[发明专利]分级注水泥器

说明书

本发明涉及一种分级注水泥器。该分级注水泥器包括本体和受控滑动地设置在本体的内部的贯穿式的内套，在本体上设置有第一循环孔，在内套上设置有第二循环孔。在本体和内套之间受控滑动式轴向设置有关闭套和打开套，关闭套处于打开套的上游并且关闭套和打开套在轴向上能相对彼此而运动。在第一状态中，第二循环孔与第一循环孔对齐并且通过关闭套和打开套之间存在间隙连通。在第二状态中，关闭套与本体相连，关闭套和打开套轴向接触并且封闭第一循环孔。从第二状态，将内套从本体内打捞出来以实现分级注水泥器的内部贯通。

技术领域

本发明涉及石油天然气勘探开发领域，特别是涉及一种用于固井的分级注水泥器。

背景技术

在油气井固井施工时，需要向井筒内注入固井水泥，然后在井内下入水泥塞以将井筒内的固井水泥挤压到裸眼井壁与油管之间的空间内。然而，当井筒的深度较深时例如井深超过5000米，会给水泥塞的下入带来极大的困难。另外，下入水泥塞的巨大压力甚至会将地层压漏，导致固井水泥大量漏到地层内。这些因素会给固井和后期采油造成极大的困难。

为了解决上述困难，在现有技术中，通常使用分级注水泥器，其中最常用的是机械式分级注水泥器。机械式分级注水泥器的内部构造有内部附件以实现憋压和分级注水泥。在注水泥结束后，需要将这些内部附件钻除才能实现井筒贯通。钻除作业不但会导致完井周期延长，而且有可能导致钻偏、钻漏分级注水泥器等，这会极大地影响后期采油操作。

发明内容

针对上述问题，本发明打捞了一种分级注水泥器。根据本发明的分级注水泥器，在完成分级注水泥之后，可以将其内部的附件打捞到井筒之外，从而实现分级注水泥器贯通和井筒贯通。

根据本发明的分级注水泥器包括：本体和受控滑动地设置在本体的内部的贯穿式的内套。在本体上设置有第一循环孔，在内套上设置有第二循环孔。在本体和内套之间受控滑动式轴向设置有关闭套和打开套，关闭套处于打开套的上游并且关闭套和打开套在轴向上能相对彼此而运动。在第一状态中，第二循环孔与第一循环孔对齐并且通过关闭套和打开套之间存在间隙连通；在第二状态中，关闭套和打开套轴向接触并且封闭式隔开第一循环孔和第二循环孔，关闭套与本体相连。从第二状态，将内套从本体内打捞出来以实现分级注水泥器的内部贯通。

本发明的分级注水泥器安装在油管上并且根据井的状况而处于井内的某一位置处。在固井期间，首先完成向处于分级注水泥器下游的井段环空内注入水泥。然后，使分级注水泥器处于第一状态，此时可以通过第一循环孔和第二循环孔清洗处于分级注水泥器上游的井段环空并向其内部注入水泥。完成注水泥后，使分级注水泥器处于第二状态，关闭套和打开套恒定地与本体相连并且封闭了第一循环孔。最后，将内套从本体内打捞出来，实现了分级注水泥器的内部贯通。由于关闭套和打开套封闭了第一循环孔，方便了后期的采油作业。

在一个实施例中，打开套通过第一剪钉与本体相连，并且通过第二剪钉与内套相连；在内套上设置有第一卡簧，在打开套的下游部分设置有第一卡簧台阶，在内套的外表面上构造有第一卡簧槽。关闭套通过第三剪钉与本体相连，并且通过第四剪钉与内套滑动式配合。在初始状态中，第一剪钉、第二剪钉、第三剪钉和第四剪钉未被剪断，第一卡簧由第一卡簧台阶承接，第一卡簧槽处于第一卡簧台阶的下游，第二循环孔与第一循环孔被封闭式隔开。在初始状态之后的第一状态中，第一剪钉被剪断；在第二状态中，第三剪钉和第二剪钉被剪断；在打捞内套期间，第四剪钉被剪断并且第一卡簧进入到第一卡簧槽内。这种连接结构非常简单，仅需要使第一剪钉、第二剪钉、第三剪钉和第四剪钉的剪切强度不同即可。由此，方便了分级注水泥器的生产，而且易于在固井施工期间使用。

在一个实施例中，在内套的外表面上构造有滑槽，第四剪钉通过剪钉套与滑槽滑动式配合。剪钉套增大了第四剪钉与滑槽的接触面积降低了压强，避免了第四剪钉嵌入到滑槽内的风险。在一个优选的实施例中，在内套的上游端部设置有打捞套，打捞套的外径大于内套的外径。

在一个实施例中，在打开套的上游部分设置有径向向里延伸的挡体；在打捞内套期间，挡体推动第一卡簧进入到第一卡簧槽内。