[实用新型]一种管柱型固井水泥浆快速凝固装置

说明书

技术领域

本实用新型属于石油开采技术领域，特别是涉及一种管柱型固井水泥浆快速凝固装置。

背景技术

在石油开采的油井固井过程中，水泥粉末与水混合后，以液体状态经过液压泵注入井下套管内，再向套管内注入泥浆，将水泥浆从套管下部挤出，向上上升，顶替泥浆，填充环形空间，凝固后，形成坚固的水泥石，封固地下地层，并且将套管和地层固结为整体。经过洗井、射孔、酸化、压裂，建立油气通道，使地层（油层）中的原油、天然气进入套管，流至地面。

水泥与水混合后的比重，一般在1.8～2.2之间，而钻井液（泥浆）比重一般在1.1～1.6之间。注水泥结束后，会出现两种不良效果：其一是，注水泥结束后的短时间内部，由于水泥比重高于泥浆比重，会出现水泥浆液柱压漏地层的现象，使水泥浆流入地层，降低水泥封固效果；第二是，悬浮在水泥浆中的水泥微颗粒，在注水泥结束后的静止状态中，会逐渐下沉，出现与水分离的现象，即失重现象。固井水泥浆中，水灰比一般在0.5:1～0.6:1之间，即1立方米水泥浆中，水的体积占50%～60%，也就是说，在1000米的水泥浆液柱中，有500～600米的水柱和500～400米暂时没有形成强度的水泥环柱。水泥封固段中，由于水的比重低于地层压力，地层流体很容易进入井眼，使不同层位储存的油、气、水互相连通，互相流动，造成水层和油、气层的互相侵蚀、污染，同时，固井效果大大降低。部分井甚至出现地层高压油气水进入井眼、井口，顶开井口装置，造成失控的现象。

由于以上现象多数发生在井下，无法直接控制，处理，对地层、井口、工程施工形成比较大的危害，自石油开发工程诞生以来，此现象一直没有得到重视和解决。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种管柱型固井水泥浆快速凝固装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：一种管柱型固井水泥浆快速凝固装置，其特征在于：

包括上接头、下接头、外管、内管；所述上接头和下接头分别与所述外管密封连接；所述内管固定安装在外管内部，且位于上接头和下接头之间，上接头、下接头、外管和内管形成密闭空腔；

空心遮挡螺栓，所述空心遮挡螺栓具有内部空腔，所述空心遮挡螺栓旋拧在所述内管上，使空心遮挡螺栓的内部空腔与所述密闭空腔相通；

环形活塞，所述环形活塞安装在所述密闭空腔内；

定位销钉，所述定位销钉分别插入所述内管和所述环形活塞；

所述下接头还具有与所述密闭空腔相连通的通道，通道的出口设有封堵螺帽。

如上所述的管柱型固井水泥浆快速凝固装置，进一步，所述环形活塞内壁上还设有第一环形凹槽，所述第一环形凹槽内安装有止退环，所述内管的外壁上设有容纳止退环的第二环形凹槽。

如上所述的管柱型固井水泥浆快速凝固装置，进一步，所述上接头和下接头分别与所述外管通过螺纹密封连接，或者通过焊接密封连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的管柱型固井水泥浆快速凝固装置能够安装在预定的封固段的套管柱上，在注水泥结束后，胶塞在套管内下行，当与空心遮挡螺栓接触时，撞断空心遮挡螺栓（由塑料或者其他低强度工程材料制成），使空心遮挡螺栓的内孔露出；泥浆的压力推动环形活塞，进而剪断定位销钉，环形活塞向下移动时挤出密封空腔内的液态速凝剂，使其进入下接头的通道，可以使水泥在5分钟内凝固，失去流动性，形成初强度水泥环，改变环形空间水泥浆状态，避免压漏地层，破坏失重现象的产生，以人工干预水泥凝固方式，改变水泥浆的液柱结构，提高固井质量，实现保护油、气、水层及地下资源的目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型一种实施例的管柱型固井水泥浆快速凝固装置示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、上接头，2、外管，3、下接头，4、内管，5、第一密封圈，6、空心遮挡螺栓，7、第一密封圈，8、定位销钉，9、环形活塞，10、止退环，11、第一环形凹槽，12、第二环形凹槽，13、套管，14、密闭空腔，15、通道，16、封堵螺帽。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，但不作为对本实用新型的限定。