专利名称：一种双级注水泥工具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于油层套管固井用的双级注水泥工具。
目前现场常用的双级注水泥工具包括双级注水泥接箍及其配合工具。它主要包括本体、密封圈、外套、上内套、剪切销钉、关闭套、挡圈、上胶塞、下胶塞、开孔塞等组成。本体与外套之间焊接而成，上内套、下内套与本体之间由剪切销钉连接，本体与关闭套之间由剪切销钉连接，本体上有传压孔和循环孔，其下部有一挡圈，这种双级箍的主要原理为当第一级固井结束后，从井口投开孔塞，座于双级箍下内套上并形成密封，井口憋压剪断下内套与本体之间的销钉，并迫使下内套下行露出循环孔，为第二级注水泥用准备；当第二级注水泥结束后，压入上胶塞替泥浆，直至上胶塞座于上内套上。憋压剪断上内套与本体之间的销钉，并使上内套下行，露出本体上两个通向关闭套上方环形空腔的传压孔，高压液体进入环形空腔，剪断关闭套与本体之间的联接销钉，推动关闭套下行，实现双级箍循环孔的永久关闭；侯凝结束后，下钻将双箍部位的开孔塞、上胶塞、上内套、下内套钻掉。这种双级注水泥工具，当其用于油层套管固井时，需多下一次钻，以钻除固井后套管内多余部件。目前钻井多用Φ127mm钻杆，其接头外径为Φ165mm，而油层套管一般为Φ140mm，这就必须另外从基地送小钻杆，这不仅使钻井施工单位承担额外的钻具租用费，也给钻井的组织工作带来了一定的困难。
本实用新型的目的在于提供一种用于油层套管固井的，无须完井后重下小尺寸钻杆、钻头钻开孔塞的新型双级注水泥工具。
为达到上述目的，本实用新型采用了如下结构，包括双级箍和上胶塞(15)、下胶塞(17)、开孔塞(16)，其中双级箍包括内筒(1)、外套(2)、传压孔(3)、密封圈(4，8)、上内套(6)、剪切销钉(7，10，12)、环孔(9)、下内套(11)；内筒(1)和外套(2)之间采用丝扣连接，上内套(6)和下内套(11)分别用剪切销钉(7)、(10)固定在内筒(1)上，开口弹簧环(13)、承块(14)和密封圈(18)组成开孔塞座，承块(14)通过其自身的″T″槽套于开口弹簧环(13)上，内剪切销钉(12)将开孔塞座与下内套(11)连接在一起，上胶塞(15)的下部有一个自锁环(20)与开孔塞(16)内部的凹槽互相锁定，上胶塞(15)的内部有单流阀(19)。
本实用新型的优点是完井后，无须重新下钻钻开孔塞，因此既节约时间又节省费用，而且施工程序与目前在用的双级注水泥工具基本接近，使用方便、可靠。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是双级注水泥工具中的双级箍的结构图。
图2、图3、图4分别是双级注水泥工具的零件图。
图5、图6是本实用新型的双级箍局部放大图。
本实用新型的实施例是它包括双级箍、上胶塞(15)、下胶塞(17)、开孔塞(16)，其中双级箍包括内筒(1)、外套(2)、传压孔(3)、″O″型密封圈(4，8)、上内套(6)、剪切销钉(7，10，12)、开口弹簧环(13)、承块(14)和″V″型密封圈(18)组成，内筒(1)和外套(2)之间采用丝扣连接，上内套(6)和下内套(11)分别用剪切销钉(7)、(10)固定在内筒(1)上，开口弹簧环(13)、承块(14)和″V″型密封圈(18)组成开孔塞座，承块(14)通过其自身的″T″槽套于开口弹簧环(13)上，共12个承块与一个开口弹簧环(13)组成一个开孔塞座，在外力作用下缩小其外径，装入下内套(11)内，剪切销钉(12)将其与下内套(11)连接在一起，自锁弹子(5)安装于上内套(6)上，它的作用是阻止上内套(6)下行。″O″型密封圈(4)、(8)分别安装在外套(2)内与内筒(1)、外套(2)与上内套(6)之间起密封作用。开孔塞(16)的上端外径大于开孔塞座在装配状态下的外径，下胶塞(17)是由金属芯子与橡胶硫化在一起的柔性胶塞，它可通过开孔塞座而不会产生过高的压力。上胶塞(15)也是由金属芯子与橡胶硫化在一起而制成的，在金属芯子部分装有一个阻止液体下行，而不限制液体通过胶塞上行的金属球，在金属的头部装有一个自锁环(20)，可与开孔塞(16)的凹槽锁定在一起。
双级注水泥工具的作用原理为将双级箍接于套管柱上的某一适当的位置，下入前后循环泥浆，注完第一级水泥后释放下胶塞(17)。在第一级固井结束后，投开孔塞(16)使其座于双级箍的开孔塞座上并形成密封，井口憋压，剪断内筒(1)与下内套(11)之间的剪切销钉(10)，并迫使下内套(11)下行，露出循环孔(9)。第二级注水泥完毕后，压入上胶塞(15)替泥浆，直至上胶塞(15)座于开孔塞座上，并通过其自锁环(20)与开孔塞(16)内的凹槽锁定在一起，继续憋压，压力通过传压孔(3)进入上内套(6)，内筒(1)与外套(2)组成的环形空腔，剪断上内套(6)与内筒(1)之间的剪切销钉(7)，并使上内套(6)下行，关闭循环孔(9)。关闭循环孔(9)后继续憋压，剪断开孔塞座上承块(14)与下内套(11)之间的剪切销钉(13)，并使由承块(14)、开口弹簧环(13)和″V″型密封圈(18)组成的开孔塞座及上胶塞(15)、开孔塞(16)一起下行，当下行一段距离，即离开下内套(11)后，开孔塞座在开口弹簧环(13)的作用下，外径张大，张大后的外径与本体内径一样大，张大后的内径大于套管内径且永久的放置在下内套(11)以下的位置上。这时上胶塞(15)与开孔塞(16)一起在其自重的作用下下落，上胶塞(15)以下的钻井液可通过其单流阀(19)上返。
权利要求1.一种双级注水泥工具包括双级箍、上胶塞(15)、下胶塞(17)、开孔塞(16)，其中双级箍包括内筒(1)、外套(2)、内筒(1)上的传压孔(3)、密封圈(4，8)、上内套(6)、剪切销钉(7，10，12)、外套(2)上的循环孔(9)、下内套(11)，基本特征在于a.内筒(1)和外套(2)之间采用丝扣连接，上内套(6)和下内套(11)分别用剪切销钉(7)、(10)固定在内筒(1)上；b.开口弹簧环(13)、承块(14)和密封圈(18)组成开孔塞座，剪切销钉(12)将其与下内套(11)连接在一起；c.上内套(6)上有自锁弹子(5)与内筒(1)连接；d.上胶塞(15)内有一单流阀(19)，下端有一自锁环(20)；e.开孔塞(16)的上端外径大于开孔塞座在装配状态下的外径，开孔塞(16)内有一凹进的槽，其槽与上胶塞(15)下端的自锁环(20)可相互锁定。
2.如权利要求1所述的双级注水泥工具，其特征在于内筒(1)与外套(2)之间、上内套(6)与外套(2)之间由″o″型密封圈密封。
3.如权利要求1所述的双级注水泥工具，其特征在于开孔塞座上包括8-16块承块。
4.如权利要求1所述的双级注水泥工具，其特征在于开孔塞座上的密封圈为″V″型密封圈，承块(14)通过其自身的″T″槽套于开孔弹环(13)上。
5.如权利要求1所述的双级注水泥工具，其特征在于上胶塞(15)内部的单流阀(19)为一金属球。
6.如权利要求1所述的双级注水泥工具，其特征在于开孔塞座在开口弹簧环(13)的作用下，外径张大，张大后的外径与本体内径一样大，张大后的内径大于套管内径。
专利摘要本实用新型涉及一种用于油层套管固井用的，无须完井后重新下小尺寸钻杆、钻头钻开孔塞的新型双级注水泥工具，它包括双级箍和上胶塞(15)、下胶塞(17)、开孔塞(16)。这种工具是完井后无须钻开孔塞，因此既节省时间又节省费用，而且施工程序与目前在用的双级注水泥工具基本接近，因此使用方便、可靠。
文档编号E21B33/05GK2247230SQ9620440
公开日1997年2月12日 申请日期1996年2月9日 优先权日1996年2月9日
发明者高本文, 张新文, 胡国强, 王开庆 申请人:新疆石油管理局钻井工艺研究院