专利名称：一种井下内管分级注水泥装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油工业的固井设备，特别是一种井下内管分级注水泥装置，用于各种井下注水泥固井工艺。
技术背景在石油钻井工程的完井作业中，需要对完钻的井身进行注水泥固井施工，以封闭夹层，让油层中的原油流入井下采油设备。内管法注水泥最初是解决井深较浅而且大井眼大尺寸套管的固井施工难题，可以防止注水泥及替浆过程在套管内发生窜槽和产生过大的上顶力。后来，该技术被应用于特殊油藏或特殊井的完井，统称为内管法完井。目前，现场使用的内管注水泥工具主要有以下两种一种是石油工业出版社1990年6月出版的《钻井手册》上册一书第四章第七节《注水泥工艺》一文第521页图4-59公开的一种内管注水泥装置；另一种是中国专利局公布的一项专利名称为《自动控制式内管密封器》，专利号为88207151.3。该专利介绍了一种用于石油钻井内管柱固井作业中的自动控制式内管密封器，在使用内管注水泥时，能够自动控制注入水泥的量，使内管法注水泥技术提高了一步。但是，以上两项技术仅由接头连接一根密封插管，与连接在套管最下端的密封插座配合使用，限制了注水泥作业必须从套管底部开始，不能实现选择性分级注水泥的要求，即不能对多级膨胀式封隔器进行逐级或选择性膨胀，不能进行分级注水泥固井作业。
发明内容
本实用新型的的目的是制造能够在具有多个油层的井内进行分级注水泥固井作业的一种井下内管分级注水泥装置。克服现有技术中的缺陷，提高固井效果和油层的完善程度，降低生产成本和工人的劳动强度。
本技术解决方案可达上述目的一种井下内管分级注水泥装置，包括上接头和注入短节，本装置由上密封机构、定位机构、水泥注入机构和下密封机构组成，将上述机构用连接管连接装配在一起，由上接头和下接头将本装置与下井管柱连接。
与现有技术相比，本实用新型实现了用内管逐级膨胀套管外封隔器，分级注水泥的技术难题，能够满足多油层的井选择性分级注水泥固井的要求。真正实现了有针对性、分段注水泥固井的目的，具有无需钻水泥塞、不污染油层、现场施工简单、固井效果好等优点。有效地降低了生产成本和工人的劳动强度。
附图1为本实用新型结构示意图的上半图。
附图2为本实用新型结构示意图的下半图。
具体实施方式
以下结合实施例对本实用新型做进一步的详述参见附图1和2，一种井下内管分级注水泥装置，包括上接头1和注入短节12，本装置由上密封机构、定位机构、水泥注入机构和下密封机构组成，将上述机构用连接管5、10和15连接安装，由上接头1和下接头19将本装置与下井管柱连接。上密封机构具有密封件2、中心管3和接箍4，中心管3外面安装密封件2一道或者数道，由接箍4将上密封机构与连接管5连接；下密封机构与上密封机构结构相同，具有密封件17、中心管18和接箍16，上密封机构的密封件2与下密封机构的密封件17的胀开方向相对。定位机构具有接箍6、弹性套7、中心管8和接箍9，中心管8外安装弹性套7，两端由接箍6和接箍9与连接管5和连接管10连接。水泥注入机构具有连接套11、注入短节12和连接套14，由连接套11和14与连接管10和15连接安装；注入短节12设有注入孔13，两端与连接套11和连接套14连接，于连接套11、14与注入短节12的连接面上设有密封圈。现场应用时，将本实用新型用内管柱连接下井，自下而上逐级注水泥，先注最底层的水泥环。连接下井时，本实用新型的上接头1与上部内管柱连接，下接头19与下部内管柱连接，通过本实用新型的定位机构确定注水泥段。上提上部内管柱，将本装置的密封件2和密封件17跨隔于管外封隔器的两侧，在本实用新型的上密封机构和下密封机构之间建立起一自密封空间。从内管柱加液压，压力通过上部内管柱和本装置水泥注入机构的注入孔13，使管外封隔器打开，流体进入管外封隔器，待管外封隔器膨胀完毕，放压。上提上部内管柱，将本实用新型的密封件2和密封件17跨隔于管外分级箍两侧。从内管柱加液压，压力通过上部内管柱、注入孔13，打开管外分级箍，水泥浆进入到井眼与套管的环行空间形成水泥环。待水泥注入完毕，下放上部内管柱，弹性套7将管外分级箍关闭，完成第一级注水泥。同样的方法，首先膨胀第二级注水泥段的管外封隔器，然后液压打开第二级注水泥段的分级箍，形成第二级水泥环，最后用弹性套7关闭第二级注水泥段的管外分级箍，完成第二级注水泥。根据现场需要，利用本实用新型可以完成多级注水泥固井作业。
权利要求1.一种井下内管分级注水泥装置，包括上接头(1)和注入短节(12)，其特征在于本装置由上密封机构、定位机构、水泥注入机构和下密封机构组成，将上述机构用连接管(5)、(10)和(15)连接安装，由上接头(1)和下接头(19)将本装置与下井管柱连接。
2.根据权利要求1所述的一种井下内管分级注水泥装置，其特征在于上密封机构具有密封件(2)、中心管(3)和接箍(4)，中心管(3)外面安装密封件(2)一道或者数道，由接箍(4)将上密封机构与连接管(5)连接；下密封机构与上密封机构结构相同，具有密封件(17)、中心管(18)和接箍(16)，上密封机构的密封件(2)与下密封机构的密封件(17)的胀开方向相对。
3.根据权利要求1所述的一种井下内管分级注水泥装置，其特征是定位机构具有接箍(6)、弹性套(7)、中心管(8)和接箍(9)，中心管(8)外安装弹性套(7)，两端由接箍(6)和接箍(9)与连接管(5)和连接(10)管连接。
4.根据权利要求1所述的一种井下内管分级注水泥装置，其特征是水泥注入机构具有连接套(11)、注入短节(12)和连接套(14)，由连接套(11)和(14)与连接管(10)和(15)连接安装；注入短节(12)设有注入孔(13)，两端与连接套(11)和连接套(14)连接，于连接套(11)、(14)与注入短节(12)的连接面上设有密封圈。
专利摘要本实用新型公开的是石油工业使用的一种井下内管分级注水泥装置，用于各种井下注水泥固井工艺。本装置具有上接头和注入短节，由上密封机构、定位机构、水泥注入机构和下密封机构组成，将上述机构用连接管连接装配在一起，由上接头和下接头将本装置与下井管柱连接。现场应用时，将本实用新型用内管柱连接下井，自下而上逐级注水泥固井。实现了用内管逐级膨胀套管外封隔器，分级注水泥的技术难题，能够满足多油层的井选择性分级注水泥固井的要求。达到了有针对性、分段注水泥的固井的目的。
文档编号E21B33/13GK2625572SQ03217998
公开日2004年7月14日 申请日期2003年5月30日 优先权日2003年5月30日
发明者李雷祥, 蔡庆俊, 皇甫洁, 张全胜, 宋开利, 冯辉 申请人:中国石化胜利油田有限公司采油工艺研究院