[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

本發明涉及一種用于大斜度井和水平井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。使用這種固井裝置能夠有效地提高大斜度井和水平井的固井成功率。

技術領域

本發明涉及固井技術領域，特別是涉及一種用于大斜度井和水平井分級注水泥的固井裝置。本發明還涉及使用上述裝置來進行固井的方法。

背景技術

固井是用于將套管固定在井內的重要施工作業。近些年來，為了提高油氣開采效率，深度較大的大斜度井和水平井越來越受到廣泛應用。

然而，目前的固井操作是向井內投入重力打開塞，以確保用于向環空中灌注水泥漿的孔能夠打開。然而，由于需要作業的井為大斜度井和水平井，因此這種重力打開塞順利下入到預定位置的成功率比較低，從而導致了上述孔打開的成功率比較低。在這種情況下，作業人員只能將所下入的套管鉆除，并重新下入新的套管來進行固井作業。這既降低了施工效率，也大幅增加了施工成本。

因此，希望能有一種可提高大斜度井和水平井的固井成功率的裝置。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了一種固井裝置，使用這種固井裝置能夠有效地提高大斜度井和水平井的固井成功率。本發明還提出了一種固井方法，通過這種固井方法可以更加順利地對大斜度井和水平井進行固井。

根據本發明的第一方面，提出了一種用于大斜度井和水平井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。

通過下壓打開工具能夠有效地將力傳遞給與其接觸的封閉件，由此能有效地頂動封閉件，使連接封閉件與殼體的第二剪切銷釘剪斷。由此，封閉件可順利地相對于殼體移動，以使注水泥通道打開。此后，水泥漿可通過打開工具、經過注水泥通道而流向環空中，以此來實現固井。上述結構因不會受到重力的顯著影響所以能夠非常有效地應用于大斜度井和水平井中，以提高固井的成功率。

在一個實施例中，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。

在一個實施例中，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的朝下的臺階面，所述密封體設置在所述臺階面處。

在一個實施例中，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。

在一個實施例中，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。