防堵塞自灌式浮箍的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油機(jī)械，具體涉及固井下套管過程中使用的自灌式防堵塞浮箍。
【背景技術(shù)】
[0002]石油鉆井作業(yè)中，固井工作是非常重要的，任何失誤都有可能使一口質(zhì)量優(yōu)良的鉆井變成勉強(qiáng)能使用甚至報(bào)廢的井。所以固井工具浮鞋浮箍非常重要。在固井作業(yè)中，自灌式浮箍浮鞋始終是固井人的不懈追求。采用普通式浮箍浮鞋，由于管腔封閉，內(nèi)外存在真空度，產(chǎn)生較大的浮力，下幾根套管后，就要主動(dòng)從井上向套管內(nèi)灌入泥漿克服上述浮力，即增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，又增加了固井作業(yè)時(shí)間，還有可能因?yàn)樘坠艿撵o止而引起粘卡套管的事故或者其它更復(fù)雜事故。而采用自灌式浮箍浮鞋，可以通過自灌過程克服浮力，即可提高效率，又減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，還可避免以上的事故的發(fā)生。
[0003]但在實(shí)踐中推廣使用的并不多，比如勝利油田，遼河油田，長慶油田，吉林油田等并沒有采用自灌式的浮箍浮鞋。在大慶油田也只是在局部使用。是什么原因沒使用呢？在和技術(shù)人員交流中得知，他們最擔(dān)心的，是在下套管作業(yè)完成后打不開單向閥，不能固井作業(yè)。
[0004]我們知道，固井作業(yè)就是將水泥注入套管，通過套管最下部的浮鞋里的單向閥向井眼里灌入，水泥使井壁和套管連為一體。非自灌式浮箍浮鞋，整體套管是相對封閉的(參見圖1)浮鞋內(nèi)設(shè)單向閥控制通斷，即使套管下到井里最底部，井里的任何東西也進(jìn)不去套管內(nèi)，所以浮鞋內(nèi)的單向閥可順利打開，完成固井作業(yè)。但自灌式就不同了。最下部的浮鞋有引流孔，下套管作業(yè)中，泥漿正是通過引流孔源源不斷進(jìn)入套管內(nèi)，形成自灌。雖然有自灌的優(yōu)勢，但也帶來了潛在的風(fēng)險(xiǎn)。地下的地質(zhì)狀況復(fù)雜，特別是在數(shù)千米的地下。鉆井完成后，雖然要對井內(nèi)進(jìn)行反復(fù)的沖洗，但在部分井的底部難免留有殘沙碎石，特別是深井或地質(zhì)較復(fù)雜的地區(qū)，這樣當(dāng)套管下到最底部時(shí)，殘沙碎石也通過引流孔進(jìn)入下部的浮鞋內(nèi)，當(dāng)沙石足夠多時(shí)，將浮鞋內(nèi)的單向閥埋住，單向閥失效，固井時(shí)水泥不能通過套管注入井里，不能完成固井作業(yè)，從而發(fā)生重大事故。實(shí)踐中就有這樣的情況發(fā)生，當(dāng)時(shí)套管內(nèi)的壓力已經(jīng)大于1Mp 了，仍不能打開浮鞋的單向閥，最后不得不拔套管，釀成大事故，給井隊(duì)、油田帶來了很大的損失。大慶油田之所以局部使用，是因?yàn)檫@些使用的局部地質(zhì)相對較簡單，并且使用自灌式浮鞋浮箍的井都是相對較淺的井。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種防堵塞自灌式浮箍，以便在自灌浮鞋失效后，能夠提供一個(gè)旁路通道完成固井作業(yè)，減小井下固井作業(yè)重大事故的發(fā)生。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:防堵塞自灌式浮箍，包括設(shè)有單向閥組件的浮箍本體，所述浮箍本體于單向閥組件下方的側(cè)壁設(shè)有至少一個(gè)旁通孔，每個(gè)旁通孔上都設(shè)有安全塞封堵，安全塞通過鎖銷固定在浮箍本體的側(cè)壁上，當(dāng)管腔內(nèi)外壓力差達(dá)到設(shè)定值后，安全塞上的剪銷斷開，安全塞在壓力作用下向管外掉落，旁通孔打開。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)效果是:它具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理及安全可靠的優(yōu)點(diǎn)，可以在自灌浮鞋失效后，通過打開浮箍的備用通道完成固井作業(yè)。可以有效防止因浮鞋失效引起的井下重大事故的發(fā)生，為自灌式浮箍浮鞋的推廣使用提供安全保障。
【附圖說明】
[0008]圖1為使用非自灌式浮箍浮鞋管柱的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖1中由下至上依次為浮鞋、尾管、浮箍和套管。
【具體實(shí)施方式】
[0009]如圖2和3所示，防堵塞自灌式浮箍，包括設(shè)有單向閥組件I的浮箍本體2，所述浮箍本體2于單向閥組件I下方的側(cè)壁設(shè)有至少一個(gè)旁通孔3，每個(gè)旁通孔3上都設(shè)有安全塞4封堵，安全塞4通過鎖銷6固定在浮箍本體2的側(cè)壁上，當(dāng)管腔內(nèi)外壓力差達(dá)到設(shè)定值后，安全塞4上的剪銷6斷開，安全塞4在壓力作用下向管外掉落，旁通孔3打開(見圖2)。
[0010]所述浮箍本體2于單向閥組件I下方的側(cè)壁設(shè)有至少一對旁通孔3，每對旁通孔3上的安全塞4之間設(shè)有連接件5，安全塞4與連接件5間通過剪銷6連接，當(dāng)管腔內(nèi)外壓力差達(dá)到設(shè)定值后，安全塞4與連接件5間的剪銷6斷開，安全塞4在壓力作用下向管外掉落，旁通孔3打開(見圖3)。
[0011]所述安全塞4設(shè)有柱狀的連接部7，所述連接件5為管狀，連接件5套在安全塞4柱狀的連接部7上并通過剪銷6連接。全塞4與連接件5通過剪銷6的具體連接也可以通過相似的方式進(jìn)行，如以剪銷6為鉸接軸的各種鉸接方式，只要滿足在大于設(shè)定壓力下能夠剪斷剪銷6即可。
[0012]所述安全塞4與旁通孔3為企口連接。安全塞4也可以是除企口以外的其他連接方式，如錐面連接，只要滿足向外脫落要求即可。安全塞4的外表面可以低于浮箍外表面。安全塞4可以通過密封件與浮箍密封連接。
[0013]所述單向閥組件I包括閥座密封體8和碟閥蓋9，碟閥蓋9通過彈簧的作用封蓋在閥座密封體8的通孔處，閥座密封體8開有豎向的滑道10，滑道10中設(shè)有滑桿11，滑桿11的頂部設(shè)有可以防止其從滑道10中脫落的限位塊12，滑桿11的底部設(shè)有用于抵在碟閥蓋9上并使其保持在打開狀態(tài)的支撐部13，滑桿11通過剪銷6固定在滑道10中，所述單向閥組件I的上方設(shè)有可沿所述浮箍本體2管腔上下滑動(dòng)的滑塊14，滑塊14上設(shè)有過流孔15，滑塊14通過剪銷6與浮箍本體2管壁固定，通過向滑塊14施壓，可使滑塊14及滑桿11上的剪銷6先后斷開，通過滑塊14下滑推動(dòng)滑桿11向下移動(dòng)，使滑桿11底部的支撐部13脫離碟閥蓋9，使碟閥蓋9恢復(fù)正常功能。
[0014]實(shí)施例1:
如圖2所示，所述單向閥組件I為箭閥式結(jié)構(gòu)，安全塞4通過剪銷6直接固定在閥體壁上。
[0015]實(shí)施例2:
如圖3所示，所述單向閥組件I為碟閥式結(jié)構(gòu)，安全塞4成對使用，通過連接件5和剪銷6固定在閥體壁上。
[0016]浮箍在尾管的上端，是安全界面。當(dāng)下完套管后，如遇到浮鞋的單向閥失靈后套管內(nèi)達(dá)到一定壓力時(shí)(通常在5Mp)，在壓力的作用下，安全塞也受到壓力，產(chǎn)生向外的力，當(dāng)該力大于剪斷銷的剪切應(yīng)力時(shí)，剪斷銷被剪斷，安全塞打開，從而形成另一通道，順利完成固井作業(yè)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.防堵塞自灌式浮箍，包括設(shè)有單向閥組件(I)的浮箍本體(2)，其特征在于，所述浮箍本體(2 )于單向閥組件(I)下方的側(cè)壁設(shè)有至少一個(gè)旁通孔(3 )，每個(gè)旁通孔(3 )上都設(shè)有安全塞(4)封堵，安全塞(4)通過鎖銷(6)固定在浮箍本體(2)的側(cè)壁上，當(dāng)管腔內(nèi)外壓力差達(dá)到設(shè)定值后，安全塞(4)上的剪銷(6)斷開，安全塞(4)在壓力作用下向管外掉落，旁通孔(3)打開。
2.如權(quán)利要求1所述的防堵塞自灌式浮箍，其特征在于，所述浮箍本體(2)于單向閥組件(I)下方的側(cè)壁設(shè)有至少一對旁通孔(3)，每對旁通孔(3)上的安全塞(4)之間設(shè)有連接件(5)，安全塞(4)與連接件(5)間通過剪銷(6)連接，當(dāng)管腔內(nèi)外壓力差達(dá)到設(shè)定值后，安全塞(4)與連接件(5 )間的剪銷(6 )斷開，安全塞(4在壓力作用下向管外掉落，旁通孔(3 )打開。
3.如權(quán)利要求2所述的防堵塞自灌式浮箍，其特征在于，所述安全塞(4)設(shè)有柱狀的連接部(7 )，所述連接件(5 )為管狀，連接件(5 )套在安全塞(4 )柱狀的連接部(7 )上并通過剪銷(6)連接。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的防堵塞自灌式浮箍，其特征在于，所述安全塞(4)與旁通孔(3)為企口連接。
5.如權(quán)利要求1所述的防堵塞自灌式浮箍，其特征在于，所述單向閥組件(I)為箭閥式結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1所述的防堵塞自灌式浮箍，其特征在于，所述單向閥組件(I)為碟閥式結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求6所述的防堵塞自灌式浮箍，其特征在于，所述單向閥組件(I)包括閥座密封體(8)和碟閥蓋(9)，碟閥蓋(9)通過彈簧的作用封蓋在閥座密封體(8)的通孔處，閥座密封體(8)開有豎向的滑道(10)，滑道(10)中設(shè)有滑桿(11)，滑桿(11)的頂部設(shè)有可以防止其從滑道(10)中脫落的限位塊(12)，滑桿(11)的底部設(shè)有用于抵在碟閥蓋(9)上并使其保持在打開狀態(tài)的支撐部(13)，滑桿(11)通過剪銷(6)固定在滑道(10)中，所述單向閥組件(I)的上方設(shè)有可沿所述浮箍本體(2)管腔上下滑動(dòng)的滑塊(14)，滑塊(14)上設(shè)有過流孔(15)，滑塊(14)通過剪銷(6)與浮箍本體(2)管壁固定，通過向滑塊(14)施壓，可使滑塊(14)及滑桿(11)上的剪銷(6)先后斷開，通過滑塊(14)下滑推動(dòng)滑桿(11)向下移動(dòng)，使滑桿(11)底部的支撐部(13 )脫離碟閥蓋(9 )，使碟閥蓋(9 )恢復(fù)正常功能。
【專利摘要】防堵塞自灌式浮箍涉及石油機(jī)械。包括設(shè)有單向閥組件（1）的浮箍本體（2），其特征在于，所述浮箍本體（2）于單向閥組件（1）下方的側(cè)壁設(shè)有至少一個(gè)旁通孔（3），每個(gè)旁通孔（3）上都設(shè)有安全塞（4）封堵，安全塞（4）通過鎖銷（6）固定在浮箍本體（2）的側(cè)壁上，當(dāng)管腔內(nèi)外壓力差達(dá)到設(shè)定值后，安全塞（4）上的剪銷（6）斷開，安全塞（4）在壓力作用下向管外掉落，旁通孔（3）打開。它具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理及安全可靠的優(yōu)點(diǎn)，可以在自灌浮鞋失效后，通過打開浮箍的備用通道完成固井作業(yè)?？梢杂行Х乐挂蚋⌒б鸬木轮卮笫鹿实陌l(fā)生，為自灌式浮箍浮鞋的推廣使用提供安全保障。
【IPC分類】E21B7-20
【公開號(hào)】CN104563872
【申請?zhí)枴緾N201410686583
【發(fā)明人】曹雙勇, 曹德鑫, 劉成睿
【申請人】曹雙勇
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年11月26日