专利名称：一种双级注水泥器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种钻井过程中的固井工具，特别是用于分级注水泥的装置。
背景技术：
随着石油钻井技术的不断发展，一些复杂井如超深井、水平井、大位移井、高压井、负压井等越来越多，钻井作业也遇到了前所未有的难题。双级固井技术在解决复杂井钻井作业问题方面发挥了巨大的作用。
双级注水泥器是双级固井的关键。双级注水泥是分级注水泥深井、复杂井常用的一种专用的固井工艺，解决复杂井中解决一次注水泥量大，施工时间长，地层破裂压力低，水泥返不到设计井深及如何防止高压油气井气窜和保护油气层的问题等日益突出，可按需要将环空水泥分隔成两段或多段进行注水泥作业。采用分级注水泥器进行分级注水泥作业，可降低环空静液柱压力，从而不仅减少了注水泥作业中发生井漏的可能性，而且降低了施工压力，缩短一次注水泥了施工时间，同时，还可防止或减少水泥浆失重造成的油气水上窜，有利于提高固井质量。除此之外，还可选择最佳的水泥封固井段，节约水泥，降低固井成本。
但是，目前分级固井尚有一个未解决的难题，即普遍存在分级注水泥器关闭不严的问题，或钻后试压失败的情况。现有的双级注水泥器一般为内关闭式，即将关闭套设计在本体的内部，在固井完毕下钻扫塞时，容易碰伤关闭套，从而使密封失效，造成关闭不严。另外，现有的双级注水泥器关闭方式均为机械式，即由关闭塞推动上滑套+关闭套下行关闭循环孔，这种结构形式往往导致关闭套运行不到位，致使关闭不严。在中国四川、云南、桂林等地区一些高压气井，关闭不严往往容易导致发生环空气窜。而在一些有低压易漏地层的地区，如塔里木、江苏等地区，容易发生水泥浆进入地层，造成油气层污染。这些问题的发生，严重影响了钻井作业连续进行和油井正常投产。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是针对以上情况，研制一种性能可靠的新型双级注水泥器，以解决目前双级注水泥器关闭不严的问题。确保能有效打开，防止提前关闭和钻后密封失效问题。
本实用新型的技术方案是一种双级注水泥器，包括圆筒状本体1，在圆筒状本体1的外面，自上而下依次套有筒状的保护套17、关闭套2、剪切套6和扶正套16；在本体1的筒内，自上而下依次有上滑套3、下滑套5和挡环7；上滑套用剪钉8与本体相连，下滑套用剪钉18与本体相连；剪切套用剪钉11与本体相连；本体上开有传压孔12、循环孔10和限位孔9，限位孔内放置限位球4；关闭套2可以在液力作用下，到达剪切套6位置，并剪断剪钉后继续下滑，使关闭套2封住循环孔10。
在传压孔12的上方，关闭套2与本体1之间设置有密封圈14，在传压孔12的下方，关闭套2与本体1之间设置有密封圈15；在传压孔附近，关闭套2的内壁与本体1的外壁之间有一定间隙，可以容纳水泥浆；在传压孔下方，关闭套内壁有台阶，在水泥浆的液力作用下，该台阶受力，使关闭套向下滑动。
上滑套3、下滑套5和挡环7分别与本体内壁之间设置有密封圈。
所述的本体1的上、下两端分别有螺纹，可以连接套管。
限位球4可以落入上滑套3的限位球槽13内，使关闭套2不再受限位球4的阻挡，可以滑动。
本实用新型的有益效果是本实用新型将关闭套设计在本体外圆周，它具有以下优点由液缸实现关闭动作，关闭后的密封圈不过危险截面，所以不易受损。关闭后，在钻除附件的过程中本体不旋转，也不会对密封造成损害。采用液压方式进行关闭，即关闭塞推动上滑套运行一定距离后，露出传压孔，然后由液压推动关闭套下行关闭，避免密封失效，造成关闭不严的问题，使关闭更加可靠。
本实用新型可使一些复杂井的分级固井质量差的难题迎刃而解，随着它的不断应用，将会替代目前的常规双级注水泥器，
图1是一种双级注水泥器的主视图。
图2是关闭塞的主视图。
图3是打开塞的主视图。
图4是挠性塞的主视图。
图5是挠性塞座的主视图。
具体实施方式
以下描述仅表示本实用新型的一种具体实施方式
，只是为了进一步对本实用新型进行说明，而并不对本实用新型进行限制。
一种双级注水泥器，也可以称为双级箍总成。在圆筒状本体1的外面，自上而下依次套有筒状的保护套17、关闭套2、剪切套6和扶正套16；在本体1的筒内，自上而下依次有上滑套3、下滑套5和挡环7；上滑套用剪钉8与本体相连，下滑套用剪钉18与本体相连；剪切套用剪钉11与本体相连；本体上开有传压孔12、循环孔10和限位孔9，限位孔内放置限位球4；在传压孔12的上方，关闭套2与本体1之间设置有密封圈14，在传压孔12的下方，关闭套2与本体1之间设置有密封圈15；在传压孔附近，关闭套2的内壁与本体1的外壁之间有一定间隙，可以容纳水泥浆；在传压孔下方，关闭套内壁有台阶，在水泥浆的液力作用下，该台阶受力，使关闭套向下滑动，到达剪切套6位置，并剪断剪钉后继续下滑，使关闭套2封住循环孔10。
上滑套3、下滑套5和挡环7分别与本体内壁之间设置有密封圈。所述的本体1的上、下两端分别有螺纹，可以连接套管。限位球4可以落入上滑套3的限位球槽13内。
双级箍总成使用时与其他组件，包括挠性塞总成、打开塞总成、关闭塞总成、挠性塞塞座等，配合使用。
挠性塞装在井口的水泥头内，注完一级水泥后，首先用泥浆将挠性塞压入井内，其作用是隔离泥浆与水泥浆，防止混浆。当挠性塞运行至套管下部的挠性塞座位置时，将循环通道堵死，实现碰压。之后从井口投入打开塞，打开动作是依靠打开塞落到下滑套5内形成密封，加压剪断剪钉，露出循环孔10，注入第二级水泥。注完第二级水泥后，再压入关闭塞，当关闭塞运行到双级箍总成位置时，关闭塞与上滑套3形成密封，压力升高，憋压，上滑套剪钉8被剪断，露出传压孔12，并且限位球4落入上滑套3的限位球槽13内，使关闭套2解除限位；通过传压孔12，水泥浆进入关闭套2内壁与本体1外壁之间的间隙，由于在传压孔两侧，关闭套2与本体1之间有密封，间隙内的压力升高，在液力作用下，使关闭套的台阶受力，推动关闭套2向下运动，到达剪切套6位置，剪断剪钉，关闭循环孔10的外侧。同时上滑套在本体筒内向下运动，关闭循环孔的内侧。实现关闭动作。
权利要求1.一种双级注水泥器，包括圆筒状本体(1)，其特征是在圆筒状本体(1)的外面，自上而下依次套有筒状的保护套(17)、关闭套(2)、剪切套(6)和扶正套(16)；在本体(1)的筒内，自上而下依次有上滑套(3)、下滑套(5)和挡环(7)；上滑套用剪钉(8)与本体相连，下滑套用剪钉(18)与本体相连；剪切套用剪钉(11)与本体相连；本体上开有传压孔(12)、循环孔(10)和限位孔(9)，限位孔内放置限位球(4)；关闭套(2)可以在液力作用下，到达剪切套(6)位置，并剪断剪钉后继续下滑，使关闭套(2)封住循环孔(10)。
2.根据权利要求1所述的双级注水泥器，其特征是在传压孔(12)的上方，关闭套(2)与本体(1)之间设置有密封圈(14)，在传压孔(12)的下方，关闭套(2)与本体(1)之间设置有密封圈(15)；在传压孔处，关闭套(2)的内壁与本体(1)的外壁之间有一定间隙；在传压孔下方，关闭套内壁有台阶。
3.根据权利要求1所述的双级注水泥器，其特征是上滑套(3)、下滑套(5)和挡环(7)分别与本体内壁之间设置有密封圈。
4.根据权利要求1所述的双级注水泥器，其特征是所述的本体(1)的上、下两端分别有螺纹，可以连接套管。
5.根据权利要求1、2或3之一所述的双级注水泥器，其特征是限位球(4)可以落入上滑套(3)的限位球槽(13)内。
专利摘要本实用新型提供了一种双级注水泥器，涉及钻井过程中的固井工具。在圆筒状本体1的外面，自上而下依次套有筒状的保护套17、关闭套2、剪切套6和扶正套16；在本体1的筒内，自上而下依次有上滑套3、下滑套5和挡环7。在液力作用下，推动关闭套2向下运动，关闭循环孔。本实用新型用于复杂井的分级固井过程。
文档编号E21B33/13GK2736525SQ200420089338
公开日2005年10月26日 申请日期2004年9月2日 优先权日2004年9月2日
发明者邢世奇, 马兰荣, 马开华, 秦金立, 张金法 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院