一种固井水泥浆凝固装置的制作方法

本实用新型涉及固井技术领域，具体涉及一种固井水泥浆凝固装置。

背景技术：

在石油开采的油井固井过程中，水泥粉末与水混合后，以液体状态经过液压泵注入井下套管内，再向套管内注入泥浆，将水泥浆从套管下部挤出，向上上升，顶替泥浆，填充环形空间，凝固后，形成坚固的水泥石，封固地下地层，并且将套管和地层固结为整体。经过洗井、射孔、酸化、压裂，建立油气通道，使地层(油层)中的原油、天然气进入套管，流至地面。在石油、矿山的钻井工程中，完井固井技术是将钻完的裸眼井中下入套管，然后在套管和井眼之间的环形空间注入水泥，封固易漏失、易垮塌的疏松地层，为继续钻进或开发资源提供条件。

目前大口径套管固井通常采用内管法固井工艺，该工艺分井底插入座封和井口坐封两种方法，这两种方法都需要在套管内下入内管，并需在套管柱底部安装浮箍浮鞋，然后由内管向套管及井眼之间的环形空间注入单凝水泥浆，一旦座封失效或浮箍浮鞋失灵，水泥浆会倒流入套管内，极易造成内管下端被水泥固住，严重时可导致井眼报废；此外大尺寸浮箍浮鞋费用较高，增加了固井成本。

封隔器被广泛地用于油田分层注水、酸化、压裂、防砂、找窜和封窜等作业中，主要实现对油管和套管间环空或者油管与地层间的封隔作用。机械封隔器由于结构设计原因，采用旋转管柱传递扭矩，这种结构不适用于扭矩不好传递的超深井、大斜度井和水平井。在管柱上提解封过程中，因所有封隔器连接在一起，解封力很大，超过四级以上很难取，基于此，本实用新型设计了一种固井水泥浆凝固装置，以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的一个主要目的在于克服现有技术中的至少一种缺陷，提供一种固井水泥浆凝固装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述技术方案，本实用新型采用以下技术方案：

根据本实用新型的一个方面，提供一种固井水泥浆凝固装置，包括注浆管所述注浆管插接在井壁中固定，所述注浆管中插接有封隔器，所述封隔器的顶部连接长杆，所述注浆管分别连接旁通管和输浆管，所述输浆管上连接动力泵机，所述输浆管的另一端部连接水泥防凝固存放罐，所述水泥防凝固存放罐通过搅动设备进行水泥的搅动，所述封隔器包括胶筒座、中心套管和凸台，所述胶筒座套接在中心套管的外侧，所述凸台卡接在胶筒座和中心套管的底部，所述胶筒座和中心套管之间还设置有坐封机构。

优选的，所述坐封机构包括锁环挡圈、活塞、剪切销钉、所述锁环挡圈与活塞通过剪切销钉连接，所述剪切销钉插接在锁环挡圈中，所述中心套管与胶筒座之间设有密封活塞，所述中心套管的底部开设有导压孔。

优选的，所述锁环挡圈、活塞将导柱固定在中心套管上。

优选的，所述中心套管与胶筒座之间形成有空气腔，所述密封活塞设置在空气腔中。

优选的，所述水泥防凝固存放罐中的搅动设备包括两排搅动螺杆，所述搅动螺杆的转轴贯穿水泥防凝固存放罐，且端部均连接有驱动轮，所述驱动轮之间通过传动链条进行啮合驱动，所述驱动轮安装在箱体中，所述箱体的外侧安装有电机，所述电机的输出端与其中一个驱动轮进行连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型避免了水泥在注浆前难以存放，放置时间长造成凝固，通过旁通管加注液态速凝剂，实现水泥快速凝固，通过封隔器实现了坐封并锁住胶筒的压力状态；封活塞与中心套管上部凸台均起到平衡封隔器所承受上压力的作用；增加通径同时避免转接扣存在的脱扣风险，阻止水泥浆倒流入套管内后上返，为打开井口并提出内管提供必要的条件。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所述一种固井水泥浆凝固装置的结构示意图；

图2为本实用新型封隔器结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-注浆管，2-井壁，3-封隔器，4-长杆，5-旁通管，6-输浆管，7-动力泵机，8-水泥防凝固存放罐，9-搅动螺杆，10-箱体，11-驱动轮，12-电机，13-胶筒座，14-中心套管，15-凸台，16-剪切销钉，17-导柱，18-导压孔，19-锁环挡圈，20-活塞，21-密封活塞，22-空气腔。

具体实施方式

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。

下面结合附图以及具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

请参阅图1-2，本实用新型所述一种固井水泥浆凝固装置，包括注浆管1，注浆管1插接在井壁2中固定，注浆管1中插接有封隔器3，封隔器3的顶部连接长杆4，注浆管1分别连接旁通管5和输浆管6，输浆管6上连接动力泵机7，输浆管6的另一端部连接水泥防凝固存放罐8，水泥防凝固存放罐8通过搅动设备进行水泥的搅动，封隔器3包括胶筒座13、中心套管14和凸台15，胶筒座13套接在中心套管14的外侧，凸台15卡接在胶筒座13和中心套管14的底部，胶筒座13和中心套管14之间还设置有坐封机构。

其中，坐封机构包括锁环挡圈19、活塞20、剪切销钉16、锁环挡圈19与活塞20通过剪切销钉16连接，剪切销钉16插接在锁环挡圈19中，中心套管14与胶筒座13之间设有密封活塞21，中心套管14的底部开设有导压孔18。

其中，锁环挡圈19、活塞20将导柱17固定在中心套管14上。

其中，中心套管14与胶筒座13之间形成有空气腔22，密封活塞21设置在空气腔22中。

其中，水泥防凝固存放罐8中的搅动设备包括两排搅动螺杆9，搅动螺杆9的转轴贯穿水泥防凝固存放罐8，且端部均连接有驱动轮11，驱动轮11之间通过传动链条进行啮合驱动，驱动轮11安装在箱体10中，箱体10的外侧安装有电机12，电机12的输出端与其中一个驱动轮11进行连接。

本实施例的一个具体应用为：电机进行驱动，电机驱动驱动轮进行转动，使得驱动轮带动搅动螺杆进行转动，使得水泥防凝固存放罐中的水泥进行搅拌，通过动力泵机将水泥防凝固存放罐中的水泥抽入注浆管中，进行注浆，注浆结束后，通过旁通管注入设计量的液态速凝剂后，水泥进行快速凝固，长杆推动封隔器进行下行，将驱动锁环挡圈与活塞通过剪切销钉连接，将导柱固定在中心套管上，防止胶筒相对于中心套管向上移动，锁环挡圈下井过程中不受剪切力；凸台防止了中心套管相对于接头向上移动；管柱在地面泵车打压过程中，高压液体通过中心套管的凸台下部的通道进入由中心套管、胶筒及密封活塞所组成的环空，在压力差的作用下，密封活塞下行在封隔器下部坐封液压缸及锁紧部分的作用下，封隔器实现了坐封并锁住胶筒的压力状态；在封隔器承上压过程中，密封活塞上行，活塞力作用于中心套管上部凸台上，防止了中心套管下行；同时，由中心套管上部凸台及胶筒上部围成了空气腔，空气腔近似为真空腔，不受压力影响，井下液压所产生的液压力作用于中心套管上部凸台下部，防止中心套管下行，密封活塞与中心套管上部凸台均起到平衡封隔器所承受上压力的作用。

应可理解的是，本实用新型不将其应用限制到本文提出的部件的详细结构和布置方式。本实用新型能够具有其他实施例，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本实用新型的范围内。应可理解的是，本文公开和限定的本实用新型延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。本文所述的实施例说明了已知用于实现本实用新型的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本实用新型。