专利名称：整体式封井器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油田油气固井完井施工中整体式封井器装置。
封井是油气井施工中的一道重要工序，旨在注完油井水泥浆顶替液后将内层套管(一般为油层套管)与外层套管(表层套管或技术套管)之间的环形空间用一定方式密封，防止油气外窜，并悬挂内层套管柱。封井器的重要技术参数是压封速度和长期密封效果。一口油气井完井投产后，一般都有几十年的生产能力。这就要求井口封井器在整个生产期间不能泄漏。因此封井器与内外层套管之间就要实现永久性密封。在地层压力较大的情况下，常常存在井喷的隐患。因此，施工中要尽量提高封井速度，以防止井喷。
目前，封井器从结构上分有分体式和整体式两大类。割焊环形铁板是最古老的方法，属于分体式结构。这种方法操作简单，但速度慢，不适应复杂施工情况，工人劳动强度大，且影响套管本体强度。
近年来出现了一种不用焊接的分体式封井器。这种封井器缺点主要是压封速度慢，不能实现永久密封。
另一种封井器主要有外壳、内芯和环形铁板组成。其内芯与环形铁板之间采用焊接连接，环形铁板与外层套管之间采用橡胶圈密封。这种封井器虽然解决了快速压封问题，但体积大，笨重，运输，安装使用不方便。成本过高，橡胶圈不能实现永久密封。另外，一旦发生套管遇卡，整个装置将陷于瘫痪，不仅不能实现密封，而且不利于采用其他补救措施。
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种用于井口压封的快速整体式、结构简单、操作方便的封井器。
本实用新型的目的可以通过下述技术方案来完成，即不采用单独外壳，而是利用井口外层套管接箍；环形板与内、外层套管顶端面采用紫铜片压力密封。
附图
－1所示为本实用新型的全剖结构图。
如图－1所示，套管短节(1)上部制有API标准套管内锥螺纹，用以连接联顶节。下部制有API标准套管外锥螺纹，用以连接套管柱。套管短节(1)中部制用台肩。环形压封板(2)内缘上部制有环形槽，槽内置环形紫铜片，用于密封。并与套管短节(1)实现压力连接、密封。环形压封板(2)外缘下部制有环形槽。
紫铜密封环(4)镶在环形压封板(2)外缘槽内，在套管自重作用下，与外层套管顶端面实现压力端面密封。
紫铜密封环(5)镶在环形压封板(2)内缘槽内，在套管自重作用下，与内层套管短节(1)实现压力密封。
锁紧圈(3)外侧制有API标准套管外锥螺纹，实现与外层套管接箍(10)的螺纹连接。同时为紫铜密封环(4)提供附加压力。
紫铜密封环(9)镶在环形压封板(2)内缘槽内，通过弯头(6)与球阀座(8)螺纹连接、锁紧，实现压力密封。
球阀(7)置阀座(8)内，形成放气通道，并防止水泥外窜。
封井器的使用非常简单。施工中，最后一根套管下完，将套管短节(1)连带环形压封板(2)与最后一根套管连接。注完水泥浆顶替液后，将套管居中，然后下放套管柱，使环形压封板(2)与外层套管顶端面紧密接触，完成压封动作。最后将锁紧圈(3)与外层套管接箍的螺纹旋紧。
本实用新型与现有技术相比有以下五个优点(1)快速压封。固井完井作业最基本的要求之一是在注完水泥浆顶替液后，尽快实现内外层套管之间环形空间的密封，防止由于水泥浆凝固过程中失重而使井内压力下降，井内油气上窜，造成固井质量下降，甚至井喷。本装置采用整体式环形压封板通过套管短节与套管柱连接，必要时能在几秒钟内实现压封。因而能更有效地防止油气上窜，确保固井质量。
(2)永久密封。一口油气井的生产时间都在几十年以上。为保证生产期间生产安全，要求井口压封装置实现永久密封，本装置将传统的橡胶圈径向密封改成紫铜环轴向密封，利用套管柱自重产生的压力，使环形压封板与外层套管之间的紫铜环产生压缩变形，从而实现密封。由于紫铜件抗腐蚀性强，又宜于压缩延展，故本装置的密封效果好，达到永久密封井口的目的。
(3)结构简单。本实用新型结构十分简单紧凑，最大限度地利用了有限空间。使整体重量较带外壳的同类产品降低了三分之二，用料仅为带外壳式的三分之一，从而使整个价格大大降低。
(4)操作方便。本实用新型不采用外壳，施工中省去了事先安装外壳工序。由于结构简单，施工中无需专门的工具和技术即可顺利安装，改善了工人的劳动条件。
(5)适应性强。固井完井施工中，一旦发生套管柱遇卡，可以很方便地利用本装置采用的台肩连接将环形压封板与套管短节脱离，放入到压封位置，用环形螺纹压帽锁紧。环形压封板与套管柱之间的密封也便于采用其他补救措施。
权利要求1.一种用于油田油气井完井施工中整体式封井器，它由套管短节(1)，环形压封板(2)，锁紧圈(3)，紫铜密封环(4)，(5)及弯头(6)球阀(7)(8)组成，其特征是套管短节(1)与环形压封板(2)通过台肩压力联接。
2.如权利要求1所述的封井器，其特征是环形压封板(2)与外层套管顶端面间用紫铜密封环(4)密封，且密封环(4)镶制在环形压封板(2)外缘槽内。
3.如权利要求1所述的封井器，其特征是，环形压封板(2)与内层套管接箍台肩面间用紫铜环(5)密封，且密封环(5)镶制在环形压封板(2)内孔缘上面槽内。
4.如权利要求1所述的封井器，其特征是环形压封板(2)由锁紧圈(3)锁紧。
5.如权利要求1所述的封井器，其特征是环形空间与地面的气液通道由球阀(7)(8)构成，阀球(7)由尼龙制成，阀座(8)与环形压封板(2)之间用紫铜密封环(9)密封。
专利摘要一种用于油田油气井固井完井施工中整体式快速封井器，其结构简单紧凑，操作方便，封井速度快，永久密封。它把中心套管短节(1)通过台肩与环形压封板(2)相联接，将紫铜密封环(4)(5)镶在环形压封板(2)外内缘槽内，通过套管自重产生的压力与外内层套管顶端面实现压力端面密封。锁紧圈(3)通过螺纹与外层套管接箍联接，实现封井器整体锁紧。弯头(6)及球阀(7)，(8)构成环形空间与地面之间的气体通道。
文档编号E21B33/12GK2205869SQ9420410
公开日1995年8月23日 申请日期1994年3月4日 优先权日1994年3月4日
发明者艾池 申请人:艾池