CN203008849U

CN203008849U - 管外自封式分级箍装置

Info

Publication number: CN203008849U
Application number: CN 201220537844
Authority: CN
Inventors: 林建增; 柳文杨; 郑永生; 张其峰; 李苏新; 彭为; 孙栓科; 刘红星; 王玲; 任洪涛
Original assignee: CNPC Xibu Drilling Engineering Co Ltd
Current assignee: CNPC Xibu Drilling Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-10-21
Filing date: 2012-10-21
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2022-10-21

Abstract

本实用新型涉及油气井固井作业技术领域，是一种管外自封式分级箍装置；其包括分级箍本体、关孔装置和封隔装置；在分级箍本体的下部固定安装有在一定压力下能够向外膨胀的封隔装置，在分级箍本体的中部有内腔，在封隔装置的中部有内腔，分级箍本体的内腔下端和封隔装置的内腔上端相连通，在分级箍本体的下部沿圆周有至少一个循环孔。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，通过滑套、关孔座、开孔座、单体滑块、胶筒和锁紧阀的配合使用，使胶筒膨胀、分级箍本体开孔和分级箍本体关孔从而实现半程固井、分级固井和封隔地层的目的，具有可靠性高和固井时间短的特点，方便了操作，提高了工作效率，降低了安全隐患。

Description

管外自封式分级箍装置

技术领域

本实用新型涉及油气井固井作业技术领域，是一种管外自封式分级箍装置。

背景技术

目前半程固井工艺一般采用筛管、管外封隔器、短套管、分级箍和套管串的管柱组合，管外封隔器和分级箍的使用是半程固井的关键，在工具的使用过程中主要存在以下问题：(1)需要两套工具组合才能实现半程固井；(2)管外封隔器座封效果不好或不起作用导致水泥浆进入油层井段，影响后期试采；(3)分级箍提前开孔，导致管外封隔器无法座封；关孔时管内存在死腔，造成分级箍关孔不严或关孔压力过高，导致蹩压侯凝，增加了施工风险。

发明内容

本实用新型提供了一种管外自封式分级箍装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有装置需要组合在一起才能半程固井和管外封隔器不可靠而存在安全隐患的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种管外自封式分级箍装置，包括分级箍本体、关孔装置和封隔装置；在分级箍本体的下部固定安装有在一定压力下能够向外膨胀的封隔装置，在分级箍本体的中部有内腔，在封隔装置的中部有内腔，分级箍本体的内腔下端和封隔装置的内腔上端相连通，在分级箍本体的下部沿圆周有至少一个循环孔；关孔装置的上部外侧和分级箍本体的上部内壁通过至少一个关孔销钉固定连接在一起，关孔装置的下部套装在分级箍本体的下部，在关孔装置的下部有与循环孔相对应的进液孔，位于进液孔下方的关孔装置内侧通过至少一个开孔销钉固定连接有单体滑块，单体滑块的上部套装在关孔装置的中部内侧。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述关孔装置包括滑套、关孔座、滑块和开孔座；在滑套的上部沿圆周有至少两个滑块安装孔，在分级箍本体的内壁上有与滑块安装孔相对应的滑块安装槽，滑块安装在滑块安装孔和滑块安装槽内，滑块安装槽的下部呈上宽下窄的斜面，滑块的下部外侧呈上宽下窄的斜面，在滑套的上部内侧有关孔座，在关孔座的下部内侧固定有碰压块，关孔座、滑套和分级箍本体通过至少一个关孔销钉固定连接在一起，在关孔座的中部外侧有滑块释放槽，关孔座的下部外侧面顶紧在滑块内端面上；在滑套的中部内侧有台阶，在滑套的下部有与循环孔相对应的进液孔，位于进液孔下方的滑套的外侧有卡簧安装槽并安装有卡簧，位于进液孔下方的滑套内侧固定安装有开孔座，在开孔座的内侧通过至少一个开孔销钉固定连接有单体滑块，单体滑块的上部套装在滑套的中部内侧。

上述封隔装置包括分隔器本体、胶筒和锁紧阀；在分隔器本体的中部有内腔，在分隔器本体的上部内侧有环形凹槽，分级箍本体的下部外侧和分隔器本体的上端内侧固定安装在一起，在分隔器本体的中部外侧有环形胶筒安装槽，在环形胶筒安装槽内固定密封安装有至少一层胶筒，胶筒的中部内侧面和环形胶筒安装槽的内端面之间有间隙，在分隔器本体的上部有左右方向的锁紧阀安装槽，在锁紧阀安装槽内固定密封安装有锁紧阀，在锁紧阀上有向右伸出的活动杆，活动杆位于锁紧阀安装槽的中部，在活动杆的右端固定安装有活塞并密封套装在锁紧阀安装槽的右部，在分隔器本体的上部有与锁紧阀安装槽的中部和分隔器本体的内腔相连通的第一通道，在分隔器本体上有与锁紧阀安装槽的中部和环形胶筒安装槽的中部内端面相连通的第二通道，在第二通道的外端口上固定安装有开启销钉，在分隔器本体上有与锁紧阀安装槽的右端面和环形胶筒安装槽的中部内端面相连通的第三通道。

上述在滑套的中部外侧沿圆周有至少一个上下方向的防转槽，在分级箍本体上固定有防转销，防转销的内端位于防转槽的下部。

上述在分级箍本体的上部可有内螺纹或外螺纹，在分隔器本体的下端有内螺纹或外螺纹。

上述开孔座和滑套之间可通过螺纹固定安装在一起，分级箍本体和分隔器本体之间通过螺纹固定安装在一起，在锁紧阀安装槽的左部内壁上有内螺纹，锁紧阀通过螺纹固定密封安装在锁紧阀安装槽内。

上述在关孔座的上部和下部外侧可分别有密封圈安装槽并安装有密封圈，在滑套的中部外侧有至少一个密封圈安装槽并安装有密封圈，位于循环孔下方的滑套外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在开孔座的外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在单体滑块的上部外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在单体滑块的下部外侧有至少一个密封圈安装槽并安装有密封圈。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，通过滑套、关孔座、开孔座、单体滑块、胶筒和锁紧阀的配合使用，使胶筒膨胀、分级箍本体开孔和分级箍本体关孔从而实现半程固井、分级固井和封隔地层的目的，具有可靠性高和固井时间短的特点，方便了操作，提高了工作效率，降低了安全隐患。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例的主视半剖视结构示意图。

附图2为附图1的A处的放大剖视透视结构示意图。

附图3为碰压座的主视半剖视结构示意图。

附图4为挠性塞的主视半剖视结构示意图。

附图5为关孔塞的主视半剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为分级箍本体，2为循环孔，3为关孔销钉， 4为进液孔，5为开孔销钉，6为单体滑块，7为滑套，8为关孔座，9为滑块，10为开孔座，11为滑块安装槽，12为碰压块，13为滑块释放槽，14为台阶，15为卡簧，16为分隔器本体，17为胶筒，18为锁紧阀，19为环形凹槽，20为锁紧阀安装槽，21为活动杆，22为活塞， 23为第一通道，24为第二通道，25为开启销钉，26为第三通道，27为防转槽，28为防转销，29为密封圈，30为碰压座，31为挠性塞，32为关孔塞。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1所示，该管外自封式分级箍装置包括分级箍本体1、关孔装置和封隔装置；在分级箍本体1的下部固定安装有在一定压力下能够向外膨胀的封隔装置，在分级箍本体1的中部有内腔，在封隔装置的中部有内腔，分级箍本体1的内腔下端和封隔装置的内腔上端相连通，在分级箍本体1的下部沿圆周有至少一个循环孔2；关孔装置的上部外侧和分级箍本体1的上部内壁通过至少一个关孔销钉3固定连接在一起，关孔装置的下部套装在分级箍本体1的下部，在关孔装置的下部有与循环孔2相对应的进液孔4，位于进液孔4下方的关孔装置内侧通过至少一个开孔销钉5固定连接有单体滑块6，单体滑块6的上部套装在关孔装置的中部内侧。循环孔2最好为四个；关孔销钉3最好为八个；开孔销钉5最好为八个。

可根据实际需要，对上述管外自封式分级箍装置作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，关孔装置包括滑套7、关孔座8、滑块9和开孔座10；在滑套7的上部沿圆周有至少两个滑块安装孔，在分级箍本体1的内壁上有与滑块安装孔相对应的滑块安装槽11，滑块9安装在滑块安装孔和滑块安装槽11内，滑块安装槽11的下部呈上宽下窄的斜面，滑块9的下部外侧呈上宽下窄的斜面，在滑套7的上部内侧有关孔座8，在关孔座8的下部内侧固定有碰压块12，关孔座8、滑套7和分级箍本体1通过至少一个关孔销钉3固定连接在一起，在关孔座8的中部外侧有滑块释放槽13，关孔座8的下部外侧面顶紧在滑块9内端面上；在滑套7的中部内侧有台阶14，在滑套7的下部有与循环孔2相对应的进液孔4，位于进液孔4下方的滑套7的外侧有卡簧安装槽并安装有卡簧15，位于进液孔4下方的滑套7内侧固定安装有开孔座10，在开孔座10的内侧通过至少一个开孔销钉5固定连接有单体滑块6，单体滑块6的上部套装在滑套7的中部内侧。

如附图1、2所示，封隔装置包括分隔器本体16、胶筒17和锁紧阀18；在分隔器本体16的中部有内腔，在分隔器本体16的上部内侧有环形凹槽19，分级箍本体1的下部外侧和分隔器本体16的上端内侧固定安装在一起，在分隔器本体16的中部外侧有环形胶筒安装槽，在环形胶筒安装槽内固定密封安装有至少一层胶筒17，胶筒17的中部内侧面和环形胶筒安装槽的内端面之间有间隙，在分隔器本体16的上部有左右方向的锁紧阀安装槽20，在锁紧阀安装槽20内固定密封安装有锁紧阀18，在锁紧阀18上有向右伸出的活动杆21，活动杆21位于锁紧阀安装槽20的中部，在活动杆21的右端固定安装有活塞22并密封套装在锁紧阀安装槽20的右部，在分隔器本体16的上部有与锁紧阀安装槽20的中部和分隔器本体16的内腔相连通的第一通道23，在分隔器本体16上有与锁紧阀安装槽20的中部和环形胶筒安装槽的中部内端面相连通的第二通道24，在第二通道24的外端口上固定安装有开启销钉25，在分隔器本体16上有与锁紧阀安装槽20的右端面和环形胶筒安装槽的中部内端面相连通的第三通道26。这样，环形凹槽19便于在关孔过程中卡簧15随滑套7下移至环形凹槽19处弹开，防止了滑套7向上移动。

如附图1所示，在滑套7的中部外侧沿圆周有至少一个上下方向的防转槽27，在分级箍本体1上固定有防转销28，防转销28的内端位于防转槽27的下部。这样，防转槽27和防转销28起到防止滑套7在下滑过程中沿圆周方向转动。

如附图1所示，在分级箍本体1的上部有内螺纹或外螺纹，在分隔器本体16的下端有内螺纹或外螺纹。这样，内螺纹或外螺纹便于安装和拆卸。

如附图1、2所示，开孔座10和滑套7之间通过螺纹固定安装在一起，分级箍本体1和分隔器本体16之间通过螺纹固定安装在一起，在锁紧阀安装槽20的左部内壁上有内螺纹，锁紧阀18通过螺纹固定密封安装在锁紧阀安装槽20内。这样，便于开孔座10和滑套7之间的安装和拆卸；便于分级箍本体1和分隔器本体16之间的安装和拆卸；便于锁紧阀18的安装和拆卸。

如附图1所示，在关孔座8的上部和下部外侧分别有密封圈安装槽并安装有密封圈29，在滑套7的中部外侧有至少一个密封圈安装槽并安装有密封圈29，位于进液孔4下方的滑套7外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈29，在开孔座10的外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈29，在单体滑块6的上部外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈29，在单体滑块6的下部外侧有至少一个密封圈安装槽并安装有密封圈29。这样，便于密封。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本实用新型最佳实施例的使用过程：下套管作业时，将碰压座30和本实用新型的上部固定安装在一起，本实用新型的下部和套管柱固定安装在一起，下入水平井固井或直井固井的预定部位，然后将挠性塞31装入水泥头内；洗井调整好泥浆性能后，打开挡销释放挠性塞31，继续泵入泥浆，挠性塞31下行至碰压座30位置后碰压，分级箍本体1的内腔和分隔器本体16的内腔中的泥浆液通过第一通道23进入锁紧阀安装槽20内并进入第二通道24中，泥浆液压力继续上升，压力达到剪断开启销钉25的压力时开启销钉25剪断，泥浆液进入胶筒17中，胶筒17向外胀封，压力继续升高，泥浆液进入第三通道26，推动活塞22连同活动杆21从右至左移动，活塞22到达锁紧阀安装槽20的中部后，第二通道24被堵死，停止供泥浆液，此时管外封隔完成。

继续加压至开孔压力，泥浆液挤压单体滑块6，单体滑块6和开孔座10之间的开孔销钉5剪断，单体滑块6向下移动并卡在开孔座10的上端面上，此时泥浆液通过进液孔4和循环孔2在本实用新型的上部循环，完成开孔作业。

停泵，将关孔塞32装入水泥头内，连接好管线后开始注水泥作业，泵入设计量的前置液和水泥浆后，打开水泥头胶塞，开始替浆，替浆至预定量后关孔塞32至关孔座8的碰压块12处碰压，达到关孔销钉3的设定压力后，剪断关孔销钉3，关孔座8向下移动使滑块9脱离滑块安装槽11和滑块安装孔后进入滑块释放槽13中，关孔座8的下端面挤压台阶14的上端面，使关孔座8、滑块9、滑套7、开孔座10和单体滑块6继续一起向下移动，直至滑套7的下端面卡在环形凹槽19的底端面上，此时卡簧10进入环形凹槽19中并弹开，完成关孔作业。本实用新型可将环空的上下段封隔，泵入的泥浆液通过进液孔4和循环孔2进入环空上部，而无法进入下部环空，从而完成半程固井；对于分级固井，固完一级后需要洗出循环孔2上端的水泥浆，等下部水泥浆凝固后再进行二级固井，如此会浪费大量的时间，使用本实用新型完成一级固井后封隔环空上下段，可直接进行二级固井，节约了大量的固井时间；水平井固井和分级固井时，可以降低液柱压力，防止漏失，避免了固完井后环空水泥浆下沉和油层段的污染，保障了油气井的采收率。碰压座30、挠性塞31和关孔塞32为现有公知公用的装置。

Claims

1.一种管外自封式分级箍装置，其特征在于包括分级箍本体、关孔装置和封隔装置；在分级箍本体的下部固定安装有在一定压力下能够向外膨胀的封隔装置，在分级箍本体的中部有内腔，在封隔装置的中部有内腔，分级箍本体的内腔下端和封隔装置的内腔上端相连通，在分级箍本体的下部沿圆周有至少一个循环孔；关孔装置的上部外侧和分级箍本体的上部内壁通过至少一个关孔销钉固定连接在一起，关孔装置的下部套装在分级箍本体的下部，在关孔装置的下部有与循环孔相对应的进液孔，位于进液孔下方的关孔装置内侧通过至少一个开孔销钉固定连接有单体滑块，单体滑块的上部套装在关孔装置的中部内侧。

2.根据权利要求1所述的管外自封式分级箍装置，其特征在于关孔装置包括滑套、关孔座、滑块和开孔座；在滑套的上部沿圆周有至少两个滑块安装孔，在分级箍本体的内壁上有与滑块安装孔相对应的滑块安装槽，滑块安装在滑块安装孔和滑块安装槽内，滑块安装槽的下部呈上宽下窄的斜面，滑块的下部外侧呈上宽下窄的斜面，在滑套的上部内侧有关孔座，在关孔座的下部内侧固定有碰压块，关孔座、滑套和分级箍本体通过至少一个关孔销钉固定连接在一起，在关孔座的中部外侧有滑块释放槽，关孔座的下部外侧面顶紧在滑块内端面上；在滑套的中部内侧有台阶，在滑套的下部有与循环孔相对应的进液孔，位于进液孔下方的滑套的外侧有卡簧安装槽并安装有卡簧，位于进液孔下方的滑套内侧固定安装有开孔座，在开孔座的内侧通过至少一个开孔销钉固定连接有单体滑块，单体滑块的上部套装在滑套的中部内侧。

3.根据权利要求1或2所述的管外自封式分级箍装置，其特征在于封隔装置包括分隔器本体、胶筒和锁紧阀；在分隔器本体的中部有内腔，在分隔器本体的上部内侧有环形凹槽，分级箍本体的下部外侧和分隔器本体的上端内侧固定安装在一起，在分隔器本体的中部外侧有环形胶筒安装槽，在环形胶筒安装槽内固定密封安装有至少一层胶筒，胶筒的中部内侧面和环形胶筒安装槽的内端面之间有间隙，在分隔器本体的上部有左右方向的锁紧阀安装槽，在锁紧阀安装槽内固定密封安装有锁紧阀，在锁紧阀上有向右伸出的活动杆，活动杆位于锁紧阀安装槽的中部，在活动杆的右端固定安装有活塞并密封套装在锁紧阀安装槽的右部，在分隔器本体的上部有与锁紧阀安装槽的中部和分隔器本体的内腔相连通的第一通道，在分隔器本体上有与锁紧阀安装槽的中部和环形胶筒安装槽的中部内端面相连通的第二通道，在第二通道的外端口上固定安装有开启销钉，在分隔器本体上有与锁紧阀安装槽的右端面和环形胶筒安装槽的中部内端面相连通的第三通道。

4.根据权利要求2所述的管外自封式分级箍装置，其特征在于滑套的中部外侧沿圆周有至少一个上下方向的防转槽，在分级箍本体上固定有防转销，防转销的内端位于防转槽的下部。

5.根据权利要求3所述的管外自封式分级箍装置，其特征在于滑套的中部外侧沿圆周有至少一个上下方向的防转槽，在分级箍本体上固定有防转销，防转销的内端位于防转槽的下部。

6.根据权利要求3所述的管外自封式分级箍装置，其特征在于分级箍本体的上部有内螺纹或外螺纹，在分隔器本体的下端有内螺纹或外螺纹。

7.根据权利要求5所述的管外自封式分级箍装置，其特征在于分级箍本体的上部有内螺纹或外螺纹，在分隔器本体的下端有内螺纹或外螺纹。

8.根据权利要求3所述的管外自封式分级箍装置，其特征在于开孔座和滑套之间通过螺纹固定安装在一起，分级箍本体和分隔器本体之间通过螺纹固定安装在一起，在锁紧阀安装槽的左部内壁上有内螺纹，锁紧阀通过螺纹固定密封安装在锁紧阀安装槽内。

9.根据权利要求7所述的管外自封式分级箍装置，其特征在于开孔座和滑套之间通过螺纹固定安装在一起，分级箍本体和分隔器本体之间通过螺纹固定安装在一起，在锁紧阀安装槽的左部内壁上有内螺纹，锁紧阀通过螺纹固定密封安装在锁紧阀安装槽内。

10.根据权利要求9所述的管外自封式分级箍装置，其特征在于关孔座的上部和下部外侧分别有密封圈安装槽并安装有密封圈，在滑套的中部外侧有至少一个密封圈安装槽并安装有密封圈，位于循环孔下方的滑套外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在开孔座的外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在单体滑块的上部外侧有密封圈安装槽并安装有密封圈，在单体滑块的下部外侧有至少一个密封圈安装槽并安装有密封圈。