自动关闭灌浆器的制作方法

本实用新型涉及一种自动关闭灌浆器及其工作过程，属于是有勘探技术领域。

背景技术：

石油勘探开发钻井的完井下套管作业过程中，都需要在井口向套管内灌泥浆，保证套管内容积尽可能充满，一般要求3根一充，15根充满，这是为了解决由于水泥和泥浆密度差产生的较大压差，水泥凝固前，在压差作用下水泥返回到套管内，保持压力平衡的u形管效应；因此在套管最下部下入了回压凡尔,所以下套管过程中，井筒内泥浆无法进入套管内，而需要井口灌浆，保持套管内外液柱压力平衡。

下套管过程中每15分钟左右要开泵灌浆一次，增加了工人的劳动强度，影响工作时效，同时大量消耗能源。由于套管内有空气，灌浆时会造成井口反喷泥浆，寒冷地区或季节还容易冻灌浆管线。严重影响到下套管速度。如果灌浆不及时，还会造成回压凡尔被顶翻，严重时，可能出现套管因较大的压差挤压产生变形等套管事故。

基于此，有必要加以必要改进。

技术实现要素：

本实用新型针对上述缺陷，目的在于提供一种改变钻井行业一贯的井口灌浆方法，减轻工人劳动强度，提高下套管速度，节约能源，提高固井质量和施工安全的自动关闭灌浆器。

为此本实用新型采用的技术方案是：自动关闭灌浆器，包括灌浆器本体（14），所述灌浆器本体（14）侧部下侧设置有旁通孔（5），所述灌浆器本体（14）内设置有中心管（7）；

所述中心管（7）通过中心管连接件（10）连接在所述灌浆器本体（14）内壁，所述中心管连接件（10）可断开使所述中心管（7）和所述灌浆器本体（14）脱离，所述中心管（7）和所述灌浆器本体（14）脱离时可运动至所述旁通孔（5）位置处将所述旁通孔（5）闭合。

进一步的，所述灌浆器本体（14）内壁和所述中心管（7）外壁设置有对应的棘轮（9），通过所述棘轮（9）配合使所述中心管（7）形成单向向下运动。

进一步的，所述中心管（7）的上侧设置有胶塞（13），所述胶塞（13）下部伸入进所述中心管（7）内，所述胶塞（13）下部设置连接有胶塞锁定销（11），所述胶塞锁定销（11）处于所述中心管（7）内形成对所述中心管（7）向上运动时的卡阻。

进一步的，所述中心管（7）内可投入球（16），所述球（16）设置在球座（15）上，所述球座（15）通过球座连接件（6）连接在中心管（7）上，所述球座连接件（6）可断开使所述球（16）、球座（15）和所述中心管（7）脱离，使所述球（16）、球座（15）下落运动至处于所述灌浆器本体（14）内下侧的篮板（4）内。

进一步的，所述旁通孔（5）与灌浆器本体（14）中心轴线成30-45°夹角。

进一步的，所述灌浆器本体（14）内底部设置有单向阀球（3），所述单向阀球（3）通过弹簧（2）抵触在单向阀球盖帽（1）上。

进一步的，所述灌浆器本体（14）内壁和所述中心管（7）外壁之间设置有若干密封件（8）。

自动关闭灌浆器的工作过程，按照以下步骤进行：

1）利用液柱压差，开旁通孔（5）建立液体流动通道，使套管外环空与套管内容积的“u”形管效应处于平衡状态，实现自动灌浆目的；

2）投球（16）开泵憋压，把中心管连接件（10）憋断，中心管（7）下行，关闭旁通孔（5），继续憋压，剪断球座连接件（6），球（16）和球座（15）落入蓝板（4），回到常规固井方式。

所述2）步骤可以用以下步骤替代：

直接固井，胶塞（13）进入中心管（7）推动中心管（7）下行，关闭旁通孔（5），完成固井。

本实用新型的优点是：1）保护套管免受液柱压差的挤压破坏；2）减轻工人的劳动强度，不需要井口灌浆；3）提高下套管速度；4）不需要开泵灌浆，节约了能源，降低了钻井工程费用；5）保持了钻台卫生，杜绝了因套管内空气引起的反喷泥浆现象；6）杜绝了低压灌浆管线在冬季的冻管线故障；7）避免了下套管过程不及时灌浆造成回压凡尔被顶翻等情况发生。

8）有利于下套管遇阻的冲通井作业。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型止退机构的结构示意图。

图3为本实用新型自动灌浆状态结构示意图。

图4为本实用新型自动关闭灌浆器关闭状态结构示意图。

图中1为单向阀盖帽、2为弹簧、3为单向阀球、4为蓝板、5为旁通孔、6为球座销钉、7为中心管、8为密封件、9为棘轮、10为中心管销钉、11为胶塞锁定销、12为胶塞体、13为胶塞、14为灌浆器本体、15为球座、16为球。

具体实施方式

自动关闭灌浆器，包括灌浆器本体14，所述灌浆器本体14侧部下侧设置有旁通孔5，所述灌浆器本体14内设置有中心管7；

所述中心管7通过中心管连接件10连接在所述灌浆器本体14内壁，所述中心管连接件10可断开使所述中心管7和所述灌浆器本体14脱离，所述中心管7和所述灌浆器本体14脱离时可运动至所述旁通孔5位置处将所述旁通孔5闭合。

进一步的，所述灌浆器本体14内壁和所述中心管7外壁设置有对应的棘轮9，通过所述棘轮9配合使所述中心管7形成单向向下运动。

进一步的，所述中心管7的上侧设置有胶塞13，所述胶塞13下部伸入进所述中心管7内，所述胶塞13下部设置连接有胶塞锁定销11，所述胶塞锁定销11处于所述中心管7内形成对所述中心管7向上运动时的卡阻。

进一步的，所述中心管7内可投入球16，所述球16设置在球座15上，所述球座15通过球座连接件6连接在中心管7上，所述球座连接件6可断开使所述球16、球座15和所述中心管7脱离，使所述球16、球座15下落运动至处于所述灌浆器本体14内下侧的篮板4内。

进一步的，所述旁通孔5与灌浆器本体14中心轴线成30-45°夹角。

进一步的，所述灌浆器本体14内底部设置有单向阀球3，所述单向阀球3通过弹簧2抵触在单向阀球盖帽1上。

进一步的，所述灌浆器本体14内壁和所述中心管7外壁之间设置有若干密封件8。

自动关闭灌浆器的工作过程，按照以下步骤进行：

1）利用液柱压差，开旁通孔5建立液体流动通道，使套管外环空与套管内容积的“u”形管效应处于平衡状态，实现自动灌浆目的；

2）投球16开泵憋压，把中心管连接件10憋断，中心管7下行，关闭旁通孔5，继续憋压，剪断球座连接件6，球16和球座15落入蓝板4，回到常规固井方式。

所述2）步骤可以用以下步骤替代：

直接固井，胶塞13进入中心管7推动中心管7下行，关闭旁通孔5，完成固井。

下面对本实用新型做进一步说明，以更好了解本实用新型：本实用新型设计旁通孔5，下套管过程中，井筒泥浆经旁通孔5自动进入套管内，实现灌浆目的，保持套管内外压差平衡。可以通过投球16，关闭旁通孔5或注水泥结束压胶塞13至自动灌浆装置的中心管7，在套压作用下，中心管7关闭旁通孔5，实现自动灌浆目的；同时计了三道防回流结构，分别是1）中心管7关闭旁通孔5和单向阀球3为第一道防回流结构；2）中心管7与灌浆器本体14的棘轮9止退机构为第二道防回流结构；3）中心管7与胶塞13的逆向止退机构为第三道防回流结构。

本实用新型的自动关闭灌浆器利用液柱压差，开旁通孔5建立液体流动通道，使套管外环空与套管内容积的“u”形管效应处于平衡状态，实现自动灌浆目的。套管下完，可以投球16开泵憋压至6mpa,把中心管连接件10憋断，中心管7下行，关闭旁通孔5，继续憋压至10mpa，剪断球座连接件6，球16和球座15落入蓝板，回到常规固井方式。本实用新型也可以不投球16，直接固井，胶塞13进入中心管7推动中心管7下行，关闭旁通孔5，完成固井。