一种一体式注水泥装置的制作方法

本发明涉及井下作业设备，具体涉及为一种一体式注水泥装置。

背景技术：

1、注水泥塞是海上探井弃井的一种常用方式，目的是实现油、气、水层的封隔，防止层间窜流，保护临井的开发生产和保护环境，防止油气泄漏污染，我国在海上超长水泥塞探井弃井作业领域，一直沿用传统方法；打长水泥塞作业时，在泵注一段水泥浆后上提钻杆柱，经过较长时间侯凝后，再次泵注下一段水泥塞，多次循环该过程，直至完成长水泥塞封固，采用该方法作业时间长、作业效率低，生产成本高；

2、在中国实用新型cn213953563u中提出“一种可注水泥塞一体式桥塞”，该装置包括内部工具和外部管柱，内部工具包括中心杆、滑套、堵塞轴、钢球和球座；该装置将桥塞与注水泥管柱结合成一个整体，简化了施工步骤，有效地提升了注水泥塞作业效率；

3、在中国发明专利cn111749643b中提出“一体式可钻挤注桥塞”，该装置包括上接头、坐封机构、卡瓦、胶筒和中心管，还包括插管以及与插管配套的密封滑套组件；采用插管与桥塞一体式设计，节省了作业时间和作业费用；丢在井下的部分完全采用可钻材料，卡瓦位于胶筒的上侧，钻除时直接接触卡瓦，便于钻除，抗下压高，使作业更安全，同时设有浮动活塞，可以辅助密封滑套组件的关闭，正常作业时，上提插管可以带动滑套强制上行关闭注入套上的过液通道，在关闭过液通道时，因桥塞的下端压力高，可以推动浮动活塞运动促进密封滑套组件的关闭；

4、但是在现有技术长裸眼段打长水泥塞时，如果一次作业中上提钻杆柱太长，容易引起井下压力大幅波动，导致井底漏失或诱导地层流体侵入井眼，造成井下复杂；同时，由于上提超长钻杆柱摩阻太大，可能导致上提失败而被埋入井下，也易导致井壁坍塌；钻柱上提时，由于产生活塞效应，水泥塞承受较大拉应力，会影响水泥塞封固质量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种一体式注水泥装置，解决现有技术中传统弃井打长水泥塞作业时封固次数多、侯凝时间长、频繁提拉管柱致使水泥塞质量差、提拉管柱时井下压力波动易致使井下结构出现破损的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：

3、一种一体式注水泥装置，包括丢手工具总成和压差式滑套总成；

4、所述丢手工具总成包括棘爪上接头、扭矩接头、弹性棘爪和下接头；所述棘爪上接头下端通过所述弹性棘爪与所述扭矩接头连接，所述扭矩接头的下端螺纹连接有所述下接头；

5、所述压差式滑套总成包括滑套上接头、滑套外壳、滑套下接头和压差滑套；所述滑套上接头上端螺纹扣接钻杆，下端螺纹扣接所述滑套外壳，所述滑套外壳下端连接有滑套下接头，所述滑套下接头上可拆卸连接有所述棘爪上接头，所述压差滑套设置于所述滑套外壳内。

6、在具体一个实施例中，所述棘爪上接头上开设有扭矩槽，所述扭矩槽用于与所述扭矩接头上的扭矩销配合传递扭矩。

7、在具体一个实施例中，所述棘爪上接头上固定连接有所述弹性棘爪，所述弹性棘爪用于与所述扭矩接头上的棘爪槽相配合，使所述棘爪上接头与所述扭矩接头间的轴向力进行传递。

8、在具体一个实施例中，所述下接头中心孔内设置有胶塞座，所述胶塞座通过球座销钉轴向限位，所述下接头的外周开设有若干沉头孔，所述胶塞座上开设有若干销钉孔；所述球座销钉设置于所述沉头孔和所述销钉孔内。

9、在具体一个实施例中，所述丢手工具总成还包括密封部；密封部包括第一密封圈、第二密封圈和第三密封圈；所述棘爪上接头与所述扭矩接头之间设置有所述第一密封圈，并形成静密封，用于防止井筒流体渗入；所述扭矩接头与所述下接头之间设置有第二密封圈，并形成静密封，用于防止外部流体渗入或内部流体溢出；所述密封部还包括第三密封圈，所述胶塞座与所述下接头之间设置有所述第三密封圈，所述第三密封圈用于防止外部流体渗入或内部流体溢出。

10、在具体一个实施例中，所述胶塞座上还开设有防退槽，所述防退槽上设置有c型环，所述c型环用于所述胶塞座下行后的轴向上行限位。

11、在具体一个实施例中，所述滑套外壳上分别开设有循环孔和滑套销钉孔，所述压差滑套通过滑套销钉设置于所述滑套外壳内。

12、在具体一个实施例中，所述滑套上接头和所述滑套外壳的连接处均开设有反旋螺纹。

13、在具体一个实施例中，所述压差滑套与所述滑套外壳之间设置有滑套密封圈，所述滑套外壳与所述滑套上接头之间设置有第四密封圈。

14、在具体一个实施例中，所述一体式注水泥装置还包括装置附件；所述装置附件包括转换接头、钻杆胶塞和钢球；所述转换接头设置于所述丢手工具总成下端或所述压差式滑套总成下端；所述钻杆胶塞和所述钢球均用于与所述钻杆配合。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

16、1、本发明与现有技术相比，本申请通过前期在钻杆中心孔中注入水泥浆，并流经该装置，由于该装置上接钻杆、下接废弃油管或者纤维管柱，并注入水泥浆实现泵送打压，然后上拉钻杆即可使弹性棘爪从棘爪槽中径向收拢弹出，实现上、下部管柱分离；该装置使用方法简单、密封性好、结构可靠性高且运行稳定性好，具有广泛的应用前景。

技术特征：

1.一种一体式注水泥装置，其特征在于：包括丢手工具总成和压差式滑套总成；

2.根据权利要求1所述的一种一体式注水泥装置，其特征在于：所述棘爪上接头上开设有扭矩槽，所述扭矩槽用于与所述扭矩接头上的扭矩销配合传递扭矩。

3.根据权利要求1所述的一种一体式注水泥装置，其特征在于：所述棘爪上接头上固定连接有所述弹性棘爪，所述弹性棘爪用于与所述扭矩接头上的棘爪槽相配合，使所述棘爪上接头与所述扭矩接头间的轴向力进行传递。

4.根据权利要求1所述的一种一体式注水泥装置，其特征在于：所述下接头中心孔内设置有胶塞座，所述胶塞座通过球座销钉轴向限位，所述下接头的外周开设有若干沉头孔，所述胶塞座上开设有若干销钉孔；所述球座销钉设置于所述沉头孔和所述销钉孔内。

5.根据权利要求4所述的一种一体式注水泥装置，其特征在于：所述丢手工具总成还包括密封部；密封部包括第一密封圈、第二密封圈和第三密封圈；所述棘爪上接头与所述扭矩接头之间设置有所述第一密封圈，并形成静密封，用于防止井筒流体渗入；所述扭矩接头与所述下接头之间设置有第二密封圈，并形成静密封，用于防止外部流体渗入或内部流体溢出；所述密封部还包括第三密封圈，所述胶塞座与所述下接头之间设置有所述第三密封圈，所述第三密封圈用于防止外部流体渗入或内部流体溢出。

6.根据权利要求4所述的一种一体式注水泥装置，其特征在于：所述胶塞座上还开设有防退槽，所述防退槽上设置有c型环，所述c型环用于所述胶塞座下行后的轴向上行限位。

7.根据权利要求1所述的一种一体式注水泥装置，其特征在于：所述滑套外壳上分别开设有循环孔和滑套销钉孔，所述压差滑套通过滑套销钉设置于所述滑套外壳内。

8.根据权利要求1所述的一种一体式注水泥装置，其特征在于：所述滑套上接头和所述滑套外壳的连接处均开设有反旋螺纹。

9.根据权利要求1所述的一种一体式注水泥装置，其特征在于：所述压差滑套与所述滑套外壳之间设置有滑套密封圈，所述滑套外壳与所述滑套上接头之间设置有第四密封圈。

10.根据权利要求1所述的一种一体式注水泥装置，其特征在于：所述一体式注水泥装置还包括装置附件；所述装置附件包括转换接头、钻杆胶塞和钢球；所述转换接头设置于所述丢手工具总成下端或所述压差式滑套总成下端；所述钻杆胶塞和所述钢球均用于与所述钻杆配合。

技术总结
本发明公开一种一体式注水泥装置，包括丢手工具总成和压差式滑套总成；所述丢手工具总成包括棘爪上接头、扭矩接头、弹性棘爪和下接头；所述棘爪上接头下端通过所述弹性棘爪与所述扭矩接头连接，所述扭矩接头的下端螺纹连接有所述下接头；所述压差式滑套总成包括滑套上接头、滑套外壳、滑套下接头和压差滑套；所述滑套上接头上端螺纹扣接钻杆，下端螺纹扣接所述滑套外壳，所述滑套外壳下端连接有滑套下接头，所述滑套下接头上可拆卸连接有所述棘爪上接头。解决现有技术中传统弃井打长水泥塞作业时封固次数多、侯凝时间长、频繁提拉管柱致使水泥塞质量差、提拉管柱时井下压力波动易致使井下结构出现破损的技术问题。

技术研发人员：黄浩
受保护的技术使用者：洛阳德佑石油技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15