[发明专利]一种环空底部加压器

说明书

技术领域

本发明涉及石油行业固井工程技术领域，尤其涉及一种环空底部加压器。

背景技术

目前油气产层固井作业中广泛采用带顶封尾管悬挂器，顶封尾管悬挂器能够有效封隔环空，从而防止环空带压所引起的作业危险，特别适用于高温、高压含腐蚀性气体的天然气固井，为保证井口安全提供了有利的技术保证。

但是，存在的问题是：替浆结束后封隔器涨封，导致环空通道封闭，因此无法采用井口加压的方式候凝，尤其不能弥补高压气井固井中由于水泥浆失重而造成的压力损失，致使井底气层不能有效压稳，严重的情况下会形成气体通道，影响产层的固井质量。因此，急需一种能够有效压稳环空底部的环空底部加压器。

发明内容

针对上述的问题，本发明提出了一种环空底部加压器，采用该环空底部加压器能够在环空通道封闭后利用井口加压的方式实现对环空底部的有效加压。

根据本发明提出的环空底部加压器包括：壳体，其构造为中空的管段，壳体的内壁上设置有限位部；坐压组件，其设置于壳体的内部，限位部限制坐压组件向下移动，其中坐压组件包括塞芯和从塞芯中穿过的泄流通道；胶塞，其能够与塞芯配合以封堵泄流通道，当胶塞封堵泄流通道，胶塞上方的压力不小于极限压力时，塞芯向下移动。

采用该环空底部加压器进行固井作业时，水泥浆从泄流通道中穿过以进行替浆，当替浆结束后，从井口投入胶塞，胶塞在钻井液的带动下向下移动至塞芯，并且与塞芯配合以此封堵泄流通道，加压胶塞上方的流体压力，达到极限压力时塞芯向下移动以进一步加压坐压组件下方的流体，从而实现对环空底部的有效压稳，由此提高固井质量。

在一个实施例中，坐压组件还包括剪切套和剪切芯，剪切套卡持于限位部，以限制坐压组件向下移动，塞芯支撑于剪切芯上，剪切芯通过紧定件连接于剪切套，极限压力为剪断紧定件的压力值。由此紧定件被剪断后剪切芯带着塞芯向下移动以此实现对坐压组件下方流体的进一步加压。

在一个实施例中，泄流通道还穿过剪切芯以贯通坐压组件。由此不影响替浆工作的正常进行，并且还实现对环空底部的进一步加压。

在一个实施例中，剪切芯的顶部设置有凹槽，塞芯的底端设置有与凹槽配合的凸台，并且凹槽内设置有卡紧凸台的卡环，以限制塞芯向上移动。在一个优选地实施例中，卡环的纵截面呈楔形，卡环的小端部靠近凹槽的底部。采用这种结构防止井底的气层将塞芯向上顶起，提高该环空底部加压器工作的可靠性。

在一个实施例中，剪切套构造为沿壳体的轴线方向形成阶梯通孔，并且小孔段靠近壳体的下端，剪切芯构造为沿壳体的轴线方向形成大体工字型，并且剪切芯的下活塞段与阶梯通孔的小孔段配合，剪切芯的上活塞段与阶梯通孔的大孔段配合，其中剪切芯的上活塞段通过紧定件将剪切芯连接于剪切套的大孔段的侧壁上。由此当紧定件被剪断后剪切芯带动塞芯向下移动以加压其下方的流体，从而压实环空底部。

在一个实施例中，其中剪切套的小孔段的侧壁上设置承载通孔和与承载通孔配合的支撑块，壳体的下端连接有下接头，下接头构造为管段，并且下接头的上端部旋入壳体内部，以形成限位部，剪切套通过穿过承载通孔的支撑块设置于限位部。由此剪切套依靠支撑块将坐压组件卡持于限位部上。

在一个实施例中，剪切芯的下活塞段的上端部抵靠支撑块至限位部上，当紧定件被剪断，剪切芯的上活塞段向下移动至台阶通孔的台阶面上时，支撑块移向剪切芯以脱离限位部。由此坐压组件完全脱离壳体而向下移动，后期通过钻具钻除，不影响固井的其它工序。

在一个实施例中，支撑块构造为大体锥体的形状，并且支撑块的顶端部设置于所述限位部上。由此支撑块牢固地将剪切套卡持在壳体内，当紧定件被剪断，剪切芯的上活塞段向下移动至台阶通孔的台阶面上时，以与支撑块向剪切芯移动。

在一个实施例中，塞芯的外周设置有扶正胶塞，扶正胶塞与壳体的侧壁密封贴合。以此增强塞芯与壳体的侧壁之间的密封性，提高环空底部加压器工作的可靠性。

在本申请中，用语“上”、“下”规定为相对于环空底部加压器正确安装的情况，胶塞从上往下投放以与塞芯配合，该环空底部加压器中靠近塞芯的位置为上，远离塞芯的位置为下。另外，卡环的纵截面是指卡环沿壳体的轴线方向的截面。此外支撑块构造为大体锥形的形状，那么支撑块的顶端部为当支撑块设置在承载通孔中时沿壳体的轴线方向的截面较小的一端。

与现有技术相比，本发明的优点在于，通过加压剪断紧定件，从而使塞芯包括胶塞在内继续下行一段距离，以此实现对环空底部的加压操作，从而弥补了水泥浆失重以及封隔器坐封后环空底部的压力损失，压稳井底气层，从而有效地提高产层的固井质量。