CN205858259U - 一种分支井用循环固井工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分支井用循环固井工具，包括中心管及其外套装的胶筒，胶筒和中心管之间具有供压力液进入而向外挤压胀开胶筒的挤注间隙，挤注间隙连通有贯穿中心管的管壁的传压孔，传压孔与挤注间隙连通而成的挤注通道中设置有供液流由内向外单向流入挤注间隙中的坐封单流开关。本实用新型中胶筒采用挤注扩张的方式进行坐封，并在胶筒坐封后，随着打压压力的下降，坐封单流开关会将挤注通道截断，以维持挤注间隙内液压的压力，使得胶筒保持在坐封状态，这样可通过坐封单流开关将挤注间隙内液压力锁定在任一值，以保证胶筒的胀开程度可在任一位置实现锁定。

Description

一种分支井用循环固井工具

技术领域

本实用新型涉及一种分支井用循环固井工具。

背景技术

目前，分支井是在一个主井眼中钻出一个以上的分支井眼，是当前挖掘剩余油气潜力、提高采收率、增大泄流面积、实现多层开发的重要手段之一。国内外的分支井眼固井主体工艺是在分支井眼完钻后，通过分支井眼的井径测量预估水泥浆量，之后固井。但由于井径测量无法精确反应井筒情况，所以水泥浆量预计不够精确，在水泥浆量预计偏多时，水泥浆会从分支井进入主井眼；在水泥浆量预计偏少时，分支井眼的上部将无法封固。因而水泥浆量的预估量不准，使得固井施工措施受限，固井质量无法保证，难以满足后期作业要求。

中国专利文献CN 202417417 U公开了一种分支井固井管外封隔器，包括中心管及其外周上套装的胶筒，胶筒的上端通过上挡环挡止在中心管上端连接的上接头上，胶筒的下端顶压装配有滑动密封套装在中心管的外周上的外筒，外筒和中心管之间设有阻止外筒相对于中心管向下移动的止退结构和用于带动外筒滑动的活塞，并在中心管的管壁上开设有供压力液流入中心管和外筒之间而向上推动活塞的传压孔。在使用时，该封隔器连接在分支井完井管柱的套管上部下放到位后，通过向完井管柱中打压，使得压力液通过活塞向上推动外筒，外筒挤压胶筒，使得胶筒向外扩张而实现坐封，同时止退结构能够阻止胶筒在活塞施加的反作用力作用下的回退，使得胶筒保持胀开状态，随后可向完井管柱中注入水泥浆进行固井。但因该封隔器中止退结构由固定在中心管上的卡簧和开设在活塞上的卡槽组成，所以卡簧可随着活塞的移动卡扣在对应的卡槽中实现对活塞位置的锁定，而卡簧在相邻两卡槽之间的位置是无法对活塞进行锁定的，也就是该止退结构存在定位盲区，这样在胶筒坐封位置刚好对应两卡槽之间的位置时，止退结构只能将胶筒锁定在坐封松动或坐封过紧的位置，从而导致在坐封松动时，封隔器和井壁之间缝隙容易引起水泥浆的漏出；在坐封过紧时，中心管受压过大容易变形，导致中心管出现缩颈段，阻碍后序的碰压作业。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种分支井用循环固井工具，旨在解决现有技术中机械式止退结构的锁定位置存在定位盲区的问题。

为了实现以上目的，本实用新型中分支井用循环固井工具的技术方案如下：

分支井用循环固井工具，包括中心管及其外套装的胶筒，胶筒和中心管之间具有供压力液进入而向外挤压胀开胶筒的挤注间隙，挤注间隙连通有贯穿中心管的管壁的传压孔，传压孔与挤注间隙连通而成的挤注通道中设置有供液流由内向外单向流入挤注间隙中的坐封单流开关。

传压孔处于胶筒的端部，并在中心管的外周上固定有与胶筒端面滑动密封配合的外壳，外壳和中心管之间具有连通在挤注间隙和传压孔之间的传压环腔，传压环腔属于挤注通道的一部分。

外壳包括夹设在胶筒和中心管之间的外管，外管的内壁面与中心管的外壁面周面密封配合，外管的外避面和胶筒的内壁面间隙配合而形成所述挤注间隙，外管的两端分别设有与胶筒端面密封配合的密封台阶，胶筒和传压孔之间的密封台阶上开设有连通挤注间隙的挤注孔，并在挤注孔朝向传压孔的一端设有套设在中心管上的筒体，所述传压环腔处于筒体和中心管之间。

挤注环腔中设有处于传压孔和挤注间隙之间而将挤注环腔分隔为上下两部分的节流环，节流环上开设有上下贯通的节流孔，所述单流开关处于节流孔中。

胶筒的下方设有用于连通中心管的管腔和井套环空的循环通道。

传压孔处于胶筒的下方，且所述传压孔为循环通道的内段，循环通道的外段为连通在传压孔的外端口上的循环孔，循环孔中设有供流通自外向内单向流动的注浆单流开关。

本实用新型中胶筒采用挤注扩张的方式进行坐封，并在胶筒坐封后，随着打压压力的下降，坐封单流开关会将挤注通道截断，以维持挤注间隙内液压的压力，使得胶筒保持在坐封状态，这样可通过坐封单流开关将挤注间隙内液压力锁定在任一值，以保证胶筒的胀开程度可在任一位置实现锁定，从而解决了现有技术中机械式止退结构的锁定位置存在定位盲区的问题，提高了胶筒坐封的稳定性和可靠性。

进一步的，胶筒的下方设置可将中心管的管腔与井套环空连通的循环通道，这样在采用内插法进行注浆的过程中，即使水泥浆出现多余，多余的水泥浆也可以通过循环通道溢流到套管串内，从而避免了多余的水泥浆在井套环空中出现憋压而引起的胶筒坐封状态被破坏的问题。

附图说明

图1是本实用新型的实施例的结构示意图。

图中：1.变径接头；2.中心管；3.外壳；4.胶筒；5.外管；6.隔环；7.上段挤注环腔；8. 坐封单流开关；9.下段挤注环腔；10.传压孔；11.注浆单流开关；12公扣螺纹。

具体实施方式

本实用新型中分支井用循环固井工具的实施例：如图1所示，该工具是分支井用液压式固井循环工具，可适用于采用内插法进行固井作业的套管串，即可安装在套管串上而被下放到分支井的顶部，这样在通过钻具插入套管串中注浆的过程中，该工具能够起到对井套环空的顶部进行封隔和实现水泥浆在分支井顶部溢流的作用。

该工具包括变径接头1及其下端连接的中心管2，变径接头1的上端设有用于连接上段套管串的反旋的母扣螺纹，中心管2为套管短节，中心管2的下端设有用于连接下段套管串的正旋的公扣螺纹12。中心管2的外周上固定有套状的外壳3，外壳3由自上而下依次设置的上密封台阶、外管5、下密封台阶、筒体组成。外管5的内壁面与中心管2的外壁面周面密封配合，外管5的外径小于上、下密封台阶的外径，以在外壳3的外周上形成由外管5的外周面内陷而成的坐封环槽，该坐封环槽中装配有套装在外管5的外周上的坐封组件，坐封组件又是由若干上下间隔的胶筒4和相邻两胶筒4之间隔设的隔环6组成，外管5夹设在胶筒4和中心管2之间，且外管5的外周面与胶筒4、隔环6的内壁面间隙配合而形成环形的挤注间隙。下密封台阶上开设有上下贯通的挤注孔，该挤注孔有若干个，各个挤注孔的上端孔口连通挤注间隙的下端，挤注间隙的上端被上密封台阶封堵。筒体的内壁上开设有上下间隔的上挤注环槽和下挤注环槽，上、下挤注环槽分别与中心管2的外管5壁围成上下间隔的上段挤注环腔7和下段挤注环腔9，上段挤注环腔7连通挤注孔的下端口，下段挤注环腔9通过中心管2上开设的传压孔10连通中心管2的管腔，上段、下段挤注环腔9之间的台阶为将挤注环腔上下分隔的节流环，节流环上开设有若干在周向间隔均布的节流孔，各个节流孔均上下贯通而将上段、下段挤注环腔9连通，并在各个节流孔内均装配有供流体自节流管内向节流间隙中由内向外单向流动的坐封单流开关8。下挤注环槽的下槽壁上开设有上下贯通的循环孔，该循环孔的上端口通过下段挤注环腔9连通传压孔10，传压孔10和循环孔均在中心管2的周向上间隔均布；循环孔的下端口直接连通套管串和井壁之间的井套环空，以由传压孔10、下段挤注环腔9和循环孔依次连通而形成连通井套环空和中心管2的管腔的循环通道，并在该循环孔中装配有供流体自外向内单向流动的注浆单流开关11，注浆单流开关11、传压孔10和坐封单流开关8自下而上依次间隔设置。

本实施例中胶筒4用于在受到挤注间隙中压力液挤压扩张后胀封隔开套管串和井壁之间的井套环空，外管5和上段挤注环腔7用于向挤注间隙中传递液压；隔环6用于胶筒4膨胀时隔开胶筒4，产生径向压力，使胶筒4向外胀封；坐封单流开关8用于控制液体向上单向流动而使胶筒4液压胀封，注浆单流开关11用于保证胶筒4液压胀封期间液体不流向井套环空，同时固井注水泥浆期间控制固井液从套管串外环空向套管内的单向流动，注浆单流开关11分布于下段注浆环腔和中心管2连接处内，对中心管2实现单向关闭。

该工具的工作原理是：

1，钻井完井下后，确定封固段长，编排套管本体串，将分支井用液压式固井循环工具连接在套管串中，变径接头1与上段套管串连接，中心管2的下端与下段套管串相连，连接后下入预定位置；

2，采用内插法固井，将钻具插入套管串的底座中，在钻具和套管串之间的管套环空打压，坐封单流开关8打开，液体依次进入传压孔10、下段挤注环腔9、节流孔、上段挤注环腔7、挤注孔和挤注间隙，打压，胶筒4膨胀，实现胀封，封隔套管串和地层井壁之间的井套环空；

3，泄压，坐封单流开关8关闭；

4，向钻具内注入固井液，注浆单流开关11打开，固井液从井底上返至套管串和地层井壁的井套环空，依次通过循环孔、下段挤注环腔9和传压孔10，进入钻具和套管串之间的管套环空；

5，固井碰压，上提钻具洗出多余水泥浆，候凝。

本实用新型的分支井用循环固井工具的另一实施例：本实施例与上述实施例的区别在于，传压孔处于胶筒的内壁范围内，此时传压孔的外端口与挤注间隙直接相通，对应的坐封单流开关应当设置在传压孔中。

该分支井用循环固井工具的其他实施例：该工具上也可以不设置循环孔，这样该工具在使用时只是起到将井套环空封隔的作用，不再对多余的水泥浆进行溢流处理，此时该工具可使用普通的注浆工艺，如直接将水泥浆从套管串的地面管口中注入。

Claims (6)

1.分支井用循环固井工具，包括中心管及其外套装的胶筒，其特征在于，胶筒和中心管之间具有供压力液进入而向外挤压胀开胶筒的挤注间隙，挤注间隙连通有贯穿中心管的管壁的传压孔，传压孔与挤注间隙连通而成的挤注通道中设置有供液流由内向外单向流入挤注间隙中的坐封单流开关。

2.根据权利要求1所述的分支井用循环固井工具，其特征在于，传压孔处于胶筒的端部，并在中心管的外周上固定有与胶筒端面滑动密封配合的外壳，外壳和中心管之间具有连通在挤注间隙和传压孔之间的传压环腔，传压环腔属于挤注通道的一部分。

3.根据权利要求2所述的分支井用循环固井工具，其特征在于，外壳包括夹设在胶筒和中心管之间的外管，外管的内壁面与中心管的外壁面周面密封配合，外管的外避面和胶筒的内壁面间隙配合而形成所述挤注间隙，外管的两端分别设有与胶筒端面密封配合的密封台阶，胶筒和传压孔之间的密封台阶上开设有连通挤注间隙的挤注孔，并在挤注孔朝向传压孔的一端设有套设在中心管上的筒体，所述传压环腔处于筒体和中心管之间。

4.根据权利要求2所述的分支井用循环固井工具，其特征在于，挤注环腔中设有处于传压孔和挤注间隙之间而将挤注环腔分隔为上下两部分的节流环，节流环上开设有上下贯通的节流孔，所述单流开关处于节流孔中。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的分支井用循环固井工具，其特征在于，胶筒的下方设有用于连通中心管的管腔和井套环空的循环通道。

6.根据权利要求5所述的分支井用循环固井工具，其特征在于，传压孔处于胶筒的下方，且所述传压孔为循环通道的内段，循环通道的外段为连通在传压孔的外端口上的循环孔，循环孔中设有供流通自外向内单向流动的注浆单流开关。