專利名稱：一種免鉆塞半程固井工具的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及油氣田固、完井作業工具，特別是一種免鉆塞半程固井 工具。
背景技術：
隨著保護油層的完井技術不斷進步，釆用油層井段下篩管不注水泥， 而僅僅在油層之上井段半程固井的油氣井日益增多。目前油田常用的半程 固井工藝都是在篩管之上連接盲板接頭封堵的辦法，以便形成蹩壓、充填 套管外封隔器和打開液壓分級注水泥器。該方法存在的最大問題是必需要 在固井后用小鉆桿加小鉆頭鉆掉固井時留在井內的開孔塞、關孔塞、盲板 接頭等管內附件。而油田實際操作的經驗表明，由于鉆掉膠塞和盲板等固 井附件屬于小井眼、細鉆具作業，加之膠塞可能隨鉆頭一起轉動，從而該 作業耗時費力較為困難。此外小鉆具的運送和回收等都需要額外的完井時 間，導致油層浸泡污染時間增加并延誤油井的早日投產。
發明內容
為克服背景技術中的缺陷，本實用新型提供一種免鉆塞半程固井工具， 解決半程固井作業后仍需鉆膠塞和盲板接頭等附件的問題。
一種免鉆塞半程固井工具，包括免鉆式分級箍、密封短節、內插管柱 三大部分。免鉆式分級箍主要由上接頭、本體、止退鋼球、關孔套剪釘、上彈性內套剪釘、關孔套、上彈性內套、開孔套剪釘、開孔套、下接頭構 成。密封短節主要由短節本體、密封膠套、下彈性內套剪釘、下彈性內套、 下部接頭構成。內插管柱主要由膠塞、油管接頭、上桿、扶正接頭、橡膠 套、孔管、塞座剪釘、膠塞座、調長桿、密封管、錐形膠塞、膠套管、導 引頭構成。
免鉆式分級箍上接頭、下接頭分別與本體上、下兩端相連，上接頭的 底面及下接頭的頂面深入到本體內腔形成上下兩環型內臺階面。關孔套、 開孔套、上彈性內套及其余配合部件置于兩環型內臺階面之間。關孔套與 本體為滑動配合，關孔套剪釘將關孔套固定在本體上。關孔套外壁開有一 個錐形槽，止退鋼球置于錐形槽內，該錐形槽與本體內壁形成一個密閉的空 間。關孔套內壁有一個環形斜錐面，在此斜錐面之上，上彈性內套剪釘將 上彈性內套固定在關孔套內，上彈性內套與關孔套形成滑動配合。上彈性 內套一端為半圓環，另一端由若千個指狀彈性片組合而成，其彈性收縮狀 態為完整的斜面半圓環。指狀彈性片的頂部為斜錐面，與關孔套內壁環形 斜錐面形成配合。關孔套下部壁厚小于其上部壁厚，關孔套內壁環形斜錐 面、關孔套下部及開孔套頂面形成一個凹陷的環形空間，此環形空間長度 大于等于上彈性內套長度。開孔套頂面內部為錐面，外部為圓環面。開孔 套剪釘將開孔套固定在本體上。開孔套剪釘之下的本體壁上開有若干個軸 向對稱的注水泥孔，注水泥孔一部分被開孔套覆蓋，另一部分連通開孔套
外臺階面與本體、下接頭頂面之間形成的環空；注水泥孔之下的本體壁上 另開有若干軸向對稱的通孔連通此環空。開孔套下部與下接頭內壁為滑動 配合，且兩者之間由密封材料密封。密封短節的短節本體內壁有一個環形斜內臺階面，該環形斜內臺階面 與下部接頭頂面形成一個凹陷的環形空間，此環形空間長度大于等于下彈 性內套長度。密封膠套及錐形膠套與下彈性內套內部相配合形成密封。
內插管柱最下部為導引頭。導引頭之上，膠套管與密封管之間的外壁 上嵌放有錐形膠套。孔管外壁上有上下兩環形臺階面，下環形臺階面之下 的孔管壁上開有若干組上下通孔。膠塞座被塞座剪釘固定在孔管內壁。橡 膠套被固定在扶正接頭與孔管形成的環形凹槽中，其外徑大于孔管的外徑。 扶正接頭具有凸起的條形棱狀結構，其棱條的最大外徑介于上彈性內套、 下彈性內套內徑與外徑之間。
本實用新型的優點在于本實用新型結構簡單，操作方便。無需使用 開孔塞、關孔塞、盲板接頭等管內附件即可注水泥半程固井，固井結東后 可以建立循環，清洗套管內壁，保證套管內的清潔。
圖l免鉆式分級箍入井狀態示意圖
圖2免鉆式分級箍開孔套下行狀態示意圖
圖3免鉆式分級箍關孔套、上彈性內套套下行狀態示意圖
圖4免鉆式分級箍上彈性內套釋放狀態示意圖
圖5密封短節密封狀態示意圖
圖6密封短節下彈性內套釋放狀態示意圖
圖7內插管柱結構示意圖
圖8膠塞
圖9本實用新型總體結構示意圖具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。
如圖1-圖9所示的一種免鉆塞半程固井工具，包括免鉆式分級箍、密 封短節、內插管柱三大部分。免鉆式分級箍主要由上接頭l、本體2、止退 鋼球3、關孔套剪釘4、上彈性內套剪釘5、關孔套6、上彈性內套7、開孔 套剪釘8、開孔套9、下接頭10構成。密封短節主要由短節本體ll、密封 膠套12、下彈性內套剪釘13、下彈性內套14、下部接頭15構成。內插管 柱主要由膠塞16、油管接頭17、上桿18、扶正接頭19、橡膠套20、孔管 21、塞座剪釘22、膠塞座23、調長桿24、密封管25、錐形膠塞26、膠套 管27、導引頭28構成。
免鉆式分級箍上接頭l、下接頭10分別與本體2上、下兩端相連，上 接頭l的底面及下接頭10的頂面深入到本體2內腔形成上下兩環型內臺階 面。關孔套6、開孔套9、上彈性內套7及其余配合部件置于兩環型內臺階 面之間。關孔套6與本體2為滑動配合，關孔套剪釘4將關孔套6固定在 本體2上。關孔套6外壁開有一個錐形槽，止退鋼球3置于錐形槽內，該錐 形槽與本體2內壁形成一個密閉的空間。關孔套6內壁有一個環形斜錐面， 在此斜錐面之上，上彈性內套剪釘5將上彈性內套7固定在關孔套6內， 上彈性內套7與關孔套6形成滑動配合。上彈性內套7 —端為半圓環，另 一端由若干個指狀彈性片組合而成，其彈性收縮狀態為完整的斜面半圓環。 指狀彈性片的頂部為斜錐面，與關孔套6內壁環形斜錐面形成配合。關孔 套6下部壁厚小于其上部壁厚，關孔套6內壁環形斜錐面、關孔套6下部及開孔套9頂面形成一個凹陷的環形空間，此環形空間長度大于等于上彈
性內套7長度。開孔套9頂面內部為錐面，外部為圓環面。開孔套剪釘8 將開孔套9固定在本體2上。開孔套剪釘8之下的本體2壁上開有若干個 軸向對稱的注水泥孔，注水泥孔一部分被開孔套9覆蓋，另一部分連通開 孔套9外臺階面與本體2、下接頭IO頂面之間形成的環空；注水泥孔之下 的本體2壁上另開有若干軸向對稱的通孔連通此環空。開孔套9下部與下 接頭10內壁為滑動配合，且兩者之間由密封材料密封。
密封短節的短節本體ll內壁有一個環形斜內臺階面，該環形斜內臺階 面與下部接頭15頂面形成一個凹陷的環形空間，此環形空間長度大于等于 下彈性內套14長度。密封膠套12及錐形膠套26與下彈性內套14內部相 配合形成密封。
內插管柱最下部為導引頭28。導引頭28之上，膠套管27與密封管25 之間的外壁上嵌放有錐形膠套26。孔管21外壁上有上下兩環形臺階面，下 環形臺階面之下的孔管21壁上開有若干組上下通孔。膠塞座23被塞座剪 釘22固定在孔管21內壁。橡膠套20被固定在扶正接頭19與孔管21形成 的環形凹槽中，其外徑大于孔管21的外徑。扶正接頭19具有凸起的條形 棱狀結構，其棱條的最大外徑介于上彈性內套7、下彈性內套14內徑與外
徑之間。
其工作原理為將免鉆式分級箍連接在套管外封隔器的上端，其上連 接套管柱；密封短節連接在套管外封隔器的下端，其下連接完井篩管串。 將以上完井管柱下入井底，開泵循環洗井一周，循環正常后停泵。內插管柱上部連接鉆桿或油桿后下入井內。進入免鉆式分級箍時控制下放速度和 下放壓力，待內插管柱下部進入密封短節密封下部空間后，開泵充填套管
外封隔器(ECP);繼續開泵憋壓剪斷免鉆式分級箍的開孔套剪釘8，開孔套 9下行，注水泥孔出露。建立循環正常后，進行注水泥固井作業。當膠塞 16下行到膠塞座23時泵壓上升替漿碰壓完成，注水泥結束。停泵，下壓內 插管柱，關孔套剪釘4剪斷，關孔套6下行關閉注水泥孔。繼續下壓內插 管柱，上彈性內套剪釘5剪斷，上彈性內套7與關孔套6分離下行，上彈 性內套7的12個指狀彈塊在彈性力作用下彈開隱藏在關孔套6預留的凹槽 內。繼續下放內插管柱，直至壓在密封短節的下彈性內套14上。下彈性內 套剪釘13剪斷，下彈性內套14釋放并隱藏在短節本體11的凹槽內。此時， 下放和上提內插管柱已無任何阻礙。開泵剪斷膠塞座剪釘22,膠塞16與膠 塞座23—同下行，循環孔露出，建立循環，沖洗套管內可能殘留的水泥漿， 直至確認已經沖洗干凈。停泵，提出內插管柱完井。
權利要求1.一種免鉆塞半程固井工具，包括免鉆式分級箍、密封短節、內插管柱三大部分；免鉆式分級箍連接在套管外封隔器的上端，密封短節連接在套管外封隔器的下端，內插管柱之上連接鉆桿或油桿；其特征在于免鉆式分級箍的關孔套(6)與本體(2)形成滑動配合；關孔套(6)外壁開有一個錐形槽，止退鋼球(3)置于錐形槽內；上彈性內套(7)與關孔套(6)形成滑動配合；上彈性內套(7)一端為半圓環，另一端由若干個指狀彈性片組合而成，其彈性收縮狀態為完整的斜面半圓環；關孔套(6)內壁環形斜錐面、關孔套(6)下部及開孔套(9)頂面形成一個凹陷的環形空間，此環形空間長度大于等于上彈性內套(7)長度；開孔套剪釘(8)之下的本體(2)壁上開有若干個軸向對稱的注水泥孔，注水泥孔一部分被開孔套(9)覆蓋，另一部分連通開孔套(9)外臺階面與本體(2)、下接頭(10)頂面之間形成的環空；注水泥孔之下的本體(2)壁上另開有若干軸向對稱的通孔連通此環空；密封短節的短節本體(11)內壁有一個環形斜內臺階面，該環形斜內臺階面與下部接頭(15)頂面形成一個凹陷的環形空間，此環形空間長度大于等于下彈性內套(14)長度；密封膠套(12)及錐形膠套(26)與下彈性內套(14)內部相配合形成密封；內插管柱膠套管(27)與密封管(25)之間的外壁上嵌放有錐形膠套(26)；孔管(21)外壁上有上下兩環形臺階面，下環形臺階面之下的孔管(21)壁上開有若干組上下通孔；膠塞座(23)被塞座剪釘(22)固定在孔管(21)內壁；橡膠套(20)被固定在扶正接頭(19)與孔管(21)形成的環形凹槽中，其外徑大于孔管(21)的外徑；扶正接頭(19)具有凸起的條形棱狀結構，其棱條的最大外徑介于上彈性內套(7)、下彈性內套(14)內徑與外徑之間。
專利摘要本實用新型涉及油氣田固完井作業用一種免鉆塞半程固井工具，解決半程固井作業后仍需鉆膠塞和盲板接頭等附件的問題。本實用新型的上彈性內套(7)、下彈性內套(14)一端為半圓環，另一端由若干個指狀彈性片組合而成，其彈性收縮狀態為完整的斜面半圓環；指狀彈性片的頂部為斜錐面，與關孔套(6)內壁、短節本體(11)內壁環形斜錐面形成配合。本實用新型的內插管柱上具有與上彈性內套(7)、下彈性內套(14)形成密封的橡膠套(20)、錐形膠套(26)以及可以用于加壓的棱條結構。通過下壓內插管柱即可實現免鉆賽半程固井的全過程。
文檔編號E21B33/13GK201310317SQ200820177219
公開日2009年9月16日 申請日期2008年10月29日 優先權日2008年10月29日
發明者呼西旦, 楊道平, 王惠琴, 軍 胡, 剛 蔣, 郭建軍, 郭新超 申請人:西部鉆探克拉瑪依鉆井工藝研究院