專利名稱：地面控制式固井工具的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及油氣田固井作業(yè)工具，特別涉及一種地面控制式固井工具。
背景技術：
目前，全世界從事地層礦產(chǎn)資源的勘探開采，應用的科學技術和手段，一般采用的 辦法不外乎有兩種一種是鉆井，一種是挖掘。鉆井勘探開采具有成本低、深度孔可達近萬 米，適用于深層、高溫、高壓環(huán)境下液體和有毒氣體的勘探開采。挖掘勘探開采具有成本高、 常溫下無壓力，僅適用于深度在千米左右、淺表層固體的開采。但石油、天燃氣、鹽鹵(礦)、 地熱等儲藏都在千米以上，且具有高溫、高壓或超高壓、有毒的特性，因此，鉆井廣泛用于石 油、天燃氣、鹽鹵(礦)、地熱等地層礦產(chǎn)資源的勘探開采。鉆井通俗的說法，就是利用機械設備在地層內(nèi)鉆孔的過程。根據(jù)鉆井深度， 從 經(jīng)濟性、技術性、工藝性綜合考慮，井內(nèi)的各段井徑尺寸不相同，井越深，鉆井的開孔尺寸越 大；反之，鉆井的開孔尺寸則越小。井口到井底的井徑尺寸是逐段縮小的。在鉆井過程中， 由于井徑尺寸的改變和巖層的變化，有時鉆井尺寸過長或因其它需要，為防止井壁的跨塌， 就要用鋼管(在鉆井上稱套管)作襯套，用水泥漿與地層井壁凝固座封，這個過程就是固 井。在固井過程中，當水泥漿灌滿套管與井壁之間時，水泥漿凝固需要一定時間，并不允許 其流動(倒流)。灌注水泥漿，防止水泥漿倒流，達到水泥漿凝固而使用的這種工具就叫固 井工具。固井工具的工作原理和必須具備的三大基本功能一、灌注水泥漿時，通道須暢 通；二、灌注水泥漿完畢后，通道要關閉；三、固井成功完成后，鉆井深度未達到最終尺寸 時，需將開關密封機構等部件易鉆銑掉。長期以來，我國從事地層礦產(chǎn)資源開采使用的固井工具一直都是從西方國家和美 國哈里伯頓石油工具公司進口的圓球、壓縮彈簧式固井工具。該工具在灌注水泥漿過程中， 具有阻力較大，水泥漿等雜物在彈簧內(nèi)不易沖洗清除，而關閉時，壓縮彈簧的擺角幅度大， 圓球定向回位的可靠性較差，圓球會產(chǎn)生一個負壓力，減小密封回位壓力。綜上所述，其產(chǎn) 品主要具有以下缺點關閉時圓球定向回位的可靠性較差，關閉后，井況條件稍差則會密封 不嚴，造成固井質(zhì)量差或固井不成功，固井成功率僅達到百分之八十左右。固井優(yōu)質(zhì)井率在 百分之四十左右。且此類固井工具(浮箍、浮鞋)，在固井過程中，無法實現(xiàn)在鉆井平臺上直接控制 在地層內(nèi)千米以上的固井工具開啟、關閉密封機構等操作。
實用新型內(nèi)容針對上述不足之處，本實用新型的目的在于提供一種結構簡單，使用方便，能在鉆 井平臺上實現(xiàn)直接操作，使固井工具能適時開啟、關閉的地面控制式固井工具。為了達到上述目的，本實用新型采取了以下技術方案一種地面控制式固井工具， 包括外筒、開關閥芯、密封頭、密封底座，其中，所述外筒內(nèi)周面設置有內(nèi)螺紋，開關閥芯也設置有外螺紋，開關閥芯位于外筒內(nèi)，且開關閥芯與外筒采用螺紋相配合，使得開關閥芯可以在外筒內(nèi)通過螺紋旋出或者旋進，外筒底部設有錐形扣，且錐形扣與密封底座相扣接，開 關閥芯與密封頭通過銷釘連接；所述密封底座上設置有灌漿通道A，密封頭一端與灌漿通 道A相配合，且密封頭設置的斜面與密封底座設置的斜面緊密相切(硬密封)，堵緊灌漿通 道A。所述開關閥芯設有灌漿通道B。所述開關閥芯和密封頭上均設置有彈性密封介質(zhì)。本實用新型的工作原理上在固井操作中，首先使本實用新型的外筒首端與套管 連接，然后將套管聯(lián)同本實用新型下放到(井下)預定位置后，開關閥芯一頭用鉆桿扣與地 面操作連接，在鉆井平臺上，操作開關閥芯，使開關閥芯沿外筒向上移動(螺紋旋出)適當 距離，同時有開關閥芯采用銷釘連接的密封頭也向上移動相應距離，灌漿通道B全部開啟， 水泥漿從開關閥芯灌漿通道B與密封底座灌漿通道A進行灌漿。當水泥漿返回到井口，檢測 水泥漿的密度接近灌漿密度時，灌入清水，當清水灌滿灌漿通道后，在鉆井平臺上操作開關 閥芯向下移動(螺紋旋進)適當距離，同時密封頭也向下移動相應距離，灌漿通道A和灌漿 通道B密封，待水泥漿凝固后，在鉆井平臺上操作開關閥芯，使開關閥芯向和密封頭向上移 動(開關閥芯螺紋旋出)適當距離，脫離外筒控制，取出開關閥芯、密封頭，固井作業(yè)完成。本實用新型的有益效果在于使用本實用新型，固井前，不試壓檢測密封。固井下套管前，不洗井。本實用新型 下放到預定井段后，地面直接控制開啟密封開關閥芯和密封頭，灌注水泥漿。灌注水泥漿完 畢后，地面直接控制隨意關閉密封開關閥芯和密封頭。待水泥漿凝固后，取出開關閥芯和密 封頭，開關閥芯和密封頭經(jīng)保養(yǎng)后，重復使用。若鉆井尺寸未到達目的地，不需銑掉固井密 封件，然后直接下鉆鉆井。該工具較現(xiàn)有使用的工具，操作更簡便，重量是現(xiàn)有工具的2/5 左右，并不使用有色金屬，是現(xiàn)有工具成本的1/5左右，節(jié)材環(huán)保。且能承受IOOMpa以上 反壓力，滿足了當今鉆井深度，井溫200°C和各種復雜井況下的固井作業(yè)，固井成功率達到 100%，優(yōu)質(zhì)井率達到98%以上，社會經(jīng)濟很好?！暗孛婵刂剖焦叹ぞ摺睂砉叹鳂I(yè)的 一次革命，大專院校的相關章節(jié)教材、石油天然氣行業(yè)領域的鉆進固井標準、定額等，都可 能將隨之修訂和調(diào)整。本實用新型打破了幾十年傳統(tǒng)的灌漿模式，水泥漿不從套管內(nèi)壁通過，而是直接 從該井徑鉆桿內(nèi)通過。灌漿從該井徑內(nèi)鉆桿通過，解決了水泥漿的準確計量難題；節(jié)約一定 的水泥漿；徹底解決了水泥漿在繼續(xù)鉆井中，對泥漿的污染。
圖1本實用新型結構示意圖。圖2本實用新型外筒結構示意圖。圖3本實用新型開關閥芯結構示意圖。圖4本實用新型密封頭結構示意圖。圖5本實用新型密封底座結構示意圖。圖中1.外筒；2.開關閥芯；3.密封頭；4.密封底座；5.銷釘；6.灌漿通道A ； 7.灌漿通道B;8.彈性密封介質(zhì)。
具體實施方式
下面我們結合附圖對本實用新型做進一步的說明一種結構簡單，使用方便，能在 鉆井平臺上實現(xiàn)直接操作，使固井工具能實時開啟、關閉的地面控制式固井工具。為了達到上述目的，本實用新型采取了以下技術方案如圖1 一圖5所示，一種地 面控制式固井工具，包括外筒1、開關閥芯2、密封頭3、密封底座4，外筒1內(nèi)周面設置有內(nèi) 螺紋，開關閥芯2也設置有外螺紋，開關閥芯2位于外筒1內(nèi)，且 開關閥芯2與外筒1采用 螺紋相配合，使得開關閥芯2可以在外筒1內(nèi)通過螺紋旋出或者旋進，外筒1底部設有錐形 扣，且錐形扣與密封底座4相扣接，開關閥芯2與密封頭3通過銷釘5連接；密封底座4上 設置有灌漿通道A6，密封頭3 —端與灌漿通道A6相配合，且密封頭3設置的斜面與密封底 座4設置的斜面緊密相切(硬密封)，堵緊灌漿通道A6，開關閥芯2也設有灌漿通道B7，開 關閥芯2和密封3頭上均設置有彈性密封介質(zhì)8，使得本實用新型密封性更好。
權利要求一種地面控制式固井工具，包括外筒(1)、開關閥芯(2)、密封頭(3)、密封底座(4)，其特征在于所述外筒(1)內(nèi)周面設置有內(nèi)螺紋，開關閥芯設置有外螺紋，開關閥芯(2)位于外筒內(nèi)，且開關閥芯(2)與外筒(1)采用螺紋相配合，外筒(1)底部設有錐形扣，且錐形扣與密封底座(4)相扣接，開關閥芯(2)與密封頭(3)通過銷釘(5)連接；所述密封底座(4)上設置有灌漿通道A(6)，密封頭(3)一端與灌漿通道A(6)相配合。
2.根據(jù)權利要求1所述的地面控制式固井工具，其特征在于所述開關閥芯(2)設有 灌漿通道B (7)。
3.根據(jù)權利要求1所述的地面控制式固井工具，其特征在于所述開關閥芯(2)和密 封頭(3)上均設置有彈性密封介質(zhì)(8)。
專利摘要一種地面控制式固井工具，包括外筒、開關閥芯、密封頭、密封底座，其中，所述外筒內(nèi)周面設置有內(nèi)螺紋，開關閥芯也設置有外螺紋，開關閥芯位于外筒內(nèi)，且開關閥芯與外筒采用螺紋相配合，使得開關閥芯可以在外筒內(nèi)通過螺紋旋出或者旋進，外筒底部設有錐形扣，且錐形扣與密封底座相扣接，開關閥芯與密封頭通過銷釘連接；所述密封底座上設置有灌漿通道A，密封頭一端與灌漿通道A相配合，堵緊灌漿通道A。本實用新型結構簡單，使用方便，能在鉆井平臺上實現(xiàn)直接操作，使固井工具能適時開啟、關閉。
文檔編號E21B33/13GK201588597SQ200920243770
公開日2010年9月22日 申請日期2009年12月7日 優(yōu)先權日2009年12月7日
發(fā)明者崔志剛, 馬良 申請人:成都一一淼機電設備有限公司