一种双封桥式固井装置及使用方法与流程

本发明属于固井装置，具体的说，涉及一种双封桥式固井装置及使用方法。

背景技术：

1、近年来，随着石油勘探深度的不断增加，钻井深度和难度也不断增加；并且油田钻井后要固井，即下入套管，经套管向套管与井壁之间的环形空腔中注入水泥浆并使其固结在井壁上，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。

2、但是老油区受复杂的油水关系、压力体系的影响，油井井筒纵向上呈现隔层薄、层间差异大的特点，采用常规完井兼顾所有层系，同种性能的水泥浆固井可能造成油气显示好的主力层受污染而影响产量。

3、油田部分井电测时地层显示较好，但后期投产产液量极低，分析问题后判断为采用常规的套管进行固井时，主力层段固井对近井储层污染，堵塞了渗流通道。

技术实现思路

1、本发明要解决的主要技术问题是提供一种双封桥式固井装置及使用方法，其整体结构简单，使用方便，能够对油井内的套管进行固定，并且不需要采取增产作业或补救措施，不改变常规固井工艺，能够防止水泥浆污染储层，最大限度的发挥裸眼表皮系数小、泄流面积大的优势。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种双封桥式固井装置，包括套管，所述套管的外部同轴套设且固定安装有隔离套，隔离套上间隔安装有多个能够充压自动膨胀的封隔组件，套管上靠近其上端位置处安装有用于在坐封时向封隔组件内充入高压液体的阀体装置，套管上靠近其下端位置处安装有活动密封组件。

4、以下是本发明对上述技术方案的进一步优化：

5、所述阀体装置包括阀体，阀体固定安装在套管上且位于隔离套的上方位置处，阀体与套管的外表面为固定连接，隔离套的上端外表面固定安装在阀体上；阀体上靠近其上方位置处开设有压力通道，阀体的外表面上靠近压力通道的位置处由上至下依次安装有启动阀、单向阀和锁止阀。

6、进一步优化：所述阀体内靠近最上方封隔组件的位置处设置有进液腔，压力通道的一端贯穿套管的内表面并与套管的内腔连通，压力通道的另一端通过阀体内设置的连通通道与进液腔连通。

7、进一步优化：所述隔离套的内表面与套管的外表面之间为间隔布设，且两者之间设置有循环空腔，阀体上靠近隔离套上端的位置处开设有第一开口，第一开口与循环空腔连通。

8、进一步优化：所述封隔组件包括分别套设在隔离套外部的第一封隔胶囊和第二封隔胶囊，第一封隔胶囊和第二封隔胶囊之间位于隔离套上套设有护管，第一封隔胶囊和第二封隔胶囊相互靠近的一端分别与护管的两端部固定连接。

9、进一步优化：第一封隔胶囊和第二封隔胶囊的内表面与隔离套的外表面之间设置有注液腔；护管的内表面与隔离套的外表面之间设置有连通腔；进液腔、第一封隔胶囊内的注液腔、连通腔和第二封隔胶囊内的注液腔依次连通。

10、进一步优化：所述活动密封组件包括固定安装在套管上且位于第二封隔胶囊下端位置处的活塞套，隔离套的下端部延伸至活塞套内且与活塞套内表面的下端部固定连接；活塞套的内表面与隔离套的外表面之间围合成活塞腔，活塞腔的上端部与第二封隔胶囊内的注液腔连通。

11、进一步优化：所述活塞腔内活动设置有活塞，活塞腔内位于活塞的下方安装有阀板；阀板的下端固定连接有定位锁止块；定位锁止块上靠近其下端位置处开设有锁止口；活塞腔内且靠近其下方位置处的内表面上一体连接有与锁止口相适配的锁止凸起；

12、定位锁止块上安装有安全销，安全销靠近隔离套的一端部安装在隔离套外表面上开设的凹槽内。

13、进一步优化：所述活塞套和隔离套上靠近阀板的位置处开设有第二开口，第二开口与循环空腔连通；

14、所述活塞上靠近阀板的位置处开设有连通口，连通口与第二开口对应布设。

15、本发明还提供一种双封桥式固井装置的使用方法，基于上述双封桥式固井装置，该使用方法，按如下步骤进行：

16、s1、在进行下套管固井作业时，根据需要在完井管柱上任意一段或多段井段上安装该双封桥式固井装置；下套管作业完成进行坐封、固井工序时按常规的坐封、固井工艺进行固井作业；

17、s2、在初始状态时，所述安全销装配在锁止块和隔离套上；活塞位于活塞腔内靠近注液腔的连通处；阀板位于第二开口的位置处，且阀板用于对第二开口进行封装；

18、s3、在进行坐封作业时，向套管内注入高压液体，高压液体可进入压力通道内并使启动阀打开；高压液体通过压力通道和连通通道进入进液腔内；

19、s4、所述进液腔内的高压液体可依次进入第一封隔胶囊的注液腔、连通腔、第二封隔胶囊的注液腔和活塞腔内；

20、s5、所述活塞腔内的液体可顶动活塞并带动阀板向下移动，此时锁止块上的安全销被剪断；阀板带动锁止块向下移动，而后锁止块下端部的锁止口与锁止凸起卡接；

21、s6、所述活塞移动至第二开口的位置处时，活塞的上端部用于对活塞上方的活塞腔进行封堵，活塞上的连通口与第二开口连通；

22、s7、所述高压液体在进入注液腔内后，高压液体中的压力作用至第一封隔胶囊和第二封隔胶囊的内表面上，使第一封隔胶囊和第二封隔胶囊在该压力的作用下进行自动膨胀；第一封隔胶囊和第二封隔胶囊的外表面与井壁接触并顶接。

23、本发明采用上述技术方案，构思巧妙，结构合理，能够保护储层、提高油井的产量，并且能够不改变原有的固井施工工艺，现场施工程序简单；主力层段获得更大的泄油面积，利于油井挖掘产能，预计同等条件下产液量提高30-150%；并且能够杜绝漏失产层、敏感地层、裂缝产层等被伤害。

24、本发明还能够隔绝异常层位，提高固井质量，避免因高压活跃层在水泥浆失重阶段的侵入影响固井胶结质量；提高上下井筒的固井质量，降低同期含水率、能够延长生产寿命、减少后期的检修、维护作业频率。

25、下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

技术特征：

1.一种双封桥式固井装置，包括套管（2），其特征在于：所述套管（2）的外部同轴套设且固定安装有隔离套（8），隔离套（8）上间隔安装有多个能够充压自动膨胀的封隔组件，套管（2）上靠近其上端位置处安装有用于在坐封时向封隔组件内充入高压液体的阀体装置，套管（2）上靠近其下端位置处安装有活动密封组件。

2.根据权利要求1所述的一种双封桥式固井装置，其特征在于：所述阀体装置包括阀体（3），阀体（3）固定安装在套管（2）上且位于隔离套（8）的上方位置处，阀体（3）与套管（2）的外表面为固定连接，隔离套（8）的上端外表面固定安装在阀体（3）上；阀体（3）上靠近其上方位置处开设有压力通道（4），阀体（3）的外表面上靠近压力通道（4）的位置处由上至下依次安装有启动阀（5）、单向阀（6）和锁止阀（7）。

3.根据权利要求2所述的一种双封桥式固井装置，其特征在于：所述阀体（3）内靠近最上方封隔组件的位置处设置有进液腔（31），压力通道（4）的一端贯穿套管（2）的内表面并与套管（2）的内腔连通，压力通道（4）的另一端通过阀体（3）内设置的连通通道（41）与进液腔（31）连通。

4.根据权利要求3所述的一种双封桥式固井装置，其特征在于：所述隔离套（8）的内表面与套管（2）的外表面之间为间隔布设，且两者之间设置有循环空腔（81），阀体（3）上靠近隔离套（8）上端的位置处开设有第一开口（32），第一开口（32）与循环空腔（81）连通。

5.根据权利要求4所述的一种双封桥式固井装置，其特征在于：所述封隔组件包括分别套设在隔离套（8）外部的第一封隔胶囊（9）和第二封隔胶囊（11），第一封隔胶囊（9）和第二封隔胶囊（11）之间位于隔离套（8）上套设有护管（10），第一封隔胶囊（9）和第二封隔胶囊（11）相互靠近的一端分别与护管（10）的两端部固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种双封桥式固井装置，其特征在于：第一封隔胶囊（9）和第二封隔胶囊（11）的内表面与隔离套（8）的外表面之间设置有注液腔（16）；护管（10）的内表面与隔离套（8）的外表面之间设置有连通腔（17）；进液腔（31）、第一封隔胶囊（9）内的注液腔（16）、连通腔（17）和第二封隔胶囊（11）内的注液腔（16）依次连通。

7.根据权利要求6所述的一种双封桥式固井装置，其特征在于：所述活动密封组件包括固定安装在套管（2）上且位于第二封隔胶囊（11）下端位置处的活塞套（12），隔离套（8）的下端部延伸至活塞套（12）内且与活塞套（12）内表面的下端部固定连接；活塞套（12）的内表面与隔离套（8）的外表面之间围合成活塞腔（18），活塞腔（18）的上端部与第二封隔胶囊（11）内的注液腔（16）连通。

8.根据权利要求7所述的一种双封桥式固井装置，其特征在于：所述活塞腔（18）内活动设置有活塞（13），活塞腔（18）内位于活塞（13）的下方安装有阀板（19）；阀板（19）的下端固定连接有定位锁止块（20）；定位锁止块（20）上靠近其下端位置处开设有锁止口（15）；活塞腔（18）内且靠近其下方位置处的内表面上一体连接有与锁止口（15）相适配的锁止凸起（21）；

9.根据权利要求8所述的一种双封桥式固井装置，其特征在于：所述活塞套（12）和隔离套（8）上靠近阀板（19）的位置处开设有第二开口（22），第二开口（22）与循环空腔（81）连通；

10.一种双封桥式固井装置的使用方法，基于权利要求9所述的双封桥式固井装置，其特征在于：该使用方法，按如下步骤进行：

技术总结
本发明属于固井装置技术领域，公开了一种双封桥式固井装置及使用方法，其中双封桥式固井装置包括套管，所述套管的外部同轴套设且固定安装有隔离套，隔离套上间隔安装有多个能够充压自动膨胀的封隔组件，套管上靠近其上端位置处安装有用于在坐封时向封隔组件内充入高压液体的阀体装置，套管上靠近其下端位置处安装有活动密封组件，本发明整体结构简单，使用方便，能够对油井内的套管进行固定，并且不需要采取增产作业或补救措施，不改变常规固井工艺，能够防止水泥浆污染储层，最大限度的发挥裸眼表皮系数小、泄流面积大的优势。

技术研发人员：张晓晖,脱永佳
受保护的技术使用者：青州市春晖科技发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14