一种锚定式人工井底装置制造方法
【专利摘要】一种锚定式人工井底装置，设置有上接头，上接头位于该装置的顶部，上接头下部为一凹形槽，轴承上侧设有连接套，连接套下设有花键连接套，花键连接套与连接套之间设有螺旋花键套，花键连接套后侧设有封隔装置，封隔装置由环形活塞、剪销和支撑套组成，该装置顶底部设有球头引鞋装置，球头引鞋装置由铰接杆、连杆和卡簧组成，球头引鞋装置为一支撑定位结构，球头引鞋装置通过水力作用的机构。通过设置有封隔装置，将橡胶管通过斜坡短接撑大，使得该装置能够紧紧依附在油井内，进行第一次定位固定，在该装置的底部设有球头引鞋装置，在球头引鞋内采用交叉连杆通过泵升压的控制，使得交叉连杆受力向油井壁延伸，能够牢固抓住油井壁。
【专利说明】一种锚定式人工井底装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种油井用封堵装置，具体涉及一种锚定式人工井底装置。
【背景技术】
[0002]迄今各油田完井中，一些油井需要封堵井下部分井段后再下套管固井，即所谓做人工井底。迄今做人工井底仍采用水泥塞的方法来实现，但这种工艺方法存在如下诸多缺点，打水泥塞需材料(水泥及外加剂)费用高，施工工艺复杂、作业周期长，动用设备多，综合成本高；打水泥塞作业风险性大，时有位置不准确、打不住塞子甚至出现“插旗杆”(这是钻杆柱下部被水泥凝固死导致钻杆柱拔不出来的现象，行业内称为“插旗杆”)等事故的发生，一次成功率较低；打水泥塞后必有部分水泥浆混入钻井液，使钻井液钙化变质，增加了处理钻井液的费用和工作量。为此研制成功了锚定式人工井底装置，采用机械工具封堵的方式替代水泥塞，从而克服了打水泥塞施工带来的不利因素。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种封堵效率高，连接牢固的一种锚定式人工井底装置。
[0004]本实用新型的技术方案为:一种锚定式人工井底装置，设置有上接头，上接头位于该装置的顶部，上接头下部为一凹形槽，凹形槽后设有轴承，轴承两侧设有垫圈，轴承上侧设有连接套，连接套下设有花键连接套，花键连接套与连接套之间设有螺旋花键套，花键连接套后侧设有封隔装置，封隔装置由环形活塞、剪销和支撑套组成，所述的该装置顶底部设有球头引鞋装置，球头引鞋装置由铰接杆、连杆和卡簧组成，球头引鞋装置为一支撑定位结构，球头引鞋装置通过水力作用的机构。
[0005]所述的环形活塞旁设有剪销，所述的剪销旁设有O型密封圈，所述的环形活塞上设有缸套，所述的缸套下设有支撑套，所述的支撑套下设有中心管，所述的支撑套与缸套和中心管之间为间隙分离结构，所述的支撑管左侧设有止退环，所述的止退环旁设有斜坡短接，所述的斜坡短接分为斜坡短接一号和斜坡短接二号，所述的斜坡短接为斜状结构，所述的止退环位于斜坡短接一号与中心管形成的斜状腔体内，所述的斜坡短接一号后设有橡胶筒。
[0006]所述的橡胶筒位于封隔装置的左侧，所述的橡胶筒与封隔装置之间通过斜状短接连接，所述的橡胶筒分为一号橡胶筒和二号橡胶筒，所述的一号橡胶筒右侧设有斜坡短接一号，所述的二号橡胶筒右侧设有斜坡短接二号，所述的一号橡胶筒与二号橡胶筒之间通过胶筒硫化接头连接，所述的二号橡胶筒左侧设有斜状短接，所述的斜状短接下设有剪销，所述的剪销两侧设有O型密封圈，所述的剪销固定在中心管内，所述的剪销下方设有铰链活塞，所述的铰链活塞旁设有钢球。
[0007]所述的球头引鞋装置内的连杆为V型结构，所述的连杆相互错位交叠安装，所述的连杆两侧设有铰接杆，所述的连杆与铰接杆之间通过铰接销连接，所述的连杆的顶部安装有销，所述的销将连杆固定安装，所述的销旁边设有卡簧，所述的连杆端部为倒卡瓦牙形，所述的铰接杆外侧设有连接球头，所述的铰接杆通过螺母固定在连接球头上，所述的连接球头为圆弧结构。
[0008]所述的封隔装置通过泵升压进行工作，所述的泵的升压通过钢球将循环管路堵死进行工作，所述的压力升到合适值的时封隔装置中的环形活塞剪断剪销，所述的环形活塞推动支撑套向下运动，所述的支撑套推动斜坡短接一号进入一号橡胶筒内，使得一号橡胶筒撑开，所述的斜坡短接二号进入二号橡胶筒内，使得二号橡胶筒撑开，使得封隔装置进行工作。
[0009]所述球头引鞋装置也是通过泵升压进行工作，所述的泵的升压通过钢球将循环管路堵死进行工作，所述的压力升到合适值的铰链活塞剪断剪销，所述的铰链活塞往下运动，所述的铰链活塞推动铰接杆运动，所述的铰接杆推动连杆运动，所述的连杆受到铰接杆受力挤压往两侧进行延伸动作，所述的连杆通过倒卡瓦牙形端面抓附住井壁。
[0010]本实用新型的优点是:通过设置有封隔装置，将橡胶管通过斜坡短接撑大，使得该装置能够紧紧依附在油井内，进行第一次定位固定，在该装置的底部设有球头引鞋装置，在球头引鞋内采用交叉连杆通过泵升压的控制，使得交叉连杆受力向油井壁延伸，能够牢固抓住油井壁，使得人造油井平台的效果更好，取代了传统水泥塞的人造井底的方式，降低了人造油井底的风险，提高了人造井底的效率，增加了定位的准确性，提高了工作效率，避免出现钻杆被水泥凝固现象的产生，同时能够避免钻井液钙化变质，降低了人造井底的作业周期，降低了人造井底的成本，节约了人力成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的结构示意图。
[0012]图2为本实用新型的I部放大示意图。
[0013]图3为本实用新型的II部放大示意图。
[0014]图中:1为上接头，2为轴承，3为连接套，4为花键连接套，5为螺旋花键套，6为环形活塞，7为剪销，8为支撑套，9为铰接杆，10为连杆，11为卡簧，12为缸套，13为中心管，14为止退环，15为斜坡短接一号，16为斜坡短接二号，17为一号橡胶筒，18为二号橡胶筒，19为胶筒硫化接头，20为斜状短接，21为剪销，22为铰链活塞，23为钢球，24为铰接销，25为销，26为连接球头。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型进一步说明。
[0016]一种锚定式人工井底装置，设置有上接头1，上接头I位于该装置的顶部，上接头I下部为一凹形槽，凹形槽后设有轴承2，轴承2两侧设有垫圈，轴承2上侧设有连接套3，连接套3下设有花键连接套4，花键连接套4与连接套3之间设有螺旋花键套5，花键连接套5后侧设有封隔装置，封隔装置由环形活塞6、剪销7和支撑套8组成，所述的该装置顶底部设有球头引鞋装置，球头引鞋装置由铰接杆9、连杆10和卡簧11组成，球头引鞋装置为一支撑定位结构，球头引鞋装置通过水力作用的机构。
[0017]所述的环形活塞6旁设有剪销7，所述的剪销7旁设有O型密封圈，所述的环形活塞6上设有缸套12，所述的缸套12下设有支撑套8，所述的支撑套8下设有中心管13，所述的支撑套8与缸套和中心管13之间为间隙分离结构，所述的支撑管8左侧设有止退环14，所述的止退环14旁设有斜坡短接，所述的斜坡短接分为斜坡短接一号15和斜坡短接二号16，所述的斜坡短接为斜状结构，所述的止退环14位于斜坡短接一号15与中心管13形成的斜状腔体内，所述的斜坡短接一号15后设有橡胶筒。
[0018]所述的橡胶筒位于封隔装置的左侧，所述的橡胶筒与封隔装置之间通过斜状短接一号15连接，所述的橡胶筒分为一号橡胶筒17和二号橡胶筒18，所述的一号橡胶筒17右侧设有斜坡短接一号15，所述的二号橡胶筒18右侧设有斜坡短接二号16，所述的一号橡胶筒17与二号橡胶筒18之间通过胶筒硫化接头19连接，所述的二号橡胶筒18左侧设有斜状短接20，所述的斜状短接20下设有剪销21，所述的剪销21两侧设有O型密封圈，所述的剪销21固定在中心管13内，所述的剪销21下方设有铰链活塞22，所述的铰链活塞22旁设有钢球23。
[0019]所述的球头引鞋装置内的连杆10为V型结构，所述的连杆10相互错位交叠安装，所述的连杆10两侧设有铰接杆9，所述的连杆10与铰接杆9之间通过铰接销24连接，所述的连杆10的顶部安装有销25，所述的销25将连杆10固定安装，所述的销25旁边设有卡簧11，所述的连杆10端部为倒卡瓦牙形，所述的铰接杆9外侧设有连接球头26，所述的铰接杆9通过螺母固定在连接球头26上，所述的连接球头26为圆弧结构。
[0020]所述的封隔装置通过泵升压进行工作，所述的泵的升压通过钢球23将循环管路堵死进行工作，所述的压力升到合适值的时封隔装置中的环形活塞6剪断剪销7，所述的环形活塞6推动支撑套8向下运动，所述的支撑套8推动斜坡短接一号15进入一号橡胶筒17内，使得一号橡胶筒17撑开，所述的斜坡短接二号16进入二号橡胶筒18内，使得二号橡胶筒18撑开，使得封隔装置进行工作。
[0021]所述球头引鞋装置也是通过泵升压进行工作，所述的泵的升压通过钢球将循环管路堵死进行工作，所述的压力升到合适值的铰链活塞22剪断剪销21，所述的铰链活塞22往下运动，所述的铰链活塞22推动铰接杆9运动，所述的铰接杆9推动连杆10运动，所述的连杆10受到铰接杆9受力挤压往两侧进行延伸动作，所述的连杆10通过倒卡瓦牙形端面抓附住井壁。
[0022]下面对于本装置的工作过程进行说明。
[0023]I)井眼准备:井眼畅通无阻，钻井液性能稳定，具备完井技术要求；
[0024]锚定式人工井底装置的位置选择力求在井径相对规则，井眼扩大率较小的直井或斜直井段，有条件时尽可能避免使用于过于疏松的地层或极坚硬(如花岗岩、玄武岩)层位；
[0025]2)送入设计井深:将锚定式人工井底装置轻吊上钻台后，用5”钻杆吊卡扣往提升接头颈部并吊入井内，吊卡座于转盘上，上部链接放送钻杆，直至送至预定井深位置。中途如果有遇阻现象，可以接方钻杆小排量(10~15VS)开泵循环，正常后继续下放，但切不可转动转盘(在整个下入过程中，都必须确保不动转盘);
[0026]3)锚定和封隔作业:锚定式人工井底装置被送到预定井深位置后，从井口将钢球投入钻杆内，当钢球23落到球座时，循环通路已被堵死，此时即可开泵升压，当压力达5~6MPa时，铰链活塞22剪断剪销21下行而使锚定机构工作。当压力继续升至8~9MPa时，环形活塞6剪断剪销7下行，推动支撑套8，支撑套8推动斜坡短接一号15，斜坡短接一号15插入一号橡胶筒17使之撑开，同时，斜坡短接二号16插入二号橡胶筒18，使封隔器工作。为安全起见，通常要求继续升压至14MPa并稳压l~2min后才能卸压进行下步操作；
[0027]4)倒扣操作:卸压后，下放钻柱，注意观察悬重变化，确保锚定式人工井底装置承压1~3吨，使梯形反扣处于松弛状态。正转转盘进行倒扣，倒扣时注意一次倒扣扭转圈数不得大于钻杆许可值，最后累计倒扣总圈数应大于20圈才能试提钻柱，试提时需缓慢上提1-1.5m，根据悬重变化判断反扣是否倒开，证实确已倒开即可起钻；
[0028]倒扣作业中如用卡瓦倒扣须注意卡瓦所受符合必须小于有关规定值，其余重量由大钩拉着。也可以直接用方钻杆倒扣或液压动力大钳倒扣，有条件尽量推荐用方钻杆倒扣。
【权利要求】
1.一种锚定式人工井底装置，设置有上接头，上接头位于该装置的顶部，上接头下部为一凹形槽，凹形槽后设有轴承，轴承两侧设有垫圈，轴承上侧设有连接套，连接套下设有花键连接套，花键连接套与连接套之间设有螺旋花键套，花键连接套后侧设有封隔装置，封隔装置由环形活塞、剪销和支撑套组成，所述的该装置顶底部设有球头引鞋装置，球头引鞋装置由铰接杆、连杆和卡簧组成，球头引鞋装置为一支撑定位结构，球头引鞋装置通过水力作用的机构。
2.根据权利要求1所述的一种锚定式人工井底装置，其特征在于:所述的环形活塞旁设有剪销，所述的剪销旁设有O型密封圈，所述的环形活塞上设有缸套，所述的缸套下设有支撑套，所述的支撑套下设有中心管，所述的支撑套与缸套和中心管之间为间隙分离结构，所述的支撑管左侧设有止退环，所述的止退环旁设有斜坡短接，所述的斜坡短接分为斜坡短接一号和斜坡短接二号，所述的斜坡短接为斜状结构，所述的止退环位于斜坡短接一号与中心管形成的斜状腔体内，所述的斜坡短接一号后设有橡胶筒。
3.根据权利要求2所述的一种锚定式人工井底装置，其特征在于:所述的橡胶筒位于封隔装置的左侧，所述的橡胶筒与封隔装置之间通过斜状短接连接，所述的橡胶筒分为一号橡胶筒和二号橡胶筒，所述的一号橡胶筒右侧设有斜坡短接一号，所述的二号橡胶筒右侧设有斜坡短接二号，所述的一号橡胶筒与二号橡胶筒之间通过胶筒硫化接头连接，所述的二号橡胶筒左侧设有斜状短接，所述的斜状短接下设有剪销，所述的剪销两侧设有O型密封圈，所述的剪销固定在中心管内，所述的剪销下方设有铰链活塞，所述的铰链活塞旁设有钢球。
4.根据权利要求1所述的一种锚定式人工井底装置，其特征在于:所述的球头引鞋装置内的连杆为V型结构，所述的连杆相互错位交叠安装，所述的连杆两侧设有铰接杆，所述的连杆与铰接杆之间通过铰接销连接，所述的连杆的顶部安装有销，所述的销将连杆固定安装，所述的销旁边设有卡簧，所述的连杆端部为倒卡瓦牙形，所述的铰接杆外侧设有连接球头，所述的铰接杆通过螺母固定在连接球头上，所述的连接球头为圆弧结构。
5.根据权利要求1所述的一种锚定式人工井底装置，其特征在于:所述的封隔装置通过泵升压进行工作，所述的泵的升压通过钢球将循环管路堵死进行工作，所述的压力升到合适值的时封隔装置中的环形活塞剪断剪销，所述的环形活塞推动支撑套向下运动，所述的支撑套推动斜坡短接一号进入一号橡胶筒内，使得一号橡胶筒撑开，所述的斜坡短接二号进入二号橡胶筒内，使得二号橡胶筒撑开，使得封隔装置进行工作。
6.根据权利要求1所述的一种锚定式人工井底装置，其特征在于:所述球头引鞋装置也是通过泵升压进行工作，所述的泵的升压通过钢球将循环管路堵死进行工作，所述的压力升到合适值的铰链活塞剪断剪销，所述的铰链活塞往下运动，所述的铰链活塞推动铰接杆运动，所述的铰接杆推动连杆运动，所述的连杆受到铰接杆受力挤压往两侧进行延伸动作，所述的连杆通过倒卡瓦牙形端面抓附住井壁。
【文档编号】E21B33/12GK204238900SQ201420627701
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】顾业成, 仲冠宇 申请人:扬州市油田金达实业有限公司