專利名稱：可打水泥塞的深水棄井切割裝置及其打水泥塞作業(yè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及深水鉆采作業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，更具體的說，改進(jìn)涉及的是一種可打水泥塞 的深水棄井切割裝置及其打水泥塞作業(yè)方法。
背景技術(shù)：
在海洋石油鉆探等深水鉆采作業(yè)的過程中，根據(jù)國際慣例，在未得到國家政府部 門批準(zhǔn)前，均禁止在井口處的泥線以上留下任何構(gòu)筑物。因此，除個(gè)別經(jīng)申請保留的井口 外，絕大多數(shù)的探井在任務(wù)完成之后，都要將水下井口頭系統(tǒng)從泥線以下割斷并進(jìn)行回收， 以消除井口處泥線以上的遺留物，這就需要用到深水棄井切割裝置。但是，在水深超過300米、甚至1000米或更深時(shí)的海洋石油鉆采作業(yè)領(lǐng)域，現(xiàn)如今 的中國還處在起步階段，國內(nèi)仍沒有具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專用設(shè)備，依靠的都是租用國外 的專用設(shè)備，已形成了對中國國內(nèi)的壟斷態(tài)勢；不但租金及其高昂，花掉大量的國家外匯， 而且也不利于中國國內(nèi)海洋石油鉆采行業(yè)的發(fā)展需要。即使對于中國租用的國外專用設(shè)備，其切割并回收水下井口構(gòu)筑物的作業(yè)，與下 鉆桿進(jìn)行打水泥塞的作業(yè)，也是分設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)作業(yè)的，成本較高且效率也較低。因此，現(xiàn)有技術(shù)尚有待改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種可打水泥塞的深水棄井切割裝置及其打水泥塞作業(yè) 方法，可使切割、打撈和注水泥由同一裝置完成，大大提高深水鉆探作業(yè)效率，降低深水鉆 采成本。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種可打水泥塞的深水棄井切割裝置，其中，包括位于 螺桿馬達(dá)承力座上方的旁通短接結(jié)構(gòu)，以及位于螺桿馬達(dá)承力座下方的單向旁通接結(jié)構(gòu)， 其中
旁通短接結(jié)構(gòu)包括旁通短接本體、上連通管、芯軸、活塞件和堵塞件；在旁通短接本體 上設(shè)置有相連接的中心水眼和旁通孔；活塞件設(shè)置在中心水眼與旁通孔的連接處，用于阻 斷中心水眼與旁通孔的連通；上連通管的內(nèi)壁與芯軸的外壁之間形成與旁通孔相連接的上 導(dǎo)流通道；活塞件上設(shè)置有連通中心水眼與芯軸中心孔的過孔；堵塞件設(shè)置在過孔上，用 于阻斷中心水眼與芯軸中心孔的連通，并在鉆井液的壓力作用下移動(dòng)活塞件，導(dǎo)通中心水 眼與旁通孔；
單向旁通接結(jié)構(gòu)包括單向旁通接本體、下連通管、螺桿馬達(dá)承力座和第一單向閥；在單 向旁通接本體上設(shè)置有相連接的短接水眼和單向旁通孔；下連通管的內(nèi)壁與螺桿馬達(dá)承力 座的外壁之間形成與單向旁通孔相連接的下導(dǎo)流通道；第一單向閥設(shè)置在短接水眼上，用 于封堵鉆井液從單向旁通接本體的上端流出；在單向旁通孔中設(shè)置有第二單向閥，用于阻 斷短接水眼與下導(dǎo)流通道的連通。所述的可打水泥塞的深水棄井切割裝置，其中螺桿馬達(dá)承力座外側(cè)設(shè)置有連接下連通管的鎖緊定位殼體；在鎖緊定位殼體與螺桿馬達(dá)承力座之間設(shè)置導(dǎo)流座形成中導(dǎo)流 通道；中導(dǎo)流通道連通上導(dǎo)流通道和下導(dǎo)流通道。所述的可打水泥塞的深水棄井切割裝置，其中導(dǎo)流座內(nèi)部的中導(dǎo)流通道沿軸向 設(shè)置；在導(dǎo)流座的橫截面上均勻分布有多個(gè)中導(dǎo)流通道。所述的可打水泥塞的深水棄井切割裝置，其中中心水眼位于旁通短接本體的中 心，沿旁通短接本體的軸向設(shè)置；旁通孔沿旁通短接本體的徑向設(shè)置，旁通孔的一端與中心 水眼相連接，另一端設(shè)置在旁通短接本體的外壁上。所述的可打水泥塞的深水棄井切割裝置，其中旁通孔向下傾斜設(shè)置。所述的可打水泥塞的深水棄井切割裝置，其中在旁通短接本體上橫向設(shè)置有銷 孔；活塞件經(jīng)由適配在銷孔內(nèi)的剪切銷固定在中心水眼的內(nèi)壁上。所述的可打水泥塞的深水棄井切割裝置，其中中心水眼的內(nèi)部設(shè)置有臺(tái)階，活塞 件適配在臺(tái)階上方的位置。所述的可打水泥塞的深水棄井切割裝置，其中第一單向閥包括堵套、球閥和吊 網(wǎng)；堵套設(shè)置在短接水眼上端；吊網(wǎng)連接在堵套的下端，設(shè)置在短接水眼內(nèi)；球閥置于吊網(wǎng) 內(nèi)，與堵套之間保持有間隙。所述的可打水泥塞的深水棄井切割裝置，其中第二單向閥包括閥芯、閥座和彈 簧；彈簧設(shè)置在閥芯的底部；閥座螺紋連接在單向旁通接本體上；在彈簧的彈力下，閥芯與 閥座相接觸，用于從內(nèi)側(cè)封堵單向旁通孔。一種利用權(quán)利要求1至9中任一所述可打水泥塞的深水棄井切割裝置進(jìn)行打水泥 塞作業(yè)的方法，包括以下步驟
從鉆具頂部投入堵塞件，堵塞件卡在活塞件的過孔上，阻斷旁通短接本體的中心水眼 與芯軸中心孔相連通；
加大鉆井液的壓力，直到推動(dòng)活塞件下行，導(dǎo)通旁通短接本體上的旁通孔與中心水眼 相連通；
鉆井液經(jīng)由旁通孔進(jìn)入上連通管的內(nèi)壁與芯軸的外壁之間所形成的上導(dǎo)流通道； 上導(dǎo)流通道打通后，灌注水泥。本發(fā)明所提供的一種可打水泥塞的深水棄井切割裝置及其打水泥塞作業(yè)方法，一 方面，由于在旁通短接結(jié)構(gòu)中采用了帶過孔的活塞件，并沒有對切割作業(yè)產(chǎn)生影響；而在切 割作業(yè)完成之后，利用投入鉆具中的堵塞件，封堵的同時(shí)增大鉆井液的壓力，以達(dá)到移動(dòng)活 塞件并打開旁通孔，使中心水眼從切割作業(yè)時(shí)連通芯軸內(nèi)部的中心孔狀態(tài)，轉(zhuǎn)換為連通芯 軸外部的上導(dǎo)流通道狀態(tài)，并阻斷了水泥從鉆具上端進(jìn)入螺桿馬達(dá)；另一方面，由于在單向 旁通接結(jié)構(gòu)中采用了單向閥，在切割作業(yè)時(shí)，位于短接水眼頂端的第一單向閥打開，位于短 接水眼側(cè)壁上的第二單向閥關(guān)閉，并沒有對切割作業(yè)產(chǎn)生影響；而在切割作業(yè)完成之后，經(jīng) 由上導(dǎo)流通道傳下來的鉆井液，經(jīng)中導(dǎo)流通道進(jìn)入下導(dǎo)流通道，在逐漸增大的鉆井液的壓 力下，打開第二單向閥，鉆井液進(jìn)入短接水眼關(guān)閉第一單向閥，阻斷了水泥從鉆具下端進(jìn)入 螺桿馬達(dá)；從而實(shí)現(xiàn)了由同一裝置完成切割、打撈和注水泥的作業(yè)，大大提高了深水鉆探的 作業(yè)效率，也降低了深水鉆采的成本。尤其對海洋石油鉆探領(lǐng)域具有重要的實(shí)用價(jià)值。


圖1是本發(fā)明可打水泥塞的深水棄井切割裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明深水棄井切割裝置中的旁通短接結(jié)構(gòu)在置入鋼球前的剖視圖。圖3是本發(fā)明深水棄井切割裝置中的旁通短接結(jié)構(gòu)在置入鋼球后的剖視圖。圖4是本發(fā)明深水棄井切割裝置中的單向旁通接結(jié)構(gòu)剖視圖。圖5是本發(fā)明單向旁通接結(jié)構(gòu)圖4中的局部A處放大圖。圖6是本發(fā)明深水棄井切割裝置圖1中的B-B剖視圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
和實(shí)施例加以詳細(xì)說明，所描述的具 體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。本發(fā)明的一種可打水泥塞的深水棄井切割裝置，其具體實(shí)施方式
之一，如圖1所 示，包括旁通短接結(jié)構(gòu)和單向旁通接結(jié)構(gòu)；旁通短接結(jié)構(gòu)位于螺桿馬達(dá)承力座500的上 方，單向旁通接結(jié)構(gòu)位于螺桿馬達(dá)承力座500的下方。如圖2所示，旁通短接結(jié)構(gòu)包括旁通短接本體200、上連通管300、芯軸100、活塞件 400和堵塞件450 ；在旁通短接本體200上設(shè)置有貫通上下的中心水眼210和連通內(nèi)外的旁 通孔220 ；中心水眼210與旁通孔220相連通設(shè)置；活塞件400設(shè)置在旁通短接本體200的 內(nèi)部，位于中心水眼210與旁通孔220的連接處，用于在切割作業(yè)時(shí)阻斷中心水眼210中的 鉆井液從旁通孔220流出；上連通管300設(shè)置在旁通短接本體200的外面，上連通管300的 內(nèi)壁與旁通孔220以下的旁通短接本體200的外壁，以及與芯軸100的外壁之間，共同形成 供注水泥作業(yè)時(shí)的上導(dǎo)流通道320 ；旁通短接本體200的下端連接在最上端的芯軸100上， 中心水眼210連通芯軸100內(nèi)部的中心孔110 ；活塞件400上設(shè)置有連通中心水眼210與 芯軸100中心孔110的過孔410，用于在切割作業(yè)時(shí)將鉆井液從旁通短接本體200的中心水 眼210導(dǎo)入芯軸100的中心孔110。而在注水泥作業(yè)之前，如圖3所示，將堵塞件450設(shè)置在活塞件400的過孔410上 端，以阻斷鉆井液進(jìn)入芯軸100中心孔110，并在逐漸增大鉆井液壓力的作用下，解除銷子、 螺栓或彈簧等某種連接件或者局部焊點(diǎn)對活塞件400的限制，例如，用于固定活塞件400的 剪切銷被剪斷，導(dǎo)致活塞件400下行，以導(dǎo)通中心水眼210與旁通孔220，即可進(jìn)行注水泥作 業(yè)；此時(shí)，堵塞件450仍位于活塞件400的上端，以封堵水泥從過孔410進(jìn)入芯軸100的中 心孔110 ；水泥從旁通孔220進(jìn)入芯軸100外部的上導(dǎo)流通道320并傳到下部的鉆具中，以 完成打水泥塞的任務(wù)；從而防止了注水泥作業(yè)過程中，水泥從鉆具上端進(jìn)入下方的馬達(dá)中， 避免了水泥對馬達(dá)造成損壞。如圖4所示，單向旁通接結(jié)構(gòu)包括單向旁通接本體600、下連通管700、螺桿馬達(dá)承 力座800和第一單向閥；在單向旁通接本體600上設(shè)置有貫通上下相連接的短接水眼610 和連通內(nèi)外的單向旁通孔620 ；短接水眼610與單向旁通孔620相連通設(shè)置；下連通管700 的內(nèi)壁與螺桿馬達(dá)承力座800的外壁之間，以及與單向旁通接本體600上部的外壁之間，共 同形成與單向旁通孔620相連接的供注水泥作業(yè)時(shí)的下導(dǎo)流通道780 ；第一單向閥設(shè)置在 短接水眼610上，用于封堵水泥從單向旁通接本體600的上端冒出；在單向旁通孔620中設(shè) 置有第二單向閥，用于阻斷短接水眼610與下導(dǎo)流通道780的連通。當(dāng)進(jìn)行切割作業(yè)時(shí)，第一單向閥處于打開的狀態(tài)，螺桿馬達(dá)承力座800的中心孔與單向旁通接的短接水眼610相 連通；第二單向閥處于關(guān)閉的狀態(tài)，隔斷下連通管700內(nèi)的下導(dǎo)流通道780與單向旁通接的 短接水眼610相連通。而當(dāng)注水泥作業(yè)之前時(shí)，持續(xù)進(jìn)入下導(dǎo)流通道780的鉆井液，隨著其壓力的增加， 打開第二單向閥，導(dǎo)通單向旁通孔620，鉆井液進(jìn)入短接水眼610，關(guān)閉第一單向閥，以阻止 后續(xù)的水泥從短接水眼610的上端進(jìn)入螺桿馬達(dá)承力座800的中心孔；水泥從下連通管 700中的下導(dǎo)流通道780，經(jīng)由單向旁通孔620進(jìn)入單向旁通接本體600的短接水眼610中 并傳到下部的鉆孔中，以進(jìn)行打水泥塞的任務(wù)；從而防止了注水泥過程中，水泥從鉆具下端 進(jìn)入上方的馬達(dá)中，避免了水泥堆馬達(dá)造成損壞。與現(xiàn)有國外的深水棄井切割裝置相比，本發(fā)明所提供的可打水泥塞的深水棄井切 割裝置，一方面，由于在旁通短接結(jié)構(gòu)中采用了帶過孔410的活塞件400，并沒有對切割作 業(yè)產(chǎn)生影響；而在切割作業(yè)完成之后，利用投入鉆具中的堵塞件450，封堵的同時(shí)增大鉆井 液的壓力，以達(dá)到移動(dòng)活塞件400并打開旁通孔220，使中心水眼210從切割作業(yè)時(shí)連通芯 軸100內(nèi)部的中心孔110狀態(tài)，轉(zhuǎn)換為連通芯軸100外部的上導(dǎo)流通道320狀態(tài)，并阻斷了 水泥從鉆具上端進(jìn)入螺桿馬達(dá)；另一方面，由于在單向旁通接結(jié)構(gòu)中采用了單向閥，在切割 作業(yè)時(shí)，位于短接水眼610頂端的第一單向閥打開，位于短接水眼610側(cè)壁上的第二單向閥 關(guān)閉，并沒有對切割作業(yè)產(chǎn)生影響；而在切割作業(yè)完成之后，經(jīng)由上導(dǎo)流通道傳下來的鉆井 液，經(jīng)中導(dǎo)流通道進(jìn)入下導(dǎo)流通道780，在逐漸增大的鉆井液的壓力下，打開第二單向閥，鉆 井液進(jìn)入短接水眼610關(guān)閉第一單向閥，阻斷了水泥從鉆具下端進(jìn)入螺桿馬達(dá)；從而實(shí)現(xiàn) 了由同一裝置完成切割、打撈和注水泥的作業(yè)，大大提高了深水鉆探的作業(yè)效率，也降低了 深水鉆采的成本。尤其對海洋石油鉆探領(lǐng)域具有重要的實(shí)用價(jià)值?；谏鲜隹纱蛩嗳纳钏畻壘懈钛b置，本發(fā)明還提出了一種利用該深水棄井 切割裝置進(jìn)行打水泥塞作業(yè)的方法，其具體實(shí)施方式
之一，包括以下步驟從鉆具頂部投入 堵塞件，堵塞件450從旁通短接本體200的中心水眼210中落下，卡在活塞件400的過孔410 上，阻斷旁通短接本體200的中心水眼210與芯軸100中心孔110相連通；并加大鉆井液的 壓力，直到推動(dòng)活塞件400下行，導(dǎo)通旁通短接本體200上的旁通孔220與中心水眼210相 連通；如圖2所示，鉆井液經(jīng)由旁通孔220進(jìn)入上連通管300的內(nèi)壁與芯軸100的外壁之間 所形成的上導(dǎo)流通道320 ；在上導(dǎo)流通道打通后，灌注水泥。堵塞件450在切割作業(yè)完成之 后至注水泥作業(yè)之前投入鉆具中心孔110 ；而且，具體可在注入鉆井液之前投入，也可在加 大鉆井液的壓力之前投入。與現(xiàn)有國外打水泥塞作業(yè)的方法相比，本發(fā)明提出的利用深水棄井切割裝置進(jìn) 行打水泥塞作業(yè)的方法，由于采用了切割作業(yè)時(shí)的設(shè)備進(jìn)行注水泥作業(yè)，不僅不用更換作 業(yè)設(shè)備，節(jié)約了材料成本，而且也避免了設(shè)備的拆裝和更換時(shí)間，大大節(jié)約了總體作業(yè)的時(shí) 間。尤其對海洋石油鉆探領(lǐng)域具有重要的實(shí)用價(jià)值。在本發(fā)明可打水泥塞的深水棄井切割裝置及其打水泥塞作業(yè)方法的優(yōu)選實(shí)施方 式中，如圖1所示，螺桿馬達(dá)承力座500外側(cè)設(shè)置有連接下連通管700的鎖緊定位殼體550 ； 在鎖緊定位殼體550與螺桿馬達(dá)承力座500之間設(shè)置導(dǎo)流座形成中導(dǎo)流通道590 ；中導(dǎo)流 通道590連通上導(dǎo)流通道320和下導(dǎo)流通道780。導(dǎo)流座依次包括上導(dǎo)流座560、中導(dǎo)流座 570和下導(dǎo)流座580組成。
以中導(dǎo)流座570為例，如圖6所示，中導(dǎo)流座570內(nèi)部的中導(dǎo)流通道590沿螺桿馬 達(dá)承力座500或中導(dǎo)流座570的軸向設(shè)置；在中導(dǎo)流座570的橫截面上均勻分布有多個(gè)中 導(dǎo)流通道590。以充分導(dǎo)通上導(dǎo)流通道320和下導(dǎo)流通道780，用于進(jìn)行注水泥作業(yè)。具體的，如圖2和3所示，中心水眼210位于旁通短接本體200的中心，沿旁通短 接本體200的軸向設(shè)置；旁通孔220沿旁通短接本體200的徑向設(shè)置，旁通孔220的一端與 中心水眼210相連接，另一端設(shè)置在旁通短接本體200的外壁上。優(yōu)選地，旁通孔220向下傾斜設(shè)置。另外，旁通孔220也可水平設(shè)置。但向下傾斜 設(shè)置的注水泥效果要比水平設(shè)置的注水泥效果好很多。進(jìn)一步地，中心水眼210的內(nèi)部設(shè)置有臺(tái)階，活塞件400適配在臺(tái)階上方的位置。換 言之，中心水眼210為臺(tái)階孔，上端的孔徑大于下端的孔徑，上端孔徑的大小適配活塞件400 的外徑，上端孔徑的長度，或旁通孔220位于上端孔壁的位置，超過活塞件400落下時(shí)的高度。具體的，在旁通短接本體200上橫向設(shè)置有銷孔230 ；活塞件400經(jīng)由適配在銷孔 230內(nèi)的剪切銷231固定在中心水眼210的內(nèi)壁上。此外，該剪斷銷231也可采用內(nèi)六角螺 釘或剪斷鍵代替。由此，堵塞件450堵塞在活塞件400的過孔410上端，在逐漸增大的鉆井 液的壓力作用下，剪斷銷231斷裂，活塞件400和堵塞件450下移至臺(tái)階孔的底部，露出旁 通孔220，連通了中心水眼210與上導(dǎo)流通道320。優(yōu)選地，堵塞件450為球體，例如鋼球等金屬球，或者石球等非金屬球；球體的外 徑大于活塞件400過孔410的內(nèi)徑，小于旁通短接本體200的內(nèi)徑。較好的是，活塞件400的過孔410 口設(shè)置有倒角，倒角的形狀可以是斜面，也可以 是適配球體半徑的弧面。進(jìn)一步地，在旁通短接本體200上套設(shè)有上密封帽340 ；在上連通管300的端部焊 接有上法蘭盤330 ；上法蘭盤330經(jīng)由螺栓連接在上密封帽340上。較好的是，上法蘭盤與 上連通管300的連接處設(shè)置有加強(qiáng)筋。進(jìn)一步地，在旁通短接本體200的外壁上可設(shè)置擋圈350，擋圈350經(jīng)由銷子固定 在旁通短接本體200上，上密封帽340的一端卡在擋圈350上，另一端與上法蘭盤330相連接。較好的是，上密封帽340的內(nèi)壁上設(shè)置有兩道以上用于容納密封圈的內(nèi)壁凹槽； 與上法蘭盤330相連接的上密封帽340端面上設(shè)置有用于容納密封圈的端面凹槽。如圖4所示，第一單向閥包括堵套920、球閥900和吊網(wǎng)910 ；堵套920設(shè)置在短接 水眼610上端；吊網(wǎng)910連接在堵套920的下端，設(shè)置在短接水眼610內(nèi)；球閥900置于吊 網(wǎng)910內(nèi)，與堵套920之間保持有間隙，以導(dǎo)通螺桿馬達(dá)承力座800的中心孔與單向旁通接 的短接水眼610便于切割。較好的是，球閥900為球體，例如鋼球等金屬球，或者石球等非金屬球；球體的外 徑大于堵套920過孔的內(nèi)徑，球體加上吊網(wǎng)910后的外徑小于單向旁通短接本體的內(nèi)徑。吊 網(wǎng)910具體可采用鋼網(wǎng)固定在堵套920的下端。利用螺桿馬達(dá)承力座800的內(nèi)端面壓住堵 套 920。優(yōu)選地，在單向旁通接本體600的側(cè)壁上設(shè)置有多個(gè)交錯(cuò)分布的單向旁通孔620。 交錯(cuò)分布，不設(shè)置在同一水平面上，可提高單向旁通接的結(jié)構(gòu)性能，不容易從單向旁通孔 620處折斷。
進(jìn)一步地，如圖5所示，第二單向閥包括閥芯630、閥座650和彈簧630 ；彈簧630 設(shè)置在閥芯630的底部；閥座650螺紋連接在單向旁通接本體600上；在彈簧630的彈力 下，閥芯630與閥座650相接觸，用于從內(nèi)側(cè)封堵單向旁通孔620。彈簧630可采用圓柱壓 縮彈簧630。具體的，閥芯630的側(cè)壁上可設(shè)置有連通至底部彈簧孔的通孔631 ；彈簧孔與短接 水眼610相連通。優(yōu)選地，閥芯630的頂端設(shè)置有導(dǎo)向柱；閥座650的中心設(shè)置有導(dǎo)向孔；導(dǎo)向柱適 配在導(dǎo)向孔中。進(jìn)一步地，如圖4所示，在單向旁通接本體600上套設(shè)有下密封帽640 ；在下連通 管700的端部焊接有下法蘭盤710 ；下法蘭盤710經(jīng)由螺栓連接在下密封帽640上。具體的，下密封帽640的內(nèi)壁上設(shè)置有兩道以上用于容納密封圈的內(nèi)壁凹槽；與 下法蘭盤710相連接的下密封帽640端面上設(shè)置有用于容納密封圈的端面凹槽。較好的是，在下密封帽640的底端設(shè)置有下密封蓋650 ；下密封蓋650的側(cè)壁上設(shè) 置有用于容納密封圈的內(nèi)壁凹槽。工業(yè)實(shí)用性
在深水鉆探和鉆采領(lǐng)域，本發(fā)明深水棄井切割裝置中的旁通短接結(jié)構(gòu)及其打水泥塞作 業(yè)方法，完全是自主研發(fā)，可以說是填補(bǔ)了中國國內(nèi)的一項(xiàng)空白；而且，中國海岸線較長，臨 海海域遼闊，對于中國國內(nèi)海洋石油鉆采行業(yè)的發(fā)展，以及打破國外同行的壟斷地位，都具 有重要的知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略價(jià)值。應(yīng)當(dāng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不足以限制本發(fā)明的 技術(shù)方案，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，可以根據(jù)上述說明加 以增減、替換、變換或改進(jìn)，例如，用圓椎體代替鋼球以堵塞在活塞件400過孔410的上端， 用其他單向閥替換單向旁通孔620中第二單向閥，導(dǎo)流座內(nèi)部中導(dǎo)流通道590數(shù)量和排布 方式的變換等，而所有這些增減、替換、變換或改進(jìn)后的技術(shù)方案，都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán) 利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種可打水泥塞的深水棄井切割裝置，其特征在于，包括位于螺桿馬達(dá)承力座上 方的旁通短接結(jié)構(gòu)，以及位于螺桿馬達(dá)承力座下方的單向旁通接結(jié)構(gòu)，其中旁通短接結(jié)構(gòu)包括旁通短接本體、上連通管、芯軸、活塞件和堵塞件；在旁通短接本體 上設(shè)置有相連接的中心水眼和旁通孔；活塞件設(shè)置在中心水眼與旁通孔的連接處，用于阻 斷中心水眼與旁通孔的連通；上連通管的內(nèi)壁與芯軸的外壁之間形成與旁通孔相連接的上 導(dǎo)流通道；活塞件上設(shè)置有連通中心水眼與芯軸中心孔的過孔；堵塞件設(shè)置在過孔上，用 于阻斷中心水眼與芯軸中心孔的連通，并在鉆井液的壓力作用下移動(dòng)活塞件，導(dǎo)通中心水 眼與旁通孔；單向旁通接結(jié)構(gòu)包括單向旁通接本體、下連通管、螺桿馬達(dá)承力座和第一單向閥；在單 向旁通接本體上設(shè)置有相連接的短接水眼和單向旁通孔；下連通管的內(nèi)壁與螺桿馬達(dá)承力 座的外壁之間形成與單向旁通孔相連接的下導(dǎo)流通道；第一單向閥設(shè)置在短接水眼上，用 于封堵鉆井液從單向旁通接本體的上端流出；在單向旁通孔中設(shè)置有第二單向閥，用于阻 斷短接水眼與下導(dǎo)流通道的連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可打水泥塞的深水棄井切割裝置，其特征在于螺桿馬達(dá)承 力座外側(cè)設(shè)置有連接下連通管的鎖緊定位殼體；在鎖緊定位殼體與螺桿馬達(dá)承力座之間設(shè) 置導(dǎo)流座形成中導(dǎo)流通道；中導(dǎo)流通道連通上導(dǎo)流通道和下導(dǎo)流通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可打水泥塞的深水棄井切割裝置，其特征在于導(dǎo)流座內(nèi)部 的中導(dǎo)流通道沿軸向設(shè)置；在導(dǎo)流座的橫截面上均勻分布有多個(gè)中導(dǎo)流通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可打水泥塞的深水棄井切割裝置，其特征在于中心水眼位 于旁通短接本體的中心，沿旁通短接本體的軸向設(shè)置；旁通孔沿旁通短接本體的徑向設(shè)置， 旁通孔的一端與中心水眼相連接，另一端設(shè)置在旁通短接本體的外壁上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可打水泥塞的深水棄井切割裝置，其特征在于旁通孔向下 傾斜設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可打水泥塞的深水棄井切割裝置，其特征在于在旁通短接 本體上橫向設(shè)置有銷孔；活塞件經(jīng)由適配在銷孔內(nèi)的剪切銷固定在中心水眼的內(nèi)壁上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可打水泥塞的深水棄井切割裝置，其特征在于中心水眼的 內(nèi)部設(shè)置有臺(tái)階，活塞件適配在臺(tái)階上方的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可打水泥塞的深水棄井切割裝置，其特征在于第一單向閥 包括堵套、球閥和吊網(wǎng)；堵套設(shè)置在短接水眼上端；吊網(wǎng)連接在堵套的下端，設(shè)置在短接水 眼內(nèi)；球閥置于吊網(wǎng)內(nèi)，與堵套之間保持有間隙。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可打水泥塞的深水棄井切割裝置，其特征在于第二單向閥 包括閥芯、閥座和彈簧；彈簧設(shè)置在閥芯的底部；閥座螺紋連接在單向旁通接本體上；在彈 簧的彈力下，閥芯與閥座相接觸，用于從內(nèi)側(cè)封堵單向旁通孔。
10.一種利用權(quán)利要求1至9中任一所述可打水泥塞的深水棄井切割裝置進(jìn)行打水泥 塞作業(yè)的方法，其特征在于，包括以下步驟從鉆具頂部投入堵塞件，堵塞件卡在活塞件的過孔上，阻斷旁通短接本體的中心水眼 與芯軸中心孔相連通；加大鉆井液的壓力，直到推動(dòng)活塞件下行，導(dǎo)通旁通短接本體上的旁通孔與中心水眼 相連通；鉆井液經(jīng)由旁通孔進(jìn)入上連通管的內(nèi)壁與芯軸的外壁之間所形成的上導(dǎo)流通道； 上導(dǎo)流通道打通后，灌注水泥。
全文摘要
本發(fā)明公開了可打水泥塞的深水棄井切割裝置及其打水泥塞作業(yè)方法，該裝置的旁通短接本體上設(shè)置中心水眼和旁通孔；活塞件設(shè)置在中心水眼與旁通孔的連接處，上連通管與芯軸形成與旁通孔連接的上導(dǎo)流通道；活塞件上設(shè)置連通中心水眼與芯軸中心孔的過孔；堵塞件設(shè)置在過孔上，阻斷中心水眼與芯軸中心孔的連通，在鉆井液的壓力下移動(dòng)活塞件，導(dǎo)通中心水眼與旁通孔；在單向旁通接本體上設(shè)置短接水眼和單向旁通孔；下連通管與螺桿馬達(dá)承力座形成與單向旁通孔連接的下導(dǎo)流通道；第一單向閥設(shè)置在短接水眼上；在單向旁通孔中設(shè)置有第二單向閥。從而實(shí)現(xiàn)了由同一裝置完成切割、打撈和注水泥的作業(yè)，提高了深水鉆探的作業(yè)效率，也降低了深水鉆采的成本。
文檔編號(hào)E21B29/12GK102080511SQ20111000095
公開日2011年6月1日 申請日期2011年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月5日
發(fā)明者劉正禮, 唐海雄, 姜柯, 張武輦, 汪順文, 賈銀鴿, 郭德林, 韋紅術(shù) 申請人:深圳市遠(yuǎn)東石油鉆采工程有限公司