專利名稱：一種可提出式球座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油鉆井固井工具，具體涉及尾管固井憋壓用的球座。
技術(shù)背景篩管完井較好地發(fā)揮了地層的產(chǎn)能，篩管完井技術(shù)是在水平井鉆井技術(shù)日 趨完善的基礎(chǔ)上開發(fā)出的新工藝，適用于產(chǎn)層滲透性較好、不需要采用大型水 力壓裂進行增產(chǎn)措施的水平井，巖石膠結(jié)疏松、但地層較均質(zhì)的水平井敏感油 氣層，以及不宜用套管射孔完井、又要防止地層坍塌的水平井。在油層多，需 要下入套管短的情況下，無需環(huán)空注水泥，只需在篩管兩端加上管外封隔器， 且多數(shù)情況下整個管串還是尾管，也就是說還需要一個尾管懸掛器。其工藝特 點只懸掛不固井，之后，再次下鉆進行坐封封隔器。常規(guī)尾管懸掛器系統(tǒng)見圖1，難以滿足篩管完井要求，因為常規(guī)的尾管完井方式中，球座5連接在尾管串26的下部，座掛時需投球，實施憋壓、座掛、固 井，再下鉆鉆除球座5的內(nèi)套，之后，進行射孔4、采油，需要多次下鉆。這種 工藝不僅繁瑣、復雜、周期長、座掛成功率低，而且油氣層常常被污染。改進后的篩管完井工藝如圖2所示，在油層中下入篩管10，并使用盲板8 代替球座5實施憋壓、座掛，之后，下鉆鉆除盲板8，再下入專用工具座封封隔 器。此種完井方式，較原來的完井方式，簡便了許多，而且對油氣層起到保護 作用；但是，其作業(yè)程序也很繁雜，需要下3次鉆才能完井，也具有鉆井周期 長、成本高的缺點。在篩管完井中，有的時候需要懸掛的套管/篩管很短，且不宜注水泥，只需要將尾管串懸掛后坐封封隔器就可以完井，如果采用常規(guī)的懸掛器2+盲板8/球座5+封隔器9，送入工具l提出后還需要下鉆鉆除盲板8/球座5，這樣又浪費時間又增加了成本；此外，在大大斜度井及水平井中，球座5往往置于大斜 度井段，投球24易滯留在某個套管接箍位置，不容易到達球座5位置，從而導 致座掛失敗。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種可提出式球座，可以直接 連接在懸掛器的下方，使投球容易到達，易于實施憋壓座掛。從而加快鉆井速 度，節(jié)省成本、提高效率。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種可提出式球座，包括短節(jié)15，壓帽17，球24，球座體22，密封圈 23，外殼21;所述的短節(jié)15為圓筒，短節(jié)15的筒壁上開有傳壓孔16;短節(jié)15下部的外 徑增大，在短節(jié)15的外表面形成一個水平圓環(huán)面30;水平圓環(huán)面30以上為短 節(jié)15上節(jié)，水平圓環(huán)面30以下為短節(jié)15下節(jié)；傳壓孔16是為了傳遞液體壓力，傳壓孔的數(shù)量和直徑可以根據(jù)公知常識和 具體設計參數(shù)進行選擇，只要能實現(xiàn)傳壓功能就可以。所述的壓帽17是開有兩節(jié)階梯狀內(nèi)孔的空心圓柱，壓帽17上部內(nèi)孔的孔 徑小于壓帽17下部內(nèi)孔的孔徑，壓帽17上孔與下孔之間形成水平圓環(huán)面臺階 32;壓帽17套在短節(jié)15之外，壓帽17上孔內(nèi)徑與短節(jié)15上節(jié)的外徑之間為 間隙配合；壓帽17圓環(huán)面臺階32的內(nèi)緣壓在短節(jié)的水平圓環(huán)面30上；通過短節(jié)上的水平圓環(huán)面30，支撐起壓帽，進而支撐起球座體的重量。因此如果將水平圓環(huán)面30改為其他形式，例如圓錐面，即剖視圖上的輪廓線不是 水平線而是斜線，同樣起到支撐壓帽的作用?；蚴遣捎醚辔膊凼降牡剐本€方式， 都與本發(fā)明的技術(shù)方案是等同的。所述的球座體22的上段為圓筒狀，球座體22上段的上端面頂在壓帽17的 圓環(huán)面臺階32之下；球座體22上段的內(nèi)徑與短節(jié)15下節(jié)的外徑之間為間隙配合；球座體22下段的外徑大于球座體22上段的外徑；通過壓帽17上孔與短節(jié)15上節(jié)之間的間隙配合，以及球座體22上段與短 節(jié)15下節(jié)之間的間隙配合，使得球座體及壓帽的整體與短節(jié)15之間可以相對 自由轉(zhuǎn)動，這樣在進行尾管懸掛器2倒扣時，短節(jié)15旋轉(zhuǎn)，而壓帽及球座體整 體保持不動，從而減小倒扣扭矩，使送入鉆具1與尾管輕松卸開。壓帽17下孔套在球座體22上段的外面，壓帽17下孔與球座體22上段之 間為螺紋緊固聯(lián)接和/或螺釘緊固聯(lián)接；壓帽與球座體必須緊固連接為一體，采用螺紋聯(lián)接是常規(guī)方式，其連接強 度高，可以避免提出時由于連接斷裂而使球座體落入井內(nèi)。采用螺釘緊固聯(lián)接 也可以起到同樣作用。上述螺紋聯(lián)接與螺釘聯(lián)接可以分別使用，也可以同時使 用，都是為了實現(xiàn)同樣目的。也不排除采用其他公知的聯(lián)接方式。球座體22下段的內(nèi)部有錐形孔13，錐形孔13之下為通孔；球24的外徑小于短節(jié)15的內(nèi)徑，錐形孔13上端口的直徑大于球24外徑， 錐形孔13下端口的直徑小于球24外徑；這樣使投入的球能夠落從上方落下，落入錐形孔13內(nèi)，從而封住下面的通 孔，實現(xiàn)憋壓。外殼21為圓筒狀，外殼21套在壓帽17、球座體22之外，球座體22下段 的外徑與外殼21下部的內(nèi)徑之間為間隙配合；球座體22下段的外表面開有一道或一道以上的環(huán)槽，所述的環(huán)槽內(nèi)放置有 密封圈23。7短節(jié)15上的傳壓孔16，以及球座體22上的密封圈23，可保證液體壓力順利地傳入懸掛器的液缸內(nèi)，以便座掛。為了更好地實現(xiàn)密封，所述的錐形孔13內(nèi)表面為拋光面。錐形孔13的上端口與短節(jié)15下節(jié)的下端面之間留有軸向間隙31，也是為 了使倒扣時更容易。為了與其他零件聯(lián)接，可以在所述的短節(jié)15上端開有外螺紋；所述的外殼 21上部開有內(nèi)徑加大的沉孔，外殼21上部沉孔內(nèi)的上端開有聯(lián)接螺紋18;外 殼21下端的外表面開有套管螺紋29。為了進出井眼方便，所述的壓帽17的上部外側(cè)設有倒角；所述的球座體22 的下部外側(cè)設有倒角。為了使壓帽與球座體聯(lián)接，可以采用螺紋聯(lián)接，壓帽17下孔的內(nèi)表面開有 壓帽螺紋19，球座體22上段外表面開有外螺紋，壓帽17下孔與球座體22上段 之間為螺紋緊固聯(lián)接。此外還可以采用螺釘聯(lián)接，壓帽17下孔的筒壁上開有螺釘孔，壓帽17下 孔與球座體22上段之間通過螺釘20緊固聯(lián)接。作為一種優(yōu)選，還可以采用如下組合所述的錐形孔13內(nèi)表面為拋光面； 錐形孔13的上端口與短節(jié)15下節(jié)的下端面之間留有軸向間隙31;所述的短節(jié) 15上端開有外螺紋；所述的外殼21上部開有內(nèi)徑加大的沉孔，外殼21上部沉 孔內(nèi)的上端開有聯(lián)接螺紋18;外殼21下端的外表面開有套管螺紋29;所述的 壓帽17的上部外側(cè)設有倒角；所述的球座體22的下部外側(cè)設有倒角；壓帽17 下孔的內(nèi)表面開有壓帽螺紋19，球座體22上段外表面開有外螺紋，壓帽17下 孔與球座體22上段之間有螺紋緊固聯(lián)接；并且在壓帽17下孔的筒壁上開有螺 釘孔，壓帽17下孔與球座體22上段之間有聯(lián)接螺釘20。本發(fā)明的有益效果是可提出式球座直接連接在懸掛器的下方， 一般情況下，懸掛器安放直井段 和斜度較小的井段或直井段，這樣投球容易到達，容易建立壓力，實施憋壓座 掛。把尾管下到預定位置后，進行坐掛作業(yè)，之后，球座芯子隨送入工具一起 提出，這樣就不用再專門下鉆鉆除附件，從而達到了加快鉆井速度，節(jié)省成本、 提高效率的目的。本發(fā)明改變了目前采用的盲板式固井方式，與常規(guī)完井方式相比，解決了 篩管完井難題，避免了常規(guī)固井作業(yè)存在的一系列不利因素；本發(fā)明的球座隨鉆具一起提出，減少了鉆除附件的工序，縮短建井周期， 提高了效率，降低了作業(yè)成本。本發(fā)明的本球座將為現(xiàn)場水平井篩管固井、漏失井固井解決難題，可縮短 完井周期、降低作業(yè)成本、提高鉆井效率。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)常規(guī)完井方式示意圖。圖2是現(xiàn)有技術(shù)盲板完井方式示意圖。圖3是本發(fā)明的完井方式示意圖。圖4是本發(fā)明的可提出式球座示意圖。圖5是本發(fā)明可提出式球座的局部放大示意圖。圖6是壓帽的局部放大示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例和附圖進一步描述本發(fā)明。本發(fā)明的范圍不受這些實施例 的限制，本發(fā)明的范圍在權(quán)利要求書中提出。 圖中各附圖標記的含義如下l送入工具、2尾管懸掛器、3尾管膠塞、4射孔、5球座、6浮箍、7浮鞋、8盲板、9封隔器、IO篩管、ll中心管、12套管接箍、13錐形孔、14中心管接 箍、15短節(jié)、16傳壓孔、17壓帽、18套管螺紋、19壓帽螺紋、20聯(lián)接螺釘、 21外殼、22球座體、23密封圈、24球、25可提出式球座、26尾管串、27套管、 28引鞋、29套管螺紋、30水平圓環(huán)面、31軸向間隙、32圓環(huán)面臺階、35短套管。一種可提出式球座，包括短節(jié)15，壓帽17，球24，球座體22，密封圈 23，外殼21;所述的短節(jié)15為圓筒，短節(jié)15的筒壁上開有兩排共8個傳壓孔16;短節(jié) 15下部的外徑增大，在短節(jié)15的外表面形成一個水平圓環(huán)面30;水平圓環(huán)面 30以上為短節(jié)15上節(jié)，水平圓環(huán)面30以下為短節(jié)15下節(jié)；所述的壓帽17是開有兩節(jié)階梯狀內(nèi)孔的空心圓柱，壓帽17上部內(nèi)孔的孔 徑小于壓帽17下部內(nèi)孔的孔徑，壓帽17上孔與下孔之間形成水平圓環(huán)面臺階 32;壓帽17套在短節(jié)15之外，壓帽17上孔內(nèi)徑與短節(jié)15上節(jié)的外徑之間為 間隙配合；壓帽17圓環(huán)面臺階32的內(nèi)緣壓在短節(jié)的水平圓環(huán)面30上；所述的球座體22的上段為圓筒狀，球座體22上段的上端面頂在壓帽17的 圓環(huán)面臺階32之下；球座體22上段的內(nèi)徑與短節(jié)15下節(jié)的外徑之間為間隙配 合；球座體22下段的外徑大于球座體22上段的外徑；壓帽17下孔套在球座體22上段的外面，壓帽17下孔與球座體22上段之 間為螺紋緊固聯(lián)接和螺釘緊固聯(lián)接；球座體22下段的內(nèi)部有錐形孔13，錐形孔13之下為通孔；球24的外徑小于短節(jié)15的內(nèi)徑，錐形孔13上端口的直徑大于球24外徑， 錐形孔13下端口的直徑小于球24外徑；外殼21為圓筒狀，外殼21套在壓帽17、球座體22之外，球座體22下段 的外徑與外殼21下部的內(nèi)徑之間為間隙配合；球座體22下段的外表面開有一道環(huán)槽，所述的環(huán)槽內(nèi)放置有密封圈23。所述的錐形孔13內(nèi)表面為拋光面；錐形孔13的上端口與短節(jié)15下節(jié)的下端面之間留有軸向間隙31;所述的短節(jié)15上端開有外螺紋；所述的外殼21上部開有內(nèi)徑加大的沉孔，外殼21上部沉孔內(nèi)的上端開有聯(lián)接螺紋18;外殼21下端的外表面開有套管螺紋29;所述的壓帽17的上部外側(cè)設有倒角；所述的球座體22的下部外側(cè)設有倒角；壓帽17下孔的內(nèi)表面開有壓帽螺紋19，球座體 22上段外表面開有外螺紋，壓帽17下孔與球座體22上段之間有螺紋緊固聯(lián)接； 并且在壓帽17下孔的筒壁上開有螺釘孔，壓帽17下孔與球座體22上段之間有 聯(lián)接螺釘20。本發(fā)明開發(fā)的一種可提出式球座25，使用狀況如圖3所示，它向上連接尾 管懸掛器2，向下連接封隔器9及篩管10，這樣在座掛完畢，可隨著送入工具l 直接提出井口，省了一趟鉆除作業(yè)。此外，這種工藝還特別適合于大斜度井和 水平井，因為球座緊接在懸掛器2的下端，投球容易達到，建立壓力更容易。 這種完井方式的管串排列方式自下而上為引鞋28 +套管27+管外封隔器9 +篩 管串10+管外封隔器9 +套管26+可提出式球座25+尾管懸掛器2 +送入鉆具l。 其作業(yè)程序是管串下到預定位置后，灌滿泥漿，投球24，開泵憋壓，坐掛懸 掛器2，卸壓，倒扣提出送入工具1+可提出式球座25,再下專用工具坐封封隔 器。本發(fā)明提供了一套與尾管懸掛器配套使用的球座，應用于水平井篩管完井， 可改變常規(guī)固/完井方式，避免了由常規(guī)球座/盲板帶來的問題或隱患，在尾管 中途遇阻時能循環(huán)泥漿，利于解阻。使用本球座可保證尾管的順利下入、順利 座掛，且球座可隨送入鉆具提出井口，節(jié)省了下鉆除附件的作業(yè)時間，提高了 固井的可靠性、縮短了鉆井周期、降低了鉆井成本。與常規(guī)完井方式相比，它具有以下顯著的特點將可提出式球座直接連接懸掛器的下端，便于投球24的捕捉及壓力的建立， 改變了常規(guī)的管串排列方式及完井工藝，這樣可以實現(xiàn)只懸掛不固井、無需下鉆掃除球座附件的完井工藝；短節(jié)15上的傳壓孔16和球座體22上的密封結(jié)構(gòu)23，可保證液體壓力順利地傳入懸掛器的液缸內(nèi)，以便座掛；球座體22的內(nèi)錐面13為拋光孔，投球24落入后，密封能力強；短節(jié)15與球座體22間可相對輕松轉(zhuǎn)動，并有軸向間隙，這樣可使尾管懸掛器倒扣時短節(jié)旋轉(zhuǎn)，而壓帽和球座體保持不動，從而減小倒扣扭矩，使送入鉆具1與尾管輕松卸開。壓帽17與球座體22為螺紋連接19，其連接強度高，可避免提出時，連接斷裂，球座體22落入井內(nèi)。短節(jié)15與壓帽17及球座體22連接后在與中心管接箍14連接； 中心管接箍14+短節(jié)15+壓帽17+球座體22整體裝入外殼21的內(nèi)孔中，且密封圈23在外殼21與球座體22之間形成密封；套管26與套管接箍12以螺紋方式連接，套管接箍12以螺紋方式連接在尾管懸掛器2的下端；可提出式球座25連接在中心管11下面的中心管接箍14上， 送入工具1及可提出式球座25可重復使用，經(jīng)濟效益高。
權(quán)利要求
1. 一種可提出式球座；其特征是包括短節(jié)[15]，壓帽[17]，球[24]，球座體[22]，密封圈[23]，外殼[21]；所述的短節(jié)[15]為圓筒，短節(jié)[15]的筒壁上開有傳壓孔[16]；短節(jié)[15]下部的外徑增大，在短節(jié)[15]的外表面形成一個水平圓環(huán)面[30]；水平圓環(huán)面[30]以上為短節(jié)[15]上節(jié)，水平圓環(huán)面[30]以下為短節(jié)[15]下節(jié)；所述的壓帽[17]是開有兩節(jié)階梯狀內(nèi)孔的空心圓柱，壓帽[17]上部內(nèi)孔的孔徑小于壓帽[17]下部內(nèi)孔的孔徑，壓帽[17]上孔與下孔之間形成水平圓環(huán)面臺階[32]；壓帽[17]套在短節(jié)[15]之外，壓帽[17]上孔內(nèi)徑與短節(jié)[15]上節(jié)的外徑之間為間隙配合；壓帽[17]圓環(huán)面臺階[32]的內(nèi)緣壓在短節(jié)的水平圓環(huán)面[30]上；所述的球座體[22]的上段為圓筒狀，球座體[22]上段的上端面頂在壓帽[17]的圓環(huán)面臺階[32]之下；球座體[22]上段的內(nèi)徑與短節(jié)[15]下節(jié)的外徑之間為間隙配合；球座體[22]下段的外徑大于球座體[22]上段的外徑；壓帽[17]下孔套在球座體[22]上段的外面，壓帽[17]下孔與球座體[22]上段之間為螺紋緊固聯(lián)接和/或螺釘緊固聯(lián)接；球座體[22]下段的內(nèi)部有錐形孔[13]，錐形孔[13]之下為通孔；球[24]的外徑小于短節(jié)[15]的內(nèi)徑，錐形孔[13]上端口的直徑大于球[24]外徑，錐形孔[13]下端口的直徑小于球[24]外徑；外殼[21]為圓筒狀，外殼[21]套在壓帽[17]、球座體[22]之外，球座體[22]下段的外徑與外殼[21]下部的內(nèi)徑之間為間隙配合；球座體[22]下段的外表面開有一道或一道以上的環(huán)槽，所述的環(huán)槽內(nèi)放置有密封圈[23]。
全文摘要
本發(fā)明涉及鉆井設備，具體涉及鉆井用的球座。包括短節(jié)、壓帽、球、球座體、密封圈、外殼；短筒壁上開有傳壓孔，通過短節(jié)上的水平圓環(huán)面支撐起壓帽，球座體下段的內(nèi)部有錐形孔、外表面裝有密封圈。可提出式球座可以直接連接在懸掛器的下方，使投球容易到達，易于實施憋壓座掛。將為現(xiàn)場水平井篩管固井、漏失井固井解決難題，從而縮短完井周期、降低作業(yè)成本、提高鉆井效率，具有極大的推廣應用前景。本發(fā)明用于石油鉆井領(lǐng)域。
文檔編號E21B34/06GK101260791SQ20071006425
公開日2008年9月10日 申請日期2007年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月8日
發(fā)明者姜向東, 朱和明, 王建全, 鄭曉志, 郭朝暉, 阮臣良, 馬蘭榮 申請人:中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院