一种分级注水泥器的制作方法

本发明属于油气固井，具体地，涉及一种分级注水泥器。

背景技术：

1、在油气井完钻后，需要下入套管，进行固井作业。利用分级固井技术可以解决深井、超深井固井施工中的一些技术难题，如一次注水泥量大，施工时间长，地层破裂压力低，水泥返不到设计井深等问题。

2、随着我国勘探开发的不断深入，受地面和地下条件等因素限制，大斜度井、长水平段水平井日益增多。机械式分级注水泥器靠投入重力式打开塞进行打开循环孔，当井斜过大时，重力式打开塞难以下落到位，无法与打开塞座形成有效密封，进而造成循环孔无法正常开孔。作为分级固井作业利器，机械式分级注水泥器对井斜的敏感性极大的限制了其应用范围，现有的机械式分级注水泥器成功打开循环孔的最大井斜一直限制于0°～25°范围内。

3、此外，目前的分级注水泥器内部结构均不具备防转功能，在固井施工结束钻塞的过程中，关闭塞体、打开塞体易随钻头转动，影响钻除效率。

技术实现思路

1、针对如上所述的技术问题，本发明旨在提出一种分级注水泥器，其能够适用于大斜度井。

2、根据本发明，提供了一种分级注水泥器，包括设置有循环孔的本体，在所述本体内设置有打开塞座和关闭套，在第一状态下，所述本体内通过剪切销钉设置有将所述循环孔封闭的打开塞座；在第二状态下，所述打开塞座向下移动，将所述循环孔开启，在第三状态下，所述关闭套向下移动，将所述循环孔关闭；所述分级注水泥器还包括打开塞体，所述打开塞体能够与所述打开塞座形成密封，并在轴向相互抵接，从而带动所述打开塞座从第一状态向下移动至第二状态，将所述循环孔打开，其中，所述打开塞体构造成锥形。

3、进一步地，在所述打开塞体的外壁用于与所述打开塞座接触的位置设置有组合密封结构，所述组合密封结构包括y型密封圈和o型密封圈，所述o型密封圈位于所述y型密封圈的顶部中间。

4、进一步地，所述关闭套沿轴向滑动设置在所述本体内，两者之间限制相对周向转动。

5、进一步地，在所述本体的内部设置有导向头，在所述关闭套的外壁上沿轴向设置有与所述导向头配合的导向槽。

6、进一步地，在所述关闭套的外壁设置有第一卡簧，在所述本体的内壁设置有用于在第三状态下与所述第一卡簧适配的卡槽。

7、进一步地，所述分级注水泥器还包括挡环，所述挡环密封设置在所述打开塞座和所述关闭套之间，所述挡环与所述关闭套固定连接，所述挡环与所述打开塞座通过剪切销钉连接，在第二状态下，所述打开塞座向下移动至将所述循环孔打开，并且所述打开塞座与所述挡环相互限制周向转动。

8、进一步地，在所述打开塞座的顶部外壁设置有凸环，所述凸环外径等于所述挡环的顶部外径，在第二状态下，所述凸环的下部与所述挡环的上部相互插接，从而相互限制周向转动。

9、进一步地，所述凸环与所述关闭套相互密封，在第一状态下，所述循环孔位于所述凸环与所述挡环之间。

10、进一步地，在所述打开塞座的内壁设置有第一防转齿，在所述打开塞体的外壁设置第二防转齿，所述第一防转齿能够与所述第二防转齿啮合，从而限制所述打开塞体相对于所述打开塞座周向转动。

11、进一步地，在所述关闭套的内部通过剪切销钉固定设置有关闭塞座，在所述关闭套的套壁上径向贯穿设置有挡块，在第一状态和第二状态下，所述挡块的外端延伸至所述本体内，所述挡块的内端与所述关闭塞座的外壁抵接，在第三状态下，所述挡块的外端与所述本体的内壁抵接，所述挡块的内端延伸至所述关闭塞座内，所述分级注水泥器还包括关闭塞体，所述关闭塞体能够顶替水泥并与所述关闭塞座轴向抵接，所述关闭塞体与所述关闭塞座相互限制周向转动。

12、进一步地，所述关闭塞体为上端封闭的空心结构。

13、进一步地，所述关闭塞体包括关闭塞塞芯和设置在所述关闭塞塞芯外壁的关闭塞胶碗，在所述关闭塞塞芯的下端周向固定设置有关闭塞卡簧，在所述关闭塞卡簧的外壁设置有螺纹，在所述关闭塞座的内壁设置有用于与所述关闭塞卡簧配合的螺纹。

14、与现有技术相比，本申请的优点如下。

15、本发明设置锥形的打开塞体，使其能够在大井斜工况下能够下落到位，此外，在打卡塞体的外壁设置有组合密封结构，使打开塞体能够与打开塞座形成有效密封，本发明能够适用于大井斜(井斜0°～35°)。

16、本发明关闭套上设有导向槽，与本体的导向头配合，实现关闭套防转；挡环与关闭套间通过螺纹连接，防止钻除时挡环的转动，有效提升钻除效率。

17、本发明的打开塞体与打开塞座之间，以及打开塞座与挡环之间均设有防转结构，打开塞座下移至与挡环抵接后，能够使打开塞座体和打开塞座具备防转功能，防止钻除时打开塞体和打开塞座发生转动，从而提高钻除效率。

18、本发明的关闭塞座与关闭塞体之间、关闭塞座与关闭套之间以及关闭套与本体之间均设置有防转结构，实现钻除时关闭塞座和关闭塞体的防转功能。

技术特征：

1.一种分级注水泥器，包括设置有循环孔(10)的本体(2)，在所述本体(2)内设置有打开塞座(9)和关闭套(7)，在第一状态下，所述本体(2)内通过剪切销钉设置有将所述循环孔(10)封闭的打开塞座(9)；在第二状态下，所述打开塞座(9)向下移动，将所述循环孔(10)开启；在第三状态下，所述关闭套(7)向下移动，将所述循环孔(10)关闭；其特征在于，所述分级注水泥器还包括：

2.根据权利要求1所述的分级注水泥器，其特征在于，在所述打开塞体(30)的外壁用于与所述打开塞座(9)接触的位置设置有组合密封结构(17)，所述组合密封结构(17)包括y型密封圈和o型密封圈，所述o型密封圈位于所述y型密封圈的顶部中间。

3.根据权利要求1所述的分级注水泥器，其特征在于，所述关闭套(7)沿轴向滑动设置在所述本体(2)内，两者之间限制相对周向转动。

4.根据权利要求3所述的分级注水泥器，其特征在于，在所述本体(2)的内部设置有导向头，在所述关闭套(7)的外壁上沿轴向设置有与所述导向头配合的导向槽。

5.根据权利要求3所述的分级注水泥器，其特征在于，在所述关闭套(7)的外壁设置有第一卡簧(11)，在所述本体(2)的内壁设置有用于在第三状态下与所述第一卡簧(11)适配的卡槽(111)。

6.根据权利要求3所述的分级注水泥器，其特征在于，所述分级注水泥器还包括挡环(13)，所述挡环(13)密封设置在所述打开塞座(9)和所述关闭套(7)之间，所述挡环(13)与所述关闭套(7)固定连接，所述挡环(13)与所述打开塞座(9)通过剪切销钉连接，在第二状态下，所述打开塞座(9)向下移动至将所述循环孔(10)打开，并且所述打开塞座(9)与所述挡环(13)相互限制周向转动。

7.根据权利要求6所述的分级注水泥器，其特征在于，在所述打开塞座(9)的顶部外壁设置有凸环(91)，所述凸环(91)外径等于所述挡环(13)的顶部外径，在第二状态下，所述凸环(91)的下部与所述挡环(13)的上部相互插接，从而相互限制周向转动。

8.根据权利要求7所述的分级注水泥器，其特征在于，所述凸环(91)与所述关闭套(7)相互密封，在第一状态下，所述循环孔(10)位于所述凸环(91)与所述挡环(13)之间。

9.根据权利要求3所述的分级注水泥器，其特征在于，在所述打开塞座(9)的内壁设置有第一防转齿(92)，在所述打开塞体(30)的外壁设置第二防转齿(301)，所述第一防转齿(92)能够与所述第二防转齿(301)啮合，从而限制所述打开塞体(30)相对于所述打开塞座(9)周向转动。

10.根据权利要求4所述的分级注水泥器，其特征在于，在所述关闭套(7)的内部通过剪切销钉固定设置有关闭塞座(3)，在所述关闭套(7)的套壁上径向贯穿设置有挡块(4)，在第一状态和第二状态下，所述挡块(4)的外端延伸至所述本体(2)内，所述挡块(4)的内端与所述关闭塞座(3)的外壁抵接，在第三状态下，所述挡块(4)的外端与所述本体(2)的内壁抵接，所述挡块(4)的内端延伸至所述关闭塞座(3)内，

11.根据权利要求10所述的分级注水泥器，其特征在于，所述关闭塞体(40)为上端封闭的空心结构。

12.根据权利要求10所述的分级注水泥器，其特征在于，所述关闭塞体(40)包括关闭塞塞芯(20)和设置在所述关闭塞塞芯(20)外壁的关闭塞胶碗(19)，在所述关闭塞塞芯(20)的下端周向固定设置有关闭塞卡簧(22)，在所述关闭塞卡簧(22)的外壁设置有螺纹，在所述关闭塞座(3)的内壁设置有用于与所述关闭塞卡簧(22)配合的螺纹。

技术总结本发明属于油气固井技术领域，具体地，涉及一种分级注水泥器。分级注水泥器包括设置有循环孔的本体，在所述本体内设置有打开塞座和关闭套，在第一状态下，所述本体内通过剪切销钉设置有将所述循环孔封闭的打开塞座；在第二状态下，所述打开塞座向下移动，将所述循环孔开启，在第三状态下，所述关闭套向下移动，将所述循环孔关闭；所述分级注水泥器还包括打开塞体，所述打开塞体能够与所述打开塞座形成密封，并在轴向相互抵接，从而带动所述打开塞座从第一状态向下移动至第二状态，将所述循环孔打开，其中，所述打开塞体构造成锥形。本发明能够适用于大斜度井。技术研发人员：李振,王信鹏,刘明,梁晓阳,孔博,张国亮,张振峰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：技术公布日：2024/7/11