專利名稱：整體式封井器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及油田油氣固井完井施工中整體式封井器裝置。
封井是油氣井施工中的一道重要工序，旨在注完油井水泥漿頂替液后將內(nèi)層套管(一般為油層套管)與外層套管(表層套管或技術(shù)套管)之間的環(huán)形空間用一定方式密封，防止油氣外竄，并懸掛內(nèi)層套管柱。封井器的重要技術(shù)參數(shù)是壓封速度和長期密封效果。一口油氣井完井投產(chǎn)后，一般都有幾十年的生產(chǎn)能力。這就要求井口封井器在整個生產(chǎn)期間不能泄漏。因此封井器與內(nèi)外層套管之間就要實(shí)現(xiàn)永久性密封。在地層壓力較大的情況下，常常存在井噴的隱患。因此，施工中要盡量提高封井速度，以防止井噴。
目前，封井器從結(jié)構(gòu)上分有分體式和整體式兩大類。割焊環(huán)形鐵板是最古老的方法，屬于分體式結(jié)構(gòu)。這種方法操作簡單，但速度慢，不適應(yīng)復(fù)雜施工情況，工人勞動強(qiáng)度大，且影響套管本體強(qiáng)度。
近年來出現(xiàn)了一種不用焊接的分體式封井器。這種封井器缺點(diǎn)主要是壓封速度慢，不能實(shí)現(xiàn)永久密封。
另一種封井器主要有外殼、內(nèi)芯和環(huán)形鐵板組成。其內(nèi)芯與環(huán)形鐵板之間采用焊接連接，環(huán)形鐵板與外層套管之間采用橡膠圈密封。這種封井器雖然解決了快速壓封問題，但體積大，笨重，運(yùn)輸，安裝使用不方便。成本過高，橡膠圈不能實(shí)現(xiàn)永久密封。另外，一旦發(fā)生套管遇卡，整個裝置將陷于癱瘓，不僅不能實(shí)現(xiàn)密封，而且不利于采用其他補(bǔ)救措施。
本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種用于井口壓封的快速整體式、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的封井器。
本實(shí)用新型的目的可以通過下述技術(shù)方案來完成，即不采用單獨(dú)外殼，而是利用井口外層套管接箍；環(huán)形板與內(nèi)、外層套管頂端面采用紫銅片壓力密封。
附圖
－1所示為本實(shí)用新型的全剖結(jié)構(gòu)圖。
如圖－1所示，套管短節(jié)(1)上部制有API標(biāo)準(zhǔn)套管內(nèi)錐螺紋，用以連接聯(lián)頂節(jié)。下部制有API標(biāo)準(zhǔn)套管外錐螺紋，用以連接套管柱。套管短節(jié)(1)中部制用臺肩。環(huán)形壓封板(2)內(nèi)緣上部制有環(huán)形槽，槽內(nèi)置環(huán)形紫銅片，用于密封。并與套管短節(jié)(1)實(shí)現(xiàn)壓力連接、密封。環(huán)形壓封板(2)外緣下部制有環(huán)形槽。
紫銅密封環(huán)(4)鑲在環(huán)形壓封板(2)外緣槽內(nèi)，在套管自重作用下，與外層套管頂端面實(shí)現(xiàn)壓力端面密封。
紫銅密封環(huán)(5)鑲在環(huán)形壓封板(2)內(nèi)緣槽內(nèi)，在套管自重作用下，與內(nèi)層套管短節(jié)(1)實(shí)現(xiàn)壓力密封。
鎖緊圈(3)外側(cè)制有API標(biāo)準(zhǔn)套管外錐螺紋，實(shí)現(xiàn)與外層套管接箍(10)的螺紋連接。同時(shí)為紫銅密封環(huán)(4)提供附加壓力。
紫銅密封環(huán)(9)鑲在環(huán)形壓封板(2)內(nèi)緣槽內(nèi)，通過彎頭(6)與球閥座(8)螺紋連接、鎖緊，實(shí)現(xiàn)壓力密封。
球閥(7)置閥座(8)內(nèi)，形成放氣通道，并防止水泥外竄。
封井器的使用非常簡單。施工中，最后一根套管下完，將套管短節(jié)(1)連帶環(huán)形壓封板(2)與最后一根套管連接。注完水泥漿頂替液后，將套管居中，然后下放套管柱，使環(huán)形壓封板(2)與外層套管頂端面緊密接觸，完成壓封動作。最后將鎖緊圈(3)與外層套管接箍的螺紋旋緊。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下五個優(yōu)點(diǎn)(1)快速壓封。固井完井作業(yè)最基本的要求之一是在注完水泥漿頂替液后，盡快實(shí)現(xiàn)內(nèi)外層套管之間環(huán)形空間的密封，防止由于水泥漿凝固過程中失重而使井內(nèi)壓力下降，井內(nèi)油氣上竄，造成固井質(zhì)量下降，甚至井噴。本裝置采用整體式環(huán)形壓封板通過套管短節(jié)與套管柱連接，必要時(shí)能在幾秒鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)壓封。因而能更有效地防止油氣上竄，確保固井質(zhì)量。
(2)永久密封。一口油氣井的生產(chǎn)時(shí)間都在幾十年以上。為保證生產(chǎn)期間生產(chǎn)安全，要求井口壓封裝置實(shí)現(xiàn)永久密封，本裝置將傳統(tǒng)的橡膠圈徑向密封改成紫銅環(huán)軸向密封，利用套管柱自重產(chǎn)生的壓力，使環(huán)形壓封板與外層套管之間的紫銅環(huán)產(chǎn)生壓縮變形，從而實(shí)現(xiàn)密封。由于紫銅件抗腐蝕性強(qiáng)，又宜于壓縮延展，故本裝置的密封效果好，達(dá)到永久密封井口的目的。
(3)結(jié)構(gòu)簡單。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)十分簡單緊湊，最大限度地利用了有限空間。使整體重量較帶外殼的同類產(chǎn)品降低了三分之二，用料僅為帶外殼式的三分之一，從而使整個價(jià)格大大降低。
(4)操作方便。本實(shí)用新型不采用外殼，施工中省去了事先安裝外殼工序。由于結(jié)構(gòu)簡單，施工中無需專門的工具和技術(shù)即可順利安裝，改善了工人的勞動條件。
(5)適應(yīng)性強(qiáng)。固井完井施工中，一旦發(fā)生套管柱遇卡，可以很方便地利用本裝置采用的臺肩連接將環(huán)形壓封板與套管短節(jié)脫離，放入到壓封位置，用環(huán)形螺紋壓帽鎖緊。環(huán)形壓封板與套管柱之間的密封也便于采用其他補(bǔ)救措施。
權(quán)利要求1.一種用于油田油氣井完井施工中整體式封井器，它由套管短節(jié)(1)，環(huán)形壓封板(2)，鎖緊圈(3)，紫銅密封環(huán)(4)，(5)及彎頭(6)球閥(7)(8)組成，其特征是套管短節(jié)(1)與環(huán)形壓封板(2)通過臺肩壓力聯(lián)接。
2.如權(quán)利要求1所述的封井器，其特征是環(huán)形壓封板(2)與外層套管頂端面間用紫銅密封環(huán)(4)密封，且密封環(huán)(4)鑲制在環(huán)形壓封板(2)外緣槽內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的封井器，其特征是，環(huán)形壓封板(2)與內(nèi)層套管接箍臺肩面間用紫銅環(huán)(5)密封，且密封環(huán)(5)鑲制在環(huán)形壓封板(2)內(nèi)孔緣上面槽內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的封井器，其特征是環(huán)形壓封板(2)由鎖緊圈(3)鎖緊。
5.如權(quán)利要求1所述的封井器，其特征是環(huán)形空間與地面的氣液通道由球閥(7)(8)構(gòu)成，閥球(7)由尼龍制成，閥座(8)與環(huán)形壓封板(2)之間用紫銅密封環(huán)(9)密封。
專利摘要一種用于油田油氣井固井完井施工中整體式快速封井器，其結(jié)構(gòu)簡單緊湊，操作方便，封井速度快，永久密封。它把中心套管短節(jié)(1)通過臺肩與環(huán)形壓封板(2)相聯(lián)接，將紫銅密封環(huán)(4)(5)鑲在環(huán)形壓封板(2)外內(nèi)緣槽內(nèi)，通過套管自重產(chǎn)生的壓力與外內(nèi)層套管頂端面實(shí)現(xiàn)壓力端面密封。鎖緊圈(3)通過螺紋與外層套管接箍聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)封井器整體鎖緊。彎頭(6)及球閥(7)，(8)構(gòu)成環(huán)形空間與地面之間的氣體通道。
文檔編號E21B33/12GK2205869SQ9420410
公開日1995年8月23日 申請日期1994年3月4日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月4日
發(fā)明者艾池 申請人:艾池