[發明專利]內管固井井口活動密封裝置及方法

有效

• 申請號: 202010884892.1
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111878028B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 劉運樓;李斌;李定夏;馮彬;黃偉;唐欣;張毅超;楊凱凌
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團川慶鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B33/03
• 分類號: E21B33/03
• 代理公司: 成都中璽知識產權代理有限公司 51233
• 代理人: 譚昌馳;邢偉

本發明提供了一種內管固井井口活動密封裝置及方法，所述裝置包括堵塞機構、密封膠芯、限位機構和承力機構。堵塞機構包括彼此圍合以套裝在鉆桿上的堵塞補芯與補芯活門；密封膠芯套裝在鉆桿與套管之間以阻擋和密封通過鉆桿與套管之間向上運動的液體；承力機構包括能將堵塞機構的承力翼與套管吊卡的承力翼連接的吊環、以及能調節承力翼連接的松緊程度的可調連接件；限位機構用于防止密封膠芯掉落。本發明能改善內管固井連接和拆卸費時的問題；能通過承力機構和密封膠芯的配合，實現活動密封；能有效抑制固井或循環套管內液體外涌，起到初步封堵作用，且能夠實現低壓狀態的松弛密封和高壓狀態下的井壓助封效果。

技術領域

本發明涉及一種內管固井井口密封裝置，屬于石油天然氣工業固井工具的制造技術領域，具體來講，涉及一種內管固井井口活動密封裝置。

背景技術

在深井超深井技術套管固井中，由于套管尺寸大(一般都超過13 3/8″)，套管串長度大(有的超過4000米)，并且套管內注入的水泥漿量和替泥漿量都大，因此帶來施工時間長和環空水泥返高不易控制(量少了返高沒達到要求，量多了返出水泥漿過多，造成浪費和環境問題)等問題。為了確保在固井時注入的水泥漿能夠快速返到套管外環空，同時為了提高水泥漿返高的準確性，在固井時都采用內管固井的方法，以此減少施工時間并且有效控制水泥漿量。

內管固井時提供內管(鉆桿)與套管之間的密封的裝置就是內管固井密封裝置。內管固井密封裝置有井底密封和井口密封兩種方式，兩種密封方式既可以單獨使用，也可以配合同時使用。在超深井大套管固井中，為了確保密封有效，可以同時使用兩種密封裝置。

發明人發現：現有的井口密封裝置采用螺紋與套管連接來實現密封并且同時承受液體向上運動的上頂力。但是在超深井中，當套管重量足夠大時，下完套管坐好限位卡本體后，最后一根套管的接箍會因為承受拉伸力過大而變形，導致螺紋無法連接或連接十分困難。另外，螺紋連接的井口密封裝置，存在連接和拆卸都比較費時、不能實現活動密封、管串長度調節比較困難、現場操作程序繁雜等問題。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明的目的在于解決現有技術所存在的上述問題中的至少一項。例如，本發明的目的之一在于提供一種內管固井井口活動密封裝置，以有效解決現有密封裝置存在的無法連接變了形的套管接箍、螺紋連接和拆卸費時、只能定點密封等技術缺陷。

為了實現上述目的，本發明的一方面提供了一種內管固井井口活動密封裝置，所述內管固井井口活動密封裝置包括堵塞機構、密封機構、限位機構和承力機構。其中，所述堵塞機構包括第一可拆卸連接件以及彼此能夠圍合以套裝在鉆桿的第一圓周上的堵塞補芯與補芯活門，所述第一可拆卸連接件能夠將圍合的堵塞補芯與補芯活門連接，并且所述堵塞機構形成有具有第一外徑的下部和具有第二外徑的上部、以及具有第三外徑的承力翼，其中，第一外徑小于套管的內徑，第二外徑大于套管的內徑，第三外徑大于第二外徑。所述承力機構包括吊環和可調連接件，所述吊環能夠將堵塞機構的承力翼與套管吊卡的承力翼連接，所述可調連接件能夠調節堵塞機構的承力翼與套管吊卡的承力翼連接的松緊程度；所述密封膠芯被設置為能夠套裝在所述鉆桿的第二圓周與套管之間，從而能夠阻擋和密封通過鉆桿與套管之間向上運動的液體，所述第二圓周位于所述第一圓周下方。所述限位機構包括第二可拆卸連接件以及彼此能夠圍合以套裝在鉆桿的第三圓周上的限位卡與限位卡活門，所述第三圓周位于所述第二圓周下方，所述第二可拆卸連接件能夠將圍合的限位卡與限位卡活門連接，所述限位機構形成有能夠阻止所述密封膠芯掉落且能夠被容納于套管內的尺寸。

本發明的另一方面提供了一種內管固井井口活動密封方法，所述內管固井井口活動密封方法包括采用上述的內管固井井口活動密封裝置來實現可活動密封。

與現有技術相比，本發明的有益效果包括以下內容中的至少一項：

實現鉆桿與套管之間的連接和力的傳遞；

便于快速連接和拆卸；