一种内插法固井环空顶封装置的制作方法

本实用新型涉及油田勘探钻井技术领域，具体地说是一种内插法固井环空顶封装置。

背景技术：

油田勘探钻井过程中，井场采用内插法固井，不可避免的出现插头密封失效故障，导致固井失败，甚至出现水泥闪凝将钻具固死无法起出的恶性事故。为了解决这些问题，目前采用改进插头密封性、设计顶部环空密封装置，但是由于固井过程压力变化复杂、顶部密封装置安装复杂，没有很好的解决内插法固井插头失效的问题，因此导致的固井故障时由发生，造成很大的经济损失。

申请号：201620484932.2，申请日：2016-05-25一种内插法固井工艺结构，包括设置于外侧的套管、安装在套管底部的引鞋、钻杆和设置于套管顶部的井口密封装置；井口密封装置用于实现钻杆与套管之间的密封；钻杆底部并不与引鞋相接触。该内插法固井工艺结构，不用使用浮箍，即能完成固井工作，避免了钻具的插头与浮箍的插座之间配合失效所引发的后果。

申请号：201620484808.6，申请日：2016-05-25公开了一种用于内插法固井井口密封装置，在套管和钻杆之间形成密封；包括上、下法兰和设置于其间的环形密封垫，上、下法兰通过螺栓连接在一起；上法兰直径大于套管直径，其内侧设有与钻杆的公扣相匹配的母扣；下法兰的中部下侧设有与钻杆母扣相匹配的公扣；同时，下法兰的外侧面为锥面，其与套管的顶面相匹配；下法兰和套管之间还设有密封垫i。该装置以简单的结构实现了套管和钻杆之间的密封，操作简单，能有效提高内插法固井施工安全性，能适应浅层大尺寸套管内插法固井。

申请号：201320099191.2，申请日：2013-03-05涉及内插法固井井口工具，属于石油钻探固井注水泥工具技术领域，包括座封接头、锁紧帽、本体；座封接头为管状结构，其中心开有通孔，通孔上端有内螺纹、下端有外螺纹、外壁中部为有带有锥面的凸缘；锁紧帽为管状结构，其外圆中下部有外螺纹；本体为圆柱状结构，中心为带有锥面的通孔，外部下端有外螺纹，外壁与下端面之间开有直角通孔；座封接头外部凸缘在本体内部，轴向位于本体内锥面与锁紧帽下端面之间；本体密封垫位于本体外螺纹根部；本实用新型的有益效果是：结构合理，操作简便，功能可靠，可降低内插法固井注水泥作业强度，提高作业效率，确保内插法固井注水泥作业的一次成功率。

申请号：200520093859.8申请日：2005-11-24涉及一种石油、地质钻探固井用的一种可捞插座式无塞固井装置。由外管、卡簧、卡簧固定套、内衬管、插座、销钉、锁块套、锁块、下接头、内管上接头、内连接管、隔离环、上下密封胶筒、挂座短节、挂座、调长管、挂座键、定位套、压簧、引鞋、丝堵组成,将内插管注水泥工具座放在插座上,外管与卡簧相配合构成防倒机构,插座通过内衬管底台阶上的锁块固定在外管上,下部与下接头、内衬管与卡簧固定套、内管上接头与内连接管、挂座短节与挂座、调长管与引鞋均为螺纹连接,挂座键用销钉固定在引鞋上。该装置解决了现有技术存在的大井套管同水泥塞一同钻掉,小井眼固井后钻塞易坏易掉钻具的问题。本实用新型可用于石油地质钻探固井作业中。

申请号：201520792823.2，申请日：2015-10-14涉及阻流防漏固井装置，包括桶壁，所述桶壁下端设有底座，所述桶壁内侧对称设有弹片，所述弹片与桶壁之间设有弹簧，所述弹片上下两端对称设有导管，所述导管外侧设有电机，所述电机与导管之间对称设有连接杆，所述连接杆上侧设有气囊，所述气囊上侧设有连接管，所述连接管上侧设有打气泵。本实用新型通过设置导管，能够将喷浆均匀的喷入，加大了喷浆浓度的均匀性，通过设置电机，减轻了人力，节省了工作时间，通过设置气囊，能够很好地固定桶壁，减少了不必要的损失，通过设置弹片，很好地使管道减速，减小了劳动强度，增大了工作效率。

以上公开技术的技术方案以及所要解决的技术问题和产生的有益效果均与本实用新型不相同，针对本实用新型更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果，以上公开技术文件均不存在技术启示。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种内插法固井环空顶封装置，安装简便快捷，操作简单，可以安装在钻杆本体的任意位置，能够快速有效的密封钻杆与套管的环空，在插头失效的情况下仍能安全固井，降低内插法固井的故障损失，提高固井成功率。

为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种内插法固井环空顶封装置，包括：

气囊，所述气囊为环状结构，围绕在钻杆外壁上。所述气囊上端面上设置注气孔，注汽孔与注气管相连。

气囊轴向限位机构，所述气囊轴向限位机构套装在钻杆上，对气囊的轴向上行和下行进行限位。

进一步地，所述气囊的外圈面层设计为加厚的外侧密封胶皮。所述气囊的内圈面层设计为加厚的内侧密封胶皮。

进一步地，所述气囊设计有能将气囊断开方便安装的开口。

进一步地，所述开口为s形斜面开口。

进一步地，所述气囊轴向限位机构包括：

上卡盘，所述上卡盘安装在钻杆上，上卡盘位于气囊上方，上卡盘的外径小于套管内径，上卡盘的外径大于气囊内圈面层内径；

下卡盘，所述下卡盘安装在钻杆上，下卡盘位于气囊下方，下卡盘的外径小于套管内径，下卡盘的外径大于气囊内圈面层内径。

进一步地，所述上卡盘包括相扣合在一起的上左半圆卡片、上右半圆卡片。

进一步地，所述上左半圆卡片、上右半圆卡片同时开设相对应的连接孔并用螺栓连接固定。

进一步地，所述上左半圆卡片内壁、上右半圆卡片内壁均设置斜朝上的锯齿形卡牙。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

本实用新型上、下卡盘为双片式设计，使用时将双片卡盘扣在钻杆本体上，用紧固螺栓连接，卡盘内侧设计有锯齿形卡牙，阻止卡盘的上下移动，在上下卡盘中间安放环状密封气囊，固井钻具下放到位后，通过气嘴向气囊内注入压缩空气，气囊在上下卡盘的阻挡下对套管内壁和钻杆本体产生挤压，达到密封环型空间的目的。

本实用新型用于内插法固井时密封套管与钻杆之间的环形空间，可以安装在钻杆本体的任意位置，不受放入的限制，封堵范围大通用性好、结构简单、操作简便、功能可靠，降低插头密封失效的固井风险，提高内插法固井的一次成功率。

附图说明

图1是本实用新型一种内插法固井环空顶封装置的结构示意图；

图2为气囊的俯视图。

图中：1、上卡盘，2、气囊，3、下卡盘，4、连接孔，5、注气孔，6、外侧密封胶皮，7、内侧密封胶皮，8、s形斜面开口，9、锯齿形卡牙。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

请参阅图1至图2，本实用新型提供一种技术方案：

一种内插法固井环空顶封装置，包括：

气囊2，所述气囊为环状结构，围绕在钻杆外壁上。

进一步地，所述气囊的外圈面层设计为加厚的外侧密封胶皮6。

进一步地，所述气囊的内圈面层设计为加厚的内侧密封胶皮7。

进一步地，所述气囊上端面上设置注气孔5，注汽孔与注气管相连。

进一步地，所述气囊设计有能将气囊断开方便安装的开口。

进一步地，所述开口为s形斜面开口8。

进一步地，还包括：

气囊轴向限位机构，所述气囊轴向限位机构套装在钻杆上，对气囊的轴向上行和下行进行限位。

进一步地，所述气囊轴向限位机构包括：

上卡盘1，所述上卡盘安装在钻杆上，上卡盘位于气囊上方，上卡盘的外径小于套管内径，上卡盘的外径大于气囊内圈面层内径；

下卡盘3，所述下卡盘安装在钻杆上，下卡盘位于气囊下方，下卡盘的外径小于套管内径，下卡盘的外径大于气囊内圈面层内径。

进一步地，所述上卡盘包括相扣合在一起的上左半圆卡片、上右半圆卡片。

进一步地，所述上左半圆卡片、上右半圆卡片同时开设相对应的连接孔4并用螺栓连接固定。

进一步地，所述上左半圆卡片内壁、上右半圆卡片内壁均设置斜朝上的锯齿形卡牙。

上下卡盘各由两片组成，下部为半圆环式挡板，侧面设计连接孔4，方便用螺栓连接两片卡盘，卡盘内侧为锯齿形卡牙9，上卡盘卡牙向上阻止卡盘沿钻具上行，下卡盘结构相同，卡牙向下阻止卡盘沿钻具下行，密封气囊2为环状结构，外侧设计加厚密封胶皮6，内圈设计内加厚密封胶皮8，上端面有注气孔5，设计s形斜面开口8，将气囊断开，方便安装。

现场使用时，当钻具下放到位，提起钻具在合适位置安装下卡盘3，连接螺栓紧固好两片下卡盘，将密封气囊2通过s形斜面开口套在钻杆本上体上，紧贴下卡盘，紧贴密封气囊在上面安装上卡盘1，用连接螺栓将两片卡盘固定好，将注气管线与注气孔5相连，然后下放钻具坐好内插头，使气囊在套管本体处，下压悬重完成后，向气囊内注入一定压力的空气，气囊2涨开，外侧密封胶皮6紧贴套管内壁，内侧密封胶皮7紧贴钻杆外壁，s形斜面开口紧紧贴合，就可以封闭钻杆与套管的环形空间。

本实用新型的有益效果是：结构简单、操作简便、功能可靠，内插法固井时可以有效密封钻杆与套管间的环形空间，降低插头密封失效的固井风险，提高内插法固井的一次成功率。

实施例2：

请参阅图1至图2，本实用新型提供一种技术方案：

一种内插法固井环空顶封装置，包括：

气囊2，所述气囊为环状结构，围绕在钻杆外壁上。

进一步地，所述气囊的外圈面层设计为加厚的外侧密封胶皮6。

进一步地，所述气囊的内圈面层设计为加厚的内侧密封胶皮7。

进一步地，所述气囊上端面上设置注气孔5，注汽孔与注气管相连。

进一步地，所述气囊设计有能将气囊断开方便安装的开口。

进一步地，所述开口为s形斜面开口8。

进一步地，还包括：

气囊轴向限位机构，所述气囊轴向限位机构套装在钻杆上，对气囊的轴向上行和下行进行限位。

进一步地，所述气囊轴向限位机构包括：

上卡盘1，所述上卡盘安装在钻杆上，上卡盘位于气囊上方，上卡盘的外径小于套管内径，上卡盘的外径大于气囊内圈面层内径；

下卡盘3，所述下卡盘安装在钻杆上，下卡盘位于气囊下方，下卡盘的外径小于套管内径，下卡盘的外径大于气囊内圈面层内径。

进一步地，所述上卡盘包括相扣合在一起的上左半圆卡片、上右半圆卡片。

进一步地，所述上左半圆卡片、上右半圆卡片同时开设相对应的连接孔4并用螺栓连接固定。

实施例3：

请参阅图1至图2，本实用新型提供一种技术方案：

一种内插法固井环空顶封装置，包括：

气囊2，所述气囊为环状结构，围绕在钻杆外壁上。

进一步地，所述气囊的外圈面层设计为加厚的外侧密封胶皮6。

进一步地，所述气囊的内圈面层设计为加厚的内侧密封胶皮7。

进一步地，所述气囊上端面上设置注气孔5，注汽孔与注气管相连。

进一步地，所述气囊设计有能将气囊断开方便安装的开口。

进一步地，所述开口为s形斜面开口8。

进一步地，还包括：

气囊轴向限位机构，所述气囊轴向限位机构套装在钻杆上，对气囊的轴向上行和下行进行限位。

进一步地，所述气囊轴向限位机构包括：

上卡盘1，所述上卡盘安装在钻杆上，上卡盘位于气囊上方，上卡盘的外径小于套管内径，上卡盘的外径大于气囊内圈面层内径；

下卡盘3，所述下卡盘安装在钻杆上，下卡盘位于气囊下方，下卡盘的外径小于套管内径，下卡盘的外径大于气囊内圈面层内径。

进一步地，所述上卡盘包括相扣合在一起的上左半圆卡片、上右半圆卡片。

实施例4：

请参阅图1至图2，本实用新型提供一种技术方案：

一种内插法固井环空顶封装置，包括：

气囊2，所述气囊为环状结构，围绕在钻杆外壁上。

进一步地，所述气囊的外圈面层设计为加厚的外侧密封胶皮6。

进一步地，所述气囊的内圈面层设计为加厚的内侧密封胶皮7。

进一步地，所述气囊上端面上设置注气孔5，注汽孔与注气管相连。

进一步地，所述气囊设计有能将气囊断开方便安装的开口。

进一步地，所述开口为s形斜面开口8。

进一步地，还包括：

气囊轴向限位机构，所述气囊轴向限位机构套装在钻杆上，对气囊的轴向上行和下行进行限位。

进一步地，所述气囊轴向限位机构包括：

上卡盘1，所述上卡盘安装在钻杆上，上卡盘位于气囊上方，上卡盘的外径小于套管内径，上卡盘的外径大于气囊内圈面层内径；

下卡盘3，所述下卡盘安装在钻杆上，下卡盘位于气囊下方，下卡盘的外径小于套管内径，下卡盘的外径大于气囊内圈面层内径。

实施例5：

请参阅图1至图2，本实用新型提供一种技术方案：

一种内插法固井环空顶封装置，包括：

气囊2，所述气囊为环状结构，围绕在钻杆外壁上。

进一步地，所述气囊的外圈面层设计为加厚的外侧密封胶皮6。

进一步地，所述气囊的内圈面层设计为加厚的内侧密封胶皮7。

进一步地，所述气囊上端面上设置注气孔5，注汽孔与注气管相连。

进一步地，所述气囊设计有能将气囊断开方便安装的开口。

进一步地，所述开口为s形斜面开口8。

进一步地，还包括：

气囊轴向限位机构，所述气囊轴向限位机构套装在钻杆上，对气囊的轴向上行和下行进行限位。

虽然以上所有的实施例均使用图1至图2，但作为本领域的技术人员可以很清楚的知道，不用给出单独的图纸来表示，只要实施例中缺少的零部件或者结构特征在图纸中拿掉即可。这对于本领域技术人员来说是清楚的。当然部件越多的实施例，只是最优实施例，部件越少的实施例为基本实施例，但是也能实现基本的发明目的，所以所有这些都在本实用新型的保护范围内。

本申请中凡是没有展开论述的零部件本身、本申请中的各零部件连接方式均属于本技术领域的公知技术，不再赘述。比如焊接、丝扣式连接等。

在本实用新型中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。