CN218542217U - 隔断式固井工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种隔断式固井工具，包括中心管，所述中心管内设置沿轴向贯通的中心孔，所述中心管的外壁上套设有外壳体，所述外壳体包括能与中心孔连通的下腔体，所述下腔体的上方连通设置用于向外部环空注入固井液的上流通道；所述下腔体的下方设有用于胀封外部环空的液压式胀封胶筒。本实用新型可精确控制水泥封固点位置，保证该点以上井段的有效封固，避免水泥进入下部不要求封固的井段，提高作业效率，保证固井质量。

Description

隔断式固井工具

技术领域

本实用新型涉及钻井机械设备技术领域，尤其涉及一种隔断式固井工具。

背景技术

筛管顶部固井就是筛管顶部注水泥。该工艺在水平井使用较多，直井也常使用。这种工艺一般是油层上部下技术套管，打开油层后，在油层段下入筛管不用水泥封固，将筛管顶部的套管注水泥固井，保护油层与其他层位的有效封隔，使油层段不与水泥浆接触，从而不污染油层。目前采用的一般为套管底部加盲板加封隔器方式，多工具组合的完整性不足，下入过程无法实现有效灌浆及循环作业，导致下入风险性加大，固井作业过程易出现盲板失效封固筛管情况，后期扫除盲板作业较为复杂。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种隔断式固井工具，以克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种隔断式固井工具，通过工具可精确控制水泥封固点位置，保证该点以上井段的有效封固，避免水泥进入下部不要求封固的井段，提高作业效率，保证固井质量。

本实用新型的目的是这样实现的，一种隔断式固井工具，包括中心管，所述中心管内设置沿轴向贯通的中心孔，所述中心管的外壁上套设有外壳体，所述外壳体包括能与中心孔连通的下腔体，所述下腔体的上方连通设置用于向外部环空注入固井液的上流通道；所述下腔体的下方设有用于胀封外部环空的液压式胀封胶筒。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述中心管的侧壁上设置能连通中心孔和下腔体的循环孔，所述中心孔内设置能封堵所述循环孔且能下滑打开循环孔的上胶塞座，下入中心管内的下胶塞能坐封于所述上胶塞座上；所述中心孔内位于所述循环孔的下方固定设置下胶塞座，所述上胶塞座能下滑坐落于所述下胶塞座上。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述外壳体内还设有位于所述下腔体上方的上腔体，所述下腔体和所述上腔体之间设置允许流体自下而上单向流动的向上单流开关，所述上腔体的顶部连通所述上流通道。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述上胶塞座通过定位销钉连接于所述中心管的侧壁上。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述液压式胀封胶筒包括下腔体下方的上胶筒和下胶筒，所述上胶筒和所述下胶筒之间设有隔环，所述上胶筒的内壁和所述中心管的外壁之间设有用于加压促使上胶筒径向膨胀的上胶筒循环通道，所述下胶筒的内壁和所述中心管的外壁之间设有用于加压促使下胶筒径向膨胀的下胶筒循环通道，所述隔环的内壁和所述中心管的外壁之间设有用于连通上胶筒循环通道和下胶筒循环通道的隔环通道，所述上胶筒循环通道的顶部连通所述下腔体，所述下胶筒的底部设置胶筒底座。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述外壳体内位于所述上腔体和所述下腔体之间设置腔体台阶部，所述腔体台阶部上设置轴向贯通的开关孔，所述开关孔的顶部设置直径呈渐增的锥孔，所述锥孔内能坐封开关球，所述开关孔内设置弹簧，所述弹簧的顶部连接所述开关球，所述开关球能在所述下腔体内液压作用下上移打开所述锥孔。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述循环孔的数量为四个，四个所述循环孔呈径向对称开设于所述中心管的侧壁上。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述中心管的顶部设置上连接部，所述中心管的底部设置下连接部。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述上连接部为设置在所述中心孔顶部的内螺纹。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述下连接部为设置在所述中心管的外壁底部的外螺纹。

由上所述，本实用新型的隔断式固井工具具有如下有益效果：

本实用新型中，液压式胀封胶筒能胀封上流通道下方的外部环空，固井液能通过上流通道注入外部环空，可精确控制水泥封固点位置，保证该点以上有效封固，避免水泥进入下部不要求封固的井段，提高作业效率，保证固井质量。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1：为本实用新型的隔断式固井工具的示意图。

图中：

1、上连接部；2、中心管；3、上流通道；4、上腔体；5、向上单流开关；6、下腔体；7、定位销钉；8、上胶塞座；9、循环孔；10、下胶塞座螺纹；11、下胶塞座；12、上胶筒；13、上胶筒循环通道；14、隔环；15、下胶筒；16、下胶筒循环通道；17、胶筒底座；18、下连接部。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本实用新型提供一种隔断式固井工具，使用时，串接于套管本体串(现有技术)上；包括中心管2，中心管2内设置沿轴向贯通的中心孔，中心管2的外壁上套设有外壳体，外壳体包括能与中心孔连通的下腔体6，下腔体6的上方连通设置用于向外部环空注入固井液的上流通道3；下腔体6的下方设有用于胀封外部环空的液压式胀封胶筒。

本实用新型中，液压式胀封胶筒能胀封上流通道下方的外部环空，固井液能通过上流通道注入外部环空，可精确控制水泥封固点位置，保证该点以上有效封固，避免水泥进入下部不要求封固的井段，提高作业效率，保证固井质量。

进一步，如图1所示，中心管2的侧壁上设置能连通中心孔和下腔体6的循环孔9，中心孔内设置能封堵循环孔9且能下滑打开循环孔9的上胶塞座8，下入中心管2内的下胶塞能坐封于上胶塞座8上；中心孔内位于循环孔9的下方固定设置下胶塞座11，上胶塞座8下滑坐落于下胶塞座11上。

在本实施方式中，下胶塞座11通过下胶塞座螺纹10连接于中心管2的侧壁上。

进一步，如图1所示，上胶塞座8通过定位销钉7连接于中心管的侧壁上。

工作时，将串接有本实用新型的套管本体串下入井内，至本实用新型到达封固点位置，向套管本体串内投入下胶塞，下胶塞坐封于上胶塞座8上，向套管本体串内打压，下胶塞推动上胶塞座8剪断定位销钉7下移至下胶塞座11，打开循环孔9进行后续的注液作业。

在本实施方式中，循环孔9的数量为四个，四个循环孔9呈径向对称开设于中心管2的侧壁上。

进一步，如图1所示，外壳体内还设有位于下腔体6上方的上腔体4，下腔体6和上腔体4之间设置允许流体自下而上单向流动的向上单流开关5，上腔体4的顶部连通上流通道3。

进一步如图1所示，外壳体内位于上腔体4和下腔体6之间设置腔体台阶部，腔体台阶部上设置轴向贯通的开关孔，开关孔的顶部设置直径呈渐增的锥孔，锥孔内能坐封开关球，开关孔内设置弹簧，弹簧的顶部连接开关球，开关球能在下腔体内液压作用下上移打开锥孔。

向上单流开关5通过弹簧、腔体台阶部的开关孔、下腔体6内液体压力实现向上单向开关，用于固井注水泥期间控制固井液从套管向外部环空的单向流动，向上单流开关5可分布于下腔体6和中心管2连接处内。

进一步，如图1所示，液压式胀封胶筒包括下腔体6下方的上胶筒12和下胶筒15，上胶筒12和下胶筒15之间设有隔环14，上胶筒12的内壁和中心管2的外壁之间设有用于加压促使上胶筒12径向膨胀的上胶筒循环通道13，下胶筒15的内壁和中心管2的外壁之间设有用于加压促使下胶筒15径向膨胀的下胶筒循环通道16，隔环14的内壁和中心管2的外壁之间设有用于连通上胶筒循环通道13和下胶筒循环通道16的隔环通道，上胶筒循环通道13的顶部连通下腔体6，下胶筒15的底部设置胶筒底座17。

上胶筒12和下胶筒15用于胀封隔开套管本体串外部环空，上胶筒循环通道13和下胶筒循环通道16用于传递液压；隔环14用于胶筒膨胀时隔开上胶筒12和下胶筒15，产生径向压力，使上胶筒12和下胶筒15向外胀封。

进一步，如图1所示，中心管2的顶部设置上连接部1，中心管2的底部设置下连接部18。

在本实施方式中，上连接部为设置在中心孔顶部的内螺纹(工具母扣)。

在本实施方式中，下连接部为设置在中心管的外壁底部的外螺纹(工具公扣)。

使用本实用新型的隔断式固井工具进行固井作业时：

(1)钻井作业完成后，确定封固位置及封固段长，编排套管本体串，将隔断式固井工具连接在套管本体串中，上连接部1(工具母扣)与上部套管本体(现有技术，套管本体串位于隔断式固井工具上方为上部套管本体，套管本体串位于隔断式固井工具下方为下部套管本体)连接，下连接部18(工具公扣)与下部套管本体相连，连接后下入预定位置。

(2)向套管本体串内投入下胶塞，下胶塞坐封于上胶塞座8上，向套管本体串内打压，下胶塞推动上胶塞座8剪断定位销钉7下移至下胶塞座11，打开循环孔9进行后续的注液作业。

(3)卸除环空压力后，封闭套管与地层环空继续打压，液体依次通过循环孔9、下腔体6、上胶筒循环通道13、隔环通道、下胶筒循环通道16，通过加压促使上胶筒12、下胶筒15膨胀，实现胀封，封隔套管本体和地层环空；

(4)卸除环空压力后，向套管本体串内注入固井液，向上单流开关5打开，固井液分别通过循环孔9、下腔体6、向上单流开关5、上腔体4、上流通道3进入套管本体串和地层的环空；

(5)泵入计算固井液后，投入上胶塞堵住循环孔9，实现固井碰压后洗出多余水泥浆，候凝。

由上所述，本实用新型的隔断式固井工具具有如下有益效果：

本实用新型中，液压式胀封胶筒能胀封上流通道下方的外部环空，固井液能通过上流通道注入外部环空，可精确控制水泥封固点位置，保证该点以上有效封固，避免水泥进入下部不要求封固的井段，提高作业效率，保证固井质量。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种隔断式固井工具，其特征在于，包括中心管，所述中心管内设置沿轴向贯通的中心孔，所述中心管的外壁上套设有外壳体，所述外壳体包括能与中心孔连通的下腔体，所述下腔体的上方连通设置用于向外部环空注入固井液的上流通道；所述下腔体的下方设有用于胀封外部环空的液压式胀封胶筒。

2.如权利要求1所述的隔断式固井工具，其特征在于，所述中心管的侧壁上设置能连通中心孔和下腔体的循环孔，所述中心孔内设置能封堵所述循环孔且能下滑打开循环孔的上胶塞座，下入中心管内的下胶塞能坐封于所述上胶塞座上；所述中心孔内位于所述循环孔的下方固定设置下胶塞座，所述上胶塞座能下滑坐落于所述下胶塞座上。

3.如权利要求2所述的隔断式固井工具，其特征在于，所述外壳体内还设有位于所述下腔体上方的上腔体，所述下腔体和所述上腔体之间设置允许流体自下而上单向流动的向上单流开关，所述上腔体的顶部连通所述上流通道。

4.如权利要求2所述的隔断式固井工具，其特征在于，所述上胶塞座通过定位销钉连接于所述中心管的侧壁上。

5.如权利要求2所述的隔断式固井工具，其特征在于，所述液压式胀封胶筒包括下腔体下方的上胶筒和下胶筒，所述上胶筒和所述下胶筒之间设有隔环，所述上胶筒的内壁和所述中心管的外壁之间设有用于加压促使上胶筒径向膨胀的上胶筒循环通道，所述下胶筒的内壁和所述中心管的外壁之间设有用于加压促使下胶筒径向膨胀的下胶筒循环通道，所述隔环的内壁和所述中心管的外壁之间设有用于连通上胶筒循环通道和下胶筒循环通道的隔环通道，所述上胶筒循环通道的顶部连通所述下腔体，所述下胶筒的底部设置胶筒底座。

6.如权利要求3所述的隔断式固井工具，其特征在于，所述外壳体内位于所述上腔体和所述下腔体之间设置腔体台阶部，所述腔体台阶部上设置轴向贯通的开关孔，所述开关孔的顶部设置直径呈渐增的锥孔，所述锥孔内能坐封开关球，所述开关孔内设置弹簧，所述弹簧的顶部连接所述开关球，所述开关球能在所述下腔体内液压作用下上移打开所述锥孔。

7.如权利要求4所述的隔断式固井工具，其特征在于，所述循环孔的数量为四个，四个所述循环孔呈径向对称开设于所述中心管的侧壁上。

8.如权利要求1所述的隔断式固井工具，其特征在于，所述中心管的顶部设置上连接部，所述中心管的底部设置下连接部。

9.如权利要求8所述的隔断式固井工具，其特征在于，所述上连接部为设置在所述中心孔顶部的内螺纹。

10.如权利要求8所述的隔断式固井工具，其特征在于，所述下连接部为设置在所述中心管的外壁底部的外螺纹。

Images