分级注水泥器制造技术

本发明专利技术涉及一种分级注水泥器。该分级注水泥器包括本体和受控滑动地设置在本体的内部的贯穿式的内套，在本体上设置有第一循环孔，在内套上设置有第二循环孔。在本体和内套之间受控滑动式轴向设置有关闭套和打开套，关闭套处于打开套的上游并且关闭套和打开套在轴向上能相对彼此而运动。在第一状态中，第二循环孔与第一循环孔对齐并且通过关闭套和打开套之间存在间隙连通。在第二状态中，关闭套与本体相连，关闭套和打开套轴向接触并且封闭第一循环孔。从第二状态，将内套从本体内打捞出来以实现分级注水泥器的内部贯通。

Graded cementing device

The present invention relates to a graded cementing device. The graded cementing device includes the inner sleeve of the body and the inside of the body, which is provided with a first circulation hole in the body, and a second circulation hole is arranged on the inner sleeve. A closed sleeve and an opening sleeve are arranged in a controlled sliding axis between the body and the inner sleeve. The closing sleeve is in the upper reaches of the opening sleeve and the closing sleeve and the opening sleeve can move opposite each other in the axial direction. In the first state, the second circulation hole is aligned with the first circulation hole and has a gap connection between the closed sleeve and the open sleeve. In the second state, the closing sleeve is connected with the body, the closed sleeve and the open sleeve are in axial contact and the first circulation hole is closed. From the second state, the inner sleeve is salvaged from the body to realize the internal penetration of the grader.

【技术实现步骤摘要】
分级注水泥器
本专利技术涉及石油天然气勘探开发领域，特别是涉及一种用于固井的分级注水泥器。
技术介绍
在油气井固井施工时，需要向井筒内注入固井水泥，然后在井内下入水泥塞以将井筒内的固井水泥挤压到裸眼井壁与油管之间的空间内。然而，当井筒的深度较深时例如井深超过5000米，会给水泥塞的下入带来极大的困难。另外，下入水泥塞的巨大压力甚至会将地层压漏，导致固井水泥大量漏到地层内。这些因素会给固井和后期采油造成极大的困难。为了解决上述困难，在现有技术中，通常使用分级注水泥器，其中最常用的是机械式分级注水泥器。机械式分级注水泥器的内部构造有内部附件以实现憋压和分级注水泥。在注水泥结束后，需要将这些内部附件钻除才能实现井筒贯通。钻除作业不但会导致完井周期延长，而且有可能导致钻偏、钻漏分级注水泥器等，这会极大地影响后期采油操作。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术打捞了一种分级注水泥器。根据本专利技术的分级注水泥器，在完成分级注水泥之后，可以将其内部的附件打捞到井筒之外，从而实现分级注水泥器贯通和井筒贯通。根据本专利技术的分级注水泥器包括：本体和受控滑动地设置在本体的内部的贯穿式的内套。在本体上设置有第一循环孔，在内套上设置有第二循环孔。在本体和内套之间受控滑动式轴向设置有关闭套和打开套，关闭套处于打开套的上游并且关闭套和打开套在轴向上能相对彼此而运动。在第一状态中，第二循环孔与第一循环孔对齐并且通过关闭套和打开套之间存在间隙连通；在第二状态中，关闭套和打开套轴向接触并且封闭式隔开第一循环孔和第二循环孔，关闭套与本体相连。从第二状态，将内套从本体内打捞出来以实现分级注水泥器的内部贯通。本专利技术的分级注水泥器安装在油管上并且根据井的状况而处于井内的某一位置处。在固井期间，首先完成向处于分级注水泥器下游的井段环空内注入水泥。然后，使分级注水泥器处于第一状态，此时可以通过第一循环孔和第二循环孔清洗处于分级注水泥器上游的井段环空并向其内部注入水泥。完成注水泥后，使分级注水泥器处于第二状态，关闭套和打开套恒定地与本体相连并且封闭了第一循环孔。最后，将内套从本体内打捞出来，实现了分级注水泥器的内部贯通。由于关闭套和打开套封闭了第一循环孔，方便了后期的采油作业。在一个实施例中，打开套通过第一剪钉与本体相连，并且通过第二剪钉与内套相连；在内套上设置有第一卡簧，在打开套的下游部分设置有第一卡簧台阶，在内套的外表面上构造有第一卡簧槽。关闭套通过第三剪钉与本体相连，并且通过第四剪钉与内套滑动式配合。在初始状态中，第一剪钉、第二剪钉、第三剪钉和第四剪钉未被剪断，第一卡簧由第一卡簧台阶承接，第一卡簧槽处于第一卡簧台阶的下游，第二循环孔与第一循环孔被封闭式隔开。在初始状态之后的第一状态中，第一剪钉被剪断；在第二状态中，第三剪钉和第二剪钉被剪断；在打捞内套期间，第四剪钉被剪断并且第一卡簧进入到第一卡簧槽内。这种连接结构非常简单，仅需要使第一剪钉、第二剪钉、第三剪钉和第四剪钉的剪切强度不同即可。由此，方便了分级注水泥器的生产，而且易于在固井施工期间使用。在一个实施例中，在内套的外表面上构造有滑槽，第四剪钉通过剪钉套与滑槽滑动式配合。剪钉套增大了第四剪钉与滑槽的接触面积降低了压强，避免了第四剪钉嵌入到滑槽内的风险。在一个优选的实施例中，在内套的上游端部设置有打捞套，打捞套的外径大于内套的外径。在一个实施例中，在打开套的上游部分设置有径向向里延伸的挡体；在打捞内套期间，挡体推动第一卡簧进入到第一卡簧槽内。在一个实施例中，在本体和关闭套中的一个上构造有第二卡簧，在另一个上构造有与卡第二簧相匹配的第二卡簧槽。在第二状态中，第二卡簧与第二卡簧槽接合。在第二卡簧与第二卡簧槽分开期间，两者不会影响关闭套与本体之间的相对滑动。在第二卡簧与第二卡簧槽接合后，可以实现关闭套与本体的连接，以使得在打捞内套期间，关闭套和打开套能稳定地与本体相连并封住第一循环孔。在一个实施例中，分级注水泥器还包括打开塞，在内套的内部设置有打开塞座。在将打开塞接合到打开塞座上后，通过井内憋压来推动内套和打开套一起向下游运动，以使得分级注水泥器进入第一状态中。在一个实施例中，分级注水泥器还包括关闭塞，在内套的内部设置有关闭塞座，关闭塞座处于打开塞座的上游。在打开塞接合到打开塞座上后，再使关闭塞接合到关闭塞座上来推动内套和关闭套一起向下游运动，以使得分级注水泥器进入第一状态中。在一个优选的实施例中，关闭塞包括刚性的主体和安装在主体上的柔性件。在一个具体的实施例中，柔性件可以为橡胶碗。在投入关闭塞期间，柔性件或胶碗可以将油管内壁和/或内套的内壁上附着的固井水泥刮掉，以保持油管和分级注水泥器内的清洁，这有助于后续的采油。在一个实施例中，本体的下游与下接头相连，下接头的外径与打开套外径相匹配。在使用本专利技术的分级注水泥器期间，下接头承接打开套，以防止其掉到井底。在本申请中，方向用语“上游”是指朝向地表的方向，“下游”是指与“上游”相反的方向。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)使用本专利技术的分级注水泥器，在完成分级注水泥之后，可以将其内部的附件打捞到井筒之外，从而实现分级注水泥器贯通和井筒贯通。(2)与现有技术中的注水泥器相比，本专利技术的分级注水泥器的结构简单、紧凑，特别是在提出其内部的附件后，没有显著减小分级注水泥器的内径，这有助于后期的采油操作。(3)本专利技术的分级注水泥器的操作简单，而且可靠性高。附图说明在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：图1示意性地显示了根据本专利技术的一个实施例的分级注水泥器的结构；图2示意性地显示了根据本专利技术的一个实施例的打开塞的结构；图3示意性地显示了根据本专利技术的一个实施例的关闭塞的结构；图4示意性地显示了根据本专利技术的一个实施例的打捞爪的结构；图5到图10示意性地显示了根据本专利技术的一个实施例的分级注水泥器的使用过程。在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。图1示意性地显示了根据本专利技术的一个实施例的分级住水泥器100。如图1所示，分级注水泥器100包括本体5、滑动式设置在本体5内的内套10，和滑动式设置在本体5和内套10之间的关闭套11和打开套14。本体5通过上接头1和下接头18与管串(未示出)相连。内套10为贯通的管状，其能受控地在本体5内朝向上游或下游运动。在内套10的下游部分还设置有打开塞座107，上游部分设置有关闭塞座112，其作用将在下文中描述。关闭套11和打开套14也可以受控地朝向上游或下游运动。具体来说，关闭套11处于打开套14的上游，在本体5和内套10的限制下，关闭套11和打开套14在轴向上能相对彼此而运动。在本体5上设置有第一循环孔101，在内套10上设置有第二循环孔102。随着内套10、关闭套11和打开套14的滑动，第一循环孔101和第二循环孔102可贯通(在分级住水泥器100的第一状态中)或封闭式隔开(在分级住水泥器100的第二状态中)。下面来描述分级住水泥器100的细节结构和工作过程。如图1所示，打开套14通过第一剪钉16与本体5相连，并且通过第二剪钉17与内套10相连。此外，在内套10上设置有第一卡簧15，在内套10的外表面上构造有第一卡簧槽104。在打开套1本文档来自技高网...

【技术保护点】
分级注水泥器，包括：本体和受控滑动地设置在所述本体的内部的贯穿式的内套，在所述本体上设置有第一循环孔，在所述内套上设置有第二循环孔，在所述本体和内套之间受控滑动式轴向设置有关闭套和打开套，所述关闭套处于所述打开套的上游并且所述关闭套和打开套在轴向上能相对彼此而运动；在第一状态中，所述第二循环孔与所述第一循环孔对齐并且通过所述关闭套和打开套之间存在间隙连通；在第二状态中，所述关闭套与所述本体相连，所述关闭套和打开套轴向接触并且封闭所述第一循环孔，从所述第二状态，将所述内套从所述本体内打捞出来以实现所述分级注水泥器的内部贯通。

【技术特征摘要】
1.分级注水泥器，包括：本体和受控滑动地设置在所述本体的内部的贯穿式的内套，在所述本体上设置有第一循环孔，在所述内套上设置有第二循环孔，在所述本体和内套之间受控滑动式轴向设置有关闭套和打开套，所述关闭套处于所述打开套的上游并且所述关闭套和打开套在轴向上能相对彼此而运动；在第一状态中，所述第二循环孔与所述第一循环孔对齐并且通过所述关闭套和打开套之间存在间隙连通；在第二状态中，所述关闭套与所述本体相连，所述关闭套和打开套轴向接触并且封闭所述第一循环孔，从所述第二状态，将所述内套从所述本体内打捞出来以实现所述分级注水泥器的内部贯通。2.根据权利要求1所述的分级注水泥器，其特征在于，所述打开套通过第一剪钉与所述本体相连，并且通过第二剪钉与所述内套相连；在所述内套上设置有第一卡簧，在所述打开套的下游部分设置有第一卡簧台阶，在所述内套的外表面上构造有第一卡簧槽，所述关闭套通过第三剪钉与所述本体相连，并且通过第四剪钉与所述内套滑动式配合，在初始状态中，所述第一剪钉、第二剪钉、第三剪钉和第四剪钉未被剪断，所述第一卡簧由所述第一卡簧台阶承接，所述第一卡簧槽处于所述第一卡簧台阶的下游，所述第二循环孔与所述第一循环孔被封闭式隔开；在所述初始状态之后的所述第一状态中，所述第一剪钉被剪断；在所述第二状态中，所述第三剪钉和第二剪钉被剪断；在打捞所述内套期间，所述第四剪钉被剪断并且所述第一卡簧进入到所述第一卡簧槽内。3.根据权利要求2所述的分级注水泥器，其特征在于，在所述内套的外表面上构造有滑槽，所述第四剪钉通过剪钉套与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱玉杰，秦金立，魏辽，马兰荣，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11