水泥承留器.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910444708.9 (22)申请日 2019.05.27 (71)申请人 成都英诺思科技有限公司 地址 610000 四川省成都市经济技术开发 区 （龙泉驿区） 车城东六路339号1#车 间1楼1号 (72)发明人 袁猷曾琦军 (51)Int.Cl. E21B 33/13(2006.01) (54)发明名称 一种水泥承留器 (57)摘要 本发明公开了一种水泥承留器， 包括中心管 和中心管的一端固定连接有下接头， 中心管周向 上套设有密封锚定结构， 密封锚定结构的一端与 。

2、下接头抵接， 密封锚定结构的另一端与中心管的 另一端之间设置有推环； 中心管内两端分别设置 有单向阀， 当单向阀为导通状态时， 用于密封浆 灌注的插入管穿过单向阀和下接头。 在座封时， 座封工具中的适配器与中心管一端适配连接， 用 于密封浆灌注的插入管同时插入中心管内， 并伸 出下接头， 当水泥承留器达到设定位置时， 此时 通过插入管直接进行注密封浆作业。 注密封浆作 业完成后， 回收插入管。 插入管离开水泥承留器 后， 单向阀全部变为闭合状态， 内部即形成盲堵， 双向承压。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 110080715 A 2019.08.02 CN 110080715 A。

3、 1.一种水泥承留器， 包括中心管(1)和所述中心管(1)的一端固定连接有下接头(6)， 所 述中心管(1)周向上套设有密封锚定结构， 所述密封锚定结构的一端与所述下接头(6)抵 接， 所述密封锚定结构的另一端与所述中心管(1)的另一端之间设置有推环(2)； 其特征在 于， 所述中心管(1)内两端分别设置有单向阀(7)， 两个所述单向阀(7)的截止方向都朝向所 述中心管(1)的中部； 当所述单向阀(7)为导通状态时， 用于密封浆灌注的插入管穿过所述 单向阀(7)和所述下接头(6)。 2.根据权利要求1所述的一种水泥承留器， 其特征在于： 所述单向阀(7)包括阀体(71) 和阀芯(72)， 所述。

4、阀芯(72)和所述阀体(71)弹性铰链连接， 所述阀体(71)与所述中心管(1) 内壁固定连接， 所述插入管穿过所述阀体(71)； 当所述插入管离开所述阀体(71)， 所述阀芯 (72)通过所述弹性铰链自动闭合。 3.根据权利要求2所述的一种水泥承留器， 其特征在于： 所述中心管(1)一端的阀体 (71)通过紧固件与所述中心管(1)连接防止相互位置错动。 4.根据权利要求3所述的一种水泥承留器， 其特征在于： 所述中心管(1)另一端的阀体 (71)也通过紧固件与所述中心管(1)连接防止相互位置错动。 5.根据权利要求1至4任一项所述的一种水泥承留器， 其特征在于： 所述单向阀(7)与所 述中心。

5、管(1)通过螺纹旋合连接。 6.根据权利要求1至4任一项所述的一种水泥承留器， 其特征在于： 所述下接头(6)的一 端设置有抵接部， 所述抵接部与所述中心管(1)的一端的端头抵接。 7.根据权利要求1至4任一项所述的一种水泥承留器， 其特征在于： 所述密封锚定结构 包括卡瓦组件(3)、 锥体(4)和胶筒(5)， 所述胶筒(5)套设在所述中心管(1)的中部； 所述锥 体(4)共两个， 分别位于所述胶筒(5)两端并与其抵接； 所述卡瓦组件(3)共两个， 其中一个 卡瓦组件(3)位于所述推环(2)和其中一个所述锥体(4)之间， 另一个卡瓦组件(3)位于所述 一个所述锥体(4)和所述下接头(6)之间。。

6、 8.根据权利要求7所述的一种水泥承留器， 其特征在于： 所述卡瓦组件(3)包括卡瓦座 (31)和卡瓦片(32)， 所述卡瓦片(32)嵌套在所述卡瓦座(31)上。 9.根据权利要求8所述的一种水泥承留器， 其特征在于： 所述中心管(1)、 所述推环(2)、 所述锥体(4)、 胶筒(5)、 所述下接头(6)和所述单向阀(7)都为可溶材料制作而成。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110080715 A 2 一种水泥承留器 技术领域 0001 本发明涉及石油井下施工领域， 具体涉及一种水泥承留器。 背景技术 0002 油田开发中、 后期由于油井水泥返高以上套管腐蚀穿孔， 水泥固井段出现渗漏， 使。

7、 油层邻近高压水层的地层水流入井筒， 或油层能量下降邻近高压水层与油层互窜造成油井 含水或油层水淹， 给油田开发带来严重困难。 目前一些生产多年的老油井， 长期高含水， 处 于关井状态， 分析判断： 一是经过长期开采， 可能油层套管腐蚀穿孔， 套管漏失造成油层水 淹； 二是可能高压注水井长期高压注水， 与该井油层形成水头锥进而造成油层水淹。 三是可 能在油层附近有高压水层与油层互窜导致油层水淹。 对这些井通过封隔器找漏排除了套管 腐蚀穿孔漏失的可能。 采用同位素测井， 发现在油层下部有一邻近高压水层与油层互窜， 使 该井全部产水。 0003 对于这种情况， 常规的处理方法是先在高压水层射开工程。

8、孔， 再对高压水层进行 化学封堵主要是水泥浆封堵。 封堵完后再将水泥塞钻开， 然后恢复油层的开采。 但是该 井的生产油层在高压水层之上并且相邻很近， 使用常规的封堵方法不但在工程施工中带有 很大的风险性， 而且难以保证油层不被水泥浆堵塞， 特别是对高压水层挤堵， 有可能出现高 压水层外吐水泥浆， 使挤堵失败。 所以只有采用下入工具将油层和与它相邻高压水层隔开， 再对高压水层进行封堵。 0004 水泥承留器已经被使用了很多年， 传统的水泥承留器采用金属材质， 通过钻杆或 油管下入井内， 虽然常规的水泥承留器密封性好， 耐压差高， 密封时间长， 也可以磨铣， 但是 在工作中容易导致液体倒流， 进而。

9、损害设备。 发明内容 0005 本发明所要解决的技术问题是提供一种水泥承留器， 确保在封堵后， 自动再次对 井筒进行全封堵， 双向承压。 0006 本发明解决上述技术问题的技术方案如下： 一种水泥承留器， 包括中心管和所述 中心管的一端固定连接有下接头， 所述中心管周向上套设有密封锚定结构， 所述密封锚定 结构的一端与所述下接头抵接， 所述密封锚定结构的另一端与所述中心管的另一端之间设 置有推环； 所述中心管内两端分别设置有单向阀， 两个所述单向阀的截止方向都朝向所述 中心管的中部； 当所述单向阀为导通状态时， 用于密封浆灌注的插入管穿过所述单向阀和 所述下接头。 0007 本发明的工作原理及。

10、有益效果是： 座封工具中的适配器与中心管一端适配连接， 用于密封浆灌注的插入管同时插入中心管内， 并伸出下接头； 此时， 两个单向阀为单向导通 状态， 即为开启状态。 将水泥承留器及其组件下放到井筒的指定位置， 通过触发坐封工具使 其产生一定的推力， 推动推环向下移动， 密封锚定结构与套管内壁紧密锚定； 当坐封工具提 供的推力持续增加， 直到大于坐封适配器与中心管的连接销钉极限受力， 销钉被拉断破坏， 说明书 1/4 页 3 CN 110080715 A 3 坐封、 丢手动作完成， 水泥承留器及插入管留在设计坐封深度。 此时通过插入管直接进行注 密封浆作业。 注密封浆作业完成后， 回收插入管。。

11、 由于水泥承留器的单向阀与插入管相接 触， 插入管离开水泥承留器后， 单向阀全部变为闭合状态， 内部即形成盲堵； 由于两个所述 单向阀的截止方向都朝向所述中心管的中部； 水泥承留器在下接头方向由于单向阀为闭合 截止状态， 可以承载下接头方向的压力； 同时， 由于中心管另一端的单向阀为闭合截止状 态， 可以承载中心管另一端方向的压力。 0008 在上述技术方案的基础上， 本发明还可以做如下改进。 0009 进一步， 所述单向阀包括阀体和阀芯， 所述阀芯和所述阀体弹性铰链连接， 所述阀 体与所述中心管内壁固定连接， 所述插入管穿过所述阀体； 当所述插入管离开所述阀体， 所 述阀芯通过所述弹性铰链自。

12、动闭合。 0010 采用上述进一步方案的有益效果是： 阀芯通过所述弹性铰链自动闭合， 不需要外 部提供驱动力， 同时非常可靠， 提高了水泥承留器的适用范围。 0011 在上述技术方案的基础上， 本发明还可以做如下改进。 0012 进一步， 所述中心管一端的阀体通过紧固件与所述中心管连接防止相互位置错 动。 0013 采用上述进一步方案的有益效果是： 如果单向阀和中心管通过螺纹连接， 在水泥 承留器钻磨的时候， 钻头旋转的方向和螺纹旋合方向相反， 这样单向阀就有可能从中心管 内脱落， 造成单向阀残留在井内。 通过紧固件方式所述中心管和单向阀相互位置错动， 在钻 磨的时候， 中心管和单向阀相对位置。

13、不会发生变化， 由于中心管通过铆钉密封组件与井筒 固定， 这样钻磨时， 单向阀也不会移动， 确保单向阀完全被钻磨掉， 不会残留。 0014 在上述技术方案的基础上， 本发明还可以做如下改进。 0015 进一步， 所述中心管另一端的阀体也通过紧固件与所述中心管连接防止相互位置 错动。 0016 采用上述进一步方案的有益效果是： 两个单向阀都完全固定， 都避免了中心管和 单向阀相互位置错动， 进一步确保水泥承留器的完全钻磨。 0017 在上述技术方案的基础上， 本发明还可以做如下改进。 0018 进一步， 所述单向阀与所述中心管通过螺纹旋合连接。 0019 采用上述进一步方案的有益效果是： 螺纹旋。

14、合连接是一种可靠连接固定方式， 在 装配测试过程中便于拆装。 0020 在上述技术方案的基础上， 本发明还可以做如下改进。 0021 进一步， 所述下接头的一端设置有抵接部， 所述抵接部与所述中心管的一端的端 头抵接。 0022 采用上述进一步方案的有益效果是： 通过设置抵接部， 在水泥承留器座封的时候， 中心管和下接头的受力大部分位于抵接部处， 避免了在座封过程中下接头和中心管的脱 落， 提高了水泥承留器的座封可靠性。 0023 在上述技术方案的基础上， 本发明还可以做如下改进。 0024 进一步， 所述密封锚定结构包括卡瓦组件、 锥体和胶筒， 所述胶筒套设在所述中心 管的中部； 所述锥体共。

15、两个， 分别位于所述胶筒两端并与其抵接； 所述卡瓦组件共两个， 其 中一个卡瓦组件位于所述推环和其中一个所述锥体之间， 另一个卡瓦组件位于所述一个所 说明书 2/4 页 4 CN 110080715 A 4 述锥体和所述下接头之间。 0025 采用上述进一步方案的有益效果是： 通过设置双卡瓦结构， 提高锚定的可靠性。 0026 在上述技术方案的基础上， 本发明还可以做如下改进。 0027 进一步， 所述卡瓦组件包括卡瓦座和卡瓦片， 所述卡瓦片嵌套在所述卡瓦座上。 0028 采用上述进一步方案的有益效果是： 通过卡瓦片的锚定， 卡瓦座的材料可以灵活 选用。 0029 在上述技术方案的基础上， 本。

16、发明还可以做如下改进。 0030 进一步， 所述中心管、 所述推环、 所述锥体、 胶筒、 所述下接头和所述单向阀都为可 溶材料制作而成。 0031 采用上述进一步方案的有益效果是： 本发明的水泥承留器除了卡瓦片之外的其他 材料都为可溶材料， 可溶材料在地层液体中全部溶解， 不会残留， 省去了钻磨过程。 附图说明 0032 图1是本发明实施例一单向阀开启状态剖视图； 0033 图2是是本发明实施例一插入管插入中心管的剖视图； 0034 图3是本发明实施例一单向阀闭合截止状态剖视图； 0035 图4是实施例一卡瓦组件的局部视图。 0036 附图中， 各标号所代表的部件列表如下： 0037 1、 中。

17、心管， 2、 推环， 3、 卡瓦组件， 4、 锥体， 5、 胶筒， 6、 下接头， 7、 单向阀， 71、 阀体， 72、 阀芯， 8、 插入管。 具体实施方式 0038 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述， 所举实例只用于解释本发明， 并 非用于限定本发明的范围。 0039 本发明实施例一单向阀开启状态剖视图参见图1、 图2和图3。 0040 一种水泥承留器， 包括中心管1和中心管1的一端固定连接有下接头6， 中心管1周 向上套设有密封锚定结构， 密封锚定结构的一端与下接头6抵接， 密封锚定结构的另一端与 中心管1的另一端之间设置有推环2； 中心管1内两端分别设置有单向阀7， 两个单向。

18、阀7的截 止方向都朝向中心管1的中部； 当单向阀7为导通状态时， 用于密封浆灌注的插入管8穿过单 向阀7和下接头6。 如图2所示。 0041 本发明的工作原理为： 座封工具中的适配器与中心管1一端适配连接， 即适配器与 中心管11一端的通过连接销钉连接， 用于密封浆灌注的插入管8同时插入中心管1内， 并伸 出下接头6； 此时， 两个单向阀7为单向导通状态， 即为开启状态。 将水泥承留器及其组件下 放到井筒的指定位置， 通过触发坐封工具使其产生一定的推力， 推动推环2向下移动， 由于， 中心管1和中心管1的一端固定连接有下接头6， 这样推环2和下接头6就会挤压密封锚定结 构， 使得密封锚定结构膨。

19、胀与井筒密封， 并与套管内壁紧密锚定； 当坐封工具提供的推力持 续增加， 直到大于坐封适配器与中心管1的连接销钉极限受力， 销钉被拉断破坏， 坐封、 丢手 动作完成， 水泥承留器及插入管8留在设计坐封深度。 此时通过插入管8直接进行注密封浆 作业。 注密封浆作业完成后， 回收插入管8。 由于水泥承留器的单向阀7与插入管8相接触， 插 说明书 3/4 页 5 CN 110080715 A 5 入管8离开水泥承留器后， 单向阀7全部变为闭合状态， 内部即形成盲堵； 如同3所示。 由于两 个单向阀7的截止方向都朝向中心管1的中部； 水泥承留器在下接头6方向由于单向阀7为闭 合截止状态， 可以承载下接。

20、头6方向的压力； 同时， 由于中心管1另一端的单向阀7为闭合截 止状态， 可以承载中心管1另一端方向的压力。 0042 在本实施例中， 单向阀7包括阀体71和阀芯72， 阀芯72和阀体71弹性铰链连接， 阀 体71与中心管1内壁固定连接， 插入管8穿过阀体71； 当插入管8离开阀体71， 阀芯72通过弹 性铰链自动闭合。 其中， 弹性铰链可以是扭转弹簧等。 0043 阀芯72通过弹性铰链自动闭合， 不需要外部提供驱动力， 同时非常可靠， 提高了水 泥承留器的适用范围。 0044 在本实施例中， 单向阀7与中心管1通过螺纹旋合连接。 0045 纹旋合连接是一种可靠连接固定方式， 在装配测试过程中。

21、便于拆装。 0046 在本实施例中， 中心管1一端的阀体71通过紧固件与中心管1连接防止相互位置错 动； 中心管1另一端的阀体71也通过紧固件与中心管1连接防止相互位置错动。 本实施例中 的紧固件为销钉未在图中示出， 在中心管1和阀体71的径向上设置有通孔， 销钉穿过通孔， 使得中心管1和阀体71不会位置错动。 0047 由于单向阀7和中心管1通过螺纹连接， 在水泥承留器钻磨的时候， 钻头旋转的方 向和螺纹旋合方向相反， 这样单向阀7就有可能从中心管1内脱落， 造成单向阀7残留在井 内。 通过紧固件方式中心管1和单向阀7相互位置错动， 在钻磨的时候， 中心管1和单向阀7相 对位置不会发生变化，。

22、 由于中心管1通过铆钉密封组件与井筒固定， 这样钻磨时， 单向阀7也 不会移动， 确保单向阀7完全被钻磨掉， 不会残留。 0048 在单向阀7和中心管1的固定连接方式上， 可以选择其他的连接方式， 比如通过过 盈配合， 将单向阀7直接嵌入中心管1内。 0049 其中， 两个单向阀7的位置设置在中心管的两端处。 在具体实际应用功能中， 为了 便于装配和施工， 可以将两个单向阀设置在不同的位置， 只要保证其左右密封就可以。 0050 密封锚定结构包括卡瓦组件3、 锥体4和胶筒5， 胶筒5套设在中心管1的中部； 锥体4 共两个， 分别位于胶筒5两端并与其抵接； 卡瓦组件3共两个， 其中一个卡瓦组件3。

23、位于推环2 和其中一个锥体4之间， 另一个卡瓦组件3位于一个锥体4和下接头6之间。 其中， 卡瓦组件3 包括卡瓦座31和卡瓦片32， 卡瓦片32嵌套在卡瓦座31上。 0051 通过设置双卡瓦结构， 提高锚定的可靠性。 0052 中心管1、 推环2、 锥体4、 胶筒5、 下接头6和单向阀7都为可溶材料制作而成。 0053 本发明的水泥承留器除了卡瓦片之外的其他材料都为可溶材料， 可溶材料在地层 液体中全部溶解， 不会残留， 省去了钻磨过程。 0054 图4实施例一卡瓦组件3的局部视图， 卡瓦组件3包括卡瓦座31和卡瓦片32， 卡瓦片 32嵌套在卡瓦座31上。 0055 以上仅为本发明的较佳实施例， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精神和原则 之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说明书 4/4 页 6 CN 110080715 A 6 图1 图2 说明书附图 1/2 页 7 CN 110080715 A 7 图3 图4 说明书附图 2/2 页 8 CN 110080715 A 8 。