件在阻挡结构的顶推下相对于内滑套上行，使得内滑套上的循环孔打开，此时整个固井组件中由上过流通道、循环孔和下过流通道自上而下连通，以使套管内的空腔打通，可开始替浆作业，因此本实用新型中内滑套从浮箍本体上被打落的作业时机被提前至替浆作业之前，从而避免了水泥砂浆在内滑套和尾管段之间形成水泥塞的问题，保证了固井作业的顺利进行，也降低了后续作业的工作难度。

附图说明

图1是本实用新型的固井组件的实施例中漂浮接箍的结构示意图；

图2是本实用新型的固井组件的实施例中阻挡接箍的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型中固井组件的实施例：如图1和图2所示，该固井组件由漂浮接箍和阻挡接箍组成，定义套管在下井过程中封存气体的一段为漂浮气室，漂浮接箍串接在套管上于漂浮气室的上方，阻挡接箍串接在套管上于漂浮气室的底部，而漂浮气室的下端被套管的尾管段封堵。

漂浮接箍包括串接在套管上的管套状的浮箍本体1，浮箍本体1的上下两端分别设有用于接入套管的公、母螺纹，浮箍本体1内同轴装配有内滑套2，内滑套2的上端外周上凸设有环形凸肩，环形凸肩的外周面和浮箍本体1的内壁面沿上下方向导向移动配合，且环形凸肩通过剪钉连接在浮箍本体1上。环形凸肩的外径比内滑套2的外周于环形凸肩以下部分的外径大，即内滑套2的外周具有环形凸肩所处的大径段和处于环形凸肩之下的小径段。小径段的外周上装配有套装固定在小径段上的橡胶密封圈3和处于橡胶密封圈3以下的防窜弹片4，其中橡胶密封圈3的内壁面上于下端位置处凸设有环形挡沿，该环形挡沿挡止在小径段的外周上凸设的环形台肩下方，且橡胶密封圈3的上端口为自下而上逐渐增大的锥形扩口，橡胶密封圈3的外周面和浮箍本体1的内壁面沿上下方向导向密封配合；防窜弹片4在小径段的外周上间隔均布，防窜弹片4为内端固定在小径段的外周上、外端与浮箍本体1的内壁面沿上下方向导向移动配合的弓形弹片，且防窜弹片4自下而上逐渐向小径段之外张开。内滑套2的上端为锥形扩口式的开口端、下端为被封堵部封闭的封闭端，在内滑套2的周壁上开设有处于封闭端相邻位置处的循环孔41，循环孔41沿内滑套2径向延伸，循环孔41的孔壁面的下侧部分与封堵部的内端面平齐，循环孔41的外端连通内滑套2的小径段和浮箍本体1的内壁之间的浮箍环空。内滑套2上装配有开关件，该开关件由自上而下同轴固定的节流盘53、连杆52、控制盘51组成。节流盘53沿上下方向导向移动装配在内滑套2中，节流盘53的外周面为关闭和打开循环孔41的内端孔口的节流面，且节流盘53的厚度大于循环孔41的直径，以在节流盘53落在封堵部上、并被封堵部阻挡后，节流盘53的外周面可将循环孔41的内端孔口封上；节流盘53上还开设有处于外周面和连杆52之间的上过流孔，该上过流孔在连杆52的周向间隔均布，上过流孔上下贯通，且在节流盘53脱离封堵部后，上过流孔的下端连通连杆52的外周面和内滑套2的内壁面之间的环空而形成连通循环孔41和内滑套2上方空腔的上过流通道。连杆52沿上下方向导向移动穿装在内滑套2的封堵部上，且连杆52处于封堵部的中心位置，连杆52和内滑套2同轴。控制盘51的外径不大于浮箍本体1和挡箍本体6的内径，控制盘51的边缘为环形的到位挡沿，并在控制盘51上开设有处于到位挡沿和连杆52之间的下过流孔，下过流孔在控制盘51的外周上间隔均布，下过流孔和连杆52之间还设有凸设在控制盘51的中心部位的环形的架空凸台，该架空凸台的上环端面为用于与内滑套2的封堵部的外端面挡止配合的架空挡止面。

阻挡接箍由挡箍本体6及其内通过剪钉连接的环形挡板7组成。环形挡板7处于挡箍本体6的下段，环形挡板7在挡箍本体6内形成了凸设在挡箍本体6的内壁面上的阻挡台阶，该阻挡台阶的内孔为通过下过流孔连通循环孔41的下过流通道。挡箍本体6的内壁上开设有处于环形挡板7上方的环形凹槽8，该环形凹槽8的横截面呈“∠”，即环形凹槽8的上侧槽壁面垂直于挡箍本体6的轴线、并朝下设置，环形凹槽8的下侧槽壁面自上而下逐渐向挡箍本体6内倾斜。挡箍本体6的两端也分别设置有用于接入套管的公、母螺纹。

本实施例中固井组件的工作原理是：

下井阶段，通过在套管内于漂浮接箍上方打压，使得开关件的节流盘53始终贴紧在内滑套2的封堵部上，这样内滑套2上的循环孔41将被节流盘53的外周面封闭，使得循环孔41处于关闭状态；

套管的尾管段下到井底后，加大打压压力，使得内滑套2在节流盘53的压动下将剪钉剪断，内滑套2、橡胶密封圈3、防窜弹簧、开关件一同在套管内下行至阻挡接箍的挡箍本体6中，直至开关件的控制盘51的到位档沿被环形挡板7挡止，此时内滑套2仍然下行，从而使得开关件相对于内滑套2上行，使得开关件的控制盘51从内滑套2的封堵部上让开，上过流通道、循环孔41、下过流孔和下过流通道自上而下依次连通，在套管内建立循环，可进行替浆作业。在内滑套2下行至被架空凸台挡止时，防窜弹片4的外端会外张、并进入挡箍本体6内壁上的环形凹槽8中，以通过环形凹槽8的上侧槽壁面挡止在防窜弹片4的外端上，即环形凹槽8的上侧槽沿为挡箍本体6的内壁上设有供防窜弹片4在随同内滑套2下行时、先内收通过后外张挡止配合的防窜挡沿。

在上述实施例中，开关件由节流盘、连杆和控制盘组成，对应的挡箍本体上通过环形挡板与控制盘适配，在其他实施例中，开关件及挡箍本体内的相应阻挡结构也可以至少有如下形式：

A，省去控制盘，对应的阻挡结构可以是固定在挡箍本体内的十字形、筛状等形式的镂空架体；

B，将连杆可从开关件上移至所述形式A中阻挡结构上；

C，在循环孔处于内滑套的封堵部上时，可通过开关件上的上过流孔和内滑套上的循环孔相对错位部位实现控制，或者将开关件设计成鼠笼式（开关件的上端有封上或打开循环孔的环形圈梁，环形圈梁下侧连接有穿装在封堵部上的多个连杆，连杆之间为鼠笼式的镂空通道。）。

另外，内滑套上设置的阻挡开关件的挡止部不但可以是封堵部，也可以是内滑套上设置的处于循环孔上方的挡沿、台阶等，对应的在开关件上需设置相应的配合结构。

本实用新型中漂浮接箍的实施例：本实施例中漂浮接箍的结构与上述实施例中漂浮接箍的结构相同，因此不再赘述。

Claims (10)

1.固井组件，包括用于封堵在套管内漂浮气室上方的漂浮接箍，漂浮接箍包括管套状的浮箍本体及其内装配的内滑套、开关件，内滑套通过剪钉连接在浮箍本体上，并在内滑套上开设有用于被开关件打开和关闭的循环孔，其特征在于，开关件沿上下方向导向移动装配在内滑套上，内滑套上设有用于在开关件相对下移至下极限位时、阻止开关件下行而使开关件关闭循环孔的挡止部，开关件上和/或开关件与内滑套之间设有用于在开关件在下极限位时与循环孔隔断、在开关件相对上行后连通在内滑套上方空腔和循环孔之间的上过流通道；固井组件还包括用于风度在套管内漂浮气室底部的阻挡接箍，阻挡接箍包括管套状的挡箍本体，挡箍本体内设有用于在内滑套从浮箍本体上脱落并下移至挡箍本体内时、向上顶起开关件的阻挡结构，阻挡结构上开设有连通阻挡结构下方空腔和循环孔的下过流通道。

2.根据权利要求1所述的固井组件，其特征在于，内滑套上端开口、下端封闭，所述挡止部为内滑套封闭端的内端面，所述循环孔处于内滑套的下端周壁上于挡止部相邻位置处。

3.根据权利要求2所述的固井组件，其特征在于，开关件包括沿上下方向导向移动装配在内滑套中的节流盘、沿上下方向移动穿装在内滑套的封闭端上的连杆及处于内滑套的下方的控制盘，连杆的外周面与内滑套的内壁面间隔布置，连杆的上端固定在节流盘上、下端固定在控制盘上，节流盘的外周面为用于封上和打开循环孔的内端孔口的节流面，所述上过流通道包括节流盘上开设的处于连杆外围的上过流孔；控制盘的边缘为用于与挡箍本体内的阻挡结构挡止配合的到位挡沿，并在控制盘上开设有处于到位挡沿和连杆之间的下过流孔，下过流孔连通在下过流通道与循环孔之间。

4.根据权利要求3所述的固井组件，其特征在于，阻挡结构包括固定在挡箍本体的内壁上的环形的阻挡台阶，所述下过流通道为阻挡台阶的内孔。

5.根据权利要求3所述的固井组件，其特征在于，下过流孔和到位挡沿之间设有处于控制盘上和/或内滑套的封闭端上的架空凸台。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的固井组件，其特征在于，内滑套的外周上固定有可沿径向弹性收张的防窜弹片，防窜弹片的外端与浮箍本体的内壁沿上下方向导向移动配合；挡箍本体的内壁上设有供防窜弹片在随同内滑套下行时、先内收通过后外张挡止配合的防窜挡沿，防窜挡沿处于阻挡结构的上方。

7.套管漂浮接箍，包括管套状的浮箍本体及其内装配的内滑套、开关件，内滑套通过剪钉连接在浮箍本体上，并在内滑套上开设有用于被开关件打开和关闭的循环孔，其特征在于，开关件沿上下方向导向移动装配在内滑套上，内滑套上设有用于在开关件相对下移至下极限位时、阻止开关件下行而使开关件关闭循环孔的挡止部，开关件上和/或开关件与内滑套之间设有用于在开关件在下极限位时与循环孔隔断、在开关件相对上行后连通在内滑套上方空腔和循环孔之间的上过流通道。

8.根据权利要求7所述的套管漂浮接箍，其特征在于，内滑套上端开口、下端封闭，所述挡止部为内滑套封闭端的内端面，所述循环孔处于内滑套的下端周壁上于挡止部相邻位置处。

9.根据权利要求8所述的套管漂浮接箍，其特征在于，开关件包括沿上下方向导向移动装配在内滑套中的节流盘、沿上下方向移动穿装在内滑套的封闭端上的连杆及处于内滑套的下方的控制盘，连杆的外周面与内滑套的内壁面间隔布置，连杆的上端固定在节流盘上、下端固定在控制盘上，节流盘的外周面为用于封上和打开循环孔的内端孔口的节流面，所述上过流通道包括节流盘上开设的处于连杆外围的上过流孔；控制盘的边缘为用于与挡箍本体内的阻挡结构挡止配合的到位挡沿，并在控制盘上开设有处于到位挡沿和连杆之间的下过流孔，下过流孔与循环孔连通。

10.根据权利要求7或8或9所述的套管漂浮接箍，其特征在于，内滑套的外周上固定有可沿径向弹性收张的防窜弹片，防窜弹片的外端与浮箍本体的内壁沿上下方向导向移动配合。