一种免钻盲板固井装置

技术领域

本发明涉及固井技术领域，更具体地说，涉及一种免钻盲板固井装置。

背景技术

固井是钻井完井中的重要一环，指的是向井内下入套管，并向井眼和套管之间的环形空间注入水泥浆的施工作业。施工过程中，需要先在某个高度位置，对套管内、外与地层井壁进行封固，将需要注入水泥浆的空间与井下部分隔开。现有技术中通常使用井用封隔器封堵并分割套管外的环形空间，并用盲板径向上封堵套管管腔、分割管内空间；然后向套管内注入水泥浆，水泥浆经盲板上方的套管管壁上的水泥浆通孔流入套管外，对井眼和套管之间的环形空间进行封固，而后向套管内投放碰压胶塞，通过水流推动碰压胶塞将套管内的水泥浆全都压入环形空间，并封堵泥浆通道，待进行侯凝后，水泥浆凝固，然后，现有技术中经常是对碰压胶塞和盲板进行钻孔，以连通套管管腔，进行后续的井下作业。

但对碰压胶塞和盲板进行钻孔，极易发生将套管壁钻薄或钻漏的现象，导致油井生产寿命缩短或使油井报废的严重使用事故。因此，如何解决现有技术中，固井后通过对碰压胶塞和盲板钻孔来贯通井筒，存在容易破坏套管并导致套管损坏而不利于后续井下作业的现状，已经成为本领域技术人员所亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种免钻盲板固井装置，在固井之后，可以顺畅地将碰压胶塞和盲板打捞出来，避免钻孔，消除钻孔对套管的影响，且打捞后，管腔基本是等通径的，不存在缩径问题，利于进行后续井下作业。

为实现上述目的，本发明提供的一种免钻盲板固井装置，包括有盲板部件及碰压胶塞，所述盲板部件上设有呈贯通状的泥浆通道、及用于连接所述盲板部件与套管并能分离或断开的连接结构，所述盲板部件及所述碰压胶塞二者之其中一者上设有用于与另一者相连接的第一连接锁紧结构。

优选地，还包括有打捞筒，所述碰压胶塞上设置有用于与所述打捞筒相连接的第二连接锁紧结构。

优选地，所述泥浆通道上设置有用于导通或封堵的封堵部件。

优选地，所述连接结构包括锁止销，所述锁止销穿连所述盲板部件并用于与所述套管连接。

优选地，所述第一连接锁紧结构包括与所述盲板部件相连接的连接卡瓦，所述连接卡瓦上设置有第一弹性卡腔，所述第一弹性卡腔至少在腔口处具有扩大内径或恢复的伸缩弹性。

优选地，所述第一弹性卡腔的内壁上凸出有连接卡牙，所述碰压胶塞上设置有与所述连接卡牙配合的外卡牙，所述连接卡牙呈由内向外、由腔口至腔底方向倾斜的棘齿状。

优选地，所述盲板部件包括密封盲板及与所述密封盲板相连接的副盲板，所述密封盲板及所述套管内壁密封连接，所述连接结构及所述连接卡瓦均设在所述副盲板上。

优选地，所述打捞筒上设置有卡紧卡瓦，所述卡紧卡瓦设置有第二弹性卡腔，所述第二弹性卡腔至少在腔口处具有扩大内径或恢复的伸缩弹性。

优选地，所述第二弹性卡腔的内壁上凸出有卡紧卡牙，所述碰压胶塞上设置有与所述卡紧卡牙配合的外卡牙，所述卡紧卡牙呈由内向外、由腔口至腔底方向倾斜的棘齿状。

优选地，所述连接卡瓦与所述副盲板滑动连接，所述副盲板与所述连接卡瓦之间设置有防止所述连接卡瓦脱出的第一防脱结构。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：本发明提供的免钻盲板固井装置包括盲板部件及碰压胶塞，盲板部件通过连接结构可与套管相连来分隔管腔，同时，通过第一连接锁紧结构盲板部件可与碰压胶塞相连接，则在碰压胶塞下井之后可以与盲板部件相连，待水泥浆侯凝后，提拉或打捞碰压胶塞，盲板部件也会被提拉，此时，盲板部件的连接结构受力分离或断开，则碰压胶塞与盲板部件可以被同步提拉或打捞出井，套管管腔恢复连通，不需要钻孔，且管内没有余留的固井装置，没有缩径之处，整个套管管腔都是与内径大小相同的等通径导通状况，利于进行后续井下作业。

本申请提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例中免钻盲板固定装置的盲板部件的结构示意图；

图2为本发明实施例中盲板部件与碰压胶塞的连接示意图；

图3为本发明实施例中盲板部件、碰压胶塞及打捞筒的连接示意图；

图4为本发明实施例中打捞筒的结构示意图；

图5为本发明实施例中碰压胶塞的结构示意图。

图1-图5中：

1、井用封隔器；2、坐封阀套；3、密封盲板；4、副盲板；5、封堵部件；6、锁止销；7、胶塞筒；71、第二倾斜面；8、连接卡瓦；81、第一锁紧片；82、连接卡牙；84、第一倾斜面；9、碰压胶塞；91、塞头；92、打捞柄；93、胶碗；10、注水通道；11、泥浆通道；12、打捞筒；121、第四倾斜面；13、卡紧卡瓦；131、第二锁紧片；132、卡紧卡牙；133、第三倾斜面。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本具体实施方式的目的在于提供一种免钻盲板固井装置，在固井之后，可以顺畅地将碰压胶塞和盲板打捞出来，避免钻孔，消除钻孔对套管的影响，且打捞后，管腔是等通径的，不存在缩径问题，利于进行后续井下作业。

以下，结合附图对实施例作详细说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明的内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

请参考附图1-5，本实施例提供的一种免钻盲板固井装置，包括有盲板部件及碰压胶塞9，盲板部件用于和套管相连并分割套管的管腔，盲板部件上设有泥浆通道11，泥浆通道11沿自身延伸方向呈贯通状，如两端敞口，用来和套管上的水泥浆通孔相连通，建立固井所用的水泥浆注入通路；盲板部件上还设有用于与套管相连接的连接结构，且连接结构受外力后能分离或断开，即通过外力作用，盲板部件可以与套管相分离；同时，盲板部件与碰压胶塞9二者之其中一者上设有用于与另一者相连接的第一连接锁紧结构，第一连接锁紧结构还可以至少具备单向的锁紧功能；则，当碰压胶塞9入井后向盲板部件方向行进并推动水泥浆，待碰触到盲板部件，可以通过第一连接锁紧结构与盲板部件相连接，将第一连接锁紧结构的锁紧方向设为从盲板部件至井口的朝上的方向，则碰压胶塞9与盲板部件在朝上的方向上可具有锁紧连接效果，实现稳固连接；对碰压胶塞9进行提拉，则碰压胶塞9向井口方向提拉盲板部件，盲板部件与套管之间的连接结构受提拉力而分离或断开，盲板部件与套管短接分离，与碰压胶塞9一起被提拉出井，套管管腔恢复导通状态。如此设置，本实施例提供的免钻盲板固井装置，在固井作业后，可以直接并顺畅地将碰压胶塞9和盲板部件打捞出去，不需要进行钻孔作业，相对而言，作业强度和难度减轻，且套管不会受钻孔影响而产生管壁变薄或被钻裂、钻漏的问题，碰压胶塞9和盲板部件被提拉出井，套管内没有余留的固井装置，管腔整体都呈与内径大小相同的等通径导通状况，无缩径之处，不会对后续下井工具产生卡碰，解决了现有技术中，容易卡碰下井工具、产生作业事故的问题，提高了作业安全性、便利性和顺畅性。

盲板部件与套管连接，受力后进行分离，为了避免分离时，对套管管壁产生损坏，本实施例中，可以设置连接在套管上的坐封阀套2，盲板部件与坐封阀套2进行连接。具体而言，盲板部件与套管的连接结构可以是包括有锁止销6，盲板部件与套管的连接，可以通过锁止销6穿连盲板部件与坐封阀套2实现，而盲板部件及坐封阀套2上均设置有供锁止销6穿过或穿入的连接孔。如此，当盲板部件受提拉力时，锁止销6受力折断，即可使盲板部件与坐封阀套2分离，盲板部件被顺畅地提拉出井。

如图1所示，为了更好的密封套管管腔、避免水泥浆注入到分隔后的井下空间，盲板部件可以是包括有密封盲板3及副盲板4，密封盲板3与套管或坐封阀套2进行密封连接，可以是密封盲板3上设置有密封环槽，密封盲板3与套管或坐封阀套2的内壁之间设置有嵌入密封环槽的密封圈，密封盲板3还可以是其它材质、整体整圆柱状且外径与套管或坐封阀套2的内径过盈配合。泥浆通道11与第一连接锁紧结构均设在副盲板4上，碰压胶塞9与副盲板4进行连接，而密封盲板3与副盲板4连接，可以是一体式的，也可以通过紧固件连接，如此，在提拉时，密封盲板3和副盲板4都被提拉出井。

碰压胶塞9将水泥浆推入套管外的环空后，需要封堵盲板部件上的泥浆通道11，现有技术中，经常出现封堵不到位、不够紧密，水泥浆倒灌入套管内的现象，容易将管内的工具凝结过响打捞。为解决此问题，本实施例中，盲板部件的泥浆通道11上设置有用于导通或封堵的封堵部件5。如图1所示，封堵部件5具体可以是阀门，如单向阀/止回阀，如此，既可以防止水泥浆倒流回管内，且实现导通或封堵无需进行过多的额外操作，避免增加作业难度。

对碰压胶塞9进行提拉，可以是在下井前，在碰压胶塞9上连接提拉绳索或工具，或者，还可以是在碰压胶塞9下井后，侯凝结束时，再下放打捞工具，因此，本实施例中，如图3所示，免钻盲板固井装置还包括有打捞筒12，碰压胶塞9或打捞筒12二者之一上设置有用于与另一者相连接的第二连接锁紧结构，第二连接锁紧结构也可具有单向锁紧功能，则在井口向套管内下放打捞筒12，打捞筒12碰触到碰压胶塞9后，二者通过第二连接锁紧结构相连接，设置第二连接锁紧结构的锁紧方向为朝向井口的向上方向，则打捞筒12与碰压胶塞9被提拉打捞时，会稳固连接，则可以一次性将打捞筒12、碰压胶塞9及盲板部件共同打捞出井，操作便捷顺畅。

为了便于碰压胶塞9与盲板部件如副盲板4进行连接，副盲板4可以是呈一端敞口的中空筒状，设置有供碰压胶塞9进入的筒腔，第一连接锁紧结构设置在筒腔内，泥浆通道11可设置在筒腔的侧壁上。具体而言，如图1和图2所示，第一连接锁紧结构可以是包括有与副盲板4相连接的连接卡瓦8，连接卡瓦8上设置有第一弹性卡腔，第一弹性卡腔可以与副盲板4的筒腔同轴设置，第一弹性卡腔可至少供碰压胶塞9的部分区域如塞头91进入并实现连接锁紧；可以是，至少第一弹性卡腔的腔口具有扩大内径或回缩恢复的伸缩弹性，则在带压水流的推动下，碰压胶塞9行进至塞头91撑开第一弹性卡腔的腔口并嵌入第一弹性卡腔，而后第一弹性卡腔受弹性回缩作用力，可以卡紧或箍紧碰压胶塞9，且碰压胶塞9被向上提拉时，产生脱离第一弹性卡腔的趋势，则受弹性回缩作用力第一弹性卡腔随之产生回缩趋势，更加可以卡紧碰压胶塞9，具备一定单向锁紧作用，实现盲板部件与碰压胶塞9的紧密连接。

副盲板4的筒腔内还可以设置有胶塞筒7，胶塞筒7呈两端敞口的中空筒状，并贴合连接在副盲板4的内壁上，胶塞筒7可以是与副盲板4螺纹连接，或硫化复合连接。胶塞筒7还可以是一端与副盲板4连接另一端伸出至副盲板4上方，连接卡瓦8与胶塞筒7的内壁进行连接。碰压胶塞9的主体上设置有胶碗93，胶碗93的外径可以与胶筒塞的内径进行过盈配合，如此，在碰压胶塞9的塞头91砸入连接卡瓦8的第一弹性卡腔进行锁紧连接后，碰压胶塞9的胶碗93处于连接卡瓦8的上方，并与胶塞筒7内壁进行过盈配合，二者之间具有较强的摩擦力，在提拉时，也起到一定的加强连接的作用。

连接卡瓦8可以是呈筒状，连接卡瓦8与胶塞筒7可以是固定连接也可以是螺纹连接还可以是滑动连接。本实施例中，如图2所示，连接卡瓦8与胶塞筒7滑动连接，二者同轴向设置，连接卡瓦8与胶塞筒7之间设置有防止连接卡瓦8脱出的第一防脱结构。具体可以是如图2所示，连接卡瓦8顶端(朝向碰压胶塞9的一端)的外壁上设置有第一倾斜面84，副盲板4的筒腔内壁上或胶塞筒7的筒腔内壁上设置有第二倾斜面71，第一倾斜面84与第二倾斜面71均沿由中心至筒外、由筒腔口至腔底的方向倾斜，第一倾斜面84与第二倾斜面71用于相抵，则在碰压胶塞9与连接卡瓦8相连接后，向井口方向提拉，连接卡瓦8向上移动，受第二倾斜面71的压抵作用，不会脱离出胶塞筒7及副盲板4的筒腔。

如图2所示，胶塞筒7可以设有内径较小的第一内筒腔及内径较大的第二内筒腔，第二倾斜面71设置在第一内筒腔的内壁上，而第一内筒腔的内径，可以小于碰压胶塞9主体的外径，则第一内筒腔的顶端可以与碰压胶塞9的塞头91与中部主体的台阶面相抵，如此，也可以加强连接卡瓦8与胶塞筒7及副盲板4的连接稳固性。

连接卡瓦8可以是呈中空筒状并设有沿周向分布的多个第一锁紧片81，多个第一锁紧片81沿周向排列并围拢形成第一弹性卡腔，各第一锁紧片81的底端均固定设置，如均连接在底板上，或各第一锁紧片81的底端都连接在一起、呈一体式结构，而沿周向每相邻的两个第一锁紧片81之间均设置有间隔，该间隔形成各第一锁紧片81底端之上部分的微动空间，使得第一弹性卡腔至少腔口处具有扩大内径或回缩的伸缩弹性。

进一步地，为加强单向锁紧作用及连接的稳固性和紧密性，第一弹性卡腔的内壁上凸出有连接卡牙82，连接卡牙82与第一弹性卡腔的内壁之间设置有齿槽、并形成有台阶面。碰压胶塞9外壁上，至少塞头91上设置有外卡牙。当碰压胶塞9的塞头91砸入第一弹性卡腔，外卡牙卡入齿槽并与台阶面相抵，当受朝向井口方向即向上的提拉力时，外卡牙与连接卡牙82啮合，实现单向锁紧。连接卡牙82设置在第一锁紧片81的内壁上。

进一步地，如图1所示，连接卡牙82呈棘齿状，整个齿槽或与外卡牙相抵的台阶面，呈由内向外、由腔口指向腔底的倾斜状，如此设置，增强单向锁紧功能，可以有效防止碰压胶塞9与连接卡瓦8脱离。

如图3所示，打捞筒12整体呈中空的筒状，且至少用于与碰压胶塞9相连的一端呈敞口状，第二连接锁紧结构设置在打捞筒12的筒腔口处，第二连接锁紧结构也可以是包括有与打捞筒12内壁连接的卡紧卡瓦13，卡紧卡瓦13上设置有供碰压胶塞9的打捞柄92伸入的第二弹性卡腔，第二弹性卡腔至少在腔口处或靠近腔口的上端伸至是整个卡腔，具有扩大内径或恢复的伸缩弹性。如此，在井口投放打捞筒12，打捞筒12砸向碰压胶塞9，碰压胶塞9的打捞柄92可以撑开第二弹性卡腔并嵌入打捞筒12上的第二弹性卡腔内，而后第二弹性卡腔抱紧或箍紧碰压胶塞9的打捞柄92，且碰压胶塞9被向上提拉时，受弹性回缩作用力第二弹性卡腔随之产生回缩趋势，更加可以卡紧碰压胶塞9，具备一定单向锁紧作用，实现打捞筒12与碰压胶塞9的紧密连接。

卡紧卡瓦13可以是呈筒状，卡紧卡瓦13与打捞筒12可以是固定连接也可以是螺纹连接。本实施例中，卡紧卡瓦13与打捞筒12滑动连接，二者同轴向设置，卡紧卡瓦13的外径小于打捞筒12的内径，打捞筒12的筒口处设置有防止卡紧卡瓦13脱出的第二防脱结构。具体可以是，如图4所示，卡紧卡瓦13底端(朝向碰压胶塞9的一端)的外壁上设置有第三倾斜面133，打捞筒12的筒腔内壁上设置有第四倾斜面121，第三倾斜面133与第四倾斜面121均沿由中心至筒外、由靠近卡紧卡瓦13的筒腔口一端至远离卡紧卡瓦13的一端的方向倾斜，第三倾斜面133与第四倾斜面121用于相抵，则在碰压胶塞9与卡紧卡瓦13相连接后，向井口方向提拉，卡紧卡瓦13向上移动，受第四倾斜面121的压抵作用，不会脱离出打捞筒12的筒腔。

卡紧卡瓦13可以是呈中空筒状并设有沿周向分布的多个第二锁紧片131，多个第二锁紧片131沿周向排列并围拢形成第二弹性卡腔，各第二锁紧片131的底端均固定设置，如均连接在底板上，或各第二锁紧片131的底端都连接在一起、呈一体式结构，而沿周向每相邻的两个第二锁紧片131之间均设置有间隔，该间隔形成各第二锁紧片131底端之上部分的微动空间，使得第二弹性卡腔至少在腔口处具有扩大内径或回缩的伸缩弹性。

进一步地，为加强单向锁紧作用及连接的稳固性和紧密性，第二弹性卡腔的内壁上凸出有卡紧卡牙132，卡紧卡牙132与第二弹性卡腔的内壁之间设置有齿槽、并形成有台阶面。碰压胶塞9的打捞柄92上设置有外卡牙。当碰压胶塞9的打捞柄92砸入第二弹性卡腔，外卡牙卡入齿槽并与台阶面相抵，当受朝向井口方向即向上的提拉力时，外卡牙与卡紧卡牙132啮合，实现单向锁紧。卡紧卡牙132设置在第二锁紧片131的内壁上。

进一步地，如图3所示，卡紧卡牙132呈棘齿状，整个齿槽或与外卡牙相抵的台阶面，呈由内向外、由腔口指向另一端的倾斜状，如此设置，增强单向锁紧功能，可以有效防止碰压胶塞9与卡紧卡瓦13脱离。

套管外的环空进行分隔，一般使用井用封隔器1进行，因此，本实施例中，免钻盲板固井装置还包括有用于套设在套管外管壁上的井用封隔器1，该井用封隔器1可以是现有技术中的井用封隔器，通过管内的通道向井用封隔器1注水，可以使井用封隔器1膨胀，从而分隔管外的环空。盲板部件及坐封阀套2上均设置有连通套管内管腔及井用封隔器1的注水通道10。注水通道10上还可以设置有单向阀/止回阀。

需要说明的是，本文所表述的“第一”“第二”等词语，不是对具体顺序的限制，仅仅只是用于区分各个部件或功能。所阐述的“水平”“竖直”“上”“下”“左”“右”“顶端”“底端”是在该免钻盲板固井装置处于如附图所示的摆放状态或使用状态时之所指。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。本发明提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不互相制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互结合，达到多个效果共同实现。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。