[發明專利]用于水平井尾管固井的膠塞系統

有效

• 申請號: 200810056050.6
• 申請日: 2008-01-11
• 公開（公告）號: CN101482001A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 馬蘭榮;姜向東;秦金立;馬開華;陳武君
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院
• 主分類號: E21B33/134
• 分類號: E21B33/134
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所
• 代理人: 趙 宇

技術領域

本發明涉及石油鉆井中固井技術所用的一種膠塞系統，進一步地說，是涉 及一種用于由水平井尾管、雙級注水泥器及管外封隔器組合固井方式的膠塞系 統。

背景技術

在石油鉆井領域，篩管完井較好地發揮了地層的產能，在產層單一，沒有 其它水層的情況下，不用下入封隔器或環空注水泥。但大多情況下需要在篩管 頂部注水泥，而且為了防止水泥漿下沉，保證環空封隔效果，往往需要在篩管 頂部加上管外封隔器，同時還需要一個液壓式雙級注水泥器，且多數情況下整 個管串還屬于尾管，也就是說還需要一個尾管懸掛器。如塔北油田的許多水平 井均采用這種完井方式。另外，對于存在漏層情況的井，也常采用這種同時使 用尾管懸掛器、雙級注水泥器及管外封隔器的完井方式。如勝利油田、藏北油 田等曾多次采用這種方式。這種完井方式的管串排列方式為(見圖1)：浮鞋49 +篩管44(或者是尾管串45)+盲板48+管外封隔器42+雙級注水泥器41+ 浮箍43+尾管串45+尾管膠塞47+尾管懸掛器50。其作業程序是：管串下到 預定位置后，灌滿泥漿，開泵憋壓，座掛懸掛器，繼續憋壓，座封封隔器，在 憋壓打開雙級注水泥器之后，倒扣，注水泥，替漿，碰壓，最后靠浮箍來防回 壓，雙級注水泥器無法關閉。這種方法為盲板與浮箍共同作用來實現雙級注水 泥器打開及浮箍代替關閉的結構形式，雖然現場使用較多，但出現的問題也不 少，如在塔指、塔河油田都出現過下鉆過程中雙級注水泥器提前打開或在低壓 下打開的情況。其原因可能系液力沖擊引起，由于管串下端為盲板，上端為浮 箍，其間管內形成一個相對密閉的壓力“死腔”，下套管過程中的多次液力沖擊， 往往造成雙級注水泥器提前打開。

在此基礎上，現場對于管串組合進行調整，去掉了雙級注水泥器上面的浮 箍，用尾管膠塞去關閉雙級注水泥器循環孔。管串排列方式為(見圖2)：篩管 44+盲板48+管外封隔器42+雙級注水泥器41+尾管膠塞47+尾管懸掛器50。 這種方法使用盲板與尾管膠塞塞共同作用來實現雙級注水泥器打開及關閉的結 構形式，在使用過程中，其成功率有所提高，但仍存在以下問題：①由于盲板 存在，當管串遇阻時，不能通過循環解阻；②由于盲板的存在，在管串入井過 程中，雙級注水泥器提前打開的情況時有發生。

以上所述現有技術兩種結構均用到盲板的結構，其整體在下入過程中容易 實現壓力激蕩，而使雙級注水泥器出現提前打開的現象。為了避免液力沖擊提 前打開雙級注水泥器，有的雙級注水泥器生產廠家改變了打開套的打開方向， 但這不是解決問題的根本途徑，總之，目前還沒有解決這個問題的較好的辦法。

發明內容：

要徹底杜絕液力壓力沖擊問題，必須解決密閉壓力腔問題，也就是說去掉 盲板。但是，去掉盲板后，又將面臨一個新問題，就是：在水平井中如何建立 壓力，以便座掛懸掛器、座封封隔器及打開雙級注水泥器。在整個管串中，液 壓式雙級注水泥器、管外封隔器處于水平段，因此憋壓座應位于篩管的頂部即 整個管串的下部，如果按常規方式投球，即使泵送，球也不易到達憋壓座位置； 另外，由于投球要經過雙級注水泥器內套，雙級注水泥器內套的內徑變化大， 投球容易與雙級注水泥器發生碰撞而提前打開雙級注水泥器的傳壓孔。為此， 本發明通過設計一套專用的膠塞系統，在去掉盲板的情況下，即可解決水平井 中憋壓問題，又能防止雙級注水泥器的提前關閉問題。

本發明的目的在于提供一套膠塞系統，應用于水平井篩管固井或漏失井固 井，得以取消盲板從而改變常規固井方式，避免了由盲板帶來的問題或隱患。

本發明所述的一種用于水平井尾管固井的膠塞系統，包括膠塞總成和憋壓 座。其中膠塞總成連接在尾管送入工具中心管的下端。本發明中憋壓座位置與 現有技術中憋壓座的位置相同，位于篩管上面的套管接箍內。與套管接箍上下 連接的套管之間有一定的間隙，憋壓座則靠上下兩個套管壓緊固定。

其中所述膠塞總成包括以同一軸線、從上向下順序連接在一起的尾管關閉 膠塞及下膠塞。所述尾管關閉膠塞和下膠塞均為圓筒式結構。

其中尾管關閉膠塞上端與尾管送入工具中心管下端相連接，在憋壓到一定 程度時，尾管關閉膠塞可與尾管送入工具中心管脫離。尾管關閉膠塞筒體內壁 的最小直徑大于投球直徑，使得投球能夠直接通過尾管關閉膠塞而到達下膠塞。