液壓式水泥傘的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油天然氣鉆井完井固井作業(yè)井下工具，尤其是一種液壓式水泥傘。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的水泥傘像一把倒置的無柄傘，主要用于分級(jí)固井、篩管頂部注水泥固井、漏失井固井作業(yè)中，其功能是承托水泥漿，構(gòu)成環(huán)形水泥隔離帶，可以阻止水泥漿下沉、置換、支撐液柱壓力。下套管時(shí)將其安放在套管外壁接箍處。但是傳統(tǒng)水泥傘存在的問題是，由于是成品就一直成打開狀態(tài)，故在下入過程中，套管只能往下下入，不能向上移動(dòng)，否則水泥傘將被損壞，其失去作用，嚴(yán)重甚至脫落部分在井下環(huán)空內(nèi)對(duì)固井施工安全造成極大隱患。此外由于一直呈打開狀態(tài)，水泥漿在通過時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的阻力，因此對(duì)于井底底層薄弱，地層壓力系數(shù)低，發(fā)生漏失的井中會(huì)增大對(duì)薄弱底層的壓力，造成井漏。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供液壓式水泥傘，克服傳統(tǒng)水泥傘在使用過程中不能活動(dòng)套管和易使地層受到壓力增高的弊端，能夠在套管在下入過程中上下活動(dòng)時(shí)水泥傘不受影響，同時(shí)由于是先固井后打開，因此不會(huì)再固井過程中由于水泥傘的原因增大對(duì)井底地層的壓力，提高固井安全系數(shù)。
[0004]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案，液壓式水泥傘，包括水泥傘本體，所述水泥傘本體上下兩端連接套管，所述水泥傘本體外貼有骨架，骨架內(nèi)側(cè)設(shè)置襯墊，所述水泥傘本體上方的套管上還連接有用來使水泥傘本體外的骨架和襯墊打開的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0005]所述液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括液缸本體、活塞，所述液缸本體連接在水泥傘上方的套管上，并且液缸本體下端通過焊管延伸至骨架外側(cè)，焊管與套管之間形成活塞腔，活塞腔內(nèi)設(shè)置活塞，所述液缸本體內(nèi)部開設(shè)液壓通道，該液壓通道一端連通液缸本體中心腔，另一端從活塞腔的頂端連通活塞腔。
[0006]所述液壓通道與液缸本體中心腔連通的位置設(shè)置有斷開桿，在斷開桿位置的液缸本體內(nèi)部設(shè)置有密封襯套，密封襯套與液缸本體之間設(shè)置密封圈。
[0007]所述活塞通過剪切銷釘暫時(shí)固定在活塞腔上端，所述活塞的內(nèi)壁與套管之間設(shè)置內(nèi)密封圈，所述活塞的外壁與焊管之間設(shè)置外密封圈。
[0008]所述活塞下端連接卡簧，卡簧下端面對(duì)應(yīng)下方的水泥傘的骨架的上端面，所述焊管下端內(nèi)側(cè)壁開設(shè)用來卡住卡簧并防止卡簧下移脫出的卡槽。
[0009]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明涉適用于固井作業(yè)中，可防止水泥漿下沉、與鉆井液置換以及支撐液柱壓力的作用。較傳統(tǒng)水泥傘使用更加安全可靠，固井安全系數(shù)更高。
[0010]傘本體外徑小于套管接箍外徑，因此與傳統(tǒng)的水泥傘相比，在下入過程中能夠起到保護(hù)骨架和襯墊的作用，上下活動(dòng)套管不會(huì)對(duì)水泥傘造成損壞。此外，由于是固完井碰壓后才將水泥傘打開，因此不會(huì)在固井過程中由于液體流動(dòng)阻力，造成對(duì)井底地層的壓力增加。
[0011]優(yōu)點(diǎn):下套管時(shí)能夠根據(jù)情況任意上下活動(dòng)而不會(huì)損壞，工具可靠度高；固井過程中不會(huì)額外增大對(duì)井底地層的壓力，提高固井安全系數(shù)。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的液壓式水泥傘結(jié)構(gòu)圖；
圖2為本發(fā)明的液壓式水泥傘打開后的狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖中:1、液缸本體；2、密封圈；3、密封襯套；4、斷開桿；5、密封圈；6、剪切銷釘；7、活塞；8、外密封圈；9、內(nèi)密封圈；10、卡簧；11、骨架；12、套管；13、襯墊；14、卡槽。
【具體實(shí)施方式】
[0014]有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明及技術(shù)內(nèi)容，配合【附圖說明】如下，然而附圖僅提供參考與說明之用，并非用來對(duì)本發(fā)明加以限制。
[0015]如圖1-2所示，液壓式水泥傘，包括水泥傘本體，所述水泥傘本體上下兩端連接套管，所述水泥傘本體外貼有骨架11，骨架內(nèi)側(cè)設(shè)置襯墊13，所述水泥傘本體上方的套管上還連接有用來使水泥傘本體外的骨架和襯墊打開的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。所述液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括液缸本體1、活塞7，所述液缸本體連接在水泥傘上方的套管上，并且液缸本體下端通過焊管延伸至骨架外側(cè)，焊管與套管之間形成活塞腔，活塞腔內(nèi)設(shè)置活塞7，所述液缸本體內(nèi)部開設(shè)液壓通道，該液壓通道一端連通液缸本體中心腔，另一端從活塞腔的頂端連通活塞腔。
[0016]所述液壓通道與液缸本體中心腔連通的位置設(shè)置有斷開桿4，在斷開桿位置的液缸本體內(nèi)部設(shè)置有密封襯套3，密封襯套與液缸本體之間設(shè)置密封圈2、5。所述活塞通過剪切銷釘6暫時(shí)固定在活塞腔上端，所述活塞的內(nèi)壁與套管之間設(shè)置內(nèi)密封圈9，所述活塞的外壁與焊管之間設(shè)置外密封圈8。
[0017]所述活塞下端連接卡簧10，卡簧下端面對(duì)應(yīng)下方的水泥傘的骨架的上端面，所述焊管下端內(nèi)側(cè)壁開設(shè)用來卡住卡簧并防止卡簧下移脫出的卡槽14。
[0018]將液壓式水泥傘本體接在套管串中間預(yù)定位置，此時(shí)水泥傘呈未打開狀態(tài)(圖1)，兩頭與套管連接，上扣扭矩等與套管一樣，但要注意不要在其本體上部，特別是嚴(yán)禁液缸本體和活塞位置打大鉗，防止液缸和活塞變形造成水泥傘無法打開。連接后按照下套管技術(shù)要求下入。由于初始狀態(tài)骨架11和襯墊13未打開，骨架11和襯墊13均貼在本體外，因此在整個(gè)下入過程中，管串的上下移動(dòng)不會(huì)對(duì)液壓式水泥傘造成任何影響。下到預(yù)定位置達(dá)到固井條件后即可進(jìn)行固井施工。當(dāng)固井過程中頂替水泥漿時(shí)，固井膠塞通過液壓式水泥傘時(shí)，將其本體內(nèi)部斷開桿打斷，此時(shí)套管內(nèi)空間與液壓式水泥傘液缸相通，當(dāng)固井膠塞到位碰壓后，套管內(nèi)的壓力升高，由于壓力作用，套管內(nèi)液體進(jìn)入液缸(斷開桿未被膠塞打斷前壓力再高，也不會(huì)傳遞至液缸內(nèi))，液缸壓力升高推動(dòng)活塞下行，帶動(dòng)連桿推動(dòng)水泥傘骨架使水泥傘襯墊打開。具體施工流程:試壓一注前置液一注水泥漿一打開水泥頭擋銷釋放固井膠塞一注壓塞液一頂替水泥漿一當(dāng)固井膠塞通過液壓式水泥傘時(shí)，固井膠塞將液壓式水泥傘斷開桿4打斷一固井膠塞到達(dá)浮箍處碰壓一壓力通過斷開桿通道傳遞到液缸內(nèi)，當(dāng)壓力超過額定銷釘剪切壓力時(shí)，剪切銷釘6被剪斷，壓力推動(dòng)活塞7下行將水泥傘打開，夕卜密封圈8、內(nèi)密封圈9起到密封的作用，當(dāng)活塞下部卡簧10下行至卡槽14內(nèi)卡住，這時(shí)水泥傘骨架11和襯墊13打開并鎖緊，水泥傘開始起作用(圖2)，施工結(jié)束。
[0019]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，非用以限定本發(fā)明的專利范圍，其他運(yùn)用本發(fā)明的專利精神的等效變化，均應(yīng)俱屬本發(fā)明的專利范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.液壓式水泥傘，包括水泥傘本體，所述水泥傘本體上下兩端連接套管，其特征在于，所述水泥傘本體外貼有骨架，骨架內(nèi)側(cè)設(shè)置襯墊，所述水泥傘本體上方的套管上還連接有用來使水泥傘本體外的骨架和襯墊打開的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓式水泥傘，其特征在于，所述液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括液缸本體、活塞，所述液缸本體連接在水泥傘上方的套管上，并且液缸本體下端通過焊管延伸至骨架外側(cè)，焊管與套管之間形成活塞腔，活塞腔內(nèi)設(shè)置活塞，所述液缸本體內(nèi)部開設(shè)液壓通道，該液壓通道一端連通液缸本體中心腔，另一端從活塞腔的頂端連通活塞腔。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓式水泥傘，其特征在于，所述液壓通道與液缸本體中心腔連通的位置設(shè)置有斷開桿，在斷開桿位置的液缸本體內(nèi)部設(shè)置有密封襯套，密封襯套與液缸本體之間設(shè)置密封圈。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓式水泥傘，其特征在于，所述活塞通過剪切銷釘暫時(shí)固定在活塞腔上端，所述活塞的內(nèi)壁與套管之間設(shè)置內(nèi)密封圈，所述活塞的外壁與焊管之間設(shè)置外密封圈。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓式水泥傘，其特征在于，所述活塞下端連接卡簧，卡簧下端面對(duì)應(yīng)下方的水泥傘的骨架的上端面，所述焊管下端內(nèi)側(cè)壁開設(shè)用來卡住卡簧并防止卡簧下移脫出的卡槽。
【專利摘要】本發(fā)明公開了液壓式水泥傘，包括水泥傘本體，所述水泥傘本體上下兩端連接套管，所述水泥傘本體外貼有骨架，骨架內(nèi)側(cè)設(shè)置襯墊，所述水泥傘本體上方的套管上還連接液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。所述液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括液缸本體、活塞，所述液缸本體連接在水泥傘上方的套管上，并且液缸本體下端通過焊管延伸至骨架外側(cè)，焊管與套管之間形成活塞腔，活塞腔內(nèi)設(shè)置活塞，所述液缸本體內(nèi)部開設(shè)液壓通道，該液壓通道一端連通液缸本體中心腔，另一端從活塞腔的頂端連通活塞腔。本發(fā)明能夠在套管在下入過程中上下活動(dòng)時(shí)水泥傘不受影響，同時(shí)由于是先固井后打開，因此不會(huì)再固井過程中由于水泥傘的原因增大對(duì)井底地層的壓力，提高固井安全系數(shù)。
【IPC分類】E21B33/136
【公開號(hào)】CN104895526
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410073031
【發(fā)明人】賴金榮, 李延偉, 鄧杰, 孫健, 李智勃, 楊亞馨, 吳波, 任麗華
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油化工集團(tuán)公司, 中石化勝利石油工程有限公司黃河鉆井總公司
【公開日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2014年3月3日