CN208587131U - 一种固井水泥浆增压装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种固井水泥浆增压装置，本实用新型包括套管、套接在套管外侧的至少两段管外封隔器、滑动设置在套管内的胶塞和固定设置在套管内的阻流环，所述的相邻管外封隔器间隔设置有一定的间距，且位于下侧的管外封隔器的胀封压力值大于与该管外封隔器相邻的位于上侧的管外封隔器的胀封压力值。本实用新型在固井时依次经过注水泥浆作业和挤水泥浆作业，而挤水泥浆作用有助于提高其固井质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种固井水泥浆增压装置。
背景技术
向井内下入套管，并向井眼和套管之间的环形空间注入水泥的施工作业称为固井。为了保证固井的质量，在注入水泥浆后，需要去水泥浆进行增压，传统水水泥浆增压的方式一般有：1、向水泥浆中加入膨胀剂；2、在井口进行环空加压，但是第一种方式中膨胀剂的产生的压力有限，固井效果不理想，第二种方式中如果没有下技术套管，在井口环空加压，表层套管鞋处地层破裂压力比较小，容易发生漏失而无法对水泥浆进行有效增压。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种固井效果好的固井水泥浆增压装置。
为了解决上述问题，本实用新型包括套管、套接在套管外侧的至少两段管外封隔器、滑动设置在套管内的胶塞和固定设置在套管内的阻流环，所述的相邻管外封隔器间隔设置有一定的间距，且位于下侧的管外封隔器的胀封压力值大于与该管外封隔器相邻的位于上侧的管外封隔器的胀封压力值。
为了兼顾固井质量与成本，本实用新型所述管外封隔器设置有两段，两段管外封隔器分别为第一管外封隔器和第二管外封隔器，所述的第一管外封隔器位于第二管外封隔器的上侧，第一管外封隔器与第二管外封隔器之间设置有一定的间距，且第一管外封隔器设置在油顶层的上侧。
为了便于控制第一管外封隔器和第二管外封隔器胀封，本实用新型所述的第一管外封隔器的胀封压力值为15-16MPa，所述的第二管外封隔器的胀封压力值为18-20MPa。
为了便于设置管外封隔器，本实用新型所述的管外封隔器包括上接头、下接头和位于上接头与下接头之间的膨胀元件，所述的膨胀元件包括橡胶套筒和间隔套接在橡胶套筒上的上紧固环与下紧固环，当橡胶套筒处于自然状态时，所述的上紧固环和内径和下紧固环的内径均小于橡胶套筒的外径，所述的橡胶套筒位于上紧固环上侧的部分为上段，橡胶套筒的位于上紧固环与下紧固环之间的部分为中段，橡胶套筒位于下紧固环下侧的部分为下段，所述的上段的内径、中段的内径和下段的内径均相同，橡胶套筒的上段的外径、中段的外径和下段的外径依次增大。
为了增强橡胶套筒挤压水泥浆的能力，本实用新型所述的橡胶套筒的上段、中段和下段内均设置有支撑骨架，所述的支撑骨架包括若干沿橡胶套筒的周向方向间隔设置的支撑杆，且支撑杆的长度方向沿橡胶套筒的轴向方向。
为了便于上接头和下接头与橡胶套筒连接，本实用新型所述的上接头和下接头与橡胶套筒之间设置有连接部件，所述的连接部件包括内套管、外套管和连接内套管与外套管的连接环板，所述的橡胶套筒套接在内套管上，所述的外套管套接在橡胶套管的外侧，且内套管和外套管均与橡胶套筒固定连接。
本实用新型的有益效果是：本实用新型在固井时，先通过传统方式进行固井，固井过程如下：注入前置液--水泥浆--投入胶塞--注胶塞液--注入泥浆—用水泥车灌注清水碰压，在用水泥车灌注清水碰压的过程中，套管内压力先达到位于上侧的管外封隔器的胀封压力，然后上侧的管外封隔器在胀封时会让管外封隔器的下侧形成一个密闭的空间，再继续打压的过程中，位于下侧的管外封隔器依次胀封，下侧管外封隔器在胀封时会挤压密闭空间内的水泥浆，增大密闭空间内的水泥浆的压力，提高固井质量。本实用新型在固井时依次经过注水泥浆作业和挤水泥浆作业，而挤水泥浆作用有助于提高其固井质量。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的第一管外封隔器胀封时的状态示意图；
图3为本实用新型的第二管外封隔器胀封时的状态示意图；
图4为管外封隔器的结构示意图。
其中：1、油井，2、胶塞，3、第一管外封隔器，4、油顶层，5、套管，6、第二管外封隔器，7、阻流环，3-1、上接头，3-2、连接环板，3-3、内套管，3-4、外套管，3-5、上段，3-6、上紧固环，3-7、中段，3-8、下紧固环，3-9、下段，3-10、下接头，3-11、支撑骨架。
具体实施方式
实施例一
如图1所示的固井水泥浆增压装置，包括套管5、套接在套管5外侧的至少两段管外封隔器、滑动设置在套管5内的胶塞2和固定设置在套管5内的阻流环7，套管5设置在油井1内，所述的相邻管外封隔器间隔设置有一定的间距，且位于下侧的管外封隔器的胀封压力值大于与该管外封隔器相邻的位于上侧的管外封隔器的胀封压力值。所述管外封隔器设置有两段，两段管外封隔器分别为第一管外封隔器3和第二管外封隔器6，所述的第一管外封隔器3位于第二管外封隔器6的上侧，第一管外封隔器与第二管外封隔器之间设置有一定的间距，且第一管外封隔器设置在油顶层4的上侧，所述的第一管外封隔器3的胀封压力值为15-16MPa，所述的第二管外封隔器6的胀封压力值为18-20MPa。
本实施例所述的管外封隔器采用现有技术，其主要包括阀系接头总成、胶筒总成、中心管和短节，在固井过程中胶塞通过阀系接头总成时将密封在进液孔上的限位杆碰断，当胶塞2移动至阻流环时，套管5内的压力增大，打压时液体经阀系接头总成的进液孔进入至开启阀，当压力达到设定值时开启阀上的销钉被间断，开启阀打开，同时单流阀也打开，液体经限压阀进入中心管与胶筒件的膨胀腔内，使管外封隔器膨胀与井壁紧密接触形成密封。
实施例二
如图4所示，本实施与实施例一相比，主要的区别在于所述的管外封隔器包括上接头3-1、下接头3-10和位于上接头3-1与下接头3-10之间的膨胀元件，所述的膨胀元件包括橡胶套筒和间隔套接在橡胶套筒上的上紧固环3-6与下紧固环3-8，当橡胶套筒处于自然状态时，所述的上紧固环3-6的内径和下紧固环3-8的内径小于橡胶套筒的外径，所述的橡胶套筒位于上紧固环3-6上侧的部分为上段3-5，橡胶套筒的位于上紧固环3-6与下紧固环3-8之间的部分为中段3-7，橡胶套筒位于下紧固环3-8下侧的部分为下段3-9，所述的上段3-5的内径、中段3-7的内径和下段3-9的内径均相同，橡胶套筒的上段3-5的外径、中段3-7的外径和下段3-9的外径依次增大。所述的橡胶套筒的上段3-5、中段3-7和下段3-9内均设置有支撑骨架3-11，所述的支撑骨架3-11包括若干沿橡胶套筒的周向方向间隔设置的支撑杆，且支撑杆的长度方向沿橡胶套筒的轴向方向。所述的上接头3-1和下接头3-10与橡胶套筒之间设置有连接部件，所述的连接部件包括内套管3-3、外套管3-4和连接内套管3-3与外套管3-4的连接环板3-2，所述的橡胶套筒套接在内套管3-3上，所述的外套管3-4套接在橡胶套管的外侧，且内套管3-3和外套管3-4均与橡胶套筒固定连接。由于上段3-5、中段3-7和下段3-9的厚度不同，其膨胀压力值会随厚度增加而增大，当向套管5内打压时，上段3-5的厚度最小会先胀封，然后依次为中段3-7和下段3-9，在依次胀封的过程中，上段3-5胀封后会优先形成一个封闭的空间，而在中段3-7和下段3-9胀封的过程中，水泥浆不能在自由游离至低压区，只能向下依次挤压下侧的水泥浆，增大了水泥浆的压力，能够提高固井的质量。
如图1-3所示，在进行固井时，先通过常规方法进行固井，常规方式固井的过程为注入前置液—注水泥浆--投入胶塞2--注胶塞液--注入泥浆—用水泥车灌注清水碰压，在碰压时即胶塞2运动至阻流环7处，胶塞2受到阻流环7的阻挡，胶塞2上部的压力随着水泥车泵入清水套管5内压力逐渐增高，在打压的过程中，当上升至15-16MPa时，位于油顶层4上侧第一管外封隔器3胀封，将水泥浆阻挡至第一管外封隔器3的下部，再继续打压至18-20MPa时，位于油顶下侧的第二管外封隔器6胀封，由于自第一管外封隔器3胀封时，使得第一管外封隔器3的下部形成一个密闭的空间，在第二管外封隔器6胀封时，第二管外封隔器6挤压水泥浆，提高密闭空间内水泥浆的压力，以达到提高固井质量的目的。上述所述的油顶层4为油层的顶部，即油层与水层的分割面或不同油层之间的分割面。
Claims (6)
1.一种固井水泥浆增压装置，其特征在于：包括套管、套接在套管外侧的至少两段管外封隔器、滑动设置在套管内的胶塞和固定设置在套管内的阻流环，相邻的管外封隔器之间设置有一定的间距，且位于下侧的管外封隔器的胀封压力值大于与该管外封隔器相邻的位于上侧的管外封隔器的胀封压力值。
2.根据权利要求1所述的固井水泥浆增压装置，其特征在于：所述管外封隔器设置有两段，两段管外封隔器分别为第一管外封隔器和第二管外封隔器，所述的第一管外封隔器位于第二管外封隔器的上侧，第一管外封隔器与第二管外封隔器之间设置有一定的间距，且第一管外封隔器设置在油顶层的上侧。
3.根据权利要求2所述的固井水泥浆增压装置，其特征在于：所述的第一管外封隔器的胀封压力值为15-16MPa，所述的第二管外封隔器的胀封压力值为18-20MPa。
4.根据权利要求1-3中任何一项所述的固井水泥浆增压装置，其特征在于：所述的管外封隔器包括上接头、下接头和位于上接头与下接头之间的膨胀元件，所述的膨胀元件包括橡胶套筒和间隔套接在橡胶套筒上的上紧固环与下紧固环，当橡胶套筒处于自然状态时，所述的上紧固环和内径和下紧固环的内径均小于橡胶套筒的外径，所述的橡胶套筒位于上紧固环上侧的部分为上段，橡胶套筒的位于上紧固环与下紧固环之间的部分为中段，橡胶套筒位于下紧固环下侧的部分为下段，所述的上段的内径、中段的内径和下段的内径均相同，橡胶套筒的上段的外径、中段的外径和下段的外径依次增大。
5.根据权利要求4所述的固井水泥浆增压装置，其特征在于：所述的橡胶套筒的上段、中段和下段内均设置有支撑骨架，所述的支撑骨架包括若干沿橡胶套筒的周向方向间隔设置的支撑杆，且支撑杆的长度方向沿橡胶套筒的轴向方向。
6.根据权利要求4所述的固井水泥浆增压装置，其特征在于：所述的上接头和下接头与橡胶套筒之间设置有连接部件，所述的连接部件包括内套管、外套管和连接内套管与外套管的连接环板，所述的橡胶套筒套接在内套管上，所述的外套管套接在橡胶套管的外侧，且内套管和外套管均与橡胶套筒固定连接。
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