[发明专利]一种分级注水泥装置

说明书

本申请公开了一种分级注水泥装置，该分级注水泥装置在本体上设置多个台阶结构，并在台阶结构上开设过流通道并形成迷宫式的过流槽，最终在本体上形成迷宫式水泥封固段，水泥在经过迷宫式水泥封固段时形成紊流，紊流作用使水泥浆与工具内金属面充分结合、接触，水泥浆凝固后形成迷宫式水泥封固，达到”钢筋混凝土”的强度效果，实现耐高温、高压与永久密封，提升工具强度，同时起到辅助密封的作用。

技术领域

本发明涉及油气井开发技术领域，尤其涉及一种分级注水泥装置。

背景技术

我国的煤层气资源十分丰富，但是煤层气的开发由于目的层稳定性差，渗透率低等原因，造成我国的煤层气的勘探开发还处于起步阶段。近年来，随着国家对环境保护和节能减排的重视。

在油气井开发开发领域中，随着钻完井工艺技术的发展，油气井的开采难度越来越高。在深井、长封固段井、低压易漏井固井完井中，常规固井技术难以满足地质要求和确保固井质量，往往采用分级固井技术，解决一次性施工压力大的问题，该技术的关键在于分级注水泥器。

常规的分级注水泥器，本体上设有固井施工所需的循环孔，施工后滑套下行，利用滑套上的密封圈跨在循环环孔两侧，将分级注水泥器关闭，但滑套上的密封圈由于自身耐压、耐温的局限性，存在后期泄露的风险，尤其对于高温高压井，循环孔泄露的风险较高。

为解决上述问题，对于复杂井况，人们选择结构更复杂、施工工艺更难的尾管悬挂器及其尾管回接固井技术，该技术采用液压尾管悬挂器下入尾管，进行常规尾管固井作业，尾管悬挂器上端设有回接密封筒，井口下入回接插头至尾管悬挂器上端，进行上部固井施工作业，施工完成后将回接插头插入到回接密封筒内，形成密封。该技术虽然可以解决管柱上的不留孔眼问题，但施工工艺复杂，后期仍需钻除内部的井附件；而且回接插头上的密封圈一旦密封失效，则带来更严重的后果，影响后期开采作业。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种分级注水泥装置，该分级注水泥装置在本体上设置多个台阶结构，并在台阶结构上开设过流通道并形成迷宫式的过流槽，最终在本体上形成迷宫式水泥封固段，水泥在经过迷宫式水泥封固段时形成紊流，紊流作用使水泥浆与工具内金属面充分结合、接触，水泥浆凝固后形成迷宫式水泥封固，达到”钢筋混凝土”的强度效果，实现耐高温、高压与永久密封，提升工具强度，同时起到辅助密封的作用。

为实现上述目的，本发明提出了一种分级注水泥装置，包括本体、留井部分以及固井附件；所述留井部分包括外壳体组件、第一活塞以及第二活塞组件，所述外壳体组件套设于所述本体的外侧，且所述外壳体组件与所述本体之间形成有行走空间，所述第一活塞与所述第二活塞组件均设置于所述行走空间内，所述本体开设有与所述行走空间相连通的循环孔和传压孔，所述本体端部的外侧面环绕凸设有多个环形的台阶结构，多个所述台阶结构间隔设置，且所述台阶结构开设有多个沿所述本体的轴向延伸的过流通道，相邻的两个所述台阶结构开设的所述过流通道交错设置，所述台阶结构的外侧套设有所述外壳体组件；所述第二活塞组件与所述台阶结构分别位于所述第一活塞的两侧；所述第一活塞与所述第二活塞组件能够在所述行走空间内移动；所述第一活塞具有阻断所述循环孔与所述过流通道连通的第一状态和使所述循环孔与所述过流通道连通的第二状态，所述第二活塞组件具有使所述循环孔与所述行走空间连通的第三状态和密封所述循环孔的第四状态；所述固井附件固定于所述本体的内侧并将所述循环孔与所述传压孔密封，所述固井附件能够在外力的作用下移动并露出所述循环孔与所述传压孔。该分级注水泥装置在本体上设置多个台阶结构，并在台阶结构上开设过流通道并形成迷宫式的过流槽，最终在本体上形成迷宫式水泥封固段，水泥在经过迷宫式水泥封固段时形成紊流，紊流作用使水泥浆与工具内金属面充分结合、接触，水泥浆凝固后形成迷宫式水泥封固，达到”钢筋混凝土”的强度效果，实现耐高温、高压与永久密封，提升工具强度，同时起到辅助密封的作用。