本實用新型涉及油田表層套管固井領(lǐng)域，特別是涉及一種用于油田表層套管固井的固井下膠塞。

背景技術(shù)：

油田大尺寸套管固井，通常是由固井下膠塞(中空膠塞)和碰壓膠塞(上膠塞)兩者配合使用，下膠塞在注水泥漿之前投放，其頂部設(shè)有橡膠隔膜，用于隔離固井前置液和水泥漿的。下膠塞的作用是隔離水泥漿和固井前置液，并刮除套管內(nèi)壁的泥餅污垢，避免水泥漿與固井前置液混竄，以及防止套管內(nèi)壁泥餅及污垢對水泥漿造成污染；固井碰壓膠塞(上膠塞)在注水泥之后投放，功能是隔離水泥漿和頂替液，當泵入的頂替液到設(shè)計量時，碰壓膠塞坐落在碰壓環(huán)或浮箍上，井口壓力突然升高，表明水泥漿已全部頂替出套管進入井眼環(huán)空。固井套管下膠塞和碰壓膠塞兩者不能互為代替，否則就會發(fā)生固井施工事故。為了適應(yīng)大尺寸套管固井需要，133/8″套管固井下膠塞和碰壓膠塞均為配套生產(chǎn)銷售。而部分油氣田表層套管下入深度淺，井壁穩(wěn)定，清水鉆井液，對水泥漿基本不構(gòu)成污染。油田作業(yè)方為節(jié)省費用，減少鉆膠塞時間，只要求使用碰壓膠塞，而不使用固井下膠塞。這樣，每施工一次133/8″表層套管固井作業(yè)，就浪費一只下膠塞。目前使用的固井下膠塞的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于油田表層套管固井的固井下膠塞，其對廢棄的下膠塞結(jié)構(gòu)進行改進，在保證安全性的前提下，減少浪費，節(jié)約施工成本。

為此，本實用新型的技術(shù)方案在于：

一種用于油田表層套管固井的固井下膠塞，包括鋁合金內(nèi)芯和設(shè)置于其外側(cè)的橡膠體，所述鋁合金內(nèi)芯的芯部為通孔；所述通孔的直徑從下到上不是均一數(shù)值；所述通孔內(nèi)部嵌入與其形狀相匹配的水泥塞，水泥塞在通孔內(nèi)部承壓后不會下落。

進一步，所述水泥塞為G級油井水泥塞。

優(yōu)選，所述通孔由下到上分為第一、第二、第三段；所述第一、三段直徑相同，所述第二段直徑大于所述第一或第三段直徑。更優(yōu)選，所述第二段直徑與第一段直徑的差值為對應(yīng)所述鋁合金內(nèi)芯壁厚的1/3～5/6。

優(yōu)選，所述通孔的縱截面為一下小上大的梯形。

優(yōu)選，所述通孔的形狀為由上自下依次連接的圓柱I和II，圓柱I的直徑大，兩直徑的差值為對應(yīng)所述鋁合金內(nèi)芯壁厚的1/3～5/6。

該用于油田表層套管固井的固井下膠塞適用于井深250m以內(nèi)的表層套管固井作業(yè)，其對現(xiàn)有工藝廢棄的下膠塞結(jié)構(gòu)進行改進，在保證安全性的前提下，減少浪費，節(jié)約施工成本。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有固井下膠塞的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實施例1中用于油田表層套管固井的固井下膠塞的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3實施例2中用于油田表層套管固井的固井下膠塞的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為實施例3中用于油田表層套管固井的固井下膠塞的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的技術(shù)方案進行詳細描述。

實施例1

一種用于油田表層套管固井的固井下膠塞，包括鋁合金內(nèi)芯2和設(shè)置于其外側(cè)的橡膠體1，所述鋁合金內(nèi)芯2的芯部為通孔；通孔由下到上分為第一、第二、第三段；第一、三段直徑相同，第二段直徑大于第一段直徑，第二段直徑與第一段直徑的差值為對應(yīng)鋁合金內(nèi)芯2壁厚的1/3～5/6；通孔內(nèi)部嵌入與其形狀相匹配的水泥塞3，水泥塞3在通孔內(nèi)部承壓后不會下落。該用于油田表層套管固井的固井下膠塞是對廢棄的下膠塞結(jié)構(gòu)進行改進，在保證安全性的前提下，減少浪費，節(jié)約施工成本。

將本實施例結(jié)構(gòu)應(yīng)用于133/8″套管固井下膠塞￠73mm孔徑循環(huán)通道結(jié)構(gòu)中，鋁合金內(nèi)芯頂部為2mm厚的橡膠隔膜封堵；鋁合金內(nèi)芯2的芯部通孔的第一、三段直徑為￠73mm，第二段直徑為￠75mm，第二段高為100mm；按照水泥漿配方比例要求，利用G級油井配制密度1.95g/cm³的高強度水泥漿；將該高強度水泥漿攪拌均勻后，分為兩部分，一部分制成50mm×50mm×50mm的強度試驗?zāi)K3個，另一部分澆入鋁合金內(nèi)芯2的通孔內(nèi)，塑料薄膜包緊，室溫內(nèi)養(yǎng)護48小時，凝固后形成與通孔結(jié)構(gòu)相匹配的水泥塞3；得到實心的固井下膠塞，即本實施例所描述的用于油田表層套管固井的固井下膠塞。

取出3塊試驗?zāi)K做抗壓強度試驗，得到其平均抗壓強度＞28MPa；

取水泥澆注形成的實芯膠塞，裝入由133/8″短套管、承托環(huán)、大小頭及試壓設(shè)備組成的壓力試驗裝置內(nèi)，做膠塞14MPa單向承壓能力試驗10Min，膠塞內(nèi)的水泥塞芯子無刺漏、破裂痕跡，滿足淺表層套管固井膠塞碰壓要求。

實施例2

一種用于油田表層套管固井的固井下膠塞，包括鋁合金內(nèi)芯2和設(shè)置于其外側(cè)的橡膠體1，所述鋁合金內(nèi)芯2的芯部為通孔；通孔的縱截面為一下小上大的梯形；通孔內(nèi)部嵌入與其形狀相匹配的水泥塞3，水泥塞3在通孔內(nèi)部承壓后不會下落。

實施例3

一種用于油田表層套管固井的固井下膠塞，包括鋁合金內(nèi)芯2和設(shè)置于其外側(cè)的橡膠體1，所述鋁合金內(nèi)芯2的芯部為通孔；通孔的形狀為由上自下依次連接的圓柱I和II，圓柱I的直徑大，兩直徑的差值為對應(yīng)所述鋁合金內(nèi)芯壁厚的1/3～5/6；通孔內(nèi)部嵌入與其形狀相匹配的水泥塞3，水泥塞3在通孔內(nèi)部承壓后不會下落。