一种水平井顶部注水泥装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出一种水平井顶部注水泥装置，包括：外壳，外壳的侧壁上设有多个循环通道；同心设置在外壳内的滑套组件，其包括上滑套、连接在上滑套下端的中滑套，以及开关套，上滑套通过第一剪钉与外壳连接，上滑套和所述中滑套通过螺纹形成固定连接，开关套通过第二剪钉与中滑套连接；以及打捞机构，其中，滑套组件在初始状态下关闭循环通道，且能够通过对憋压使上滑套剪断第一剪钉，以使滑套组件下行而打开循环通道，从而导通水平井顶部注水泥装置的内部通道与外部地层，打捞机构能够上提滑套组件复位而关闭循环通道，并能够带动开关套剪断第二剪钉，以将开关套提出井筒，从而实现全通径。

【技术实现步骤摘要】
一种水平井顶部注水泥装置
本技术涉及井下作业的水平井压裂
，具体涉及一种水平井顶部注水泥装置。
技术介绍
目前，通常采用各种储层改造技术，在井筒内建立大的泄流通道，提高致密油气藏及页岩气单井产量及开采效率。然而，对于尾管顶部邻近高压水层、漏失层或多压力体系储层等复杂储层来说，如果进行大排量压裂造缝储层改造施工作业，很容易连通水层、漏失地层或其他压力体系储层，从而造成井筒水淹、油气进入漏失层或破坏开采压力体系，导致油气井生产效率低下，影响其正常作业。因此，对此类复杂储层改造前，需要通过固井措施对水层邻近处、漏失风险的地层等薄弱井壁进行封固作业，以增强井壁承压能力，以此来降低潜在风险，从而提高储层改造技术实施效率与产量。现有技术中的封固作业有采用对全井封固水泥，然后进行射孔压裂的方式，然而全井封固水泥成本高，耗时耗力，作业效率低，效果差，且在固井时压力高，容易造成地层压塌，导致井漏事故的发生。还有采用管外封隔器对薄弱地层进行封隔，该方式采用的管外封隔器对裸眼井径的要求比较高，很难在不规则井眼里面长时间高压密封，适用性差，封固效果低下。
技术实现思路
针对如上所述的技术问题，本技术旨在提出一种水平井顶部注水泥装置，其能够井筒对薄弱地层进行固井作业，封固薄弱地层，从而能够有效避免致密油气藏或页岩气水平井压裂水平段顶部薄弱地层漏失。为此，根据本技术提出了一种水平井顶部注水泥装置，包括：外壳，所述外壳的侧壁上设有多个周向均布的循环通道，所述外壳的两端分别固定连接有上接头和下接头；同心设置在所述外壳内的滑套组件，所述滑套组件包括上滑套、连接在所述上滑套下端的中滑套，以及对应设置在所述上滑套和所述中滑套的径向内侧的开关套，所述上滑套通过第一剪钉与所述外壳连接，所述上滑套和所述中滑套通过螺纹形成固定连接，所述开关套通过第二剪钉与所述中滑套连接；固定安装在所述开关套的内壁面上的憋压球座；以及打捞机构，其中，所述滑套组件在初始状态下关闭所述循环通道，且能够通过对所述憋压球座憋压而使所述上滑套剪断所述第一剪钉，以使所述滑套组件下行而打开所述循环通道，从而导通所述水平井顶部注水泥装置的内部通道与外部地层，所述打捞机构能够下入井筒中上提所述滑套组件复位而关闭所述循环通道，并能够带动所述开关套剪断所述第二剪钉，以将所述开关套提出井筒，从而实现全通径。在一个实施例中，所述滑套组件还包括连接在所述中滑套下端的下滑套。在一个实施例中，所述下滑套通过第三剪钉与所述中滑套连接，所述第三剪钉的剪切值小于所述第二剪钉的剪切值。在一个实施例中，在所述下滑套和所述外壳之间设有第一防退卡簧，在所述外壳的内壁上设有防退卡槽，所述第一防退卡簧能够与所述防退卡槽适配卡合，从而轴向锁定所述滑套组件。在一个实施例中，在所述上滑套上端的外壁区域设有第二防退卡簧，在所述上接头的下端的内壁面设有防退螺纹，所述打捞机构能够带动滑套组件上行而使所述第二防退卡簧与所述防退螺纹适配啮合，从而轴向锁定所述上滑套。在一个实施例中，在所述开关套和所述中滑套的轴向上端之间设有收缩卡簧，所述收缩卡簧能够在憋压时将所述开关套受到的压力传递给所述中滑套，并能够在所述开关套剪断所述第二剪钉后使所述开关套与所述中滑套分离。在一个实施例中，所述打捞机构包括支撑套、套设在所述支撑套的径向外侧的弹性爪连接套和固定连接在所述支撑套上端的接头，所述接头用于与送入工具连接。在一个实施例中，在所述弹性爪连接套下端的外壁面上设有径向向外凸的径向凸起，在所述开关套上端的内壁区域设有径向向外凹的环形卡槽，所述打捞机构能够通过所述径向凸起适配卡合到所述环形卡槽中，从而上提所述开关套。在一个实施例中，在所述上滑套与所述外壳之间设有多个轴向彼此间隔开的密封件，多个所述密封件在所述滑套组件关闭所述循环通道的状态下分别处于所述循环通道的轴向两侧。在一个实施例中，所述上接头通过螺纹连接和紧定螺钉与所述外壳的上端固定连接，所述下接头通过螺纹连接和紧定螺钉与所述外壳的下端固定连接。与现有技术相比，本技术的优点之处在于：根据本技术水平井顶部注水泥装置能够憋压打开循环通道，以对水平井薄弱地层进行局部固井作业，封固水平井薄弱地层，进而通过下放回接压裂管串以进行正常压裂作业，非常有利于提高页岩气井油气增产，能够大大降低油气井开采成本。并且，在施工后期能够通过适配的打捞机构关闭循环通道，从而有效提高固井质量。同时，打捞机构能够提出开关套和憋压球座等零部件，从而实现套管全通径，有效避免影响后期施工作业。附图说明下面将参照附图对本技术进行说明。图1显示了根据本技术的水平井顶部注水泥装置未包括打捞机构时的结构。图2显示了图1所示水平井顶部注水泥机构中的开关套的结构。图3显示了打捞机构的结构。图4是打捞机构与开关套适配卡合时的示意图。图5是第二防退卡簧3与上接头的防退螺纹的示意图。图6显示了水平井顶部注水泥装置的循环通道处于打开状态下的结构。图7显示了水平井顶部注水泥装置处于全通径状态下的结构。在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本技术的原理，并且未按实际比例绘制。具体实施方式下面通过附图来对本技术进行介绍。在本申请中需要说明的是，将根据本技术的水平井顶部注水泥装置下入到井筒中靠近井口的一端定义为上端或相似用语，将远离井口的一端定义为下端或相似用语。图1显示了根据本技术的水平井顶部注水泥装置100的结构。如图1所示，水平井顶部注水泥装置100包括圆筒状的外壳2和同心设置在外壳21内的滑套组件。在外壳2的侧壁上设有多个贯穿外壳2的侧壁的循环通道21，且多个循环通道21在周向上均匀分布。循环通道21优选设置在外壳2的靠近上端的区域。滑套组件能够打开和关闭循环通道21。当循环通道21打开时能够导通管串内部通道和外部地层，从而能够进行固定作业。如图1所示，在外壳2的上下两端分别固定连接上接头1和下接头13，上接头1和下接头13分别用于连接其他管串。上接头1通过螺纹连接方式与外壳21的上端形成固定连接，下接头13通过螺纹连接方式外壳21的下端固定连接。为了保证上接头1和下接头13与外壳21之间连接的稳定性，上接头1和下接头13还分别通过定螺钉与外壳2形成紧固连接。根据本技术，滑套组件包括上滑套5、连接在上滑套5下端的中滑套9，以及对应设置在上滑套5和中滑套9的径向内侧的开关套4。如图1所示，上滑套5通过第一剪钉6与外壳2固定连接，上滑套2和中滑套9通过螺纹形成固定连接，开关套4通过第二剪钉8与中滑套9固定连接。第一剪钉6的剪切值小于第二剪钉8的剪切值。此外，在开关套4的内壁面上固定安装有憋压球座14。憋压球座14优选通过螺纹固定连接在开关套4的靠近下端的内壁面上。在初始状态下，滑套组件对应处于循环通道21的内侧，从而封堵关闭循环通道21。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水平井顶部注水泥装置，其特征在于，包括：/n外壳(2)，所述外壳的侧壁上设有多个周向均布的循环通道(21)，所述外壳的两端分别固定连接有上接头(1)和下接头(13)；/n同心设置在所述外壳内的滑套组件，所述滑套组件包括上滑套(5)、连接在所述上滑套下端的中滑套(9)，以及对应设置在所述上滑套和所述中滑套的径向内侧的开关套(4)，所述上滑套通过第一剪钉(6)与所述外壳连接，所述上滑套和所述中滑套通过螺纹形成固定连接，所述开关套通过第二剪钉(8)与所述中滑套连接；/n固定安装在所述开关套的内壁面上的憋压球座(14)；以及/n打捞机构(20)，/n其中，所述滑套组件在初始状态下关闭所述循环通道，且能够通过对所述憋压球座憋压而使所述上滑套剪断所述第一剪钉，以使所述滑套组件下行而打开所述循环通道，从而导通所述水平井顶部注水泥装置的内部通道与外部地层，所述打捞机构能够下入井筒中上提所述滑套组件复位而关闭所述循环通道，并能够带动所述开关套剪断所述第二剪钉，以将所述开关套提出井筒，从而实现全通径。/n

【技术特征摘要】
1.一种水平井顶部注水泥装置，其特征在于，包括：
外壳(2)，所述外壳的侧壁上设有多个周向均布的循环通道(21)，所述外壳的两端分别固定连接有上接头(1)和下接头(13)；
同心设置在所述外壳内的滑套组件，所述滑套组件包括上滑套(5)、连接在所述上滑套下端的中滑套(9)，以及对应设置在所述上滑套和所述中滑套的径向内侧的开关套(4)，所述上滑套通过第一剪钉(6)与所述外壳连接，所述上滑套和所述中滑套通过螺纹形成固定连接，所述开关套通过第二剪钉(8)与所述中滑套连接；
固定安装在所述开关套的内壁面上的憋压球座(14)；以及
打捞机构(20)，
其中，所述滑套组件在初始状态下关闭所述循环通道，且能够通过对所述憋压球座憋压而使所述上滑套剪断所述第一剪钉，以使所述滑套组件下行而打开所述循环通道，从而导通所述水平井顶部注水泥装置的内部通道与外部地层，所述打捞机构能够下入井筒中上提所述滑套组件复位而关闭所述循环通道，并能够带动所述开关套剪断所述第二剪钉，以将所述开关套提出井筒，从而实现全通径。


2.根据权利要求1所述的水平井顶部注水泥装置，其特征在于，所述滑套组件还包括连接在所述中滑套下端的下滑套(11)。


3.根据权利要求2所述的水平井顶部注水泥装置，其特征在于，所述下滑套通过第三剪钉(10)与所述中滑套连接，所述第三剪钉的剪切值小于所述第二剪钉的剪切值。


4.根据权利要求2或3所述的水平井顶部注水泥装置，其特征在于，在所述下滑套和所述外壳之间设有第一防退卡簧(12)，在所述外壳的内壁上设有防退卡槽，
所述第一防退卡簧能够与所述防退卡槽适配卡合，从而轴向锁定所述滑套组件。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李富平，姚辉前，侯承勋，孙泽秋，敖竹青，朱晓丽，白园园，李强，
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，德州大陆架石油工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11