本发明专利技术公开了一种高温高压井三胶塞固井水泥头装置，包括筒状的上端封闭的水泥头本体和底座，水泥头本体中从下至上依次设置有下胶塞、中胶塞、上胶塞，水泥头本体的侧壁设置有分别与下胶塞、中胶塞、上胶塞配合的下释放挡销、中释放挡销、上释放挡销，水泥头本体的侧壁连接有洗管线阀门、第一注水泥阀门、第二注水泥阀门、替浆阀门，洗管线阀门在水泥头本体内的出口处于下胶塞的下方，第一注水泥阀门出口处于下胶塞与中胶塞之间，第二注水泥阀门的出口处于中胶塞与上胶塞之间，替浆阀门的出口处于上胶塞的上方。本发明专利技术可以有效提高固井质量，缩短固井作业时间，并能减少固井期间的风险。本发明专利技术还公开了一种固井作业方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钻井的
，具体涉及一种用于石油钻采设备固井注水泥的装置及固井作业方法。
技术介绍
在高温高压生产井钻井作业中，为有效压稳地层，防止发生高压气窜降低固井质量和高温套管膨胀伸长抬升井口等问题，确保后续气田安全开发和顺利生产，故常常采用全井段水泥首尾浆封固的方式进行固井作业，而且首尾浆中采用不同的水泥浆体系，以达到增强水泥环质量，压稳地层流体且不发生井漏，以及防止气窜并降低成本费用的目的。常规的固井作业方式是首先通过洗管线阀门注入冲洗液及隔离液，其次关闭洗管线阀门并打开第一个挡销，投入下胶塞，再次打开注水泥阀门注入水泥首浆及尾浆，然后关闭注水泥阀门并打开第二个挡销，投入上胶塞，最后打开替浆阀门，注入顶替泥浆，直至碰压完成固井顶替作业。采用该方法时水泥首浆与尾浆直接接触，容易导致首尾浆之间相互污染，最终影响水泥浆的性能，导致稠化时间发生变化，水泥封固质量变差等一系列问题，严重者有可能导致气窜及环空带压，给今后油气田开发生产带来隐患。针对上述问题，常用的应对措施是在注入冲洗液及隔离液之后，首先拆卸掉固井水泥头或者简易循环头，手工投入第一个下胶塞，再重新安装上固井水泥头，注入首浆，然后打开第一个挡销，投入第二个下胶塞，注入尾浆，最后再打开第二个挡销，投入上胶塞，并进行顶替作业直至碰压。该方法采用第二个下胶塞有效地隔开了首尾浆，避免了两者之间的相互污染问题，有利于提高水泥环封固质量，但是固井作业流程较为繁琐，投塞时间长，不利于确保固井作业过程的安全顺利，而且会在第一个下胶塞前后形成空气柱，难以保证水泥环的封固质量。上述论述内容目的在于向读者介绍可能与下面将被描述和/或主张的本专利技术的各个方面相关的技术的各个方面，相信该论述内容有助于为读者提供背景信息，以有利于更好地理解本专利技术的各个方面，因此，应了解是以这个角度来阅读这些论述，而不是承认现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种，其能减少水泥浆之间的相互污染，提高高温高压生产井固井质量，并保证注水泥作业的连贯性，确保固井作业的安全顺利。本专利技术的目的通过以下技术方案实现:提供一种高温高压井三胶塞固井水泥头装置，包括筒状的上端封闭的水泥头本体和设置在水泥头本体下端的底座，所述水泥头本体中从下至上依次设置有下胶塞、中胶塞、上胶塞，所述水泥头本体的侧壁从下至上依次设置有分别与下胶塞、中胶塞、上胶塞配合的下释放挡销、中释放挡销、上释放挡销，所述水泥头本体的侧壁连接有洗管线阀门、第一注水泥阀门、第二注水泥阀门、替浆阀门，所述洗管线阀门在水泥头本体内的出口处于下胶塞的下方，所述第一注水泥阀门在水泥头本体内的出口处于所述下胶塞与中胶塞之间，所述第二注水泥阀门在水泥头本体内的出口处于所述中胶塞与上胶塞之间，所述替浆阀门在水泥头本体内的出口处于上胶塞的上方。其中，所述水泥头本体在下胶塞的下方设置有指示销。其中，所述水泥头本体的侧壁从下至上设置有三个释放挡销孔，所述下释放挡销、中释放挡销、上释放挡销分别插设在一个释放挡销孔中。其中，所述下释放挡销、中释放挡销、上释放挡销分别与释放挡销孔之间设置有密封件。其中，所述洗管线阀门、第一注水泥阀门、第二注水泥阀门、替浆阀门的入口通过管汇连接至固井管线。其中，所述水泥头本体上端设置有吊环。—种采用如上所述的高温高压井三胶塞固井水泥头装置进行固井作业的方法，包括以下步骤:S1、在钻台上将固井水泥头装置吊至已下入井内的套管柱的顶端，通过底座与套管进行连接，将洗管线阀门、第一注水泥阀门、第二注水泥阀门、替浆阀门与固井管线相连接并试压；S2、固井管线试压结束之后，开始固井时，首先打开洗管线阀门，栗注冲洗液及隔离液；S3、关闭洗管线阀门，打开下释放挡销及第一注水泥阀门，栗入首浆，下胶塞在首浆的推动下开始下行；S4、栗注完首浆之后，关闭第一注水泥阀门，打开中释放挡销及第二注水泥阀门，栗入尾浆，中胶塞在尾浆推动下开始下行；S5、栗注完尾浆之后，关闭第二注水泥阀门，打开上释放挡销及替浆阀门，栗入泥浆，上胶塞在泥浆推动下开始下行；S6、当栗注到设定的顶替量并碰压之后，关闭替浆阀门，完成固井作业。本专利技术的有益效果:操作简单方便，可以避免水泥首浆与尾浆直接接触，防止相互污染，保证水泥浆的性能，有效提高固井质量，缩短固井作业时间，并能减少固井期间的风险，结构简单，投资成本低。可在石油钻井领域广泛应用。【附图说明】利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是高温高压井三胶塞固井水泥头装置的结构示意图。【具体实施方式】为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。如图1所示，本专利技术所述的高温高压井三胶塞固井水泥头装置，包括筒状的上端封闭的水泥头本体I和设置在水泥头本体I下端的底座3，所述水泥头本体I上端设置有吊环2。所述水泥头本体I中从下至上依次设置有下胶塞11、中胶塞12、上胶塞13，下胶塞11、中胶塞12、上胶塞13与水泥头本体1、套管的内壁密封，多个胶塞用于隔开前置液、固井水泥首浆及尾浆。所述水泥头本体I的侧壁从下至上依次设置有分别与下胶塞11、中胶塞12、上胶塞13配合的下释放挡销8、中释放挡销9、上释放挡销10，释放挡销打开之后可让相应的胶塞下行。具体的，所述水泥头本体I的侧壁从下至上设置有三个释放挡销孔，所述下释放挡销8、中释放挡销9、上释放挡销10分别插设在一个释放挡销孔中。抽出释放挡销即可让相应的胶塞下行，插入释放挡销即可限制相应的胶塞。所述下释放挡销8、中释放挡销9、上释放挡销10分别与释放挡销孔之间设置有密封件，密封件用于密封释放挡销当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高温高压井三胶塞固井水泥头装置，其特征在于：包括筒状的上端封闭的水泥头本体(1)和设置在水泥头本体(1)下端的底座(3)，所述水泥头本体(1)中从下至上依次设置有下胶塞(11)、中胶塞(12)、上胶塞(13)，所述水泥头本体(1)的侧壁从下至上依次设置有分别与下胶塞(11)、中胶塞(12)、上胶塞(13)配合的下释放挡销(8)、中释放挡销(9)、上释放挡销(10)，所述水泥头本体(1)的侧壁连接有洗管线阀门(4)、第一注水泥阀门(5)、第二注水泥阀门(6)、替浆阀门(7)，所述洗管线阀门(4)在水泥头本体(1)内的出口处于下胶塞(11)的下方，所述第一注水泥阀门(5)在水泥头本体(1)内的出口处于所述下胶塞(11)与中胶塞(12)之间，所述第二注水泥阀门(6)在水泥头本体(1)内的出口处于所述中胶塞(12)与上胶塞(13)之间，所述替浆阀门(7)在水泥头本体(1)内的出口处于上胶塞(13)的上方。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李中，李炎军，杨仲涵，张万栋，王巍，罗东辉，汪俊锋，朱新华，张可，周仁斌，刘国栋，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海石油中国有限公司湛江分公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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