本发明专利技术提供一种半程固井浮鞋装置，包括：构造有过流通道的浮鞋本体，浮鞋本体的侧壁设有循环孔和注液孔；设置在浮鞋本体内的注液滑套，注液滑套设有传压孔，注液滑套的下端形成为球座；设置在注液滑套的上游端的关闭塞座；以及设置在浮鞋本体外表面且与注液孔对应的封隔器单元；其中，在第一状态下，注液滑套关闭循环孔和注液孔；在第二状态下，注液滑套相对于浮鞋本体下行而使传压孔与注液孔连通；在第三状态下，封隔器单元胀封，注液滑套通过继续下行而关闭注液孔，并打开循环孔，使得过流通道通过循环孔与浮鞋本体外部空间导通；在第四状态下，关闭塞座相对于浮鞋本体下行而关闭循环孔。本发明专利技术还提供一种管柱以及半程固井作业方法。方法。方法。
【技术实现步骤摘要】
一种半程固井浮鞋装置、管柱及半程固井作业方法
[0001]本专利技术属于石油固井
，具体涉及一种半程固井浮鞋装置。本专利技术还涉及一种管柱及半程固井作业方法。
技术介绍
[0002]固井工程是油气井钻井工程中最重要的环节之一，起到承上启下的作用。浮鞋作为应用十分广泛的固井工具附件，发挥着引导管串顺利下入预定位置、反向承受环空液柱压力和防止水泥浆倒返的重要作用。目前随着钻井技术的不断发展，鱼骨井、分支井、大斜度井、水平井等复杂井逐渐增多。为了方便管串能够更加顺利地下入预定位置，适用于各种复杂井况的旋转浮鞋、偏心浮鞋、涡轮浮鞋等类型浮鞋逐步被研制推出。
[0003]然而，目前上述类型的浮鞋设计初衷大多局限在方便管串顺利下入，未在提高管串环空固井质量等方面进行优化，面对井身结构以及钻井过程涌现出越来越多的复杂情况，迫切需要推出新的固井施工工艺及固井工具附件进行应对。例如，需要下入部分管串进行半程固井时，传统的固井施工工艺都是在最后一趟通井时向预留的口袋井段内注入稠浆，以提高钻井液的悬浮力、减少水泥浆因自重下沉与钻井液置换，从而提升固井质量。但在实际固井施工过程中依然难免会存在水泥浆与预留口袋井段的钻井液进行置换，造成管串环空固井质量较差的情况发生。又如，预留的口袋井段存在漏失层位，固井时由于水泥浆密度比钻井液密度高形成的液柱压力有可能造成水泥浆压漏地层，水泥浆进入漏失地层，从而使水泥浆上返高度不够，环空固井质量较差。再如，定向井或者水平井需要下入部分管串进行半程固井施工时，由于口袋在水平段或者大斜度井段，则无法实现在预留的长口袋井段内注入稠浆，固井施工过程中水泥浆与口袋内钻井液不停的置换，造成环空固井质量非常差。此外，如果预留口袋井段油气或水层显示活跃，那么通过传统的浮鞋则无法防止水泥浆下沉，水泥浆下沉势必会造成油气层的污染，也无法阻止活跃的油气或水层的上窜，从而严重影响环空的固井质量。
[0004]由于传统浮鞋无法解决上述半程固井施工工艺，诸多综合问题凸显，因此亟需一种能够适用于半程固井工艺精准控制水泥面的多功能浮鞋装置。
技术实现思路
[0005]针对如上所述的技术问题，本专利技术旨在提出一种半程固井浮鞋装置，其能够显著提高半程固井环空的固井质量，并能够有效封隔井眼内的油气或水层，保护油气井套管、增加油气井寿命以及提高油气产量。
[0006]为此，根据本专利技术的第一方面，提供了一种半程固井浮鞋装置，包括：构造有过流通道的浮鞋本体，所述浮鞋本体的侧壁设有循环孔和处于所述循环孔下端的注液孔；设置在所述浮鞋本体内的注液滑套，所述注液滑套设有传压孔，且所述注液滑套的下端形成为球座；设置在所述注液滑套的上游端的关闭塞座；以及设置在所述浮鞋本体外表面且与所述注液孔对应的封隔器单元；其中，在第一状态下，所述注液滑套关闭所述循环孔和所述注
液孔；在第二状态下，所述注液滑套相对于所述浮鞋本体下行而使所述传压孔与所述注液孔连通；在第三状态下，所述封隔器单元胀封，所述注液滑套通过继续下行而关闭所述注液孔，并打开所述循环孔，使得所述过流通道通过所述循环孔与浮鞋本体外部空间导通；在第四状态下，所述关闭塞座相对于所述浮鞋本体下行而关闭所述循环孔。
[0007]在一个实施例中，在第一状态下，所述注液滑套通过第一剪钉与所述浮鞋本体固定连接，所述第一剪钉的一级剪钉在第二状态下剪断，所述第一剪钉的二级剪钉在第三状态下剪断。
[0008]在一个实施例中，在所述浮鞋本体的内壁设有端面朝上的台阶，在第二状态下，所述注液滑套相对于所述浮鞋本体下行，直至使所述球座的下端面坐落到所述台阶上至第三状态。
[0009]在一个实施例中，所述注液滑套通过投憋压球进行憋压而剪断所述第一剪钉，所述憋压球为硫化铜球或胶木球。
[0010]在一个实施例中，所述关闭塞座通过第二剪钉与所述浮鞋本体固定连接，且所述第二剪钉在第四状态下剪断。
[0011]在一个实施例中，所述关闭塞座通过投关闭胶塞进行憋压而剪断所述第二剪钉，所述关闭塞座的内壁设有用于与所述关闭胶塞适配的锥面。
[0012]在一个实施例中，所述关闭塞座的外壁设有防退卡簧，所述浮鞋本体的内壁设有卡簧槽，在第四状态下，所述防退卡簧适配卡入所述卡簧槽，从而使关闭塞座永久关闭所述循环孔。
[0013]在一个实施例中，在所述浮鞋本体的下端安装有旋转偏心导向头，在所述旋转偏心导向头与所述浮鞋本体之间设有轴承和卡簧，所述旋转偏心导向头能够在下入遇阻时通过所述轴承自动旋转环向。
[0014]在一个实施例中，所述偏心导向头设有与所述过流通道连通的底孔，通过开泵循环能够使钻井液通过所述底孔对遇阻位置沉砂进行冲洗。
[0015]在一个实施例中，在所述旋转偏心导向头的上游端设有用于防止钻井液倒返的单向阀，所述单向阀通过单向阀座安装在所述浮鞋本体的内部。
[0016]在一个实施例中，在所述浮鞋本体的对应于所述单向阀的侧壁区域设有侧流孔，通过开泵循环能够使钻井液依次通过所述单向阀和所述侧流孔，以对遇阻位置沉砂进行冲洗。
[0017]根据本专利技术的第二方面，提供了一种管柱，包括如上所述的半程固井浮鞋装置，以及依次连接在所述半程固井浮鞋装置上端的套管串和固井水泥头。
[0018]根据本专利技术的第三方面，提供了一种半程固井作业方法，包括以下步骤：
[0019]提供如上所述的半程固井浮鞋装置；
[0020]将所述半程固井浮鞋装置连接在套管串的下端形成管柱，并从井口下入井筒，直至到达目标地层；
[0021]开泵循环，钻井液进入环空进行循环；
[0022]从井口投入憋压球，通过憋压使所述注液滑套下行而打开所述注液孔，以使所述封隔器单元胀封，从而将半程固井浮鞋装置上下两段环空分隔；
[0023]继续憋压使所述注液滑套继续下行，以关闭所述注液孔并打开所述循环孔，从而
建立循环通道，进行注水泥作业；
[0024]从井口释放关闭胶塞，并将其泵送至与所述关闭塞座适配，通过憋压推动所述关闭塞座下行而关闭所述循环孔；
[0025]放回水检查回流，卸下固井水泥头，完成半程固井作业。
[0026]与现有技术相比，本申请的优点之处在于：
[0027]根据本专利技术的半程固井浮鞋装置能够适用于尾管固井、双级固井、单级固井等工艺的半程固井施工。在下入过程中通过单流阀起到反向承压的作用，能防止钻井液倒返。旋转偏心导向头能够实现360
°
自由换向，有利于使作业管串顺利下入到设计深度。针对鱼骨井、分支井、大斜度井、水平井、直井等下部预留较长口袋的固井工艺，或者是预留口袋井段存在漏失层位或油气水层时，通过使用该半程固井浮鞋装置可有效实现套管鞋上下环空的封隔，保证水泥浆不与下部井段发生置换，防止预留口袋井段内的油气水层的上窜，提高固井质量的同时，还可以有效保护下部油气层不受污染。封隔器单元能够实现精准控制，实现了针对特殊封堵地层固井施工情况的作业，减少了特种固井作业的工艺风险，减少了现场对易漏地层注入堵漏材本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种半程固井浮鞋装置，包括：构造有过流通道(11)的浮鞋本体(1)，所述浮鞋本体的侧壁设有循环孔(12)和处于所述循环孔下端的注液孔(13)；设置在所述浮鞋本体内的注液滑套(2)，所述注液滑套设有传压孔(21)，且所述注液滑套的下端形成为球座(22)；设置在所述注液滑套的上游端的关闭塞座(3)；以及设置在所述浮鞋本体外表面且与所述注液孔对应的封隔器单元(4)；其中，在第一状态下，所述注液滑套关闭所述循环孔和所述注液孔；在第二状态下，所述注液滑套相对于所述浮鞋本体下行而使所述传压孔与所述注液孔连通；在第三状态下，所述封隔器单元胀封，所述注液滑套通过继续下行而关闭所述注液孔，并打开所述循环孔，使得所述过流通道通过所述循环孔与浮鞋本体外部空间导通；在第四状态下，所述关闭塞座相对于所述浮鞋本体下行而关闭所述循环孔。2.根据权利要求1所述的半程固井浮鞋装置，其特征在于，在第一状态下，所述注液滑套通过第一剪钉(5)与所述浮鞋本体固定连接，所述第一剪钉的一级剪钉在第二状态下剪断，所述第一剪钉的二级剪钉在第三状态下剪断。3.根据权利要求1或2所述的半程固井浮鞋装置，其特征在于，在所述浮鞋本体的内壁设有端面朝上的台阶(14)，在第二状态下，所述注液滑套相对于所述浮鞋本体下行，直至使所述球座的下端面坐落到所述台阶上至第三状态。4.根据权利要求2所述的半程固井浮鞋装置，其特征在于，所述注液滑套通过投憋压球(23)进行憋压而剪断所述第一剪钉，所述憋压球为硫化铜球或胶木球。5.根据权利要求1所述的半程固井浮鞋装置，其特征在于，所述关闭塞座通过第二剪钉(6)与所述浮鞋本体固定连接，且所述第二剪钉在第四状态下剪断。6.根据权利要求5所述的半程固井浮鞋装置，其特征在于，所述关闭塞座通过投关闭胶塞(7)进行憋压而剪断所述第二剪钉，所述关闭塞座的内壁设有用于与所述关闭胶塞适配的锥面。7.根据权利要求5或6所述的半程固井浮鞋装置，其特征在于，所述关闭塞座的外壁设有防...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑杜建，周波，邹传元，陈宇豪，梁晓阳，祁正玉，秦德威，常连玉，李炜，
申请(专利权)人：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：发明
国别省市：
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