專利名稱:一種伸縮式下套管密封排氣灌漿裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及石油天然氣開采機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種伸縮式下套管密封排氣灌漿裝置。該裝置包括上下端蓋上設(shè)有中心孔的筒體、設(shè)置在筒體上端的吊環(huán)和設(shè)置在吊環(huán)上的索鏈；筒體內(nèi)穿有灌漿管，灌漿管的上端連接高壓膠管；灌漿管內(nèi)壁上端設(shè)置有密封座，密封座上具有上端開口小下端開口大的錐形孔；灌漿管內(nèi)壁上密封座的下端依次設(shè)置有封堵球和壓縮彈簧，壓縮彈簧一端頂壓在封堵球上，另一端頂壓在灌漿管內(nèi)壁上；穿出筒體下端蓋的灌漿管外套設(shè)有第一圓盤和密封塞，第一圓盤和密封塞上設(shè)置有相互連通的排氣孔，排氣孔通過排氣管與井口環(huán)空連接；筒體外周向間隔布設(shè)伸縮氣缸，伸縮氣缸的活塞桿連接在第一圓盤上。該裝置集灌漿、排氣、截流為一體。
【專利說明】
一種伸縮式下套管密封排氣灌漿裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及石油天然氣開采機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種伸縮式下套管密封排氣灌漿裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鉆井完井過程中，需要向已鉆成的井眼內(nèi)下入套管，以封隔地層建立油氣通道。下套管過程中，每下20至30根套管，需要向套管內(nèi)灌入鉆井液，用于平衡地層壓力，防止擠扁套管，也為了給套管配重，使之方便下入。目前大部分鉆井作業(yè)現(xiàn)場下套管灌漿一般都是作業(yè)人員將灌漿管線放入套管內(nèi)，用繩索將灌漿管線與套管吊卡捆綁固定，再開栗灌漿，這種灌漿方法存在捆綁用時長，套管易粘卡;灌漿時，管線易從套管內(nèi)滑脫，造成人員傷害，鉆井液外泄污染環(huán)境。也有一部分作業(yè)現(xiàn)場使用自主研制的灌漿裝置，依然未能有效解決灌漿和排氣問題。
[0003]ZL201320836854.4公布了一種套管自動灌漿工具，它接在套管與阻流環(huán)之間，正常下套管時，井眼環(huán)空泥漿自動灌入套管，但如果進(jìn)入復(fù)雜井段，下套管遇阻，需開栗循環(huán)，正常后，再次下套管時，由于內(nèi)外銷釘剪短，內(nèi)外套不能復(fù)位，就不能再次灌漿，套管到底固井時，阻礙了水泥漿的順利注入。ZL201120499164.5公布了一種伸縮式下套管用自動灌漿裝置，懸掛在大鉤(或頂驅(qū))下，但整體長度太長，影響了作業(yè)人員更換吊卡等作業(yè)，同時不能實(shí)現(xiàn)邊灌漿邊排氣，灌入的鉆井液會隨套管內(nèi)空氣外排而噴灑至鉆臺面，惡化作業(yè)環(huán)境，影響作業(yè)安全和速度，同時伸縮接頭距離短，不能滿足灌漿要求。ZL200920028101.4及ZL201220544237.2雖實(shí)現(xiàn)了邊灌漿邊排氣等主體功能，但每次灌漿需要裝卸，費(fèi)時費(fèi)力，影響作業(yè)時效等問題。ZL200620159454.4公開了一種伸縮式壓力密封灌漿裝置，該裝置雖然使整個下套管過程中施工作業(yè)不停頓，縮短下套管時間，但是在灌漿結(jié)束時不具有截流功能，會造成灌楽■官內(nèi)鉆井液拋灑。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種伸縮式下套管灌漿排氣裝置，集灌漿、排氣、截流功能為一體，具有一次性安裝，空間占用小，中途不用拆卸即可下套管，減輕勞動強(qiáng)度，縮短了灌漿停等時間，提高了作業(yè)時效，實(shí)現(xiàn)了安全、環(huán)保。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種伸縮式下套管密封排氣灌漿裝置，包括上下端蓋上設(shè)有中心孔的筒體、設(shè)置在筒體上端的吊環(huán)和設(shè)置在吊環(huán)上的索鏈;所述筒體內(nèi)穿設(shè)置有灌漿管，所述灌漿管與筒體上下端蓋中心孔之間為間隙配合;所述灌漿管的上端連接高壓膠管;所述灌漿管內(nèi)壁上端設(shè)置有密封座，所述密封座與灌漿管內(nèi)壁密封配合，所述密封座上具有上端開口小下端開口大的錐形孔;所述灌漿管內(nèi)壁上密封座的下端由上而下依次設(shè)置有用于封堵錐形孔的封堵球和壓縮彈簧，所述壓縮彈簧一端頂壓在封堵球上，另一端頂壓在灌漿管內(nèi)壁上;穿出筒體下端蓋的灌漿管外由上而下依次套設(shè)有第一圓盤和密封塞，所述第一圓盤與灌漿管緊配合;所述第一圓盤和密封塞上設(shè)置有相互連通的排氣孔，所述排氣孔通過排氣管與井口環(huán)空連接;所述筒體外周向間隔布設(shè)有伸縮氣缸，所述伸縮氣缸固定在筒體上，所述伸縮氣缸的活塞桿連接在第一圓盤上。
[0007]為了更好的實(shí)現(xiàn)封堵球?qū)﹀F形孔的封堵作用，所述封堵球的直徑小于所述錐形孔下端開口的內(nèi)徑，大于所述錐形孔上端開口的外徑。
[0008]所述壓縮彈簧的內(nèi)徑小于封堵球的直徑，外徑小于灌漿管的內(nèi)徑。
[0009]所述密封塞為橡膠或木質(zhì)材料，用于密封套管接箍臺階面及灌漿管與鈦管內(nèi)螺紋的環(huán)形空間。
[0010]為了更好的實(shí)現(xiàn)密封作用，所述密封塞的形狀為上寬下窄錐形。
[0011 ] 所述灌漿管上密封塞下端還套設(shè)有避免密封塞脫落的托盤。所述托盤的外徑下于套管的內(nèi)徑。
[0012]所述筒體內(nèi)筒體與灌漿管之間套設(shè)有伸縮彈簧，所述伸縮彈簧一端固定在筒體下端蓋上，另一端固定在灌漿管上。
[0013]所述伸縮彈簧外徑下于筒體內(nèi)徑，其內(nèi)徑大于或等于灌漿管外徑。伸縮彈簧對灌裝管起支撐、復(fù)位作用。
[0014]所述筒體上端蓋與伸縮彈簧之間灌漿管上套設(shè)有第二圓盤，所述伸縮彈簧通過第二圓盤固定在灌漿管上;所述第二圓盤與灌漿管之間為緊配合。
[0015]上述通過將第一圓盤和第二圓盤焊接在灌漿管上的方式實(shí)現(xiàn)第一圓盤和第二圓盤與灌漿管緊配合。
[0016]所述筒體的上端蓋上沿中心孔周向布設(shè)有用于對高壓膠管下行、上行起扶正作用的立柱，所述立柱上端設(shè)有滾動軸承。
[0017]所述灌漿管的上端設(shè)置有連接油壬，所述高壓膠管通過連接油壬與灌漿管連接。上述筒體上端蓋中心孔的內(nèi)徑大于所述連接油壬的外徑，以使連接由壬能夠通過上端蓋的中心孔。
[0018]所述灌漿管內(nèi)壁上設(shè)置有環(huán)狀凸臺，所述壓縮彈簧通過環(huán)狀凸臺頂壓在灌漿管內(nèi)壁上。
[0019]所述筒體上端外壁上對稱設(shè)有第一凸沿和第二凸沿，所述吊環(huán)通過第一凸沿和第二凸沿連接在筒體上。
[0020]所述筒體外壁上布設(shè)有吊耳，所述伸縮氣缸通過吊耳固定在筒體上。
[0021 ]所述伸縮氣缸的數(shù)量為2?4個，相對于筒體外壁周向?qū)ΨQ分布。
[0022]所述立柱的數(shù)量為2?4個，相對于筒體上蓋中心孔周向?qū)ΨQ分布。
[0023]所述排氣孔的數(shù)量為2?4個，其排氣量大于灌漿量。
[0024]本實(shí)用新型伸縮式下套管密封排氣灌漿裝置，在下套管前，通過吊環(huán)和索鏈將該裝置可以提前懸掛固定在鉆井大鉤下，承受套管內(nèi)空氣上行的反作用力，對灌漿排氣裝置進(jìn)行固定定位，確保裝置不脫離套管，下套管作業(yè)時不用拆除，省卻了每下20?30根套管拆裝一次灌漿頭工序，節(jié)約了作業(yè)時間，提高了工作時效;通過伸縮氣缸推動第一圓盤向下移動，同時第一圓盤帶動灌漿管向下移動，并內(nèi)插在套管內(nèi)，快速地與套管連接，建立灌漿通道;同時通過密封塞和設(shè)置在密封塞和第一圓盤上的排氣孔實(shí)現(xiàn)灌漿管與套管的密封和快速排氣，避免套管內(nèi)的空氣與鉆井液的混合物噴出套管，污染鉆臺面，惡化作業(yè)環(huán)境，減少了鉆井液的浪費(fèi)，消減了作業(yè)人員因泥濘而摔倒的安全風(fēng)險(xiǎn);另外，灌漿結(jié)束后壓縮彈簧上移自動復(fù)位的過程中將封堵球頂壓封堵錐形孔，實(shí)現(xiàn)了對灌漿管的封堵截流，消除了灌漿管內(nèi)的鉆井液拋灑，實(shí)現(xiàn)安全、環(huán)保。
【附圖說明】

[0025]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的伸縮式下套管密封排氣灌漿裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中第一圓盤的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]實(shí)施例
[0028]—種伸縮式下套管密封排氣灌漿裝置，如圖1和圖2所示，包括上下端蓋上設(shè)有中心孔的筒體1、設(shè)置在筒體上端的吊環(huán)4和設(shè)置在吊環(huán)上的索鏈5;所述筒體內(nèi)穿設(shè)置有灌漿管6，所述灌漿管6與筒體I上下端蓋中心孔之間為間隙配合;所述灌漿管6的上端連接高壓膠管11;所述灌漿管6內(nèi)壁上端設(shè)置有密封座7，所述密封座7與灌漿管6內(nèi)壁密封配合，所述密封座7上具有上端開口小下端開口大的錐形孔;所述灌漿管6內(nèi)壁上密封座7的下端由上而下依次設(shè)置有用于封堵錐形孔的封堵球8和壓縮彈簧9，所述壓縮彈簧9 一端頂壓在封堵球8上，另一端頂壓在灌漿管6內(nèi)壁上；穿出筒體I下端蓋的灌漿管6外由上而下依次套設(shè)有第一圓盤12和密封塞14，所述第一圓盤12與灌漿管6緊配合;所述第一圓盤12和密封塞14上設(shè)置有相互連通的排氣孔13，所述排氣孔13通過排氣管16與井口環(huán)空連接;所述筒體I外周向間隔布設(shè)有伸縮氣缸17，所述伸縮氣缸17固定在筒體I上，所述伸縮氣缸17的活塞桿連接在第一圓盤12上。
[0029]本實(shí)施例中通過將第一圓盤和第二圓盤焊接在灌漿管上的方式實(shí)現(xiàn)第一圓盤和第二圓盤與灌漿管緊配合，其他的能夠?qū)崿F(xiàn)第一圓盤和第二圓盤的緊配合的方式應(yīng)當(dāng)視為焊接的等同技術(shù)特征。
[0030]為了實(shí)現(xiàn)對灌裝管的支撐和復(fù)位作用，本實(shí)施例筒體內(nèi)筒體I與灌漿管6之間套設(shè)有伸縮彈簧18，所述伸縮彈簧18—端固定在筒體下端蓋2上，另一端固定在灌漿管6上。所述伸縮彈簧外徑小于筒體內(nèi)徑，其內(nèi)徑大于或等于灌漿管外徑。同時，本實(shí)施例中為了將伸縮彈簧18—端固定在灌漿管6上，所述筒體上端蓋3與伸縮彈簧18之間灌漿管6上焊接有第二圓盤19，所述第二圓盤19作為伸縮彈簧18的彈簧座，所述伸縮彈簧18通過第二圓盤19固定在灌漿管上。
[0031]為了實(shí)現(xiàn)對高壓膠管下行、上行起導(dǎo)向扶正作用，本實(shí)施例中所述筒體I的上端蓋3上沿中心孔周向布設(shè)有上端設(shè)有滾動軸承的立柱21，作為高壓膠管的扶正柱。所述立柱21的數(shù)量為2?4個，相對于筒體上蓋中心孔周向?qū)ΨQ分布。
[0032]為了將吊環(huán)固定在筒體上，本實(shí)施例中筒體I上端外壁上對稱設(shè)有第一凸沿23和第二凸沿24，所述吊環(huán)4通過第一凸沿23和第二凸沿24固定在筒體I上。
[0033]為了將高壓膠管11與灌漿管6連接，本實(shí)施例中所述灌漿管6的上端焊接有連接油壬20，所述高壓膠管6通過連接油壬20與灌漿管6連接。本實(shí)施例中筒體I上端蓋3中心孔的內(nèi)徑大于所述連接油壬20的外徑，以使連接由壬20能夠通過上端蓋I的中心孔。
[0034]本實(shí)施例中為了將壓縮彈簧的下端頂壓在灌漿管內(nèi)壁上，所述灌漿管6內(nèi)壁上設(shè)置有環(huán)狀凸臺10，作為壓縮彈簧的彈簧座，所述壓縮彈簧通過環(huán)狀凸臺10頂壓在灌漿管內(nèi)壁上。所述環(huán)狀凸臺10為圓環(huán)形鋼盤。
[0035]為了將伸縮氣缸17固定在筒體I上，本實(shí)施例中所述筒體I外壁上布設(shè)有吊耳22，所述伸縮氣缸17通過吊耳22固定在筒體上。所述伸縮氣缸17的數(shù)量為2?4個，相對于筒體I外壁周向?qū)ΨQ分布。
[0036]為了更好的實(shí)現(xiàn)封堵球?qū)﹀F形孔的封堵截流作用，本實(shí)施例中封堵球?yàn)殇撉?，其直徑小于所述錐形孔下端開口的內(nèi)徑，大于所述錐形孔上端開口的外徑。壓縮彈簧的內(nèi)徑小于封堵球的直徑，外徑小于灌漿管的內(nèi)徑。
[0037]為了更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例裝置密封自動排氣灌漿作用，本實(shí)施例中密封塞為橡膠或木質(zhì)材料，密封塞的形狀為上寬下窄錐形，用于密封套管接箍臺階面及灌漿管與套管內(nèi)螺紋的環(huán)形空間。同時，本實(shí)施例中灌漿管上密封塞14下端還套設(shè)有避免密封塞14脫落的托盤15。所述托盤15的外徑小于套管的內(nèi)徑。排氣孔的數(shù)量為2?4個，其排氣量大于灌漿量。
[0038]本實(shí)施例中第一圓盤、第二圓盤、環(huán)形凸臺均為圓環(huán)形鋼制圓盤。
[0039]本實(shí)施例灌漿裝置的吊環(huán)4懸掛在鉆井大鉤上，并固定好索鏈5，再將高壓膠管11與水龍帶連接，接上伸縮氣缸17供氣管線即可。需要向套管內(nèi)灌漿時，掛合伸縮氣缸17氣開關(guān)，為伸縮氣缸17供氣，伸縮氣缸17的活塞桿伸出，推動與之連接的第一圓盤12下行并座于套管接箍上，同時與第一圓盤12焊接在一起的灌漿管6下行并插入套管接箍內(nèi)，開栗頂開封堵球8，灌漿通道打開，實(shí)現(xiàn)套管灌漿，同時被鉆井液置換的套管內(nèi)空氣從排氣管16排出。灌漿結(jié)束停栗后，封堵球8在壓縮彈簧9的作用下上行并座于密封座錐形孔內(nèi)，封閉灌漿通道。停止伸縮氣缸17供氣，伸縮氣缸17活塞桿收回，帶動第一圓盤12、灌漿管6上行，脫離套管接箍復(fù)位，同時灌漿管6第二圓盤19在伸縮彈簧18作用下上行，帶動灌漿管6復(fù)位，灌漿排氣結(jié)束，不用拆卸灌漿排氣裝置即可恢復(fù)下套管作業(yè)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種伸縮式下套管密封排氣灌漿裝置，其特征在于，包括上下端蓋上設(shè)有中心孔的筒體、設(shè)置在筒體上端的吊環(huán)和設(shè)置在吊環(huán)上的索鏈;所述筒體內(nèi)穿設(shè)置有灌漿管，所述灌漿管與筒體上下端蓋中心孔之間為間隙配合;所述灌漿管的上端連接高壓膠管;所述灌漿管內(nèi)壁上端設(shè)置有密封座，所述密封座與灌漿管內(nèi)壁密封配合，所述密封座上具有上端開口小下端開口大的錐形孔;所述灌漿管內(nèi)壁上密封座的下端由上而下依次設(shè)置有用于封堵錐形孔的封堵球和壓縮彈簧，所述壓縮彈簧一端頂壓在封堵球上，另一端頂壓在灌漿管內(nèi)壁上；穿出筒體下端蓋的灌漿管外由上而下依次套設(shè)有第一圓盤和密封塞，所述第一圓盤與灌漿管緊配合;所述第一圓盤和密封塞上設(shè)置有相互連通的排氣孔，所述排氣孔通過排氣管與井口環(huán)空連接;所述筒體外周向間隔布設(shè)有伸縮氣缸，所述伸縮氣缸固定在筒體上，所述伸縮氣缸的活塞桿連接在第一圓盤上。2.如權(quán)利要求1所述的伸縮式下套管密封排氣灌漿裝置，其特征在于，所述筒體內(nèi)筒體與灌漿管之間套設(shè)有伸縮彈簧，所述伸縮彈簧一端固定在筒體下端蓋上，另一端固定在灌楽管上。3.如權(quán)利要求2所述的伸縮式下套管密封排氣灌漿裝置，其特征在于，所述筒體上端蓋與伸縮彈簧之間灌漿管上套設(shè)有第二圓盤，所述伸縮彈簧通過第二圓盤固定在灌漿管上；所述第二圓盤與灌漿管緊配合。4.如權(quán)利要求1?3任一所述的伸縮式下套管密封排氣灌漿裝置，其特征在于，所述筒體的上端蓋上沿中心孔周向?qū)ΨQ布設(shè)有用于對高壓膠管下行、上行起扶正作用的立柱，所述立柱上端設(shè)有滾動軸承。5.如權(quán)利要求1?3任一所述的伸縮式下套管密封排氣灌漿裝置，其特征在于，所述灌漿管的上端設(shè)置有連接油壬，所述高壓膠管通過連接油壬與灌漿管連接。6.如權(quán)利要求1?3任一所述的伸縮式下套管密封排氣灌漿裝置，其特征在于，灌漿管上密封塞下端還套設(shè)有避免密封塞脫落的托盤。7.如權(quán)利要求1?3任一所述的伸縮式下套管密封排氣灌漿裝置，其特征在于，所述灌漿管內(nèi)壁上設(shè)置有環(huán)狀凸臺，所述壓縮彈簧通過環(huán)狀凸臺頂壓在灌漿管內(nèi)壁上。8.如權(quán)利要求1?3任一所述的伸縮式下套管密封排氣灌漿裝置，其特征在于，所述筒體上端外壁上對稱設(shè)有第一凸沿和第二凸沿，所述吊環(huán)通過第一凸沿和第二凸沿連接在筒體上。9.如權(quán)利要求1?3任一所述的伸縮式下套管密封排氣灌漿裝置，其特征在于，所述筒體外壁上布設(shè)有吊耳，所述伸縮氣缸通過吊耳固定在筒體上。
【文檔編號】E21B33/03GK205713980SQ201620350470
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】李元化, 羽保林, 孫德宇, 張鳳文, 韓建紅, 何飛
【申請人】中石化石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司, 中石化中原石油工程有限公司鉆井三公司