[实用新型]一种具有大内径、直扣快速连接的水泥头装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及固井工具设计制造领域中用于加注水泥浆的一种具有大内径、直扣快速连接的水泥头装置。

背景技术

固井就是利用注水泥设备在下入套管的油气井中对套管外环空加注水泥，使套管和地层之间产生有效封固。固井施工后在套管和井壁之间形成一个完整的水泥环，套管与水泥、水泥与井壁之间形成良好的胶结，保证油、气、水层互不通窜，达到有效封隔。固井的成败，不仅关系到一口井的前期钻井投资是否作废，而且固井质量的好坏也会对油井的后期开采造成很大影响。水泥浆的加注是通过水泥车把水泥浆加压后经过水泥头装置输送到井下套管与井壁环空内的。如果水泥头发生故障将造成水泥浆灌注不及时、不连续或超时失效，严重的会导致井壁坍塌甚至造成井管灌蜡，使消耗几百万元甚至上千万元巨资钻出的油井废掉。

现在使用的水泥头存在以下问题：（1）水泥头本体与快换压盖和套管之间的连接不方便。目前它们之间的连接普遍采用的是API圆扣螺纹，由于水泥头本体笨重、自重分布不平衡，安装水泥头时很容易造成API螺纹之间乱扣，不仅会造成水泥头与快换压盖和套管的连接过程花费很长的时间，还容易发生由于乱扣而导致水泥头报废，造成巨大的经济损失。（2）现用水泥头投放胶塞不顺畅。由于普通水泥头的胶塞容腔大部分都小于胶塞直径，投放胶塞时要加大力量迫使胶塞下落，增大了工人投放胶塞时的劳动强度，浪费了固井工人操作时间，给固井质量留下来隐患。

同一公称尺寸的水泥头其内径普遍要小于其公称尺寸，同一公称尺寸的固井胶塞要大于其水泥头内径,这样就使投放固井胶塞时的下落过程很费力气。施工者通常要用锤子连续击打胶塞才能放进去。特别是固井作业多在野外作业，受气候环境的影响，投放胶塞将使工人劳动强度明显增大。普通水泥头由于水泥头本体较为笨重，自身重量不平衡，（一侧有平衡管装置）在安装过程中由于水泥头偏重不均衡容易产生偏心，很容易造成API螺纹错扣乱扣现象，使水泥头损坏和报废。现在一般使用的水泥头在与上部的快换压盖及下部的快换接头都是采用API圆螺纹连接，施工时工人要转动很多圈，为了保证压力最后还要用加力杆加压较紧，即浪费了时间，又增加了劳动强度，给现场施工人员带来了安全隐患。

近几年来，随着石油开采对固井技术要求的越来越严格，对固井工具的性能要求也越来越高。水泥头不仅要具备把极高压力的水泥浆安全注入到套管与井壁的环空之间的能力，还要具有快速、安全、省力的功效。如何在安全的前提下，研发制造出加注水泥浆速度越来越快、操作越来越省力、安全性越来越好的水泥头，因此研制一种具有大内径、直扣快速连接的水泥头装置是固井工具制造行业急需解决的新课题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种通过把水泥头本体设计成大于胶塞内径、本体与上部快换压盖及下部快换接头均采用直扣连接的措施，有效的解决了上述难题，为固井施工提供了一种具有快速的胶塞下落速度、连接迅速方便、减轻工人劳动强度、提升安全系数的一种具有大内径、直扣快速连接的水泥头装置。

本实用新型的目的是这样实现的：一种具有大内径、直扣快速连接的水泥头装置，由快换上盖、上锁紧块、上锁紧螺栓、水泥头本体、固井胶塞、下锁紧块、下锁紧螺栓、快换接头、平衡装置组成，将固井胶塞放入水泥头本体内，将快换上盖安放在水泥头本体上，将上锁紧块放入水泥头本体对应的凹槽内串入上锁紧螺栓，将水泥头本体安放在快换接头上，把下锁紧块放入对应的快换接头的凹槽内串入下锁紧螺栓，在水泥头本体与快换上盖和快换接头采用直扣连接，平衡装置与水泥头本体侧面连接。

本实用新型的要点在于它的结构。其工作原理是，打开快换上盖把固井胶塞投进水泥头内腔时，由于水泥头内径大于胶塞外径，胶塞可以轻松下落；快换上盖与水泥头本体连接时，由于采用直扣连接，只要把快换上盖对准了水泥头本体上的位置，依靠快换上盖的自重，自然下落到指定位置，轻轻旋转120度角，就实现了连接，同样水泥头下部与快换接头的连接也采用了直扣连接方式，因此工人在操作过程中要比原有采用API螺纹连接方式要节省三分之二的时间，同时还减轻了大量的体力；打开快换压盖把固井胶塞投进水泥头内腔时，由于水泥头本体内径大于固井胶塞外径，固井胶塞可以轻松下落，通过平衡装置将固井胶塞下落过程中产生的压力及时回流到水泥头本体的上部，使得水泥头内部压力达到平衡，固井胶塞得以顺利下落。