[發明專利]分級箍

有效

• 申請號: 201410073810.X
• 申請日: 2014-03-03
• 公開（公告）號: CN103775025B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 范波
• 申請（專利權）人: 青島海蚨奧工貿有限公司
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司11280
• 代理人: 胡強,鐘少平

技術領域

本發明涉及油井封固領域，尤其涉及用于分級油井封固的分級箍。

背景技術

當前，大部分油田淺層已被勘探開發。為了獲取更多的油氣儲量及開發產量，只能部署中深井、深井以及超深井勘探和開采。在中深井、深井以及超深井中，由于油氣層上下間隔大、氣體及地層水對套管腐蝕等原因，需要對全井實施封固工藝。較早以前，全井封固通常采用常規水泥一次上返固井工藝，這種工藝常發生漏失，輕則水泥返高不夠，重則上部油層出現未封的質量事故。采用低密高強水泥進行一次上返固井工藝進行固井可滿足一部分井的固井施工要求，可是因為低密高強水泥膠結強度低，在后期壓裂施工時很容易被壓碎壓竄，同時低密高強水泥成本也很高。因此，一次上返固井工藝已不能滿足固井要求，進而大部分油田公司的開發方案均要求對于垂深超過2500米的油氣井必須使用分級固井工藝進行固井。

分級固井工藝需要采用分級箍。分級箍布置在套管的分級位置處。在完成前一級固井后，使用小鉆具在分級箍上鉆設澆注孔，通過該澆注孔完成下一級固井。這樣的分級固井工藝的缺陷在于，由于在分級箍上鉆設澆注孔需要耗費大量時間，并且成本較高。為此，技術人員提出了用于分級固井工藝的免鉆分級箍。

中國專利CN101864925公開了一種典型的免鉆分級箍。該分級箍包括分別由銷釘相互連接的外套、重力塞座、上接頭、下滑套、關閉套和膠塞套。在操作過程中，先按照固井程序進行一級注水泥作業，第一級固井碰壓結束后，投入重力塞，使重力塞座與下滑套同步下行，打開循環孔建立二級循環，然后實施第二級注水泥作業；二級注水泥結束后，當二級膠塞行至分級箍膠塞套時，完成碰壓，蹩壓剪斷關閉套和第二銷釘組，推動關閉套及膠塞套同步下行，關閉循環孔，然后繼續加壓，控制壓力變化使重力塞座、重力塞、膠塞套、二級膠塞連為一體落入井底，完成二級注水泥作業。

在使用上述分級箍進行固井操作的過程中，需要在不同的步驟中通過壓力依次剪斷相應的銷釘。這就要求準確地設計各個銷釘的剪斷應力，并且要求在操作過程中準確施加對應的壓力，這樣才能保證對應的銷釘依照工藝要求及時被剪斷。然而，由于制造銷釘的材料本身可能存在的缺陷以及固井操作的條件限制，很容易發生銷釘無法依照要求被剪斷，比如沒有被剪斷或者提前被剪斷，從而導致操作失敗。同時，被剪斷的銷釘部分很容易落入分級箍組件的間隙之間而使組件被卡住而無法移動，進而導致操作失敗。

因此，現有技術中所存在的分級箍雖然可以實現免鉆分級固井操作，但其存在制造成本較高以及可靠性不好等諸多缺陷，嚴重影響固井操作的順利進行。

發明內容

本發明針對現有技術中所存在的上述缺陷，提供一種制造成本低且具有良好的操作可靠性的分級箍，該分級箍包括：大致呈圓筒狀的本體，該本體的側壁上設置有循環口；設置于該本體的內腔中并封閉該循環口的第一滑套，該第一滑套內設置有第一塞座，該第一塞座配置有第一密封塞，該第一塞座可在第一密封塞的作用下帶動第一滑套相對該本體在軸向上滑動以打開該循環口；其中，該本體的側壁的內表面上設有第一凹槽，所述第一滑套與第一塞座之間借由第一卡銷保持連接，該第一卡銷被構造和布置成，在所述第一滑套相對本體在軸向上滑動的過程中，所述第一卡銷至少部分地滑入第一凹槽內從而解除所述第一滑套與第一塞座之間的連接。

可選地，第一卡銷的一個端部為球頭端，第一卡銷貫穿第一滑套并以其球頭端伸入第一塞座，該第一卡銷的另一端部抵接本體的內表面。

可選地，第一卡銷的一個端部為斜面端，第一卡銷貫穿所述第一滑套并以其斜面端伸入第一塞座，該第一卡銷的另一端部抵接本體的內表面。

可選地，第一卡銷進一步被構造和布置成，在解除第一滑套與第一塞座之間的連接之后，第一卡銷的一部分滑入第一凹槽，而另一部分留存在第一滑套內，從而第一滑套借由所述第一卡銷再次與本體連接。

可選地，該本體上還設置有第一止擋銷，所述第一滑套的一個端面抵接所述第一止擋銷從而與該本體保持連接。

可選地，第一止擋銷被構造和布置成可在外力作用下回縮至本體側壁內，從而解除所述第一滑套和本體之間的連接。

可選地，第一塞座包括設有突起結構的可徑向伸縮部分，該可徑向伸縮部分被構造和布置成可在第一密封塞作用下徑向漲開從而借由所述突起結構將第一止擋銷壓入至本體側壁內。

可選地，該本體上還設置有第二止擋銷，該第二止擋銷被構造和布置成在循環口被打開之后并且在第一卡銷至少部分地滑入所述第一凹槽內之前阻擋第一滑套和第一塞座繼續相對該本體在軸向上滑動。