[发明专利]用于海底油井的固井胶塞

说明书

本发明涉及一种用于海底油井的固井胶塞。海底油井与延伸到海面的隔水管相连，在海底油井内设有套管，在隔水管内设有与套管连通的中空的钻杆，固井胶塞设置在套管内。固井胶塞包括：能彼此分离地串联在一起的底塞和顶塞，底塞和顶塞均包括贯穿的内腔，在底塞的内腔内设置有径缩部并且在径缩部下游的区域设置有能关闭和打开的通孔，实体式底塞打开工具，底塞打开工具能穿过顶塞的内腔并与底塞的径缩部接合，底塞和底塞打开工具均具有径向向外延伸的塞翼，底塞的塞翼能与套管的内壁紧密接触，底塞打开工具的塞翼能与钻杆的内壁紧密接触。使用本发明的固井胶塞固井时，可排出套管以及钻杆内的泥浆，从而提高固井品质。

技术领域

本发明涉及油气勘探开发领域，特别涉及一种用于海底油井的固井胶塞。

背景技术

随着人类对油气资源开发利用的深化，油气勘探开发从陆地转入海洋。海底油井的井口设计在海底，油井则从海底延伸到海底陆地的深处。在井口与处于海面的钻井平台之间连接有隔水管，在隔水管内设置有中空的钻杆，以实现钻井平台与油井相连。

在向油井内设置套管后，仍然需要进行固井作业。在固井作业中，需要性钻井平台投放固井水泥，所投放的水泥经钻杆进入到套管内部。然后经胶塞顶替等操作将处于套管内的水泥顶替到套管与井壁之间的环空内，由此实现固井作业。但是，通常，隔水管、钻杆和套管内存在有大量泥浆。在固井作业过程中，这些泥浆会混到固井水泥内，从而严重影响固井品质。因此，急需解决这一技术问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种用于海底油井的固井胶塞。使用本发明的这种固井胶塞固井时，可首先排出套管以及钻杆内的泥浆，从而可防止泥浆与固井水泥混合，进而提高固井品质。

根据本发明，海底油井与延伸到海面的隔水管相连，在海底油井内设有套管，在隔水管内设有与套管连通的中空的钻杆，固井胶塞设置在套管内，固井胶塞包括：能彼此分离地串联在一起的底塞和顶塞，底塞和顶塞均包括贯穿的内腔，在底塞的内腔内设置有径缩部并且在径缩部下游的区域设置有能关闭和打开的通孔。实体式底塞打开工具，该底塞打开工具能穿过顶塞的内腔并与底塞的径缩部接合。底塞和底塞打开工具均具有径向向外延伸的塞翼，该底塞的塞翼能与套管的内壁紧密接触，该底塞打开工具的塞翼能与钻杆的内壁紧密接触。在固井时，将通孔关闭并且向钻杆内投入底塞打开工具，该底塞打开工具与径缩部接合并密封；在底塞打开工具的上方加压以使底塞与顶塞脱开并向下游运动直到预定位置，而顶塞不动；将底塞上的通孔打开，然后经钻杆和套管向套管与油井之间的环空内注入固井水泥以实现固井。

根据本发明的固井胶塞，由于底塞打开工具的塞翼能与钻杆的内壁紧密接触，因此在从海面上的钻井平台上向钻杆内投入底塞打开工具后，底塞打开工具可将钻杆内的泥浆排出到套管内。而在底塞朝向下游运动期间，套管内的泥浆会被驱动到油井井底，并最终经隔水管返到钻井平台而离开套管。这样，在底塞到达套管内的预定位置后，实际上钻杆和套管内已经没有或者残留有非常少量的泥浆。由此，在从海面上的钻井平台向钻杆内注入固井水泥时，就不会发生泥浆与水泥混在一起，即混浆。固井品质也会因此而进一步提升。

在一个实施例中，底塞包括通过活动的第一挡块与顶塞相连的筒状的底塞本体，通孔形成在底塞本体的侧壁上，底塞的塞翼套设在底塞本体的通孔下游的区域上。在一个优选的实施例中，底塞的塞翼包括延伸越过通孔的保护部，并且在底塞本体和保护部之间形成使通孔与外界连通的通道。通过设置这种形状的塞翼，保护部对通孔起到了保护作用。