一种固井胶塞定位装置的制作方法

本实用新型属于石油工业井下工具技术领域，具体涉及一种固井胶塞定位装置。

背景技术：

固井过程中，使用钻井液顶替泥浆。水泥浆不能出管鞋，否则会发生替空，影响固井质量，同时也不能留有过长的水泥塞，以免给后续施工带来影响。因此，需要对钻井液的泵入量进行计算和监控，但是受到井径不规则、计量精度的影响，在实际施工过程中，不能保证计量十分精确。

目前，常用的钻井液计量方法有：1、罐计量，具体地，通过计算泥浆罐中液面的高度变化差，乘以泥浆罐的底面积，理论上可以得知泵入井内的钻井液总量。但是，在固井施工中由于多次倒罐，易发生串罐，导致罐计量不准。2、流量计计量，具体地，在管线中安装流量计，流量计可以显示实时流速、总的流量。但是固井过程中，现场指挥人员会根据情况调整排量，而排量的波动容易导致流量计计量不准。3、泵冲计量，通过对泥浆泵的泵冲数量进行累计，乘以一个冲程的泵入量，可以得知总的泵入井内的钻井液总量。但是，泵的上水系数不同，计算也会存在误差。4、胶塞碰压，具体地，在水泥浆和钻井液中投放胶塞，在管串内部的确定位置设有碰压座，替浆过程中，当胶塞被钻井液顶至碰压座时，胶塞无法继续下行，胶塞上方形成密封，管串内压力升高。现场施工人员通过井口压力测量设备可以及时监测到管串内压力升高，从而判断胶塞到位，并立即停止泵入钻井液。但是，在实际施工过程中，如果固井胶塞发生损坏而导致与胶塞碰压座密封不严，这样，在固井胶塞到位后，压力也不会明显升高，势必影响现场施工人员判断，从而带来替空的风险隐患。同时，在深井的施工过程中，施工压力比较高，也会产生固井胶塞到位后，现场施工人员不能通过井口压力测量设备看出明显的压力上升，从而影响了判断，不能及时停止钻井液的泵入带来替空的风险。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种固井胶塞定位装置，可以配合井口压力测量设备准确判断胶塞在管串中的位置，并且，以此为依据来校对罐计量、流量计量、泵冲计量的准确性。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种固井胶塞定位装置，包括：外壳；设于外壳内的内壳，内壳构造为中空的套筒，内壳具有用于配合胶塞的装配端，并且内壳能够沿轴向滑动；和布置在内壳与外壳之间的第一限位装置。

可以根据具体施工情况，在固井管串中预设定位装置，通过外壳与管串连接。当胶塞在泵入的钻井液的压力下沿管串往前移动，当胶塞碰到预设的定位装置，与内壳的装配端配合之后，胶塞无法下行，胶塞上的胶碗与套管内壁形成密封，管串内压力上升，井口压力测量设备可以监测到该压力的上升，从而根据预设的定位装置在管串中的安装位置确定胶塞在管串中的具体位置，并以此为依据得出钻井液的实际泵入量与罐计量、流量计计量、泵冲量计量的差异，从而可以校对出罐计量、流量计计量、泵冲量计量的准确率，为现场施工人员提供参考，避免对停止施工的时机作出误判而影响固井质量。并且，可以在管串中分段预设若干个定位装置，对胶塞进行多次定位，当胶塞与第一个预设的定位装置的内壳装配端配合后，管串内压力上升，当压力上升到突破第一限位装置的阻力时，可以推动内壳沿轴向往前滑动，直到碰到第二个定位装置之后，管串内压力上升，从而可以通过井口压力测量设备再次对罐计量、流量计计量、泵冲量计量的准确率进行校对，以此类推，可以对罐计量、流量计计量、泵冲量计量的准确率进行多次校对，进一步确保校对精准。

对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步地改进。

在一个优选的实施方式中，内壳上用于固定胶塞的装配端设有与胶塞头配合的部分。这样能够保证胶塞头与内壳紧密配合接触，确保管串内成密封状态，进行憋压。

进一步地，为了确保胶塞与定位装置定位牢靠，装配端与胶塞之间设有第二限位装置。具体地，第二限位装置为卡簧，并且装配端的内壁上设有用于容纳卡簧的第一卡簧槽。

在一个具体的实施方式中，第一限位装置包括剪钉，并且外壳的内周和内壳的外周上对应设置有剪钉孔，剪钉布置在剪钉孔内。

在剪钉的限位作用下，可以确保胶塞与内壳接触装配时，外壳与内壳之间的定位牢靠。当管串内设置有多个定位装置时，在井口泵送钻井液的压力作用下，可以剪断剪钉，推动内壳向前滑动，直到与下一个定位装置相碰，再次对胶塞进行定位来校对罐计量、流量计计量、泵冲量计量的准确率，进一步确保校对精准，以此类推，可以进行多次定位和校对。

在一个优选的实施方式中，内壳的不与胶塞接触的一端构造为具有与胶塞头形状相同的部分。当管串内设置有多个定位装置时，胶塞与第一个定位装置定位完成之后，与第二个定位装置进行定位时，第一个定位装置的内壳的不与胶塞接触的一端因为具有与胶塞头形状相同的部分，可以作为胶塞头与第二个定位装置的装配端紧密配合接触。

进一步地，内壳的不与胶塞接触的一端外周上设有卡簧和用于容纳卡簧的第二卡簧槽。这样可以确保当管串内设置有多个定位装置时，第一个定位装置能够与第二个定位装置的定位牢靠。

更进一步地，为了确保第一个定位装置与第二个定位装置定位时的密封性，内壳的不与胶塞接触的一端的外周上设有密封圈。

在一个具体的实施方式中，为了方便定位装置与管串连接，外壳的两端分别设有与管串连接的内螺纹、或外螺纹。

本实用新型涉及的固井胶塞定位装置，能够配合井口压力测量设备准确判断胶塞在管串中的位置，并以此为依据来校对罐计量、流量计量、泵冲计量的准确性。并且可以通过在管串中预设若干个定位装置，来进一步保证校对的精准，从而解决了现有技术中钻井液计量不准造成的固井过程中判断停止施工时机难的问题。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1示意性显示了本实用新型实施例的固井胶塞定位装置；

图2示意性显示了本实用新型实施例的固井胶塞定位装置与胶塞的结合状态。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细实用新型，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

为方便起见，说明书中的方向性用语“前”指的是朝向井筒下游的方向，即图1和2中的向右的方向。

图1示意性显示了本实用新型实施例的固井胶塞定位装置10。如图1所示，本实施例的固井胶塞定位装置10包括：外壳1；设于外壳1内的内壳2，具体地，外壳1构造为能与管串配合安装的管状结构，内壳2构造为中空的套筒，内壳2具有用于固定胶塞8的装配端21，并且内壳2能够沿轴向往前滑动；和布置在内壳2与外壳1之间的第一限位装置3。

在一个具体的实施方式中，第一限位装置3包括剪钉31，并且外壳1的内周和内壳2的外周上对应设置有剪钉孔32，剪钉31布置在剪钉孔32内。

根据具体施工情况，可以在固井管串中预设定位装置，通过外壳与管串连接。当胶塞在泵入的钻井液的压力下沿管串往前移动，如图2所示，当胶塞7碰到预设的定位装置10，与内壳2的装配端21配合固定之后，胶塞上方形成密封，在剪钉31的作用下，管串内压力上升，井口压力测量设备可以检测到该压力的上升，从而根据预设的定位装置10在管串中的安装位置判断出胶塞在管串中的具体位置，并以此为依据得出钻井液的实际泵入量与罐计量、流量计计量、泵冲量计量的差异，从而可以校对出罐计量、流量计计量、泵冲量计量的准确率，为现场施工人员提供参考，避免对停止施工的时机作出误判而影响固井质量。

并且，可以在管串中分段预设若干个定位装置10，对胶塞进行多次定位。当胶塞与第一个预设的定位装置10的内壳2装配端配合后，在剪钉31的作用下，胶塞无法下行，胶塞上的胶碗与套管内壁形成密封，管串内压力上升，井口压力测量设备可以监测到该压力的上升，从而根据预设的定位装置在管串中的安装位置确定胶塞在管串中的具体位置，并以此为依据得出钻井液的实际泵入量与罐计量、流量计计量、泵冲量计量的差异，从而可以校对出罐计量、流量计计量、泵冲量计量的准确率，为现场施工人员提供参考，避免对停止施工的时机做出误判而影响固井质量。当压力上升到剪断剪钉31，可以推动内壳2沿轴向往前滑动，直到碰到第二个定位装置10之后，管串内压力上升，从而可以通过井口压力测量设备再次对罐计量、流量计计量、泵冲量计量的准确率进行校对，以此类推，可以对罐计量、流量计计量、泵冲量计量的准确率进行多次校对，进一步确保校对精准。

如图1和图2所示，在一个优选的实施方式中，内壳2上用于配合胶塞7的装配端21设有与胶塞头配合的部分。这样能够保证胶塞头与内壳紧密配合接触，确保管串内成密封状态，进行憋压。进一步地，为了确保胶塞与定位装置定位牢靠，装配端21与胶塞之间设有第二限位装置4。具体地，第二限位装置4为卡簧41，并且装配端21的内壁上设有用于容纳卡簧的第一卡簧槽42。为了确保胶塞与内壳之间的密封性，胶塞头部一般设有密封圈。

如图1所示，在一个优选的实施方式中，内壳2的不与胶塞接触的一端构造为具有与胶塞头形状相同的部分。当管串内设置有多个定位装置时，胶塞与第一个定位装置定位完成之后，与第二个定位装置进行定位时，第一个定位装置的内壳的不与胶塞接触的一端因为具有与胶塞头形状相同的部分，可以作为胶塞头与第二个定位装置的装配端紧密配合接触。进一步地，内壳2的不与胶塞接触的一端外周上设有卡簧5和用于容纳卡簧的第二卡簧槽51。这样可以确保当管串内设置有多个定位装置时，第一个定位装置能够与第二个定位装置的定位牢靠。更进一步地，为了确保第一个定位装置与第二个定位装置定位时的密封性，内壳2的不与胶塞接触的一端的外周上设有密封圈6。

如图1所示，具体地，在本实施例中，为了方便定位装置与管串连接，外壳1的两端分别设有与管串连接的内螺纹、或外螺纹。

根据上述实施例，本实用新型涉及的固井胶塞定位装置，能够配合井口压力测量设备明确胶塞在管串中的位置，并以此为依据来校对罐计量、流量计量、泵冲计量的准确性。并且可以通过在管串中预设若干个定位装置，来进一步保证校对的精准，从而解决了现有技术中钻井液计量不准造成的固井过程中判断停止施工时机难的问题。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求范围内的所有技术方案。