[發明專利]一種尾管固井用球座式膠塞系統

無效

• 申請號: 201010603973.6
• 申請日: 2010-12-24
• 公開（公告）號: CN102536160A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 張金法;姜向東;吳姬昊;阮臣良;尹慧博
• 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工程技術研究院
• 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 11218
• 代理人: 劉明華

技術領域

本發明屬于石油天然氣工程中的固井領域，具體涉及一種尾管固井用球座式膠塞系統。

背景技術

隨著石油工業的發展和油田的開發、大位移井越來越多。如何保證這些復雜井的尾管固井質量，是現場作業者面臨的一大難題。

目前，國內尾管固井工具通常為液壓尾管懸掛器。在固井過程中，為了封堵壓力通道，產生液壓力坐掛懸掛器，需要進行投球作業。而在球落入球座的過程中，由于球在管柱內下落時可能產生碰撞而影響密封效果。另外，球下落距離的長短也直接影響固井作業時間。而目前常規的尾管固井工藝在固井管串排列上，通常是把球座的位置設計在尾管底部。因此，隨著深井、超深井的深度的不斷延長，球下落的時間和距離也越來越長。而在下落過程中球和管串的碰撞次數也越來越多，密封效果受到很大影響。

在大位移井中，由于球座安放于管串底部，球在從井口落下時，不但要經過直井段，同樣還要經過斜井段，甚至是水平段，這就加大了球下落時的風險系數。更有甚者，投幾個球都落不到球座位置，無法形成密封，因而造成固井作業失敗。

在固井作業中，注完水泥后用鉆桿膠塞替漿，鉆桿膠塞替出鉆具后和尾管膠塞復合，復合后液壓力剪脫尾管膠塞一起下行，下落到尾管底部球座處。在尾管膠塞和鉆桿膠塞復合時，目前常用的工作方式是鉆桿膠塞卡進尾管膠塞后鎖緊，成為一體后下落。在固井后鉆除時由于無防轉機構而使鉆除時間增加。鉆除效率極低，有時還需要更換鉆頭后重新下鉆，造成了時間和資源上的浪費。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術中存在的難題，提供一種尾管固井用球座式膠塞系統，減少球的下落時間，解決大位移井中憋壓球過尾管底部造斜段或穩斜段時容易粘卡的難題，減少附件鉆除時間。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種尾管固井用球座式膠塞系統，包括鉆桿膠塞、尾管膠塞和承托座4，鉆桿膠塞在替漿時從井口投入，而尾管膠塞安放于送入工具下方，承托座4位于尾管底部，其特征在于：

所述尾管膠塞為球座式尾管膠塞，其底部裝有底端為彈性收口結構的膨脹球座13。

所述的尾管膠塞從上至下依次包括上接頭5、擋塊6、芯體7、尾管膠塞皮碗8、擋圈9、滑套10、連接體11、剪釘12、膨脹球座13和防轉卡簧14；其中，

所述的上接頭5和送入工具相連接；所述膨脹球座13頂端的外壁固定在連接體11的下部內，且在連接體11的下部外壁上裝有防轉卡簧14作為尾管膠塞的鎖緊機構。

所述芯體7為中空結構，所述芯體7的上端通過擋塊6固定在上接頭5的下部，下端通過螺紋連接到連接體11內。

在芯體7內套裝有滑套10，所述滑套10通過下部外壁上的一組剪釘12固定在連接體11的上部內壁。

在所述上接頭5和芯體7的重疊處的上接頭5上和芯體7上分別開有擋塊槽和擋塊孔，所述擋塊6置于所述擋塊孔中、一端抵在滑套10上、另一端卡入擋塊槽中。

在所述上接頭5和連接體11之間的芯體7的外表面上硫化有尾管膠塞皮碗8，在相鄰兩個尾管膠塞皮碗8之間裝有擋圈9。

在所述滑套10上端的內孔中加工有肋條。

所述鉆桿膠塞包括鉆桿膠塞硫化皮碗1、鉆桿膠塞本體2和防退卡簧3；其中，

在所述的鉆桿膠塞本體2下部的導向位置處設有防退卡簧3；

在所述的鉆桿膠塞本體2上最大外圓處加工有肋條作為鉆桿膠塞的防轉機構。

所述的尾管膠塞下部設有尾管膠塞防轉機構16；

所述尾管膠塞防轉機構16為外圓上的斜向凸出的肋條；

所述承托座4的內孔中設有承托座防轉機構17和承托座鎖緊機構18；

所述承托座防轉機構17為內孔里的斜向凸出的肋條；

所述承托座鎖緊機構18為卡簧槽。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

(1)應用本發明中的球座式膠塞系統，能夠使球座位置上移到尾管串頂部，使球不經過整個尾管串即可到達球座實現憋壓，減少了球的下落時間，減少了球在下落中和尾管串的碰撞次數，解決了大位移井中憋壓球過尾管底部造斜段或穩斜段時容易粘卡的難題，保護了球體，提高了密封效果，同時也節省了固井作業時間；

(2)尾管膠塞和鉆桿膠塞之間、尾管膠塞和承托座之間都具有鎖緊機構，在鉆除作業時能有效地防止膠塞轉動，減少鉆除時間，和無防轉機構的附件相比可節約鉆時20-50％左右，大大降低了固井成本；