一种压差式开孔分级注水泥器制造技术

本发明专利技术涉及一种压差式开孔分级注水泥器，设有分体的关孔机构和开孔机构，开孔机构设有的开孔套螺纹连接在圆筒状的开孔座的外侧，开孔套和本体之间设有非密封的环空，开孔机构上端面面积大于下端面面积，弊压后冲断开孔销钉，开孔机构打开水泥浆孔；关孔机构设有的关孔套螺纹连接在圆筒状的关孔座的外侧，水泥胶塞封堵关孔座上端面孔，弊压后冲断锁孔销钉，关孔机构封堵本体上水泥浆孔。锁紧机构中锁紧弹簧将锁紧销钉挤压进关孔套外侧面上凹槽内，可靠锁定关孔套。本发明专利技术具有：关孔可靠和关闭锁紧稳定等优点。锁紧稳定等优点。锁紧稳定等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种压差式开孔分级注水泥器
[0001]本专利技术涉及一种注水泥器，具体涉及一种石油天然气固井、完井用液压差控制开闭孔的分级注水泥器，属于机械设计制造


技术介绍

[0002]分级注水泥工艺是油气井固完井施工中重要的工艺之一，其目的主要是为了避免一次固井因水泥封固段过长而导致固井漏失的缺陷，分级注水泥器在油气固完井施工中应用较为广泛，目前在用的分级注水泥器主要分为机械开启和液压开启两种方式，上述两种方式在关孔可靠性和钻井效率方面均存在一定问题，一是关孔可靠性不佳，容易出现关孔不严，有时出现关孔套不固定导致关孔失效；二是注水泥器内部结构需钻除，在钻塞作业过程中内部构件随钻头一起转动，造成后续钻除效率低下，有时甚至无法完成钻除作业。为此对现有注水泥器的内部结构和关孔方式作进一步改进。

技术实现思路

[0003]针对
技术介绍
中提出的问题，本专利技术提供一种压差式开孔分级注水泥器，旨在提高关孔的可靠度和钻通径过程的效率。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提出如下技术方案，一种压差式开孔分级注水泥器，包括：本体、下接头、水泥胶塞和关孔机构、开孔机构、锁紧机构，所述本体内部为通孔，其用于置放关孔机构、开孔机构、锁紧机构或水泥浆通道，侧壁上设有多个出水泥浆孔，所述下接头连接在本体下部，下接头的下端口设置盲板封隔，其特征在于：所述开孔机构设置为分体结构，包括开孔套和圆筒状的开孔座，所述开孔套通过螺纹连接在所述开孔座的外侧，开孔套与开孔座固定在一起构成开孔机构，所述开孔套与所述本体内孔侧壁之间设置密封圈，所述开孔座、开孔套和本体之间设有非密封的环空，开孔机构上端面面积大于下端面面积，压力增大一定值后，两端面压力差剪断开孔销钉，推动所述开孔机构下行至设定位置，打开本体上出水泥浆孔；所述关孔机构设置为分体结构，包括关孔套和圆筒状的关孔座，所述关孔套通过螺纹固定连接在所述关孔座的外侧，外侧面设有凹槽，关孔套与关孔座一起构成关孔机构，所述关孔套与所述本体内孔侧壁之间设置密封圈，所述水泥胶塞封堵关孔座上端面孔，关孔座上端面孔弊压一定值后，剪断开孔销钉，推动所述关孔机构下行至设定位置，关闭本体上出水泥浆孔；所述锁紧机构包括：锁紧弹簧、锁紧销钉和关孔套外侧面上设有的凹槽，所述锁紧弹簧将所述锁紧销钉挤压进所述凹槽中，将关孔机构固定在所述本体内设定位置；初始状态下，开孔机构两端的密封圈对本体的循环通道进行封堵，且开孔套的设计长度对所述循环通道路进行非密封性封隔，阻止钻井液中杂进入所述循环通道内；开孔时，本体内部通孔中压力憋到一定值，开孔机构上端面面积大于下端面面积形成的压力差，剪断开孔销钉，所述循环通道打开，本体侧壁上的出水泥浆孔与本体内腔中水泥浆通道相连通，完成开孔；
关孔时，所述水泥胶塞封堵关孔座，水泥胶塞与关孔座端面憋压到一定值，将关孔销钉剪断，关孔套封堵本体侧壁上的出水泥浆孔，完成关孔。
[0005]进一步地，所述下接头上端面上设有凹凸、开孔套两端面上设有凹凸、关孔套下端面上设有凹凸，所述下接头上端面上设有的凹凸与开孔套下端面上设有的凹凸咬合，所述开孔套上端面上设有的凹凸与关孔套下端面上设有的凹凸咬合，避免了钻通径作业过程中开孔套和关孔套随钻头转动。
[0006]本专利技术将开孔机构和关孔机构分体式设置，并采用不同材料，通过螺牙方向的设置，消除了后期切除开孔座和关孔座的钻塞作业中随钻头转动的问题；关孔机构关孔后，锁紧弹簧将锁紧螺钉挤压并固定在关孔套外侧面凹槽中，避免常规止退环弹力失效导致的关闭套锁定失败，提高了关孔的可靠性。
附图说明
[0007]附图1为本专利技术主视局部剖视结构示意图。
[0008]附图中，1为本体、2为关孔座、3为关孔套、4为锁紧销钉、5为锁紧弹簧、6为开孔套、7为开孔座、8为密封圈、9为下接头、10为关孔销钉、11为开孔销钉。
实施方式
[0009]下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。如图1所述的一种分级注水泥器主要由主要本体（1）、关孔座（2）、关孔套（3）、锁紧销钉（4）、锁紧弹簧(5)、开孔套（6）、开孔座（7）、密封圈（8）、下接头（9）、关孔销钉（10）、开孔销钉（11）组成。本体（1）上设计有循环通道，关孔座（2）和关孔套（3）组成的关孔机构两端有密封圈和本体（1）形成密封，确保关孔动作后，本体（1）上的循环通道被封堵，关孔套（3）上设计有止退凹槽，可以配合锁紧弹簧（4）和锁紧销钉（5）组成的锁紧机构形成关孔机构的止退。开孔套（6）和开孔座（7）组成的开孔机构两端有密封圈保证该分级注水泥器在初始状态下，本体（1）上的循环通道被封堵。另外，关孔套（3）的下端面、开孔套（6）的两端端面以及下接头（9）的上端面均有可以相互咬合的凸凹台阶，保证后续钻通径时，关孔座（2）和开孔座（7）不会随钻头转动，有效提高钻通径效率。
[0010]本专利技术在使用时，按照实际固井设计连接于需固井作业的套管串中，下至预定位置，投开孔塞或者配合预置的盲板进行憋压，当压力到达设计打开压力时，由于开孔机构的两端面面积不同造成两端面承压大小不同，从而使开孔机构剪断开孔销钉（11）继而向下运动，使得本体（1）上的循环通道打开，管内外建立循环，完成开孔，本工具开孔压力可根据实际现场需求进行调节。注水泥作业完毕，投挤水泥胶塞，当挤水泥胶塞到达本分级注水泥器时，胶塞与关孔座（2）形成一体，在井口压力作用下剪断关孔销钉（10）后一起下行，关孔装置到位后，其两端的密封圈对本体（1）上的循环孔进行密封，此时锁紧机构中的锁紧销钉（4）在锁紧弹簧（5）的作用下嵌入关孔机构的凹槽中以阻止关孔机构复位，完成关孔作业。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压差式开孔分级注水泥器，包括：本体、下接头、水泥胶塞和关孔机构、开孔机构、锁紧机构，所述本体内部为通孔，其用于置放关孔机构、开孔机构、锁紧机构或水泥浆通道，侧壁上设有多个出水泥浆孔，所述下接头连接在本体下部，下接头的下端口设置盲板封隔，其特征在于：所述开孔机构设置为分体结构，包括开孔套和圆筒状的开孔座，所述开孔套通过螺纹连接在所述开孔座的外侧，开孔套与开孔座固定在一起构成开孔机构，所述开孔套与所述本体内孔侧壁之间设置密封圈，所述开孔座、开孔套和本体之间设有非密封的环空，开孔机构上端面面积大于下端面面积，压力增大一定值后，两端面压力差剪断开孔销钉，推动所述开孔机构下行至设定位置，打开本体上出水泥浆孔；所述关孔机构设置为分体结构，包括关孔套和圆筒状的关孔座，所述关孔套通过螺纹固定连接在所述关孔座的外侧，外侧面设有凹槽，关孔套与关孔座一起构成关孔机构，所述关孔套与所述本体内孔侧壁之间设置密封圈，所述水泥胶塞封堵关孔座上端面孔，关孔座上端面孔弊压一定值后，剪断开孔销钉，推动所述关孔机构下行至设定位置，关闭本体上...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱文亚，冯顺龙，朱成，
申请(专利权)人：建湖县亚胜机械有限公司，
类型：发明
国别省市：