储层保护固井工具

技术领域

本发明涉及石油天然气固井工具技术领域，尤其是涉及一种储层保护固井工具。

背景技术

在石油天然气井固井过程中，水泥浆对储层的污染一直是一项难以克服的问题。目前国内外大多采用优化水泥浆性能的方式来减少水泥浆滤液对储层的渗透，从而达到减小储层污染的目的。而通过工具，使水泥浆绕过储层而防止水泥浆对储层的污染，效果更加明显。但现有的这类工具因其结构的限制，仅能适用于特定长度的储层，因此存在适用性差、使用成本高的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种储层保护固井工具，以缓解现有的储层保护工具适用性差、使用成本高的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：

本发明提供的储层保护固井工具，设置于井筒内，并与井筒间形成第一环空，包括管组和可拆卸连接于管组两端的两个主体；

管组包括外管和内管，外管套装于内管；

主体包括连接轴套和封隔组件；

连接轴套套装于内管端部，并且端部与外管相连，连接轴套、外管和内管之间形成有环形的循环通道，且连接轴套上开设有连通第一环空和循环通道的循环孔；

封隔组件设置于连接轴套的循环孔的内侧，封隔组件在被激发的状态下向井筒的方向膨胀以实现截流。

更进一步地，连接轴套包括相连的第一连接部和第二连接部；

第一连接部套装于内管端部，并与内管连通；

第二连接部的一端与第一连接部相抵接，另一端与外管相抵接形成一连续管壁，连续管壁与内管之间形成循环通道。

更进一步地，第二连接部的近循环孔的区域设置有凸台；

第二连接部与外管通过接箍相连，凸台与接箍之间形成用于容纳封隔组件的容纳空间。

更进一步地，凸台的靠近封隔组件的侧面设置有一流道孔，流道孔与第一液压通道连通。

更进一步地，第一液压通道包括相互连通的第一流道和第二流道；

第一流道设置于第一连接部的内部，入口设置于第一连接部的内壁，出口设置于第一连接部的内侧端面；

第二流道设置于第二连接部的内部，入口连通于第一流道的出口，出口连通于流道孔。

更进一步地，封隔组件包括活塞、连接套以及封隔套；

活塞的连接部设置于凸台上表面，主体部位于凸台的侧部，活塞能够沿轴线方向滑动；

连接套一端与活塞连接，另一端与封隔套连接；

封隔套的背离连接套的端部与接箍抵接。

更进一步地，连接部通过剪销与凸台相连。

更进一步地，连接套的内表面内嵌有锯齿止退环，第二连接部上设置有与锯齿止退环相配合锯齿结构。

更进一步地，第二连接部上锯齿结构远离锯齿止退环的一侧套装有限位环，连接套上锯齿止退环靠近锯齿结构的一侧开设有与限位环配合的凹槽。

更进一步地，内管的外壁上设置有旋流发生器，旋流发生器设置为螺旋结构。

综合上述技术方案，本发明所能实现的技术效果分析如下：

一种储层保护固井工具，设置于井筒内，并与井筒间形成第一环空，包括管组和可拆卸连接于管组两端的两个主体；

管组包括外管和内管，外管套装于内管；

主体包括连接轴套和封隔组件；

连接轴套套装于内管端部，并且端部与外管相连，连接轴套、外管和内管之间形成有环形的循环通道，且连接轴套上开设有连通第一环空和循环通道的循环孔；

封隔组件设置于连接轴套的循环孔的内侧，封隔组件在被激发的状态下向井筒的方向膨胀以实现截流。

工作时，本固井工具移动至与储层位置对应处，并启动两端的封隔组件封隔本固井工具与储层之间的第一环空，当有泥浆从本固井工具内通道的一端流出至第一环空进行固井时，在封隔组件的作用下，溢出的泥浆只能进入到循环通道内以上返至本固井工具的另一端外部的第一环空继续固井，从而实现绕过储层的效果。

由于封隔组件设置在连接轴套上，因此，当所需要保护的储层长度与本固井工具预设的长度不符时，无需对本固井工具整体进行重新生产，而只需将主体套装于其它长度的管组上，即可实现对本固井工具所能保护的储层长度的改变，从而有效的提高了本固井工具的适用性，降低了使用成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的部分结构示意图；

图3是本发明的锯齿止退环和锯齿结构的结构示意图；

图4是本发明的旋流发生器的结构示意图；

图标：100-管组；200-主体；300-循环孔；400-接箍；500-第一液压通道；600-锯齿止退环；700-锯齿结构；800-限位环；900-剪销；1000-旋流发生器；

110-外管；120-内管；210-连接轴套；220-封隔组件；211-第一连接部；212-第二连接部；221-活塞；222-连接套；223-封隔套；510-第一流道；520-第二流道；

221-1-连接部；221-2-主体部；223-1-端环；223-2-护碗；223-3-橡胶筒。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

现有技术中的用于保护储层的固井工具因其结构的限制，仅能适用于特定长度的储层，因此存在适用性差、使用成本高的技术问题。

有鉴于此，本发明提供了一种储层保护固井工具，设置于井筒内，并与井筒间形成第一环空，如图1、图2所示，该工具包括管组100和可拆卸连接于管组100两端的两个主体200；

管组100包括外管110和内管120，外管110套装于内管120；

主体200包括连接轴套210和封隔组件220；

连接轴套210套装于内管120端部，并且端部与外管110相连，连接轴套210、外管110和内管120之间形成有环形的循环通道，且连接轴套210上开设有连通第一环空和循环通道的循环孔300；

封隔组件220设置于连接轴套210的循环孔300的内侧，封隔组件220在被激发的状态下向井筒的方向膨胀以实现截流。

工作时，本固井工具移动至与储层位置对应处，并启动两端的封隔组件封隔本固井工具与储层之间的第一环空，当有泥浆从本固井工具内通道的一端流出至第一环空进行固井时，在封隔组件的作用下，溢出的泥浆只能进入到循环通道内以上返至本固井工具的另一端外部的第一环空继续固井，从而实现绕过储层的效果。

由于封隔组件220设置在连接轴套210上，因此，当所需要保护的储层长度与本固井工具预设的长度不符时，无需对本固井工具整体进行重新生产，而只需将主体200套装于其它长度的管组100上，即可实现对本固井工具所能保护的储层长度的改变，从而有效的提高了本固井工具的适用性，降低了使用成本。

进一步地，如图4所示，内管120的外壁上设置有旋流发生器1000，旋流发生器1000设置为螺旋结构，用于导流以防止循环通道发生堵塞。

本实施例的可选方案中，较为优选的，循环孔300的流通面积与循环通道的循环面积相当，且的轴线与循环通道的轴线垂直设置，以进一步防止循环通道堵塞。

其中，关于连接轴套210的具体形状或结构，详述如下：

如图2所示，连接轴套210包括相连并一体设置的第一连接部211和第二连接部212；第一连接部211套装于内管120端部，并与内管120连通。

本实施例的可选方案中，较为优选的，第一连接部211与内管120的连接处设置有密封圈，以保证密封性。

第二连接部212的一端与第一连接部211相抵接，另一端与外管110相抵接形成一连续管壁，连续管壁与内管120之间形成循环通道，以供上返的泥浆流通。

进一步地，第二连接部212的近循环孔300的区域设置有凸台，第二连接部212与外管110通过接箍400相连，凸台与接箍400之间形成用于容纳封隔组件220的容纳空间。且需要说明的是，接箍400套装于第二连接部212和外管110上并与其螺纹连接。

进一步地，凸台的靠近封隔组件220的侧面设置有一流道孔，流道孔与第一液压通道连通。第一液压通道500包括相互连通的第一流道510和第二流道520。第一流道510设置于第一连接部211的内部，入口设置于第一连接部211的内壁，与内管120内的通道连通，出口设置于第一连接部211的内侧端面；第二流道520设置于第二连接部212的内部，入口连通于第一流道510的出口，出口连通于流道孔。

具体地，当需要启动封隔组件220对储层进行封隔时，对内管120通道内的泥浆进行蹩压以将泥浆挤入第一流道510内，之后，泥浆经过第一流道510流至第二流道520的出口处，并传递压力挤压封隔组件220，当泥浆的液压达到一定数值，封隔组件220被激发向井筒的方向膨胀进行截流，以实现对与储层对应处的第一环空的封隔。

其中，关于封隔组件220的具体形状和结构，详述如下：

如图2所示，封隔组件220包括活塞221、连接套222以及封隔套223；

活塞221的连接部221-1设置于凸台上表面，主体部221-2位于凸台的侧部，活塞221能够沿轴线方向滑动；其中，活塞221的连接部221-1通过剪销900与凸台相连。在无外力作用状态下，活塞221的主体部221-2的端面贴合于凸台的侧面，即此时流道孔为被封堵状态；当第二流道520内有泥浆挤压主体部221-2并使得剪销900断裂时，活塞221向远离凸台的一侧移动，且在移动过程中，在凸台靠近活塞221的方向上，连接部221-1、主体部221-2、第二连接部212之间形成与流道孔连通的第三流道，以保证泥浆始终挤压主体部221-2而不会流出至第一环空。

连接套222一端套装于活塞221的主体部221-2并与其螺纹连接，另一端与封隔套223连接；

封隔套223包括端环223-1、护碗223-2和橡胶筒223-3，护腕连接于橡胶筒223-3两端，并与橡胶筒223-3一体成型，端环223-1分别连接于两护腕远离橡胶筒223-3的一端，且其中一个端环223-1与连接套222固定连接，另一个端环223-1与接箍400抵接。当活塞221移动时，封隔套223通过连接套222被活塞221挤压，以使得橡胶筒223-3向外膨胀。

更进一步地，如图3所示，连接套222的内表面内嵌有锯齿止退环600，第二连接部212上设置有与锯齿止退环600相配合锯齿结构700。以防止活塞221和连接套222复位。

更进一步地，第二连接部212上锯齿结构700远离锯齿止退环600的一侧套装有限位环800，连接套222上锯齿止退环600靠近锯齿结构700的一侧开设有与限位环800配合的凹槽，限位环800和凹槽相配合以限制连接套222的最大移动行程，从而防止封隔套223因过度膨胀损坏。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。