CN220203862U - 一种弃井注水泥封隔器 - Google Patents

Abstract

一种弃井注水泥封隔器，该封隔器包括：丢手工具；丢手服务机构，包括下入接头、丢手锁定件和内支撑套，丢手锁定件分别与下入接头和内支撑套连接；丢手套装在丢手锁定件外；丢手锁定件尾端设置有弹性锁定块；内支撑套上端设置有剪切销钉，下端设置有凸台；封隔器，包括本体、上卡瓦、下卡瓦、胶筒、坐封推筒、活塞和活塞缸，本体设置有通孔并与丢手工具连接，上卡瓦、胶筒和下卡瓦顺序套装在本体外，活塞安装在本体下端，活塞缸套装在活塞上，坐封推筒套装在本体外并与活塞缸连接；坐封球座，与活塞底端连接；以及单向注入机构，与活塞底端连接并围合成一容置空间，坐封球座位于容置空间内。

Description

一种弃井注水泥封隔器

技术领域

本实用新型涉及石油天然气的石油钻采固完井技术，特别是一种适用于油气井弃井作业的弃井注水泥封隔器。

背景技术

海洋油气开采中，弃井是油气井运行周期的最后一个环节，是确保油田停产后海洋生态环境安全的至关重要的步骤，弃井方案不完善，会导致油气泄漏，对海洋环境产生严重的影响。

海洋弃井新标准中规定，在套管或尾管射孔完成探井的永久弃井作业规程中，特殊井宜在顶部射孔段以上15m以内下入挤水泥封隔器，采用试挤注，间歇挤水泥的方法向油气层挤水泥，挤入量应满足封固射孔段或最高挤入压力达到该井段原始地层破裂压力。挤水泥结束后，应在挤水泥封隔器上注长度不小于50m的水泥塞，探水泥塞顶面并试压合格。

海上常用的弃井方式是，在油层段或上方打水泥塞，然后电缆或钻柱下入封隔器或桥塞，并完成坐封坐挂，再下入钻具组合，在封隔器或桥塞上方打水泥塞。现有技术的缺点是需要单独下入两趟打水泥塞钻具，一趟电缆或钻具送入坐封桥塞，整体工艺花费时间较长，效率较低。采用电缆桥塞封堵油气井内封层，需要依靠火药燃烧的能量作为动力源进行井下桥塞坐封与丢手，这种工艺需要用到民爆物品，而民爆物品给生产组织带来不便，同时火药燃烧后产生的废料容易污染环境，也不方便工具清洗保养。尤其对于深井或超深井，整体作业费用较高。另外，该工艺还存在封隔器试脱手后无法回插到位风险，且工具承受挤水泥作业高压反作用，存在移位风险。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种弃井注水泥封隔器。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种弃井注水泥封隔器，其中，包括：

丢手工具；

丢手服务机构，包括下入接头、丢手锁定件和内支撑套，所述下入接头用于连接上部钻柱，所述丢手锁定件分别与所述下入接头和内支撑套连接，用于实现所述下入接头与丢手工具的连接；所述丢手工具套装在所述丢手锁定件外；所述丢手锁定件的尾端设置有弹性锁定块，用于实现与所述丢手工具的锁定与脱离；所述内支撑套的上端设置有剪切销钉，所述内支撑套的下端设置有凸台，用于支撑所述弹性锁定块以保持锁定状态，当下压或投球时，所述剪切销钉剪断，所述内支撑套下移，解除锁定功能，实现钻柱与所述丢手工具脱开；

封隔器，包括封隔器本体、上卡瓦、下卡瓦、胶筒、坐封推筒、活塞和活塞缸，所述封隔器本体设置有通孔并与所述丢手工具连接，所述上卡瓦、胶筒和下卡瓦顺序套装在所述封隔器本体外，所述活塞安装在所述封隔器本体下端，所述活塞缸套装在所述活塞上，所述坐封推筒套装在所述封隔器本体外并与所述活塞缸连接；

坐封球座，与所述活塞的底端连接，用于钻柱内投球后对上部管柱内部的密封；以及

单向注入机构，与所述活塞的底端连接并与所述活塞底端面共同围合成一容置空间，所述坐封球座位于所述容置空间内，所述单向注入机构用于控制水泥单向流入所述封隔器下端，并在所述封隔器注水泥后，防止水泥上返。

上述的弃井注水泥封隔器，其中，所述单向注入机构为双级单向浮阀，所述双级单向浮阀包括第一单向浮阀和第二单向浮阀，所述第一单向浮阀与所述活塞的末端连接，所述第二单向浮阀与所述第一单向浮阀连接，所述第一单向浮阀和第二单向浮阀与所述封隔器本体同轴设置。

本实用新型的技术效果在于：

本实用新型适用于油气井弃井作业，能一趟管柱实现封隔器坐封、坐挂，进行下部挤水泥，然后脱手封隔器，在封隔器上方打水泥塞作业。可满足海上挤水泥封堵储层标准，尤其是高压气井挤水泥作业。封隔器整体结构简单，坐封工具完成坐封、坐挂，挤水泥和打水泥塞后可重复使用，节约了作业时间，经济效益高。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的结构示意图；

图2A-2E分别为本实用新型的工作原理图。

其中，附图标记

1下入接头

2丢手锁定件

3内支撑套

4丢手工具

5封隔器本体

6上卡瓦

7胶筒

8下卡瓦

9坐封推筒

10活塞

11活塞缸

12坐封球座

13第一单向浮阀

14第二单向浮阀

15钻柱

16套管

17水泥

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作具体的描述：

参见图1，图1为本实用新型一实施例的结构示意图。本实用新型的弃井注水泥封隔器，包括：丢手工具4，最终留在井下；丢手服务机构，包括下入接头1、丢手锁定件2和内支撑套3，所述下入接头1用于连接上部钻柱15，所述丢手锁定件2分别与所述下入接头1和内支撑套3连接，用于实现所述下入接头1与丢手工具4的连接；所述丢手工具4套装在所述丢手锁定件2外；所述丢手锁定件2的尾端设置有弹性锁定块，用于实现与所述丢手工具4的锁定与脱离；所述内支撑套3的上端设置有剪切销钉，所述内支撑套3的下端设置有凸台，用于支撑所述弹性锁定块以保持锁定状态，当下压或投球时，所述剪切销钉剪断，所述内支撑套3下移，解除锁定功能，实现钻柱15与丢手工具4脱开；封隔器，包括封隔器本体5、上卡瓦6、下卡瓦8、胶筒7、坐封推筒9、活塞10和活塞缸11，所述封隔器本体5设置有通孔并与所述丢手工具4连接，所述上卡瓦6、胶筒7和下卡瓦8顺序套装在所述封隔器本体5外，所述活塞10安装在所述封隔器本体5下端，所述活塞缸11套装在所述活塞10上，所述坐封推筒9套装在所述封隔器本体5外并与所述活塞缸11连接；坐封球座12，与所述活塞10的底端连接，用于钻柱15内投球后对上部管柱内部的密封，钻柱15内投球后，球会坐落到坐封球座12上，具有密封作用，使得上部管柱内成为密封状态，可打压坐封坐挂封隔器，坐封完毕后可打脱球座，或投入可溶球，将球直接溶解，不影响固井作业；以及单向注入机构，与所述活塞10的底端连接并与所述活塞10底端面共同围合成一容置空间，所述坐封球座12位于所述容置空间内，所述单向注入机构用于控制水泥17单向流入所述封隔器下端，并在所述封隔器注水泥17后，防止水泥17上返。

本实施例的下入接头1、丢手锁定件2及内支撑套3为服务工具，下入接头1与丢手锁定件2通过键与轨道连接，可相对滑动，实现机械下压动作。丢手锁定件2与内支撑套3通过剪切销钉连接，销钉剪切后内支撑套3往下移动，使得丢手锁定件2的下端弹性锁块失去锁定作用。丢手工具4下端与封隔器连接，丢手后与封隔器留在井筒。内支撑套3与丢手锁定件2装配后，丢手锁定件2末端的锁定块被内支撑套3末端锁定，是保持固定形状的。当内支撑套3被机械或液压动作剪切了销钉后，内支撑套3下移，丢手锁定件2末端的锁定块是弹性的，上提服务工具就会导致该弹性锁块变形，从而失去了锁定丢手工具4的功能，实现丢手脱离。所述单向注入机构优选为双级单向浮阀，所述双级单向浮阀包括第一单向浮阀13和第二单向浮阀14，所述第一单向浮阀13与所述活塞10的末端连接，所述第二单向浮阀14与所述第一单向浮阀13连接，所述第一单向浮阀13和第二单向浮阀14与所述封隔器本体5同轴设置。

其中，所述单向注入机构还可包括滑套和开关，所述滑套与所述活塞10的末端连接，所述开关安装在所述滑套上，所述滑套与所述封隔器本体5同轴设置。

参见图2A-2E，图2A-2E分别为本实用新型的工作原理图。其中，图2A表示钻柱15携带注水泥17封隔器入井；图2B为投坐封球，坐封坐挂注水泥17封隔器；图2C为封隔器下端注水泥17；图2D为封隔器丢手工具4，封隔器上端注水泥17；图2E为提出服务工具，弃井作业完成。工作时，工具下达预定的深度，向钻柱15内投入坐封球，到坐封球座12，在钻柱15内形成密封空间，钻柱15内打液压到坐封压力，活塞10的坐封销钉剪切，活塞10推动坐封推筒9上行，上卡瓦6的位置保持不动，坐封推筒9推动下卡瓦8和挤压胶筒7，从而导致下卡瓦8和上卡瓦6伸出，咬住套管16，永久封隔器坐挂，胶筒7被挤压，使得胶筒7胀封至套管16，永久封隔器坐挂坐封完成。

投球打压后，液压通过所述通孔传递到活塞10上，所述活塞10推动所述坐封推筒9，所述坐封推筒9推动所述上卡瓦6和下卡瓦8，并挤压所述胶筒7，使得所述上卡瓦6和下卡瓦8伸出，卡瓦牙咬进套管16，锚定住整个封隔器，胶筒7挤压封隔上下两个腔体。可形成封隔器封隔上下两个环空，相互没有压力影响；通过卡瓦与套管16的啮合作用，实现工具位置固定，能消除机械力和流体压力可能导致封隔器滑动的风险；下端注水泥17时，压力较高，封隔环空，水泥17不会从环空上返。

钻柱15内继续打液压至剪切球座的销钉剪断，球座脱离密封位置，继续打压第一单向浮阀13和第二单向浮阀14在液压的作用下保持打开状态，可向下方挤水泥17至地层。设计的水泥17量挤完后，停泵，挤注水泥17结束，此时第一单向浮阀13和第二单向浮阀14自动关闭，可防止水泥浆回流。

缓慢下压钻柱15，作用力传递至下入接头1，下入接头1的销钉剪断后下行，推动内支撑套3，内支撑套3的销钉剪断后被推动至下端，失去对丢手锁定件2的弹性爪的锁定功能，没有内支撑套3对丢手锁定件2的锁定后，上提钻柱15，下入接头1带动丢手锁定件2及内支撑套3脱离挤水泥封隔器系统，丢手工作完成。上提钻柱15至预定位置，按照设计挤水泥，钻柱15中的水泥17通过下入接头1注入到目标位置，完成挤水泥后，提出整个管柱及服务工具。

本实用新型适用于油气井弃井作业，该工具主要由丢手服务机构、永久封隔器、坐封球座、单向浮阀等组成，其中单向浮阀也可以用滑套及配套开关工具代替。该工具结构简单，性能可靠，能满足一趟钻柱实现桥塞下入、坐封坐挂，生产层段挤水泥，可通过机械或液压的方式脱手封隔器，工具脱手后可在封隔器上方直接打水泥塞作业。该工具克服了常规注水泥弃井工具的不足之处，实现降低风险，提高弃井作业质量，增效降本的目标。能一趟管柱实现封隔器坐封、坐挂，进行生产层段挤水泥，然后可通过机械或液压脱手封隔器，并在封隔器上方打水泥塞作业。能满足海上挤水泥封堵储层新标准，特别是高压气井挤水泥作业。整体结构相对简单，服务工具完成坐封、坐挂，挤水泥和打水泥塞后可重复使用，节约作业时间，经济效益高。克服了现有技术注水泥弃井工具的不足之处，降低了风险，提高了弃井作业质量，实现了增效降本的功能。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种弃井注水泥封隔器，其特征在于，包括：

丢手工具；

丢手服务机构，包括下入接头、丢手锁定件和内支撑套，所述下入接头用于连接上部钻柱，所述丢手锁定件分别与所述下入接头和内支撑套连接，用于实现所述下入接头与丢手工具的连接；所述丢手工具套装在所述丢手锁定件外；所述丢手锁定件的尾端设置有弹性锁定块，用于实现与所述丢手工具的锁定与脱离；所述内支撑套的上端设置有剪切销钉，所述内支撑套的下端设置有凸台，用于支撑所述弹性锁定块以保持锁定状态，当下压或投球时，所述剪切销钉剪断，所述内支撑套下移，解除锁定功能，实现钻柱与所述丢手工具脱开；

封隔器，包括封隔器本体、上卡瓦、下卡瓦、胶筒、坐封推筒、活塞和活塞缸，所述封隔器本体设置有通孔并与所述丢手工具连接，所述上卡瓦、胶筒和下卡瓦顺序套装在所述封隔器本体外，所述活塞安装在所述封隔器本体下端，所述活塞缸套装在所述活塞上，所述坐封推筒套装在所述封隔器本体外并与所述活塞缸连接；

坐封球座，与所述活塞的底端连接，用于钻柱内投球后对上部管柱内部的密封；以及

单向注入机构，与所述活塞的底端连接并与所述活塞底端面共同围合成一容置空间，所述坐封球座位于所述容置空间内，所述单向注入机构用于控制水泥单向流入所述封隔器下端，并在所述封隔器注水泥后，防止水泥上返。

2.如权利要求1所述的弃井注水泥封隔器，其特征在于，所述单向注入机构为双级单向浮阀，所述双级单向浮阀包括第一单向浮阀和第二单向浮阀，所述第一单向浮阀与所述活塞的末端连接，所述第二单向浮阀与所述第一单向浮阀连接，所述第一单向浮阀和第二单向浮阀与所述封隔器本体同轴设置。