[發明專利]一種井底型固井水泥漿快速凝固裝置

有效

• 申請號: 201410127461.5
• 申請日: 2014-03-31
• 公開（公告）號: CN103883278B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 路志武
• 申請（專利權）人: 新疆通奧油田技術服務有限公司
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13
• 代理公司: 北京鼎佳達知識產權代理事務所(普通合伙)11348
• 代理人: 王偉鋒,劉鐵生

技術領域

本發明屬于石油開采技術領域，特別是涉及一種井底型固井水泥漿快速凝固裝置。

背景技術

在石油開采的油井固井過程中，水泥粉末與水混合后，以液體狀態經過液壓泵注入井下套管內，再向套管內注入泥漿，將水泥漿從套管下部擠出，向上上升，頂替泥漿，填充環形空間，凝固后，形成堅固的水泥石，封固地下地層，并且將套管和地層固結為整體。經過洗井、射孔、酸化、壓裂，建立油氣通道，使地層（油層）中的原油、天然氣進入套管，流至地面。

水泥與水混合后的比重，一般在1.8～2.2之間，而鉆井液（泥漿）比重一般在1.1～1.6之間。注水泥結束后，會出現兩種不良效果：其一是，注水泥結束后的短時間內部，由于水泥比重高于泥漿比重，會出現水泥漿液柱壓漏地層的現象，使水泥漿流入地層，降低水泥封固效果；第二是，懸浮在水泥漿中的水泥微顆粒，在注水泥結束后的靜止狀態中，會逐漸下沉，出現與水分離的現象，即失重現象。固井水泥漿中，水灰比一般在0.5:1～0.6:1之間，即1立方米水泥漿中，水的體積占50%～60%，也就是說，在1000米的水泥漿液柱中，有500～600米的水柱和500～400米暫時沒有形成強度的水泥環柱。水泥封固段中，由于水的比重低于地層壓力，地層流體很容易進入井眼，使不同層位儲存的油、氣、水互相連通，互相流動，造成水層和油、氣層的互相侵蝕、污染，同時，固井效果大大降低。部分井甚至出現地層高壓油氣水進入井眼、井口，頂開井口裝置，造成失控的現象。

由于以上現象多數發生在井下，無法直接控制，處理，對地層、井口、工程施工形成比較大的危害，自石油開發工程誕生以來，此現象一直沒有得到重視和解決。

發明內容

本發明的目的是提出一種井底型固井水泥漿快速凝固裝置。

為了解決上述技術問題，本發明采用了如下技術方案：一種井底型固井水泥漿快速凝固裝置，其包括上接頭、下接頭、外管、內管；所述上接頭和下接頭分別與所述外管密封連接；所述內管的一端固定安裝在下接頭內部；下接頭、外管和內管形成活塞容納空間；

自鎖抓套，所述自鎖抓套內部為中空構造，自鎖抓套下部的外壁具有自鎖抓螺紋，上端具有沿著上邊緣的導向坡口，下端具有向內傾斜的夾爪，自鎖抓套的壁上開有螺栓孔；

活塞，所述活塞上端的外壁為活塞螺紋；所述活塞安裝在所述活塞容納空間內；活塞與自鎖抓套通過螺紋連接；

定位銷釘穿入自鎖抓套的螺栓孔和上接頭的內壁，將自鎖抓套與上接頭連接在一起；

所述下接頭還具有與所述活塞容納空間相連通的通道，通道的出口設有封堵螺帽；

下接頭的出口處安裝有單向閥。

如上所述的井底型固井水泥漿快速凝固裝置，進一步，所述活塞的內壁上還設有第一環形凹槽，所述第一環形凹槽內安裝有止退環，所述內管的外壁上設有容納止退環的第二環形凹槽。

如上所述的井底型固井水泥漿快速凝固裝置，進一步，所述上接頭和下接頭分別與所述外管通過螺紋密封連接，或者通過焊接密封連接。

如上所述的井底型固井水泥漿快速凝固裝置，進一步，所述單向閥包括：凡爾球，彈簧，凡爾球桿和托盤；所述托盤安裝在下接頭的下端，托盤的盤面上開有通孔；凡爾球桿的一端固定在托盤上，另一端安裝有凡爾球，彈簧穿設在凡爾球桿上，且位于托盤和凡爾球之間。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

本發明的井底型固井水泥漿快速凝固裝置能夠安裝在最后一根套管柱上，在注水泥結束后，膠塞在套管內下行進入井底型固井水泥漿快速凝固裝置的上接頭，當與自鎖抓套接觸時，對自鎖抓套的推力使定位銷釘剪斷，進而推動活塞向下移動，活塞擠出活塞容納空間內的液態速凝劑，使其進入下接頭的通道，可以使水泥在5分鐘內凝固，失去流動性，形成初強度水泥環，改變環形空間水泥漿狀態，避免壓漏地層，破壞失重現象的產生，以人工干預水泥凝固方式，改變水泥漿的液柱結構，提高固井質量，實現保護油、氣、水層及地下資源的目的。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明一種實施例的井底型固井水泥漿快速凝固裝置整體示意圖；

圖2為本發明一種實施例的自鎖抓套示意圖；

圖3為本發明一種實施例的活塞示意圖；

圖4為膠塞示意圖；

圖5為本發明一種實施例的井底型固井水泥漿快速凝固裝置使用狀態示意圖。

附圖中，各標號所代表的部件列表如下：