[发明专利]自动灌浆套筒以及固井方法

权利要求书

1.一种自动灌浆装置，所述自动灌浆装置同轴安装在石油钻井中的油井套管底端，其特征在于，所述自动灌浆装置包括有一外套筒(4)，在所述外套筒(4)内孔中安装有一受力后可轴向滑动的中心管(11)，在所述外套筒(4)前端开口设置有单向阀组件(100)；

在所述外套筒(4)的前端周向贯穿开设有若干个旁通孔(7)，所述旁通孔(7)的外侧开口朝向所述外套筒(4)后侧；

在内孔的后端设置有台阶(16)，且在所述中心管(11)后端外壁设置有中心管锁定销(12)，所述中心管锁定销(12)卡在所述台阶(16)上以将所述中心管(11)固定在所述内孔中并且所述中心管(11)与旁通孔(7)留有距离，所述中心管锁定销(12)受到第一压力后断裂，随后所述中心管(11)受力后在所述内孔中下行以堵住所述旁通孔(7)；

在所述内孔设置有一段止退内齿，且在所述中心管(11)后端外壁设置有一段止退外齿，由所述中心管(11)在内孔中的前进下行以堵住所述旁通孔(7)的内侧开口，并且使所述止退内齿和所述止退外齿相咬合；

在所述单向阀组件和所述中心管(11)之间设置有抵接在所述内孔内壁上的孔板(5)，在所述中心管(11)内安装有球座(9)，所述球座(9)通过球座销钉(8)安装在所述中心管(11)内并与所述中心管(11)内壁之间密封配合，该球座(9)用于承托从井口投入的球体(10)并由该球体(10)堵住所述球座(9)的中心孔，所述球座(9)受到来自球体(10)施加的第二压力后，所述球座销钉(8)断裂使所述球座(9)连同所述球体(10)从所述中心管(11)中掉落至孔板(5)上，所述第一压力小于所述第二压力。

2.如权利要求1所述的自动灌浆装置，其特征在于，在所述旁通孔(7)前端的所述外套筒(4)外壁上设置有一段螺纹，在所该段螺纹上配置有一流场罩(6)，所述流场罩(6)后端内壁与所述外套筒(4)外壁之间留有间隙，且所述旁通孔(7)外侧开口位于所述间隙中；

所述旁通孔(7)轴线与所述外套筒(4)后轴线呈30°—45°夹角。

3.如权利要求1所述的自动灌浆装置，其特征在于，所述单向阀组件(100)由单向阀盖帽(1)、弹簧(2)、单向阀体(3)组成，所述单向阀盖帽(1)安装在所述外套筒(4)的前端开口上，所述单向阀体(3)固定在位于所述单向阀盖帽(1)后端的所述内孔中，所述弹簧(2)的两端抵接在所述单向阀盖帽(1)和所述单向阀体(3)之间。

4.如权利要求1所述的自动灌浆装置，其特征在于，所述中心管(11)后端开口内壁设置有止退卡块(19)；

所述自动灌浆装置还包括：从井口投入的并与所述中心管(11)后端开口活动连接的密封装置(200)，所述密封装置(200)与所述内孔之间密封配合，所述密封装置(200)包括有橡胶塞(15)，橡胶塞(15)前端设有可插入中心管(11)内的胶塞体(14)，在胶塞体(14)前端设置有弹性止退销(13)，所述胶塞体(14)插入所述中心管(11)后端开口并由所述弹性止退销(13)卡在所述止退卡块(19)上以将所述密封装置(200)卡接固定在所述中心管(11)后端。

5.如权利要求1所述的自动灌浆装置，其特征在于，所述第一压力为大于6MPa的压力，所述第二压力为大于9MPa的压力。

6.一种基于权利要求1所述自动灌浆装置的固井方法，其特征在于，所述方法包括：

将所述自动灌浆装置同轴安装在石油钻井中的油井套管底端并投入石油钻井中，固井用的水泥泥浆通过油井套管灌入所述自动灌浆装置中，固井水泥通过旁通孔(7)上返并充盈在所述油井套管和石油钻井之间；

将球体(10)从井口投入，球体(10)在所述油井套管中下行并落在所述球座(9)上，开泵憋压至第一压力使所述中心管锁定销(12)断裂，在压力作用下所述中心管(11)在所述外套筒(4)中下行并堵住所述旁通孔(7)；

继续憋压至第二压力致使球座(9)与所述中心管(11)脱离并掉落至孔板(5)上，水泥泥浆通过孔板(5)、单向阀组件从前端开口流出以继续固井作业。