一种固井井口装置的制作方法

本技术属于固井设备领域，特别是涉及一种固井井口装置。

背景技术：

1、固井的主要目的是保护和支撑油气井内的套管，分隔油、气、水等层。参见附图1，固井时需要向井内下套管，并向套管与套管之间或套管与井眼之间的环形空间注入水泥浆3。其中套管包括表层套管5、技术套管4和油层套管1，注入水泥浆3的工具为井口装置。

2、现有的井口装置的结构如图2所示，包括套在表层套管5端部的b套管头12、套在技术套管4端部的a套管头11、套在油层套管1端部的油管头14，以及用于稳固技术套管4的b套管悬挂器17、用于稳固油层套管1的a套管悬挂器、用于稳固油管13的油管悬挂器15。a套管头11与技术套管4和油层套管1所围环形空间连通，b套管头12与表层套管5和技术套管4所围环形空间连通。

3、固井质量的核心问题是套管的强度和环形空间的密封及胶结质量，井口水泥浆返高的控制是保证固井质量的核心要素，若井口水泥浆返高不足会造成水泥浆对套管的支撑作用降低，也会影响环形空间的密封质量。目前作业要求固井水泥浆浆返至地面，但由于水泥浆凝固会发生收缩，因此水泥浆凝固后水泥层的上端高度将会低于地面，使油层套管或技术套管上端仍存在无水泥层支撑的自由段，影响固井质量。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种固井井口装置，以解决现有技术中因水泥浆凝固后体积收缩造成的水泥层上端高度降低进而使油层套管的上端出现无水泥层支撑的自由段的技术问题。

2、为实现上述目的，本实用新型所提供的固井井口装置的技术方案是：

3、一种固井井口装置，包括用于与套管之间的环形空间连通的套管头，还包括外延件，外延件具有用于容纳漫过环形空间的多余水泥浆的容纳腔，外延件上设有用于与套管头连接并使容纳腔与套管头连通的连接部，外延件上开设有用于使容纳腔与大气连通的开口，开口的高度高于连接部的高度。

4、有益效果是：上述技术方案是对现有技术的进一步改进。固井施工过程中向套管间的环形空间内注入水泥浆，水泥浆将会通过套管头进入到容纳腔内，使容纳腔内能够储存一定量的水泥浆。在后期水泥浆凝固形成水泥层的过程中，水泥浆的体积将会缩小，容纳腔内储存的水泥浆将会弥补环形空间中水泥浆的体积缩小量，保证水泥浆凝固形成水泥层后，水泥层的上端达到合适的高度，减少或消除套管上端的自由段，提高固井质量。

5、作为进一步地改进，所述外延件为外延管，外延管的内腔构成容纳腔，所述外延管远离套管头的一端构成用于使容纳腔与大气连通的开口。

6、有益效果是：利用外延管作为外延件，能够保证水泥浆流动的顺畅性，并且外延管可使用现成的管道制作而成，制造方便且成本较低。

7、作为进一步地改进，外延管的至少部分管段设有弯折结构。

8、有益效果是：弯折结构能够使外延管的结构紧凑，减小外延管的空间占用。

9、作为进一步地改进，所述弯折结构为蛇形结构。

10、有益效果是：蛇形结构便于弯曲加工，降低外延管的制造成本。

11、作为进一步地改进，外延管为等径结构。

12、有益效果是：外延管内水泥浆流动速度均匀且顺畅，保证水泥浆凝固的质量。

13、作为进一步地改进，连接部包括设置在外延件上的用于与套管头连接的连接法兰。

14、有益效果是：所述固井井口装置还包括与套管头连接的压力表。

15、作为进一步地改进，套管头包括套管头主体和与套管头主体连接的第一控制阀，外延件的连接部与第一控制阀连接。

16、有益效果是：第一控制阀可以控制套管头主体与外延件的连通和断开，便于外延件的拆装。

17、作为进一步地改进，所述固井井口装置还包括与套管头连接的压力表。

18、有益效果是：压力表能够反映套管头内同等高度处的压力值，进而反映出外延件内的水泥浆液面高度，便于施工人员根据需要调整水泥浆的加注量和加注压力。

19、作为进一步地改进，套管头包括套管头主体和与套管头主体连接的第二控制阀，压力表与第二控制阀连接。

20、有益效果是：第二控制阀能够控制压力表与套管头的连通和断开，便于拆除或更换压力表。

21、作为进一步地改进，外延件上的开口为敞口结构且朝向上方。

22、有益效果是：当外延件内的水泥浆储存量不足时，可以从外延件上的开口处向外延件内加注水泥浆。

技术特征：

1.一种固井井口装置，包括用于与套管之间的环形空间连通的套管头，其特征是，还包括外延件，外延件具有用于容纳漫过环形空间的多余水泥浆的容纳腔，外延件上设有用于与套管头连接并使容纳腔与套管头连通的连接部，外延件上开设有用于使容纳腔与大气连通的开口，开口的高度高于连接部的高度。

2.根据权利要求1所述的固井井口装置，其特征是，所述外延件为外延管，外延管的内腔构成容纳腔，所述外延管远离套管头的一端构成用于使容纳腔与大气连通的开口。

3.根据权利要求2所述的固井井口装置，其特征是，外延管的至少部分管段设有弯折结构。

4.根据权利要求3所述的固井井口装置，其特征是，所述弯折结构为蛇形结构。

5.根据权利要求2-4任一项所述的固井井口装置，其特征是，外延管为等径结构。

6.根据权利要求1-4任一项所述的固井井口装置，其特征是，连接部包括设置在外延件上的用于与套管头连接的连接法兰。

7.根据权利要求1-4任一项所述的固井井口装置，其特征是，套管头包括套管头主体和与套管头主体连接的第一控制阀，外延件的连接部与第一控制阀连接。

8.根据权利要求1-4任一项所述的固井井口装置，其特征是，所述固井井口装置还包括与套管头连接的压力表。

9.根据权利要求8所述的固井井口装置，其特征是，套管头包括套管头主体和与套管头主体连接的第二控制阀，压力表与第二控制阀连接。

10.根据权利要求1-4任一项所述的固井井口装置，其特征是，外延件上的开口为敞口结构且朝向上方。

技术总结本技术提供了一种固井井口装置，属于固井设备领域。该固井井口装置包括用于与套管之间的环形空间连通的套管头，还包括外延件，外延件具有用于容纳漫过环形空间的多余水泥浆的容纳腔，外延件上设有用于与套管头连接并使容纳腔与套管头连通的连接部，外延件上开设有用于使容纳腔与大气连通的开口，开口的高度高于连接部的高度。本技术通过在套管头上增设外延件，使水泥浆上返至外延件内，外延件中的水泥浆能够补偿环形空间内水泥浆凝固时的体积缩小量，因此可以减少或者消除油层套管的自由段。技术研发人员：方前程,曹泽甫,刘华俊,佟建成,王振华,田相元受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：20231010技术公布日：2024/6/30