專利名稱：液壓免鉆懸掛封隔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于油氣田油氣井等固井用帶液壓坐封封隔器的免鉆尾管懸掛器，屬于石油天然氣工業(yè)井下固井工具的制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在油氣田鉆井過程中，進(jìn)行尾管固井時(shí)，需要使用尾管懸掛器來實(shí)現(xiàn)鉆桿下送尾管，并實(shí)現(xiàn)尾管脫手和固井施工，從而增加上層套管內(nèi)徑，便于下步作業(yè)，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)約套管和固井施工費(fèi)用，達(dá)到降低鉆井成本的目的。目前普遍使用的尾管懸掛器有多種。常規(guī)尾管懸掛器具有尾管懸掛器的基本功能。一方面，在水泥漿注替到位的侯凝期間，環(huán)空水泥漿處于自由狀態(tài)，由于井漏、氣竄，導(dǎo)致環(huán)空水泥漿運(yùn)移，影響水泥環(huán)質(zhì)量， 可能形成竄漏通道，最終封固質(zhì)量較差，造成喇叭口竄氣。另一方面，懸掛器內(nèi)有小內(nèi)徑的密封盒和套管膠塞固定座，為保證懸掛器內(nèi)通徑，固井后需鉆掉。同時(shí)，為補(bǔ)償封固段水泥漿在侯凝期間的損失，一般要留上水泥塞。所以，固井后需下兩趟鉆鉆塞，一趟鉆鉆上水泥塞，一趟鉆鉆沉降的水泥塞和懸掛器內(nèi)的附件，這樣，既傷害環(huán)空水泥環(huán)，影響封固質(zhì)量，又增加鉆井周期。全通徑尾管懸掛器該懸掛器密封盒普遍采用卡塊嵌在懸掛器本體內(nèi)壁，套管膠塞座固定在送入工具尾部，實(shí)現(xiàn)懸掛器本體與套管具有相同的通徑，即全通徑，雖然可以解決懸掛器內(nèi)附件的鉆井工作，但依然不能解決井漏、氣竄對(duì)環(huán)空水泥漿運(yùn)移的影響，不能保證固井質(zhì)量，也不能解決鉆上水泥塞和懸掛器內(nèi)沉降水泥塞的鉆井工作，固井質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益有限。同時(shí)，由于密封盒通過卡塊嵌在懸掛器內(nèi)壁，容易發(fā)生卡塊機(jī)構(gòu)失效，不能順利從懸掛器內(nèi)脫手，當(dāng)尾管管柱較輕時(shí)，會(huì)把整個(gè)尾管管柱起出，尾管管柱較重時(shí)，會(huì)造成送入工具、送入鉆具不能順利起出，均會(huì)造成重大工程事故，后期處理困難，經(jīng)濟(jì)損失巨大。帶機(jī)械坐封封隔器的尾管懸掛器該懸掛器在尾管固井施工注替水泥漿結(jié)束時(shí)， 通過送入工具強(qiáng)力下壓，啟動(dòng)并坐封封隔器，實(shí)現(xiàn)懸掛器與上層套管環(huán)間的機(jī)械封隔，避免尾管懸掛器環(huán)空的壓力傳遞和流體運(yùn)移，起到防止氣竄，抑制井漏，保護(hù)環(huán)空水泥環(huán)，提高尾管固井封固質(zhì)量。同時(shí)，水泥封固和封隔器共同作用，實(shí)現(xiàn)環(huán)空封隔的長(zhǎng)效性，延長(zhǎng)井的使用壽命。可不留上水泥塞，節(jié)約鉆井周期。但是，該工具在進(jìn)行倒扣脫手上提下放的檢查和施工期間，操作要嚴(yán)格控制，下壓力不得達(dá)到封隔器的啟動(dòng)下壓力，不得啟動(dòng)封隔器，否則，將導(dǎo)致封隔器坐封，水泥漿無法注入，不能進(jìn)行固井施工，造成較大的工程事故。對(duì)于深井、超深井、大斜度和水平井等，鉆具摩阻較大，進(jìn)行懸掛器倒扣成功與否的上提下放檢查判斷時(shí)，要準(zhǔn)確控制下壓力，難度很大，所以，該型懸掛封隔器一般使用于井況較簡(jiǎn)單的井， 對(duì)于深井、超深井等復(fù)雜井況的井，使用風(fēng)險(xiǎn)較大，所以使用較少，懸掛封隔器的優(yōu)越性未能在工程運(yùn)用中得到充分展現(xiàn)。綜上所述，現(xiàn)有的尾管懸掛器和帶機(jī)械坐封的尾管懸掛器，不能充分滿足現(xiàn)場(chǎng)的需要。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有尾管懸掛器存在的上述問題，提供一種液壓免鉆懸掛封隔器，本實(shí)用新型通過液壓坐掛實(shí)現(xiàn)尾管懸掛，注替水泥漿后，通過液壓坐封，實(shí)現(xiàn)尾管頂部環(huán)空封隔，從而實(shí)現(xiàn)尾管環(huán)空流體和壓力屏蔽，抑制氣竄和井漏，提高固井質(zhì)量和永久封固質(zhì)量。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下一種液壓免鉆懸掛封隔器，包括送入器、封隔器和懸掛器，其特征在于還包括鉆桿膠塞、憋壓球、液缸、封隔器膠筒總成、密封盒、懸掛器液缸、空心套管膠塞和碰壓總成，所述空心套管膠塞設(shè)置在送入器下端，密封盒設(shè)置在懸掛器內(nèi)與懸掛器內(nèi)壁過盈配合，且密封盒固定在送入器的下部，液缸和封隔器膠筒總成設(shè)置在懸掛器上，懸掛器液缸位于懸掛器下端。所述液缸通過彈性鎖環(huán)設(shè)置在懸掛器上。所述懸掛器與懸掛器液缸通過懸掛器坐掛剪釘固定。所述空心套管膠塞通過膠塞脫手剪釘連接在送入器的下端。所述密封盒為兩個(gè)，包括上部的第一密封盒和第一密封盒下方的第二密封盒。所述懸掛器液缸位于第一密封盒下方。采用本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于一、本實(shí)用新型通過液壓坐掛實(shí)現(xiàn)尾管懸掛，注替水泥漿后，通過液壓坐封，實(shí)現(xiàn)尾管頂部環(huán)空封隔，從而實(shí)現(xiàn)尾管環(huán)空流體和壓力屏蔽，抑制氣竄和井漏，提高固井質(zhì)量和永久封固質(zhì)量。二、本實(shí)用新型中，空心套管膠塞通過膠塞脫手剪釘連接在送入器的下端，密封盒安裝在送入器的下部，施工時(shí)，膠塞脫手，施工后，送入器起出，懸掛器內(nèi)無需鉆附件，實(shí)現(xiàn)懸掛器免鉆，操作方便。三、本實(shí)用新型中，懸掛器液缸位于懸掛封隔器下部，處于柔性密封盒以下，處于送入器管內(nèi)壓力系統(tǒng)，便于懸掛封隔器坐掛。四、本實(shí)用新型中，密封盒固定在送入器的下部，密封盒的外緣與懸掛封隔器內(nèi)壁過盈配合，實(shí)現(xiàn)與懸掛封隔器內(nèi)壁的密封，密封盒隨送入器在懸掛器內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)和上下活動(dòng)時(shí)， 與懸掛封隔器內(nèi)壁的密封性能良好，兩個(gè)密封盒提高了密封的可靠性，并且密封盒拔出懸掛封隔器內(nèi)壁后，可重新插入，依然能保證密封，對(duì)于短尾管，當(dāng)尾管很輕，通過懸重?zé)o法判斷倒扣是否成功時(shí)，可以充分上提送入器，把柔性密封盒拔出懸掛封隔器，開泵，進(jìn)行反循環(huán)，循環(huán)正常，則說明倒扣成功，尾管已脫手，若不能進(jìn)行反循環(huán)，則說明倒扣不成功，尾管未脫手，容易判斷。五、本實(shí)用新型中，液缸、封隔器膠筒總成位于懸掛器中上部，且位于柔性密封盒上部，尾管固井施工結(jié)束時(shí)，液缸內(nèi)外均處于送入器管外，即懸掛封隔器管外壓力系統(tǒng)，液缸內(nèi)外無壓差，不會(huì)剪斷坐封剪釘，不會(huì)造成封隔器誤坐封事故。六、本實(shí)用新型中，當(dāng)注替水泥漿結(jié)束時(shí)，鉆桿膠塞與空心套管膠塞已復(fù)合，空心套管膠塞已脫手，并與碰壓總成碰壓，此時(shí)接方鉆桿，憋內(nèi)壓(壓力足以剪斷坐封剪釘)，緩慢上提送入器，溝通液缸內(nèi)腔與送入器管內(nèi)壓力，剪斷坐封剪釘，坐封封隔器，實(shí)現(xiàn)懸掛器與外層套管的永久機(jī)械封隔，可承受環(huán)空雙向壓力，封隔器膠筒總成坐封后，高壓地層流體進(jìn)入水泥漿時(shí)，套管環(huán)空流體體積增加，受封隔器控制，環(huán)空壓力增加，可抵制其繼續(xù)進(jìn)入， 進(jìn)而控制流體上竄，避免水泥漿竄槽；當(dāng)?shù)蛪郝┦勇┦r(shí)，套管環(huán)空流體體積減小，受封隔器控制，環(huán)空壓力減小，抑制其繼續(xù)漏失，防止重合段水泥漿缺失；循環(huán)多余水泥漿時(shí)，避免循環(huán)壓力作用于低壓地層，壓漏地層；侯凝期間，水泥漿失重時(shí)，防止地層不能壓穩(wěn)，因此從根本上保證了尾管固井水泥環(huán)的有效形成，同時(shí)，與封隔器機(jī)械封隔共同作用，保障了長(zhǎng)期有效的尾管固井封固質(zhì)量。七、本實(shí)用新型進(jìn)行尾管固井，注替水泥漿結(jié)束時(shí)，接方鉆桿憋壓，緩慢上提管柱， 坐封封隔器，實(shí)現(xiàn)尾管段環(huán)空水泥漿和壓力屏蔽，送入器拔出懸掛器后，即開泵循環(huán)，沖洗出多余的水泥漿及混漿，對(duì)于完井尾管，可預(yù)先把碰壓總成安放在人工井底以下，從而實(shí)現(xiàn)尾管固井既無上水泥塞，也無下水泥塞，懸掛封隔器和尾管內(nèi)也無水泥漿和混漿，水泥漿凝固后，管內(nèi)不需鉆井，固井后即可實(shí)現(xiàn)完鉆，結(jié)構(gòu)新穎，既可以確保高壓氣井、易漏失井等復(fù)雜井的固井質(zhì)量，又可以節(jié)約鉆井時(shí)間，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。

圖1為本實(shí)用新型上部分結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型與上部分呈整體的下部分結(jié)構(gòu)示意圖圖中標(biāo)記為1、鉆桿膠塞，2、憋壓球，3、送入器，4、坐封剪釘，5、液缸，6、彈性鎖環(huán)， 7、封隔器膠筒總成，8、密封盒，9、懸掛器液缸，10、懸掛器坐掛剪釘，11、膠塞脫手剪釘，12、 空心套管膠塞，13、碰壓總成。
具體實(shí)施方式
一種液壓免鉆懸掛封隔器，包括送入器、封隔器和懸掛器，還包括鉆桿膠塞、憋壓球、液缸、封隔器膠筒總成、密封盒、懸掛器液缸、空心套管膠塞和碰壓總成，所述空心套管膠塞設(shè)置在送入器下端，密封盒設(shè)置在懸掛器內(nèi)，且密封盒固定在送入器的下部，液缸和封隔器膠筒總成設(shè)置在懸掛器上，懸掛器液缸位于懸掛器下端。本實(shí)用新型中，所述液缸通過彈性鎖環(huán)設(shè)置在懸掛器上。所述懸掛器與懸掛器液缸通過懸掛器坐掛剪釘固定。所述空心套管膠塞通過膠塞脫手剪釘連接在送入器的下端。 所述密封盒的外緣與懸掛器內(nèi)壁過盈配合，柔性密封盒8在懸掛封隔器內(nèi)壁活動(dòng)密封。所述密封盒為兩個(gè)，包括上部的第一密封盒和第一密封盒下方的第二密封盒。所述懸掛器液缸位于第一密封盒下方。本實(shí)用新型主要由鉆桿膠塞1、憋壓球2、送入器3、坐封剪釘4、液缸5、彈性鎖環(huán) 6、封隔器膠筒總成7、柔性密封盒8、懸掛器液缸9、懸掛器坐掛剪釘10、膠塞脫手剪釘11、 空心套管膠塞12、碰壓總成13等組成。使用該懸掛封隔器進(jìn)行尾管固井時(shí)，碰壓總成13 下在人工井底以下，下水泥塞的上端，懸掛封隔器下在上層套管的套管鞋以上。當(dāng)管柱下送到位后，投入憋壓球2，待其到達(dá)碰壓總成13后，憋壓，剪斷坐掛剪釘4，懸掛器液缸9上行， 實(shí)現(xiàn)尾管懸掛封隔器的坐掛。然后正轉(zhuǎn)送入器3倒扣，倒扣圈數(shù)足夠后，上提、下放送入器 3判斷倒扣成功與否，對(duì)于短尾管，采用上提、下放送入器3不能確定倒扣是否成功時(shí)，可充分上提送入器，上提高度細(xì)以上，開泵，進(jìn)行反循環(huán)，循環(huán)暢通，則倒扣成功。確定倒扣成功后，把送入器3插入到懸掛封隔器的底部，進(jìn)行尾管注水泥施工，水泥漿注完時(shí)，投入鉆桿
5膠塞1，替入泥漿，鉆桿膠塞1與空心套管膠塞12復(fù)合，剪斷膠塞脫手剪釘11，當(dāng)水泥漿注替到位時(shí)，鉆桿膠塞1和空心套管膠塞12形成的復(fù)合膠塞與碰壓總成13碰壓，然后接方鉆桿，憋壓(足以剪斷坐封剪釘4)，緩慢上起送入器3，柔性密封盒8上移，溝通送入器3與液缸5內(nèi)腔的壓力，剪斷坐封剪釘4，液缸5下行，實(shí)現(xiàn)封隔器膠筒總成7坐封和環(huán)空封隔，繼續(xù)起鉆，柔性密封盒8脫離懸掛封隔器內(nèi)壁，壓力下降，出口返出泥漿，開泵循環(huán)，洗出多余的水泥漿和混漿，然后進(jìn)行水泥漿侯凝。本實(shí)用新型用于油氣田尾管固井，特別是高壓氣井、低壓漏失井等復(fù)雜油氣井的尾管固井，通過液壓坐掛實(shí)現(xiàn)尾管懸掛，注替水泥漿后，通過液壓坐封，實(shí)現(xiàn)尾管頂部環(huán)空封隔，從而實(shí)現(xiàn)尾管環(huán)空流體和壓力屏蔽，抑制氣竄和井漏，提高固井質(zhì)量和永久封固質(zhì)量。本實(shí)用新型的懸掛封隔器內(nèi)部無需鉆附件，可不留上水泥塞，節(jié)約鉆塞時(shí)間。本實(shí)用新型的工作原理如下完井尾管固井時(shí)，把碰壓總成13接在人工井底以下，可實(shí)現(xiàn)固井后即完井。固井時(shí)，碰壓總成13下在人工井底以下，尾管固井管柱下送到位后，投憋壓球2，待其到達(dá)碰壓總成13后，憋壓，剪斷坐掛剪釘4，坐掛，正轉(zhuǎn)送入工具3倒扣，注水泥，投鉆桿膠塞1，替泥漿，鉆桿膠塞1與空心套管膠塞12復(fù)合，當(dāng)水泥漿替到位時(shí)， 與碰壓總成13碰壓，然后接方鉆桿，憋壓，緩慢上起送入工具3，溝通送入工具3與液缸5內(nèi)腔的壓力，剪斷坐封剪釘4，實(shí)現(xiàn)封隔器膠筒總成7坐封，繼續(xù)起鉆，建立循環(huán)通道，循環(huán)，洗出多余的水泥漿和混漿，然后進(jìn)行水泥漿侯凝。
權(quán)利要求1.一種液壓免鉆懸掛封隔器，包括送入器、封隔器和懸掛器，其特征在于還包括鉆桿膠塞、憋壓球、液缸、封隔器膠筒總成、密封盒、懸掛器液缸、空心套管膠塞和碰壓總成，所述空心套管膠塞設(shè)置在送入器下端，密封盒設(shè)置在懸掛器內(nèi)與懸掛器內(nèi)壁過盈配合，且密封盒固定在送入器的下部，液缸和封隔器膠筒總成設(shè)置在懸掛器上，懸掛器液缸位于懸掛器下端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓免鉆懸掛封隔器，其特征在于所述液缸通過彈性鎖環(huán)設(shè)置在懸掛器上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液壓免鉆懸掛封隔器，其特征在于所述懸掛器與懸掛器液缸通過懸掛器坐掛剪釘固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液壓免鉆懸掛封隔器，其特征在于所述空心套管膠塞通過膠塞脫手剪釘連接在送入器的下端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液壓免鉆懸掛封隔器，其特征在于所述密封盒為兩個(gè)， 包括上部的第一密封盒和第一密封盒下方的第二密封盒。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液壓免鉆懸掛封隔器，其特征在于所述懸掛器液缸位于第一密封盒下方。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種液壓免鉆懸掛封隔器，包括送入器、封隔器和懸掛器，還包括鉆桿膠塞、憋壓球、液缸、封隔器膠筒總成、密封盒、懸掛器液缸、空心套管膠塞和碰壓總成，所述空心套管膠塞設(shè)置在送入器下端，密封盒設(shè)置在懸掛器內(nèi)與懸掛器內(nèi)壁過盈配合，且密封盒固定在送入器的下部，液缸和封隔器膠筒總成設(shè)置在懸掛器上，懸掛器液缸位于懸掛器下端。本實(shí)用新型通過液壓坐掛實(shí)現(xiàn)尾管懸掛，注替水泥漿后，通過液壓坐封，實(shí)現(xiàn)尾管頂部環(huán)空封隔，從而實(shí)現(xiàn)尾管環(huán)空流體和壓力屏蔽，抑制氣竄和井漏，提高固井質(zhì)量和永久封固質(zhì)量。
文檔編號(hào)E21B33/13GK202194613SQ20112022810
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者劉運(yùn)樓, 周正, 唐欣, 張毅超, 陳玉書 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司