一種水泥承留器的制造方法
【專利摘要】一種水泥承留器，包括中心管、套于中心管外壁頂端的上卡瓦以及套于中心管外壁下部的下卡瓦，其特征在于:所述的中心管外徑具有變徑臺階，最大外徑處設(shè)置有均布孔，有剪切銷設(shè)置在均布孔內(nèi)，所述的上、下卡瓦與中心管之間均具有間隙，有上、下錐體分別楔入上、下卡瓦與中心管間的間隙之中，所述的上、下錐體之間沿軸向布置有膠筒，所述的中心管外壁下端還連接有套閥，有一閥體一端設(shè)置在中心管內(nèi)壁下端另一端延伸至該套閥內(nèi)，所述的閥體與套閥內(nèi)壁之間設(shè)有密封機構(gòu)。本實用新型的獨到之處在于：他不僅下管柱時不易中途坐封，而且坐封成功率高，封堵效果好。
【專利說明】一種水泥承留器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種石油鉆采設(shè)備，特別是一種水泥承留器。

【背景技術(shù)】
[0002]油田開發(fā)中、后期由于油井水泥返高以上套管腐蝕穿孔，水泥固井段出現(xiàn)滲漏，使油層鄰近高壓水層的地層水流入井筒，或油層能量下降鄰近高壓水層與油層互竄造成油井含水上升或油層水淹，給油田開發(fā)帶來嚴重困難。目前一些生產(chǎn)多年的老油井，長期高含水，處于關(guān)井狀態(tài)，分析判斷:一是經(jīng)過長期開采，可能油層套管腐蝕穿孔，套管漏失造成油層水淹；二是可能高壓注水井長期高壓注水，與該井油層形成水頭錐進而造成油層水淹。三是可能在油層附近有高壓水層與油層互竄導致油層水淹。對這些井通過封隔器找漏排除了套管腐蝕穿孔漏失的可能。采用同位素測井，發(fā)現(xiàn)在油層下部有一鄰近高壓水層與油層互竄，使該井全部產(chǎn)水。
[0003]對于這種情況，常規(guī)的處理方法是先在高壓水層射開工程孔，再對高壓水層進行化學封堵——主要是水泥漿封堵。封堵完后再將水泥塞鉆開，然后恢復(fù)油層的開采。但是該井的生產(chǎn)油層在高壓水層之上并且相鄰很近，使用常規(guī)的封堵方法不但在工程施工中帶有很大的風險性，而且難以保證油層不被水泥漿堵塞，特別是對高壓水層擠堵，有可能出現(xiàn)高壓水層外吐水泥漿，使擠堵失敗。所以只有采用下入工具將油層和與它相鄰高壓水層隔開，再對高壓水層進行封堵。
[0004]水泥承留器已經(jīng)被使用了很多年，傳統(tǒng)的水泥承留器采用金屬材質(zhì)，通過鉆桿或油管下入井內(nèi)，雖然常規(guī)的水泥承留器密封性好，耐壓差高，密封時間長，也可以磨銑，但是在磨銑時容易發(fā)生中途座封，磨銑時間花費較長，磨銑后的金屬碎屑比重大，返排困難，因此有必要開發(fā)一種具在快速鉆除性能的復(fù)合材料水泥承留器來解決上述問題。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種水泥承留器，他不僅下管柱時不易中途坐封，而且坐封成功率高，封堵效果好。
[0006]實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)方案是:一種水泥承留器，包括中心管、套于中心管外壁頂端的上卡瓦以及套于中心管外壁下部的下卡瓦，其特征在于:所述的中心管外徑具有變徑臺階，最大外徑處設(shè)置有均布孔，有剪切銷設(shè)置在均布孔內(nèi)，所述的上、下卡瓦與中心管之間均具有間隙，有上、下錐體分別楔入上、下卡瓦與中心管間的間隙之中，所述的上、下錐體之間沿軸向布置有膠筒，所述的中心管外壁下端還連接有套閥，有一閥體一端設(shè)置在中心管內(nèi)壁下端另一端延伸至該套閥內(nèi)，所述的閥體與套閥內(nèi)壁之間設(shè)有密封機構(gòu)。
[0007]而且所述的上卡瓦由四片卡瓦組成，沿上卡瓦內(nèi)壁設(shè)置有彈性鋼帶以及鋁帶，有卡箍套于該上卡瓦的外壁之上。
[0008]而且所述的下卡瓦為一體成型結(jié)構(gòu)。
[0009]而且所述的所述上、下卡瓦與上、下錐體之間為錐面接觸，其錐面的配合角度為12 ?20°。
[0010]而且所述的上錐體與中心管之間通過銷釘連接，所述的下錐體與中心管為鍵配合并通過銷釘固定。
[0011]而且所述的閥體上端沿軸向開有2?4個均布槽。
[0012]而且所述的密封機構(gòu)由密封擋圈、密封閥背圈總成以及第二“O”形密封圈組成，該密封機構(gòu)將套閥上端的一系列孔密封。
[0013]而且所述的上、下錐體與膠筒之間均設(shè)置有背圈，該背圈由內(nèi)、外背圈組成，所述的外背圈上的突起部分與內(nèi)背圈上的凹進部分相配合。
[0014]而且所述的膠筒與中心管之間還具有第一 “O”形密封圈以及用于固定該第一 “O”形密封圈的承留環(huán)。
[0015]本實用新型的優(yōu)點在于:1.外徑較小，下管柱時不易中途坐封，略大于套管內(nèi)徑的坐封工具的弧形彈簧式緊貼套管內(nèi)壁利于完成坐封；2.上下各一組雙向卡瓦能保證橋塞坐封的成功率，對井筒的封堵效果好；3.在水泥漿擠堵過程中，其內(nèi)部的壓力平衡閥可以成功地防止水泥漿上返，避免水泥漿卡鉆和油管內(nèi)水泥堵塞事故的發(fā)生。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是水泥承留器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是水泥承留器的使用狀態(tài)參考圖。
[0018]其中，1、上卡瓦2、卡箍，3、鉚釘，4、彈性鋼帶，5、鋁帶，6、剪切銷，7、銷釘，8、鎖環(huán)，
9、上錐體，10、擋環(huán)，11、外背圈，12、內(nèi)背圈，13、膠筒，14、承留環(huán)，15、第一“O”型密封圈，18、下錐體，19、鍵，20、中心管，21、下卡瓦，22、緊定螺釘，23、套閥，24、第二 “O”型密封圈，25、閥體，26、密封擋圈，27、密封閥背圈總成，28、收劍套
[0019]31、上端接頭，32、坐封工具中心管，33、上端襯套，34、上端擋圈，35、第一內(nèi)六角螺釘，36、彈簧片，37、軸向彈性擋圈，38、下端擋圈，39、下端襯套，40、控制套，41、第二內(nèi)六角螺釘，42、第三內(nèi)六角螺釘，43、控制螺母焊接總成，44、控制螺母擋圈，45、支撐套，46、坐封工具第一“ O”型密封圈，47、緊定螺釘，48、凸輪塊，49、銷，50、復(fù)合彈簧，51、座封套，52、控制彈性接頭，53、插入接頭，54、密封環(huán)總成，55、坐封工具第二 “O”型密封圈，56、移相接頭，57、第四內(nèi)六角螺釘。

【具體實施方式】
[0020]參見圖1?2以下將結(jié)合實施例對本實用新型做進一步說明。
[0021]一種石油鉆采設(shè)備，特別是一種水泥承留器，包括中心管20、套于中心管20外壁頂端的上卡瓦I以及套于中心管20外壁下部的下卡瓦21，其特征在于:所述的中心管20外徑具有變徑臺階，最大外徑處設(shè)置有均布孔，有剪切銷6設(shè)置在均布孔內(nèi)，所述的上、下卡瓦1、21與中心管20之間均具有間隙，有上、下錐體9、18分別楔入上、下卡瓦1、21與中心管20間的間隙之中，所述的上、下錐體9、18之間沿軸向布置有膠筒13，所述的中心管20外壁下端還連接有套閥23，有一閥體25 —端設(shè)置在中心管20內(nèi)壁下端另一端延伸至該套閥23內(nèi)，所述的閥體25與套閥23內(nèi)壁之間設(shè)有密封機構(gòu)。
[0022]工作時，利用鉆桿或油管輸送水泥承留器和相應(yīng)機械坐封工具，到達預(yù)定坐封位置后，將管柱上提0.6米，它提供了釋放上卡瓦I及控制彈性接頭52所必需的行程；充分右旋管柱，使用坐封工具右旋至少10圈以上，將控制螺母43從中心管20上的螺紋上旋出將控制套40釋放出來；再次下放管柱到預(yù)定的坐封位置，弧型彈簧36與套管之間的摩擦力可以使控制套40與坐封套51保持不動，下放動作可將上卡瓦I從坐封套51中推出，此時，上卡瓦I內(nèi)的彈性鋼帶4可使上卡瓦I緊貼在套管壁上，在上卡瓦I被釋放出來的過程中，支撐套45從凸輪塊48上脫開，凸輪塊48被彈出，從而控制彈性接頭52從插入接頭53上被釋放出來，使得它們之間可以有一定的相對軸向運動；由于先前上卡瓦I在釋放時已經(jīng)緊貼套管內(nèi)壁，緩慢上提管柱，使坐封工具承受相應(yīng)的拉力，坐封工具通過控制彈性接頭52連接水泥承留器的中心管20上端螺紋，中心管20帶動閥套23上行，閥套23推動下端卡瓦21上行，下端卡瓦21剪斷第二銷釘29，推著下外背圈17、下內(nèi)背圈16和膠筒13上行，膠筒13帶著承留環(huán)14、上內(nèi)背圈12和上外背圈11向上擠壓上錐體9，上錐體9剪斷第一銷釘7后繼續(xù)上行并擠壓上卡瓦I，使上卡瓦I進一步咬入套管中，繼續(xù)上提管柱，膠筒13進一步壓縮并貼緊套管內(nèi)壁，下端卡瓦21破裂并咬在套管內(nèi)壁上，這時鎖環(huán)8的鋸齒鎖在中心管20鋸齒上，維持膠筒13座封；右旋機械坐封工具10圈以上，這將剪斷水泥承留器上的剪切螺釘6，并使控制彈性接頭52從水泥承留器旋出，再上提直至丟手；緩慢下放管柱，使插管打開閥體25，根據(jù)施工設(shè)計，開始混漿并擠注水泥，擠完水泥后，相對于承留器上提0.5米左右后，即可關(guān)閉閥體，反循環(huán)洗井，替出管柱內(nèi)的多余泥漿。
[0023]而且所述的上卡瓦I由四片卡瓦組成，沿上卡瓦I內(nèi)壁設(shè)置有彈性鋼帶4以及鋁帶5，有卡箍2套于該上卡瓦I的外壁之上。
[0024]上卡瓦I通過彈性鋼帶4、鋁帶5以及卡箍2固定。
[0025]進一步的技術(shù)方案可以是所述的下卡瓦21為整體成型結(jié)構(gòu)。
[0026]上卡瓦I的分瓣式結(jié)構(gòu)相對于下卡瓦2整體成型結(jié)構(gòu)，在坐封時，先是上卡瓦I推動上錐體9擠壓膠筒13，當擠壓力達到下卡瓦21破裂值時，下卡瓦21才破裂并咬在套管上，這樣的坐封方式有利用于膠筒密封。
[0027]而且所述的所述上、下卡瓦1、21與上、下錐體9、18之間為錐面接觸，其錐面的配合角度為12?20°。
[0028]錐面的配合角度為12?20°，小角度錐面有利于軸向力的傳遞，有利于膠筒的擠壓及上、下卡瓦1、21咬住套管，而且該配合角度有利于卡瓦與錐體間的自鎖。
[0029]而且所述的上錐體9與中心管20之間通過銷釘7連接，所述的下錐體18與中心管20為鍵配合并通過銷釘7固定。
[0030]上、下錐體9、18通過銷釘7與中心管20連接，可以防止水泥承留器在下井過程中提前坐封。
[0031]進一步的技術(shù)方案也可以是所述的閥體25上端沿軸向開有2?4個均布槽。
[0032]在閥體25上端沿軸向開有2?4個均布槽，使閥體25的上端具有一定的彈性。
[0033]而且所述的密封機構(gòu)由密封擋圈26、密封閥背圈總成27以及第二“O”形密封圈24組成，該密封機構(gòu)將套閥23上端的一系列孔密封。
[0034]通過閥體25與套閥23之間的密封機構(gòu)來密封套閥23上端的一系列孔密封。
[0035]而且所述的上、下錐體9、18與膠筒13之間均設(shè)置有背圈，該背圈由內(nèi)、外背圈11、12組成，所述的外背圈11上的突起部分與內(nèi)背圈12上的凹進部分相配合。
[0036]采用外背圈11上的突起部分與內(nèi)背圈12上的凹進部分相配合的連接方式，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，不易松脫。
[0037]進一步的技術(shù)方案還可以是所述的膠筒13與中心管20之間還具有第一“O”形密封圈15以及用于固定該第一 “O”形密封圈15的承留環(huán)14。
[0038]膠筒13在擠壓時會產(chǎn)生鼓漲效應(yīng)，膠筒13密封水泥承留器與套管環(huán)空和膠筒13與中心管20，同時膠筒13與承留環(huán)14密封，而第一 “O”形密封圈15則被用來進一步密封承留環(huán)14與中心管20。
[0039]本實用新型專利申請已于同日，就同一主題申請了發(fā)明專利。
【權(quán)利要求】
1.一種水泥承留器，包括中心管、套于中心管外壁頂端的上卡瓦以及套于中心管外壁下部的下卡瓦，其特征在于:所述的中心管外徑具有變徑臺階，最大外徑處設(shè)置有均布孔，有剪切銷設(shè)置在均布孔內(nèi)，所述的上、下卡瓦與中心管之間均具有間隙，有上、下錐體分別楔入上、下卡瓦與中心管間的間隙之中，所述的上、下錐體之間沿軸向布置有膠筒，所述的中心管外壁下端還連接有套閥，有一閥體一端設(shè)置在中心管內(nèi)壁下端另一端延伸至該套閥內(nèi)，所述的閥體與套閥內(nèi)壁之間設(shè)有密封機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥承留器，其特征在于:所述的上卡瓦由四片卡瓦組成，沿上卡瓦內(nèi)壁設(shè)置有彈性鋼帶以及鋁帶，有卡箍套于該上卡瓦的外壁之上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥承留器，其特征在于:所述的下卡瓦為一體成型結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥承留器，其特征在于:所述的所述上、下卡瓦與上、下錐體之間為錐面接觸，其錐面的配合角度為12?20°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種水泥承留器，其特征在于:所述的上錐體與中心管之間通過銷釘連接，所述的下錐體與中心管為鍵配合并通過銷釘固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥承留器，其特征在于:所述的閥體上端沿軸向開有2?4個均布槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥承留器，其特征在于:所述的密封機構(gòu)由密封擋圈、密封閥背圈總成以及第二 “O”形密封圈組成，該密封機構(gòu)將套閥上端的一系列孔密封。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥承留器，其特征在于:所述的上、下錐體與膠筒之間均設(shè)置有背圈，該背圈由內(nèi)、外背圈組成，所述的外背圈上的突起部分與內(nèi)背圈上的凹進部分相配合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥承留器，其特征在于:所述的膠筒與中心管之間還具有第一“O”形密封圈以及用于固定該第一 “O”形密封圈的承留環(huán)。
【文檔編號】E21B33/13GK203835327SQ201420153820
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月1日
【發(fā)明者】王延浩, 譚蓮香, 鄒剛, 寧祎, 楊小城 申請人:四機賽瓦石油鉆采設(shè)備有限公司