[發明專利]用于大斜度井和水平井分級注水泥的固井裝置及方法

有效

• 申請號: 201910631632.0
• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號: CN112211589B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 郭朝輝;徐星;劉明;王建全;陳志峰;孫澤秋;杜鵬德;徐明會;侯承勛;李振
• 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;德州大陸架石油工程技術有限公司
• 主分類號: E21B33/138
• 分類號: E21B33/138;E21B33/134
• 代理公司: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 賈悅;劉華聯

1.一種用于分級注水泥的固井裝置，包括：

套管，所述套管包括注水泥機構，所述注水泥機構包括殼體，在所述殼體上形成有注水泥通道，所述注水泥機構還包括封閉件，在第一狀態下，所述封閉件通過第二剪切銷釘而固定在所述殼體上以封閉所述注水泥通道，在第二狀態下，所述第二剪切銷釘剪斷，所述封閉件移動至使所述注水泥通道打開；以及

打開工具，所述打開工具構造為能插入到所述套管內并從井口延伸至與所述封閉件的上端相接觸，下壓所述打開工具能使所述第二剪切銷釘剪斷，

其中，所述殼體包括外筒和套設在所述外筒內的內筒，在所述外筒上構造有沿徑向貫穿的第一通孔，在所述內筒上構造有沿徑向貫穿的第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔形成所述注水泥通道，其中，在第二狀態下，所述第一通孔和所述第二通孔對齊而允許所述注水泥通道導通，在第三狀態下，所述內筒相對于所述外筒沿縱向方向移動至所述第一通孔和所述第二通孔錯開，以使所述注水泥通道封閉，

在所述外筒的內側構造有第一凹槽，在所述內筒上構造有沿徑向方向貫穿的插孔，所述殼體還包括關閉環，在所述關閉環的外側構造有第二凹槽，

在第一狀態和第二狀態下，所述關閉環通過第三剪切銷釘而與所述內筒固定，所述第一凹槽與所述插孔對齊，在所述第一凹槽和所述插孔內設置有擋塊，所述第二凹槽與所述插孔錯開，

在第三狀態下，所述第三剪切銷釘剪斷，所述關閉環沿縱向方向移動至所述第二凹槽與所述插孔對齊，所述擋塊離開所述第一凹槽而處于所述第二凹槽和所述插孔內，所述內筒相對于所述外筒沿縱向方向移動至所述第一通孔和所述第二通孔錯開。

2.根據權利要求1所述的固井裝置，其特征在于，所述打開工具包括能抵在所述封閉件的上端的施力套筒，以及固定在所述施力套筒的側壁上的密封體，所述密封體構造為能與所述套管的內側壁密封式接合，并處于所述注水泥通道之上。

3.根據權利要求2所述的固井裝置，其特征在于，所述施力套筒包括上部段和連接在所述上部段之下的下部段，所述上部段的外徑大于所述下部段的外徑，以在所述上部段和所述下部段之間形成朝下的臺階面，所述密封體設置在所述臺階面處。

4.根據權利要求1到3中任一項所述的固井裝置，其特征在于，所述打開工具包括插入所述套管的送入鉆具，以及密封端件，所述密封端件套設在所述送入鉆具之外，并與所述送入鉆具密封滑動式配合，所述密封端件的下端能插入到所述套管內并與所述套管密封式連接。

5.根據權利要求1到4中任一項所述的固井裝置，其特征在于，所述殼體包括徑向向內凸出的固定環，

所述封閉件構造為沿縱向方向延伸的筒體，所述封閉件的下端通過所述第二剪切銷釘而與所述固定環相連，所述封閉件的上端構造有徑向向外延伸的凸緣，所述凸緣與所述殼體密封滑動式接合，

在第一狀態下，所述凸緣與所述固定環的上端間隔開，所述注水泥通道位于所述凸緣和所述固定環之間，

在第二狀態下，所述封閉件向下移動至所述凸緣越過所述注水泥通道而與所述固定環的上端相抵。

6.根據權利要求1到4中任一項所述的固井裝置，其特征在于，所述固井裝置還包括關閉膠塞，在第三狀態下，將所述關閉膠塞插入到所述套管內，所述關閉膠塞與所述關閉環相接合而剪斷所述第三剪切銷釘。

7.根據權利要求1到4中任一項所述的固井裝置，其特征在于，所述套管包括從上到下依次設置的所述注水泥機構、第一撓性塞機構、碰壓機構和浮鞋，

所述第一撓性塞機構包括外殼以及設置在所述外殼內的第一撓性塞，所述外殼和所述第一撓性塞通過第一剪切銷釘連接在一起，

所述碰壓機構構造有徑向向內延伸的碰壓座，

所述固井裝置還包括第二撓性塞，所述第二撓性塞構造為能通過所述打開工具進入所述套管，與所述第一撓性塞相接合，在所述第一剪切銷釘剪斷后，所述第一撓性塞和所述第二撓性塞一起移動至所述碰壓座處，并與所述碰壓座相接合。

8.一種使用根據權利要求1到7中任一項所述的固井裝置進行固井的方法，包括以下步驟：

將所述打開工具插入到所述套管內，直到所述打開工具的下端與所述封閉件的上端相接觸；

下壓所述打開工具，以使所述第二剪切銷釘剪斷，并使所述封閉件下移至所述注水泥通道打開。