一种用于尾管固井施工的尾管胶塞系统的制作方法

本发明涉及固井施工，具体地，涉及一种用于尾管固井施工的尾管胶塞系统。

背景技术：

1、在尾管固井作业中，在注完水泥浆后，需要释放钻杆水泥头里的钻杆胶塞，然后注入钻井液进行顶替水泥浆。钻杆胶塞一方面能够隔离水泥浆与钻井液，避免出现混浆现象，另一方面，能够刮拭钻具内的水泥浆。当钻杆胶塞到达尾管胶塞处后，二者能够复合，尾管胶塞能够被剪脱，从而钻杆胶塞与尾管胶塞能够一起下行并刮拭尾管内的水泥浆，直至复合后的钻杆胶塞与尾管胶塞到达球座位置，实现碰压。

2、由于尾管胶塞在现场组装时需要依靠尾管悬挂器的重量压入尾管内，且尾管悬挂器重量在500～1000kg，因此尾管胶塞的胶碗与尾管之间的过盈量无法设计过大，摩阻太大将导致尾管胶塞难以插入，且尾管悬挂器在丢手后需要上提判断丢手，常规的尾管胶塞胶碗反向，如果摩阻过大的话将导致尾管胶塞提前导致提前剪脱，导致尾管固井提前碰压，因此通常情况下，尾管胶塞与尾管悬挂器之间过盈量较小且摩阻小，导致尾管胶塞刮蚀效果差。

3、存在一些其他方案通过改变尾管胶塞结构的方式，以避免水泥留塞，例如，公开号为cn107829707a的中国发明专利本发明涉及一种尾管固井用尾管胶塞总成；其包括短接头、滑套、棘爪套和胶塞芯轴；在短接头的中部内侧一体固定有环台，在环台的上部内侧设有至少一个的弧形环槽，在棘爪套的上端均布固定有棘爪，在棘爪的上端外侧一体固定有凸缘，棘爪上的凸缘卡装在弧形环槽内，短接头的下部套装在棘爪套上，滑套的下部与棘爪套的中部通过至少一个的剪切销钉固定连接在一起。该方案通过短接头、滑套、棘爪套和胶塞芯轴配合使用，能够防止钻杆胶塞在下行过程中与该方案的尾管胶塞总成脱开所导致管内留有水泥塞、混浆和无法碰压等情况，但尾管胶塞短节的胶碗与尾管之间无法设计成较大的过盈量，导致尾管刮拭效果差，无法使得钻井液与水泥浆的有效隔离。

4、再比如，公开号为cn102628347a的中国发明专利涉及一种石油钻井固井工具，特别涉及一种尾管固井胶塞复合碰压装置。该装置的钻杆胶塞包括固定螺帽、连接杆、小胶碗和碗座，固定螺帽、连接杆、碗座、导向头从上至下顺次螺纹连接，连接杆外套装有小胶碗，碗座外侧安装有卡块，卡块内侧安装有复位弹簧；尾管空芯胶塞包括空芯连接体、大胶碗和空芯导向碗座，空芯连接体设计成中空，空芯连接体内壁上设计有与卡块相匹配的卡块槽，空芯连接体下端与空芯导向碗座螺纹连接，空芯连接体外侧套装有大胶碗，该方案能够克服固井胶塞承压力低，使用不安全，易造成水泥倒返，管外低返和管内留水泥塞等弊端，但同样无法使得尾管胶塞短节的胶碗与尾管之间无法设计成较大的过盈量，尾管刮拭效果差，无法使得钻井液与水泥浆的有效隔离。

5、为此，亟需一种用于尾管固井施工的尾管胶塞系统，能够解决现有的尾管胶塞系统中尾管刮拭效果差，钻井液与水泥浆无法有效隔离且的技术弊端。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提出一种用于尾管固井施工的尾管胶塞系统，以提升尾管刮拭效果，有效隔离钻井液与水泥浆。

2、根据本发明，提供了一种用于尾管固井施工的尾管胶塞系统，包括钻杆胶塞、设置于所述钻杆胶塞下方的尾管胶塞、设置于所述尾管胶塞下方的尾管胶塞短节，所述钻杆胶塞能够在下行后与所述尾管胶塞连接形成第一复合体，所述第一复合体能够下行且其中的所述尾管胶塞能够与所述尾管胶塞短节连接，以使得所述第一复合体与所述尾管胶塞短节形成第二复合体，所述第二复合体能够继续下行。

3、在一个优选的实施例中，所述用于尾管固井施工的尾管胶塞系统还包括设置于水平井段的球座，所述球座能够与进入水平井段的所述第二复合体的所述尾管胶塞短节连接。

4、在一个优选的实施例中，所述尾管胶塞短节包括多个胶碗，所述尾管胶塞短节在竖直井段下行的过程中，所述胶碗能够与套管内壁贴合，且所述尾管胶塞短节在水平井段运行过程中，所述胶碗能够与尾管串的内壁贴合。

5、在一个优选的实施例中，所述尾管胶塞短节包括从上至下设置的五个所述胶碗，其中，第一个所述胶碗被构造成具有弧面的凸出体，第二个所述胶碗和第三个所述胶碗均被构造成条形且倾斜向上，第四个所述胶碗和第五个所述胶碗被构造成条形且倾斜向下。

6、在一个优选的实施例中，所述尾管胶塞短节包括第一防退锯齿，所述尾管胶塞包括第一防退卡簧，所述第一防退卡簧能够与所述第一防退锯齿啮合，以使得所述第一复合体与所述尾管胶塞短节连接。

7、在一个优选的实施例中，所述尾管胶塞短节还包括设置于所述胶碗下端且与其接触的挡环，所述挡环在与所述胶碗接触一侧的端面被构造成平面，且在与所述平面相对的一侧的端面被构造成斜面。

8、在一个优选的实施例中，所述尾管胶塞短节还包括第二防退卡簧，所述第二防退卡簧设置于所述斜面下方且与其相对，所述球座包括第二防退锯齿，所述第二防退卡簧用于与所述第二防退锯齿连接。

9、在一个优选的实施例中，所述尾管胶塞短节还包括设置于下端的导向头。

10、在一个优选的实施例中，所述尾管胶塞短节还包括与套管固定的壳体、设置于所述壳体内的锁紧套、固定部以及主体，所述固定部将所述锁紧套固定于所述壳体，所述固定部能够被剪断以使得所述锁紧套连同所述主体能够脱离所述壳体，所述第二复合体进而能够下行并在水平井段与所述球座连接。

11、在一个优选的实施例中，所述锁紧套、胶碗、挡环、第二防退卡簧以及导向头均设置于所述主体外周。

12、在一个优选的实施例中，所述第一防退锯齿设置于所述主体上。

13、本发明还提供一种尾管固井施工方法，包括：

14、s1、下行钻杆胶塞并使其与尾管胶塞连接形成第一复合体；

15、s2、下行第一复合体并使得其中的尾管胶塞与尾管胶塞短节连接，以使得所述第一复合体与所述尾管胶塞短节形成第二复合体；

16、s3、下行第二复合体，并在水平井段使得其中的所述尾管胶塞短节与所述球座连接。

17、本发明至少具备以下效果：

18、本发明通过包括钻杆胶塞、设置于钻杆胶塞下方的尾管胶塞、设置于尾管胶塞下方的尾管胶塞短节且钻杆胶塞能够在下行后与尾管胶塞连接形成第一复合体、第一复合体能够下行且其中的尾管胶塞能够与尾管胶塞短节连接，以使得第一复合体与尾管胶塞短节形成第二复合体，由于钻杆胶塞、尾管胶塞、尾管胶塞短节三者组成的第二复合体能够一起下行，从而能够通过在尾管悬挂器以下预置尾管胶塞短节，使得尾管胶塞短节与尾管悬挂器无连接，使得在现场组装及尾管悬挂器丢手上提判断作业对尾管胶塞短节无影响，因此，能够将尾管胶塞短节的胶碗与尾管之间设计较大过盈量，增加尾管胶塞与尾管之间的摩阻，进而提升尾管胶塞刮蚀尾管内部水泥浆的效果，有效防止在尾管胶塞上部出现留水泥塞现象。

19、本发明通过包括设置于水平井段的球座且球座能够与进入水平井段的第二复合体的尾管胶塞短节连接，能够使得第二复合体隔离钻井液与水泥浆，同时由钻杆胶塞、尾管胶塞和尾管胶塞短节组成的第二复合体能够一同刮拭尾管串管壁内部的水泥浆，提高刮拭效率。

20、本发明所述的尾管胶塞短节包括多个胶碗且尾管胶塞短节在竖直井段下行的过程中，胶碗能够与套管内壁贴合、且尾管胶塞短节在水平井段运行过程中，胶碗能够与尾管串的内壁贴合，从而能够通过尾管胶塞短节的多个胶碗先后与套管内壁、尾管串的内壁贴合，提高尾管胶塞短节刮拭效率。

21、本发明通过第一个胶碗被构造成具有弧面的凸出体，能够通过提高与套管内壁的接触面积使得第一个胶碗具备较强的刮拭能力，提高刮拭效率，又通过第二个胶碗和第三个胶碗均被构造成条形且倾斜向上且第四个胶碗和第五个胶碗被构造成条形且倾斜向下，能够提高第二个胶碗、第三个胶碗、第四个胶碗以及第五个胶碗的耐磨性。

22、本发明通过尾管胶塞短节包括设置于胶碗下端且与其接触的挡环且挡环在与胶碗接触一侧的端面被构造成平面，能够支撑胶碗，防止胶碗发生弯折，在与该平面相对的一侧的端面被构造成斜面，该斜面能够便于尾管胶塞短节与球座复合。

23、本发明通过尾管胶塞短节包括与套管固定的壳体、设置于壳体内的锁紧套、固定部以及主体且固定部将锁紧套固定于壳体、固定部能够被剪断以使得锁紧套连同主体能够脱离壳体且第二复合体进而能够下行并在水平井段与球座连接，能够使得第一复合体与尾管胶塞短节连接成第二复合体后，第二复合体能够下行并在水平井段与球座接触并复合，从而使得钻杆胶塞、尾管胶塞以及尾管胶塞短节组成的第二复合体能够共同刮拭套管内壁以及尾管串的内壁，提高刮拭效率。