[發(fā)明專利]一種插管式固井閥

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910981391.2
• 申請日: 2019-10-16
• 公開（公告）號: CN112664162A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 全家正;何峻宇;支林;范青;袁可;彭德忠;譚勝倫;何小平;韋志晶;彭琳;唐海波;陳永洪
• 申請（專利權(quán)）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西南油氣分公司
• 主分類號: E21B34/12
• 分類號: E21B34/12;E21B33/13
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務(wù)所(普通合伙) 51106
• 代理人: 覃金龍

本發(fā)明公開了一種插管式固井閥，包括外管組件和滑套，所述滑套以能夠軸向滑動位移的方式裝配在所述外管組件內(nèi)，所述外管組件與所述滑套之間設(shè)置有至少一組能夠通過所述滑套的軸向滑動位移而導(dǎo)通/切斷的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，所述外管組件與所述滑套之間設(shè)置有至少一組能夠通過所述滑套的軸向滑動位移而卡住限位/解除限位的卡接結(jié)構(gòu)，所述滑套在所述外管組件內(nèi)卡住限位狀態(tài)時，所述滑套與所述外管組件之間的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)處于切斷狀態(tài)。本發(fā)明能夠有效防止已關(guān)閉的水泥漿注入通道在非作業(yè)需要的狀態(tài)下而自行重新開啟，保障固井作業(yè)順利、正確實(shí)施。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固井作業(yè)用的工具，具體是一種插管式固井閥。

背景技術(shù)

固井作業(yè)是鉆完井作業(yè)過程中不可缺少的一個重要環(huán)節(jié)，其主要作業(yè)過程包括下套管和注水泥等，主要實(shí)現(xiàn)的技術(shù)目的是保護(hù)和支撐油氣井內(nèi)的套管，并封隔井眼內(nèi)的油層、氣層和水層等，達(dá)到增加油氣井壽命及提高油氣產(chǎn)量之效果。

固井閥是固井作業(yè)用的重要工具之一，其作用在于控制井內(nèi)水泥漿注入通道的通/斷狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)對井內(nèi)注入水泥漿的有效控制。目前，常見的固井閥為插管式固井閥，具體結(jié)構(gòu)可以參見中國專利文獻(xiàn)公開的“插管固井閥”（公開號CN 204716202，公開日2015年10月21日）、或者“一種滑套開關(guān)式固井裝置”（公開號CN 205477533，公開日2016年08月17日）等技術(shù)。現(xiàn)在結(jié)合前述兩項(xiàng)技術(shù)，對目前常見的插管式固井閥作如下具體介紹。

插管式固井閥具有外管組件和滑套。其中，外管組件主要是由從上而下依序?qū)拥纳辖宇^、中接頭和下接頭組成。中接頭為底端封閉的盲孔結(jié)構(gòu)管件，下接頭密封連接在中接頭的中部外側(cè)，而中接頭的中下部軸向伸入下接頭內(nèi)，中接頭的中下部外壁與下接頭的內(nèi)壁之間形成導(dǎo)流環(huán)空，導(dǎo)流環(huán)空處的中接頭上徑向開設(shè)有多個呈周向分布的導(dǎo)流孔（為了方便描述、不混淆，將其定義為靜側(cè)導(dǎo)流孔）。為了便于在固井作業(yè)前對固井管柱進(jìn)行密封檢測的試壓操作，在中接頭底端下方處的下接頭內(nèi)壁通過密封圈和剪切銷釘?shù)冉M件連接有球座，通常下接頭連接球座的部位為變徑的階梯孔結(jié)構(gòu)，球座下方的下接頭上徑向開設(shè)有多個呈周向分布的排漿孔，球座上坐有閥球體。

滑套以能夠軸向滑動位移的方式裝配在中接頭和上接頭組成的盲孔結(jié)構(gòu)內(nèi)孔內(nèi)，滑套中下部位置徑向開設(shè)有多個呈周向分布的導(dǎo)流孔（為了方便描述、不混淆，將其定義為動側(cè)導(dǎo)流孔），滑套上的動側(cè)導(dǎo)流孔與中接頭上的靜側(cè)導(dǎo)流孔在周向上呈一一對應(yīng)關(guān)系，且在滑套與中接頭的套疊活動中一一對應(yīng)關(guān)系的導(dǎo)流孔之間能夠徑向重合，換言之，滑套與中接頭之間設(shè)置了多組能夠通過滑套的軸向滑動位移而導(dǎo)通/切斷的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)。為了保證密封性，在動側(cè)導(dǎo)流孔的上、下部位處的滑套外壁上設(shè)置有能夠與中接頭內(nèi)壁接觸密封的密封圈。上接頭內(nèi)密封裝配有處在滑套上方的壓套。

上述結(jié)構(gòu)的固井閥在處于初始狀態(tài)時，滑套上的動側(cè)導(dǎo)流孔與中接頭上的靜側(cè)導(dǎo)流孔之間處于錯位狀態(tài)（即導(dǎo)流結(jié)構(gòu)處于切斷狀態(tài)），且動側(cè)導(dǎo)流孔處在靜側(cè)導(dǎo)流孔的上方，滑套的下部將中接頭上的靜側(cè)導(dǎo)流孔封堵，且滑套的下端與中接頭的盲孔底部之間具有滑動位移空間，此時的滑套下端由靜側(cè)導(dǎo)流孔下方處的中接頭內(nèi)壁上所固定的剪切銷釘限位；當(dāng)然，為了保證密封性，滑套下部與靜側(cè)導(dǎo)流孔下方的中接頭內(nèi)壁之間設(shè)置有密封圈。

上述結(jié)構(gòu)的固井閥在進(jìn)行注漿作業(yè)時，注漿管線經(jīng)壓套而插入滑套內(nèi)，迫使滑套剪斷下端處的起限位作用的剪切銷釘而下行位移，滑套在下行位移過程中使各導(dǎo)流結(jié)構(gòu)導(dǎo)通（即各一一對應(yīng)的動側(cè)導(dǎo)流孔和靜側(cè)導(dǎo)流孔重合），即水泥漿注入通道導(dǎo)通，水泥漿經(jīng)各導(dǎo)流結(jié)構(gòu)注入導(dǎo)流環(huán)空內(nèi)、并進(jìn)入井內(nèi)。

當(dāng)注漿作業(yè)完成或需要停止注漿時，要避免已注入井內(nèi)的水泥漿倒流而影響固井作業(yè)的正確實(shí)施，這就需要將井內(nèi)的水泥漿注入通道關(guān)閉。此時，通過注漿管線的上提而帶動滑套向上位移復(fù)位，以使各導(dǎo)流結(jié)構(gòu)切斷（即各一一對應(yīng)的動側(cè)導(dǎo)流孔和靜側(cè)導(dǎo)流孔錯位），將水泥漿注入通道關(guān)閉。