[发明专利]一种煤层气水平井的延伸下套管装置

权利要求书

1.一种煤层气水平井的延伸下套管装置，其特征在于，包括：

延伸下套管设备，所述延伸下套管设备连接在套管串中，所述延伸下套管设备设有内部附件，所述内部附件具有打开和关闭两个工作状态；套管串在向下延伸时，所述内部附件处于关闭状态，能够限制流体经过所述内部附件,使所述延伸下套管设备下方的套管串形成水平空气段，套管串的水平空气段设为充斥有空气的密闭状态，使水平空气段在井内具有浮力，所述延伸下套管设备上方的套管串内设有压力可变的流体，使其形成垂直加重段，所述垂直加重段在井内因自重会产生向下的压力；套管串延伸到位后，垂直加重段内的流体压力变大使所述内部附件脱离所述延伸下套管设备，形成打开状态，使套管串的垂直加重段内流体进入所述水平空气段，将水平空气段内的空气排出套管串；所述延伸下套管设备包括套管接箍、细管、变扣接头和下接头，所述套管接箍和细管相连，所述细管和变扣接头相连，所述变扣接头和下接头相连，所述套管接箍和下接头能够分别连接套管串；所述内部附件包括设置在套管接箍内壁的上滑套，所述上滑套和所述套管接箍内壁之间经限位锁块相互卡接，所述上滑套的内部设有防砂帽，在所述内部附件处于关闭状态下，所述防砂帽能够抵在所述限位锁块端部，使上滑套和套管接箍保持连接状态；还包括设置在所述变扣接头内壁的下滑套，所述下滑套经第一剪切销钉和活塞相连，所述活塞和所述下接头内壁相连，所述下滑套的内部设有中心管，所述中心管靠近下滑套的底部设有导向头，所述中心管靠近上滑套的顶部和沉沙筒相连，所述沉沙筒设置在所述防砂帽的内部，所述中心管内设有和沉沙筒相连的沉沙通道；所述上滑套和下滑套之间设有穿过所述中心管的传压通道，所述中心管内还设有循环通道，所述防砂帽设有导流孔，所述导流孔与循环通道和传压通道相互连通，所述传压通道的底部延伸至所述活塞位置，所述循环通道的底部出口连通所述传压通道且贯穿所述中心管壁，在内部附件处于关闭状态下，所述传压通道的底部出口由所述活塞密封，在内部附件处于打开状态下，所述循环通道能够使内部附件的前后连通，使套管串内的流体从循环通道经过；

拦击器，所述拦击器设置在水平空气段的套管串内，用于接收脱离状态的所述内部附件；

堵塞器，所述堵塞器设置在所述水平空气段套管串的端部，所述堵塞器内设有第一单向阀，所述第一单向阀仅允许套管串内部的流体由内向外流动；所述堵塞器的端部设有偏心导向头，所述偏心导向头能够相对堵塞器进行轴向转动，使套管串在向下延伸过程中，所述堵塞器的偏心导向头能够具有旋转前进的状态，使堵塞器在水平空气段的井内能够自动找正；

注水泥设备，所述注水泥设备设置在所述垂直加重段和水平空气段的拐角位置，分别连接套管串的垂直加重段和水平空气段，所述注水泥设备具有两个工作状态，在第一工作状态下，所述注水泥设备能够封隔套管串外壁与井体内壁的间隙，在第二工作状态下，所述注水泥设备能够连通其上方套管串的内外侧，使套管串内的水泥浆进入注水泥设备上方套管串和井体之间空隙，以完成固井动作; 所述注水泥设备包括壳体，所述壳体的一端经壳体接头和套管串相连，所述壳体的另一端内壁和胶筒中心管螺纹相连，所述胶筒中心管外设有胶筒，所述胶筒上部设有护套，所述护套和所述壳体的外壁相连，且所述护套和所述壳体外壁形成有环空缝，所述壳体设有和所述环空缝相对应连通的进液孔，所述壳体内设有注水泥中心管，所述注水泥中心管的顶部和打捞筒螺纹相连，所述注水泥中心管的底部和档环相卡接，所述档环设置在所述胶筒中心管的顶端，所述注水泥中心管的下部设有第二剪切销钉，所述第二剪切销钉和设置在注水泥中心管内壁的球座相连，所述第二剪切销钉和所述进液孔相对应设置，所述球座用于抵接投入套管串内的一级座封球，所述一级座封球在流体压力推动下断开第二剪切销钉，使流体经第二剪切销钉的销钉孔进入进液孔和环空缝，所述环空缝和胶筒相连通，使流体进入胶筒和胶筒中心管之间的缝隙，使胶筒膨胀抵在井体内壁，使套管串和井体之间形成封隔状态；

所述注水泥中心管和壳体之间设有关闭滑套，所述关闭滑套经打捞锁块和所述注水泥中心管相卡接，此时所述关闭滑套的底部位于所述进液孔和第二剪切销钉的上方，此时的关闭滑套底部分别于注水泥中心管和壳体形成滑道；且所述注水泥中心管的内部设有打开塞座，所述打开塞座位于所述球座的上方位置，且打开塞座的内孔通过尺寸大于所述球座的内孔通过尺寸，所述打开塞座经第三剪切销钉和注水泥中心管相连，用于密封贯穿水泥循环孔，所述水泥循环孔对应贯穿注水泥中心管、关闭滑套和壳体设置，所述打开塞座用于抵接投入套管串的二级循环打开球，所述二级循环打开球在流体压力推动下断开第三剪切销钉，使套管串内部水泥沿水泥循环孔进入胶筒封隔后的套管串上方和井体之间环空位置，完成固井；

所述注水泥中心管和打捞筒内壁设有关闭塞座，所述打捞锁块的上方位置设有关闭锁块，所述关闭锁块由所述关闭塞座抵接，所述关闭锁块卡接在所述壳体接头内壁，用于限制注水泥中心管相对壳体接头的下移；所述关闭塞座的外壁设有凹槽，所述凹槽位于所述关闭锁块的上方位置，所述关闭塞座和所述注水泥中心管之间设有关闭销钉，所述关闭塞座用于接收关闭胶塞，所述关闭胶塞在流体压力推动下断开关闭销钉，使关闭塞座下行，所述关闭塞座的凹槽下移至关闭锁块位置，释放所述关闭锁块，使所述打捞筒和所述壳体接头相互分离，继续增加流体压力，所述关闭塞座推动注水泥中心管和打捞筒下行，所述关闭滑套在打捞锁块的带动下移动至所述滑道底部，使水泥循环孔关闭；且所述关闭滑套的外壁设有锁簧，所述壳体的内壁设有和锁簧相配合的锁簧槽，在关闭销钉未断开的状态下，所述锁簧位于所述锁簧槽的上方位置，在关闭销钉断开后，关闭滑套下行至水泥循环孔关闭时，所述锁簧下行至所述锁簧槽位置，使锁簧涨入锁簧槽内，使关闭滑套和壳体锁死，水泥循环孔关闭。