[发明专利]一种油气井固井管柱及固井方法

说明书

技术领域

本发明属于石油完井技术领域，具体涉及一种油气井固井装置及方法。

背景技术

固井作业时，浮箍、浮鞋作为重要的套管附件，其可靠性直接影响到固井质量。由于井下环境因素及浮箍、浮鞋自身因素，不少井出现浮箍、浮鞋打开失效，固井工具管柱下入到预定位置后开泵不能建立循环，这样会导致产生的高压对井口管线、循环作业设备及现场作业人员构成巨大的威胁，同时导致了下一步的固井作业无法正常进行。在采取措施不能解决憋堵问题的情况下，则需要提出整个入井管柱来逐根进行检查，既浪费了时间，又增加了作业风险。为此，提出了一种油气井固井新方法，在油气井固井时发生类似事故有了针对性的预备措施。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种浮箍、浮鞋打开失效，固井工具管柱下入到预定位置后开泵不能建立循环时的固井新方法，降低了作业风险。

本发明采用以下技术方案：

一种油气井固井管柱，包括套管，所述套管自下而上依次设置有浮鞋、浮箍、爆破滑套和关井滑套，所述爆破滑套内设置有爆破片和活塞，所述爆破片用于推动所述活塞移动在所述爆破滑套内形成流体通道进行固井施工，所述关井滑套内设置有自锁装置，用于关闭所述流体通道，形成水泥塞完成固井施工。

进一步的，所述爆破滑套由上接头和下接头组成，所述上接头内设置有循环通道，所述爆破片设置在所述上接头上部，所述活塞设置在所述爆破片的下部，用于封堵所述循环通道。

进一步的，所述上接头内设置有爆破片夹持器，用于夹持所述爆破片。

进一步的，所述上接头内设置有第二剪切销钉，所述第二剪切销钉用于卡住所述活塞。

进一步的，所述下接头内设置有卡簧和卡簧槽，所述卡簧设置在所述卡簧槽内用于限制所述活塞下落位置。

进一步的，所述关井滑套包括壳体、阀套和滑套，所述阀套设置在所述壳体内，所述滑套设置在所述阀套内，所述滑套和阀套上开有循环孔，用于流体经过所述滑套的内腔和所述阀套后向下流动。

进一步的，所述滑套与所述阀套上下设置有用于密封的第一O型圈和第二O型圈。

进一步的，所述自锁装置包括设置在所述滑套上部的自锁环和设置在所述阀套上的止退槽，所述自锁环用于和所述止退槽配合锁定所述滑套。

进一步的，所述阀套上设置有用于固定所述滑套的第一剪切销钉。

本发明还提供一种油气井固井管柱固井方法，包括以下步骤：

S1、在固井管柱的套管内自下而上依次设置浮鞋、浮箍、爆破滑套和关井滑套，进行注水泥工序；

S2、在步骤S1所述注水泥工序中，当浮箍和浮鞋打开失效，固井工具管柱下入到预定位置后开泵不能建立循环时，启动爆破滑套，爆破片被击穿形成压力通道，液体推动活塞下移到下接头底部，上接头上的循环通道与套管建立流体通道，继续进行固井施工；

S3、当步骤S2所述注水泥工序完成后，压入胶塞并替浆至碰压时，胶塞推动滑套，剪断第一剪切销钉向下移动，自锁环进入止退槽，液流通道被永久关闭，水泥浆回流入套管内形成水泥塞，固井施工作业完成。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明一种油气井固井管柱，通过在管柱的套管内设置爆破滑套和关井滑套，当浮箍、浮鞋打开失效，固井工具管柱下入到预定位置后开泵不能建立循环时，启动爆破滑套，利用爆破片推动活塞建立流体通道，即可实施固井施工，施工完成后，压入胶塞并替浆至碰压关闭滑套时，关闭滑套自锁环进入止退槽形成封闭，避免留塞，由此确保满足固井施工作业的技术要求，管柱在隔绝产层的同时实现了对储层的保护，确保了油气井后期的开发效果。

进一步的，设置爆破片和活塞爆破片便于推动活塞实现流体通道的建立。

进一步的，上接头内设置剪切销钉，活塞通过间隙配合安装的方式置于上接头内，并通过剪切销钉将活塞固定在上接头内壁上，在压力达到一定值时，下接头内设置卡簧和卡簧槽，剪切销钉实现剪切，活塞下行。活塞下端位于下接头内部且活塞与下接头间隙配合安装，活塞下部外侧装有卡簧，通过卡簧将活塞锁于下接头内的卡簧槽中，防止活塞上行，保证施工顺利进行。

进一步的，滑套和阀套配合，设置循环孔，关闭滑套、阀套依次置于壳体内腔中，循环孔建立流体通道。

进一步的，为了使空气腔机构具有良好的密封性，对密封机构进行优化，设计最优配合间隙及密封圈压缩比，活塞上部与上接头内壁之间、活塞下部与下接头内壁之间以及上接头与下接头的连接面上均设有O型密封圈。