一种双封单卡式可溶解降解性速钻挤注工艺的制作方法

本发明属于油田固井，尤其涉及一种双封单卡式可溶解降解性速钻挤注工艺。

背景技术：

1、固井作业是油气井钻井工程中最重要的环节之一，其主要目的是封隔井眼内的油层、气层和水层，保护油气井套管、增加油气井寿命以及提高油气产量，常规的固井方法一般包括内管柱固井、单级双胶塞固井、尾管固井三种固井方法，这三种固井方法存在着无法带压侯凝，无法防止挤注溶剂返流，固井后磨、铣时间过长，以及固井成功率低等问题。因此，有必要对现有的固井工艺进行改进。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种双封单卡式可溶解降解性速钻挤注工艺，以一种可溶解镁合金材料为整体材料，整体工艺入井完成任务后，可通过注入溶剂的方式使桥塞整体溶解于溶剂中，免去磨铣时间。

2、一种双封单卡式可溶解降解性速钻挤注工艺管柱，包括坐封器和桥塞，坐封器内设置有可相对滑动的内坐封套和外坐封套，内坐封套和外坐封套组成一个液压缸，内坐封套和外坐封套之间设置有密闭的液压腔a，活塞内设置有可相对滑动的锥体和卡瓦，锥体和卡瓦分别与内坐封套和外坐封套联动，所述桥塞的外侧设置有封隔密封件；

3、还包括占位管和滑套开关，并且，所述桥塞共有两个，分别称为上桥塞和下桥塞；上桥塞和下桥塞分别固定连接在占位管的上下两端，滑套开关串联在占位管的中部；所述坐封器连接在上桥塞的上端；

4、所述上桥塞和下桥塞内的锥体分别固定连接在占位管的上下两端；所述占位管内设置有坐封连接杆，所述下桥塞内的卡瓦通过坐封连接杆与所述内坐封套固定连接，所述上桥塞内的卡瓦与所述外坐封套固定连接；

5、所述滑套开关上设置有用于连通所述占位管内外空间的注入孔；

6、所述的一种双封单卡式可溶解降解性速钻挤注工艺管柱整体采用可溶镁合金材料制成。

7、作为优选方案，还包括加力器，加力器连接在所述坐封器的上端，加力器包括内加力筒和外加力筒，内加力筒和外加力筒组成一个液压缸，内加力筒和外加力筒之间设置有密闭的液压腔b，内加力筒的侧壁上加工有用于连通内加力筒内侧空间与所述液压腔b的连通孔b；所述外加力筒的下端与所述坐封器内的内坐封套间接固定连接；

8、坐封时，内加力筒内侧的压力经由连通孔b进入所述液压腔b，继而推动外加力筒相对于内加力筒向上运动。

9、作为优选方案，所述外坐封套的下端与所述上桥塞的上端之间通过丢手销钉连接，所述坐封连接杆从上桥塞的上端插入并贯穿上桥塞、占位管和下桥塞，坐封连接杆的下端与下桥塞中的卡瓦固定连接；所述连接杆的下部加工有缩径部，丢手时，通过打压将丢手销钉剪断，并将坐封连接杆的缩径部拉断，从而将坐封器及其以上部件，以及坐封连接杆上提出井。

10、作为优选方案，所述占位管的长度随施工井设计深度的变化而变化，占位管采用1000mm每段的管材连接而成。

11、作为优选方案，在所述坐封器内，除了由内坐封套和外坐封套组成的液压缸外，还设置有由辅助内套和辅助外套组成的另一液压缸，辅助内套和辅助外套之间设置有密闭的液压腔c，辅助内套的侧壁上加工有用于连通辅助内套内侧空间与所述液压腔c的连通孔c。

12、作为优选方案，所述滑套开关，包括固定套和内滑套，固定套串联在占位管上，所述注入孔加工在固定套上，所述内滑套通过滑套销钉固定连接在固定套上，并可在外力作用下剪断滑套销钉后向下滑动，继而将注入孔封堵。

13、作为优选方案，所述封隔密封件是由膨胀橡胶材料制成的橡胶环，封隔密封件套在所述锥体的外侧并能够在卡瓦的推动下向靠近锥体大直径端的方向滑动，从而实现封隔功能。

14、本发明还提供了一种双封单卡式可溶解降解性速钻挤注工艺方法，包括如下步骤：

15、步骤1，通过油管将所述工艺管柱整体入井后，向所述工艺管柱内打压(注入高压液体)，液体经由所述连通孔a和连通孔c分别注入对应的液压腔a和液压腔c内，使坐封器中外坐封套相对于内坐封套向下滑动，继而使上下两个桥塞内的锥体分别楔入各自对应的卡瓦内侧，使上下两组卡瓦向外胀起，与此同时，上桥塞和下桥塞内的封隔密封件在卡瓦的推动下向靠近锥体大直径端的方向滑动；

16、与此同时，所述工艺管柱内的液体经由所述连通孔b注入对应的液压腔b内，使外加力筒相对于内加力筒向上运动，从而进一步牵引坐封连接杆，使上下两个桥塞内的锥体进一步楔入卡瓦内侧，最终完成上桥塞和下桥塞的坐封；

17、步骤2，提高向所述工艺管柱内打压的压力值，使丢手销钉和坐封连接杆断裂，断裂后，将坐封器及其以上部件，以及坐封连接杆上提出井，完成丢手；

18、步骤3，向所述工艺管柱内投入可溶球，挡住滑套开关以下的通径，然后通过油管将密封挤注管下入井中，最终使密封挤注管插入所述工艺管柱中；

19、步骤4，通过水泥泵车向油管内注入水泥，水泥沿油管进入所述工艺管柱内并通过所述注入孔注入地层；挤注完成后下压密封挤注管，使密封挤注管推动滑套开关内的内滑套下移，继而将滑套销钉剪断，使滑套开关关闭，挤注完成；

20、步骤5，挤注完成后，将密封挤注管上提出井，并等候注入地层中的水泥完全凝固；

21、步骤6，水泥凝固后，向井内注入溶剂，使所述工艺管柱溶解，溶解完成后，通过油管将溶液抽出。

22、本发明的有益效果为：

23、1、本发明设置了上下两个桥塞，并在两个桥塞之间设置占位管，能将挤注层上、下两端密封，防止挤注水泥窜入它层，同时也防止它层液体流入挤注层内对挤注效果造成不利影响。

24、同时，占位管的设置挤占了现有技术中原本由水泥塞占据的空间，由可溶材料制成的占位管溶解后，井眼内不再留有水泥塞，免去了水泥塞的磨铣时间。

25、2、本发明中，坐封器中设置有两组液压缸，加力器中设置有一组液压缸，入井后通过液压推动三组液压缸，可有效解决所述工艺管柱长度过大带来的坐封力拉力不够，以及液压压力注入过大存在安全隐患的问题，多个液压缸增加了液压受力面积，加大了坐封力，减少了液压压力，以最小压力使整套工艺管柱坐封。

26、3、本发明坐封后投球，插入密封挤注管进行水泥挤注，由于密封挤注管外侧设有多段密封圈，防止水泥在挤注的过程中返吐。

27、4、本发明采用上下两个单卡瓦桥塞，可使整套管柱锚定在管柱上，使整套管柱抵住来自上、下层的压力，同时防止挤注压力带动管柱移动。滑套开关在挤注完成后关闭，实现带压侯凝，节省时间成本与施工成本。

技术特征：

1.根据权利要求1所述的一种双封单卡式可溶解降解性速钻挤注工艺管柱，包括坐封器(2)和桥塞，坐封器(2)内设置有可相对滑动的内坐封套(11)和外坐封套(12)，内坐封套(11)和外坐封套(12)组成一个液压缸，内坐封套(11)和外坐封套(12)之间设置有密闭的液压腔a(21)，活塞内设置有可相对滑动的锥体(17)和卡瓦(18)，锥体(17)和卡瓦(18)分别与内坐封套(11)和外坐封套(12)联动，所述桥塞的外侧设置有封隔密封件(19)，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种双封单卡式可溶解降解性速钻挤注工艺管柱，其特征在于：还包括加力器(1)，加力器(1)连接在所述坐封器(2)的上端，加力器(1)包括内加力筒(8)和外加力筒(9)，内加力筒(8)和外加力筒(9)组成一个液压缸，内加力筒(8)和外加力筒(9)之间设置有密闭的液压腔b(20)，内加力筒(8)的侧壁上加工有用于连通内加力筒(8)内侧空间与所述液压腔b(20)的连通孔b(10)；所述外加力筒(9)的下端与所述坐封器(2)内的内坐封套(11)间接固定连接；

3.根据权利要求1所述的一种双封单卡式可溶解降解性速钻挤注工艺管柱，其特征在于：所述外坐封套(12)的下端与所述上桥塞(3)的上端之间通过丢手销钉(23)连接，所述坐封连接杆从上桥塞(3)的上端插入并贯穿上桥塞(3)、占位管(4)和下桥塞(5)，坐封连接杆的下端与下桥塞(5)中的卡瓦(18)固定连接；所述连接杆的下部加工有缩径部(26)，丢手时，通过打压将丢手销钉(23)剪断，并将坐封连接杆的缩径部(26)拉断，从而将坐封器(2)及其以上部件，以及坐封连接杆上提出井。

4.根据权利要求1所述的一种双封单卡式可溶解降解性速钻挤注工艺管柱，其特征在于：所述占位管(4)的长度随施工井设计深度的变化而变化，占位管(4)采用1000mm每段的管材连接而成。

5.根据权利要求1所述的一种双封单卡式可溶解降解性速钻挤注工艺管柱，其特征在于：在所述坐封器(2)内，除了由内坐封套(11)和外坐封套(12)组成的液压缸外，还设置有由辅助内套(24)和辅助外套(25)组成的另一液压缸，辅助内套(24)和辅助外套(25)之间设置有密闭的液压腔c(22)，辅助内套(24)的侧壁上加工有用于连通辅助内套(24)内侧空间与所述液压腔c(22)的连通孔c(14)。

6.根据权利要求1所述的一种双封单卡式可溶解降解性速钻挤注工艺管柱，其特征在于：所述滑套开关，包括固定套(6)和内滑套(15)，固定套(6)串联在占位管(4)上，所述注入孔(7)加工在固定套(6)上，所述内滑套(15)通过滑套销钉(16)固定连接在固定套(6)上，并可在外力作用下剪断滑套销钉(16)后向下滑动，继而将注入孔(7)封堵。

7.根据权利要求1所述的一种双封单卡式可溶解降解性速钻挤注工艺管柱，其特征在于：所述封隔密封件(19)是由膨胀橡胶材料制成的橡胶环，封隔密封件(19)套在所述锥体(17)的外侧并能够在卡瓦(18)的推动下向靠近锥体(17)大直径端的方向滑动，从而实现封隔功能。

8.根据权利要求1所述的一种双封单卡式可溶解降解性速钻挤注工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
一种双封单卡式可溶降解性速钻挤注工艺，涉及油田固井技术领域，包括坐封器和桥塞，还包括占位管和滑套开关，并且，桥塞共有两个，分别称为上桥塞和下桥塞；上桥塞和下桥塞分别固定连接在占位管的上下两端，滑套开关串联在占位管的中部；坐封器连接在上桥塞的上端；上桥塞和下桥塞内的锥体分别固定连接在占位管的上下两端；所述占位管内设置有坐封连接杆，下桥塞内的卡瓦通过坐封连接杆与所述内坐封套固定连接，所述上桥塞内的卡瓦与所述外坐封套固定连接。本发明设置了上下两个桥塞，并在两个桥塞之间设置占位管，能将挤注层上、下两端密封，防止挤注水泥窜入它层，同时也防止它层液体流入挤注层内对挤注效果造成不利影响。

技术研发人员：李俊峰,李鑫,杨帆,朱新宇
受保护的技术使用者：杨帆
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12