[发明专利]一种封隔式分级注水泥器及其作业方法

权利要求书

1.一种封隔式分级注水泥器进行分级固井的作业方法，主要由注水泥器（1）和管外封隔器（7）两部分连接组成，其中管外封隔器（7）包括封隔套筒（701）、设置在封隔套筒（701）外部的下滑套（703）、卡瓦机构和封隔机构（9）、以及设置在封隔套筒（701）内部与下滑套（703）联动配合的坐挂滑套（11），其特征在于：

所述的注水泥器（1）包括本体（101）、上滑套（102）、关闭滑套（3）、打开滑套（2）、限位滑套（4）、打开胶塞（5）和关闭胶塞（6）；上滑套（102）位于本体（101）外部并与本体（101）保持轴向滑动密封配合，在上滑套（102）与本体（101）相同位置处径向设有循环孔（103），循环孔（103）内安装有爆破盘（104）；关闭滑套（3）、打开滑套（2）和限位滑套（4）从上至下依次安装在本体（101）内部，并分别与本体（101）内部构成轴向滑动配合；打开滑套（2）的内径小于关闭滑套（3）的内径，本体（101）上轴向设有上滑动槽（108），关闭滑套（3）和上滑套（102）通过穿过上滑动槽（108）的上锁块（107）联动，关闭滑套（3）同时通过销钉（16）定位于本体（101）内，打开滑套（2）通过销钉（16）定位于本体（101）和上滑套（102）的循环孔（103）部位，打开胶塞（5）和关闭胶塞（6）分别为与打开滑套（2）、关闭滑套（3）阻挡配合的独立部件；

所述的管外封隔器（7）的卡瓦机构由上卡瓦机构（8）和下卡瓦机构（10）构成；上卡瓦机构（8）连接在下滑套（703）下端，包括上卡瓦（801）、上卡瓦推动件（802）、止推环（803）和上卡瓦配合件（804）；下卡瓦机构（10）包括下卡瓦（1001）、下卡瓦推动件（1002）和下卡瓦配合件（1003）；上卡瓦（801）上加工有正向卡瓦牙（805），下卡瓦（1001）上加工有反向卡瓦牙，上卡瓦推动件（802）和下卡瓦推动件（1002）均加工有梯形配合键（807），上卡瓦（801）和下卡瓦（1001）均加工有卡瓦咬合键（808），上卡瓦（801）和上卡瓦推动件（802）配合，下卡瓦（1001）和下卡瓦推动件（1002）配合，下卡瓦配合件（1003）与封隔套筒（701）固定连接；

所述的封隔机构（9）由两个沿止脱环（904）对称的封隔单元组成，每个封隔单元包括密封胶筒（901）、犁形件（902）、辅助环（903）和Z形阻件（905），犁形件（902）一端加工有楔形斜面，密封胶筒（901）一端位于犁形件（902）的斜面上，通过Z形阻件（905）包覆固定，另一端通过止脱环（904）固定，止脱环（904）为梯形外喇叭口状的圆环结构，将密封胶筒（901）端部约束在止脱环（904）的梯形圆环内；辅助环（903）通过销钉固定在犁形件（902）外部，同时辅助环（903）将Z形阻件（905）固定；

所述的封隔机构（9）通过犁形件（902）分别与上卡瓦机构（8）的上卡瓦推动件（802）和下卡瓦机构（10）的下卡瓦推动件（1002）连接于上卡瓦机构（8）和下卡瓦机构（10）之间；

坐挂滑套（11）安装在封隔套筒（701）内部，坐挂滑套（11）为筒状结构，上部加工有锁块孔（706），下部加工有与打开胶塞（5）配合的坐封斜面，封隔套筒（701）上轴向加工有穿透的下滑动槽（704），下滑套（703）内加工有锁块槽（707），锁块孔（706）、下滑动槽（704）、锁块槽（707）与下锁块（705）配合将坐挂滑套（11）、封隔套筒（701）和下滑套（703）之间固定，坐挂滑套（11）和下滑套（703）与封隔套筒（701）通过下滑动槽（704）限位、密封滑行配合；

下滑套（703）与封隔套筒（701）之间、上卡瓦推动件（802）与封隔套筒（701）之间、下卡瓦推动件（1002）与封隔套筒（701）之间、辅助环（903）与犁形件（902）之间均通过销钉固定连接；

封隔套筒（701）外部设有下扶正环（702），在本体（101）外部设有上扶正环（105）和限位环（106），上扶正环（105）和限位环（106）分别位于上滑套（102）上、下行程端部，上扶正环（105）、下扶正环（702）均为圆环结构，外表面加工有扶正块（109）和导流槽；

打开滑套（2）上部设置与打开胶塞（5）配合的剪切环（501）；

上滑套（102）与本体（101）、打开滑套（2）在循环孔（103）两端与本体（101）、坐挂滑套（11）下部与封隔套筒（701）之间均设有密封圈；

注水泥器（1）和管外封隔器（7）两部分通过螺纹管（14）连接；

还包括以下步骤：

步骤一、工具下入，封隔式分级注水泥器配合套管柱及固井附件入井下至设计位置后，按正常程序进行一级固井作业，顶替碰压；

步骤二、一级固井后，投入打开胶塞（5），打开胶塞（5）进入注水泥器（1）内的打开滑套（2）位置；

步骤三、打开胶塞（5）到位后，打压推动打开滑套（2）剪切下行至限位滑套（4），暴露出本体（101 ）和上滑套（102）的循环孔（103）；

步骤四、继续打压，打开胶塞（5）剪切下行至管外封隔器（7）的坐挂滑套（11）位置；

步骤五、管外封隔器（7）坐封，打压推动下滑套（703）及坐挂滑套（11）下行，继而依次推动上卡瓦机构（8）、坐封封隔机构（9）和坐挂下卡瓦机构（10）作用，当下锁块（705）下行至下滑套（703）的下滑动槽（704）下端时，完成卡瓦机构双向坐挂，实现封隔机构（9）坐封；

步骤六、继续打压憋开循环孔（103）内的爆破盘（104），打开循环孔（103），建立循环，进行二级固井作业；

步骤七、正常进行二级固井，投入关闭胶塞（6），顶替碰压至关闭滑套（3），打压推动关闭滑套（3）和上滑套（102）下行，关闭循环孔（103），完成分级固井作业；

步骤八、下钻头钻塞，将打开滑套（2）、关闭滑套（3）、限位滑套（4）、坐封滑套（11）以及打开胶塞（5）和关闭滑套（3）钻除，完井。