[发明专利]一种水泥浆填充管外封隔器封窜工具

说明书

技术领域

本发明涉及海上油田工程技术领域，具体是一种水泥浆填充管外封隔器封窜工具。

背景技术

在石油工业的钻井工程中，完井固井技术是在已钻好的裸眼井中下入套管，将配置好的水泥浆注入到井眼与套管的环形空间，候凝，形成一坚固的水泥环。其主要作用是：封隔油、气、水层，阻止地层间流体相互窜流，保护生产层；封隔严重漏失层、高压层或其它易坍塌等复杂地层；支撑套管和防止地下流体对套管的腐蚀。固井质量的好坏直接影响到后续采油工程以及原油采收率。而对于一口井中油气水层夹层比较薄，进行常规注水泥工艺施工，如何保证夹层固井质量，避免开采过程中油气水层的相互水窜槽，是降低生产成本，提高该井开采效率的重要途径。

国内外固井实践证明，应用膨胀式管外封隔器技术可使套管与井筒之间的环空形成桥堵，是避免异常地层压力或水泥浆凝固时失重所导致的高压油气水串通，防止固井后发生套管外油气喷冒的有效手段，同时可提高套管居中程度及稳定性，对提升固井质量有明显效果。

目前，国内用于桥堵的膨胀式管外封隔器，包括有遇油遇水自膨胀式管外封隔器和液压膨胀式管外封隔器，但与本发明有关，且国内普遍采用的是液压膨胀式结构，即用水、泥浆等流体填充封隔器达到密封效果。

初步统计，目前用于桥堵的绝大多数液压膨胀式管外封隔器填充的流体都是水或泥浆，由于水和泥浆一直是流体状态，一旦封隔器座封阀系因橡胶件老化密封失效，封隔器里面充填的水或泥浆就会流失，封隔器会因此而失去密封作用；仅有少部分液压膨胀式管外封隔器是用水泥浆充填的，水泥浆凝固后，可以实现相当长的密封作用，并且，封隔器在膨胀过程中，可以挤压围岩，使地层变得密实，进一步提高密封效果。虽然上述目前所用的水泥浆充填液压膨胀式管外封隔器具有桥堵效果好的优点，但由于下述原因，用水泥浆充填液压膨胀式管外封隔器进行桥堵使用者很少，难于推广应用：

1）目前常规的水泥浆充填液压膨胀式管外封隔器，其施工方法有两种，即内管法和全井注水泥法，但由于施工工艺的限制，这两种方法都不能同时满足注水泥固井和用水泥浆充填液压膨胀式管外封隔器的双重工艺的实施，只能进行其中一种施工工艺。

2）内管法用连续油管比较好实现，但工艺也比较复杂，操作起来比较困难，不易于推广应用。

3）全井注水泥法虽然操作起来较容易，但浪费大量水泥，且污染环境，也不易于推广应用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种施工简单、可操作性好，对浅井、深井、大斜度井均能顺利膨胀桥堵的水泥浆填充管外封隔器封窜工具。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种水泥浆填充管外封隔器封窜工具，它主要由中心管、上接头、下接头和液压填充膨胀机构构成，其中，上接头和下接头分别设在中心管的两端，所述液压填充膨胀机构主要由上固定套、液压档杆、环状活塞、缸套、水泥浆单向流入阀、中固定套、填充胶筒单向阀、可膨胀胶筒、滑动密封套和下固定套构成，所述上固定套、环状活塞、缸套、中固定套、可膨胀胶筒、滑动密封套和下固定套套装在中心管外,所述上固定套和中固定套将缸套固定，中固定套和滑动密封套将可膨胀胶筒固定，下固定套设在中心管的下端将滑动密封套挡住，所述中心管、缸套、上固定套和中固定套围成一个活塞腔，所述环状活塞位于活塞腔中，靠近活塞腔的上端且位于中心管的管壁上设有上传压孔，所述上传压孔与环状活塞之上的活塞腔连通，所述液压档杆横向设在中心管内，液压档杆的一端部将上传压孔封堵住，所述中固定套上设有下传压孔，所述下传压孔与活塞腔的下端连通，所述水泥浆单向流入阀设在下传压孔处，所述中固定套与中心管管壁之间的间隙为水泥浆通道，水泥浆通道将环状活塞之下的活塞腔与可膨胀胶筒连通，所述填充胶筒单向阀设在水泥浆通道中。

所述下固定套的内壁上设有内螺纹，所述下固定套的一端与中心管的下端螺纹连接，另一端与下接头螺纹连接。

所述上接头是由管状短节和连接套构成，所述连接套的内壁上设有内螺纹，管状短节的一端与连接套螺纹连接。

所述上固定套的内壁上设有内螺纹，所述上固定套的一端与中心管的上端螺纹连接，另一端与管状短节的另一端螺纹连接。

所述上固定套、缸套、中固定套、可膨胀胶筒和滑动密封套的外径相同。

本发明的有益效果：