[发明专利]用于大斜度井和水平井分级注水泥的固井装置及方法

权利要求书

1.一种用于分级注水泥的固井装置，包括：

套管，所述套管包括注水泥机构，所述注水泥机构包括壳体，在所述壳体上形成有注水泥通道，所述注水泥机构还包括封闭件，在第一状态下，所述封闭件通过第二剪切销钉而固定在所述壳体上以封闭所述注水泥通道，在第二状态下，所述第二剪切销钉剪断，所述封闭件移动至使所述注水泥通道打开；以及

打开工具，所述打开工具构造为能插入到所述套管内并从井口延伸至与所述封闭件的上端相接触，下压所述打开工具能使所述第二剪切销钉剪断，

其中，所述壳体包括外筒和套设在所述外筒内的内筒，在所述外筒上构造有沿径向贯穿的第一通孔，在所述内筒上构造有沿径向贯穿的第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔形成所述注水泥通道，其中，在第二状态下，所述第一通孔和所述第二通孔对齐而允许所述注水泥通道导通，在第三状态下，所述内筒相对于所述外筒沿纵向方向移动至所述第一通孔和所述第二通孔错开，以使所述注水泥通道封闭，

在所述外筒的内侧构造有第一凹槽，在所述内筒上构造有沿径向方向贯穿的插孔，所述壳体还包括关闭环，在所述关闭环的外侧构造有第二凹槽，

在第一状态和第二状态下，所述关闭环通过第三剪切销钉而与所述内筒固定，所述第一凹槽与所述插孔对齐，在所述第一凹槽和所述插孔内设置有挡块，所述第二凹槽与所述插孔错开，

在第三状态下，所述第三剪切销钉剪断，所述关闭环沿纵向方向移动至所述第二凹槽与所述插孔对齐，所述挡块离开所述第一凹槽而处于所述第二凹槽和所述插孔内，所述内筒相对于所述外筒沿纵向方向移动至所述第一通孔和所述第二通孔错开。

2.根据权利要求1所述的固井装置，其特征在于，所述打开工具包括能抵在所述封闭件的上端的施力套筒，以及固定在所述施力套筒的侧壁上的密封体，所述密封体构造为能与所述套管的内侧壁密封式接合，并处于所述注水泥通道之上。

3.根据权利要求2所述的固井装置，其特征在于，所述施力套筒包括上部段和连接在所述上部段之下的下部段，所述上部段的外径大于所述下部段的外径，以在所述上部段和所述下部段之间形成朝下的台阶面，所述密封体设置在所述台阶面处。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的固井装置，其特征在于，所述打开工具包括插入所述套管的送入钻具，以及密封端件，所述密封端件套设在所述送入钻具之外，并与所述送入钻具密封滑动式配合，所述密封端件的下端能插入到所述套管内并与所述套管密封式连接。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的固井装置，其特征在于，所述壳体包括径向向内凸出的固定环，

所述封闭件构造为沿纵向方向延伸的筒体，所述封闭件的下端通过所述第二剪切销钉而与所述固定环相连，所述封闭件的上端构造有径向向外延伸的凸缘，所述凸缘与所述壳体密封滑动式接合，

在第一状态下，所述凸缘与所述固定环的上端间隔开，所述注水泥通道位于所述凸缘和所述固定环之间，

在第二状态下，所述封闭件向下移动至所述凸缘越过所述注水泥通道而与所述固定环的上端相抵。

6.根据权利要求1到4中任一项所述的固井装置，其特征在于，所述固井装置还包括关闭胶塞，在第三状态下，将所述关闭胶塞插入到所述套管内，所述关闭胶塞与所述关闭环相接合而剪断所述第三剪切销钉。

7.根据权利要求1到4中任一项所述的固井装置，其特征在于，所述套管包括从上到下依次设置的所述注水泥机构、第一挠性塞机构、碰压机构和浮鞋，

所述第一挠性塞机构包括外壳以及设置在所述外壳内的第一挠性塞，所述外壳和所述第一挠性塞通过第一剪切销钉连接在一起，

所述碰压机构构造有径向向内延伸的碰压座，

所述固井装置还包括第二挠性塞，所述第二挠性塞构造为能通过所述打开工具进入所述套管，与所述第一挠性塞相接合，在所述第一剪切销钉剪断后，所述第一挠性塞和所述第二挠性塞一起移动至所述碰压座处，并与所述碰压座相接合。

8.一种使用根据权利要求1到7中任一项所述的固井装置进行固井的方法，包括以下步骤：

将所述打开工具插入到所述套管内，直到所述打开工具的下端与所述封闭件的上端相接触；

下压所述打开工具，以使所述第二剪切销钉剪断，并使所述封闭件下移至所述注水泥通道打开。