一种完井用节流开关的制作方法

1.本实用新型涉及油气田侧钻井、侧钻水平井裸眼井完井技术领域，具体地说是一种完井用节流开关。


背景技术：

2.目前，我国多数老油田陆续进入高含水、特高含水开发期，开发的难度逐步加大。同时，开发时间的不断延长和开发工作的不断深化，地层的流体场、压力场发生很大变化，加之频繁的油水井措施和修井施工以及井身结构、完井固井质量、管材及腐蚀等诸多因素，使得油水井套管的技术状况越来越差，导致破裂、变形、穿孔、错断等套管损坏现象不断发生。由于套管损坏，使得油井对应的控制储量不能动用，损失大量的可采储量。由于套管的损坏，使得注水井无法正常注水，相对应的油井能量无法得到补充，开发方案无法实施，影响到区块的最终的采收率。每年油田都有数百口油水井发生套损，影响井网的完善，这其中有80％以上是适合侧钻井、侧钻水平井开发的，为侧钻井、侧钻水平井的应用展示了广阔的前景。
3.侧钻井、侧钻水平井完井的方式主要有套管固井、筛管顶部注水泥、尾管悬挂等完井方式，其中筛管顶部注水泥需要用到的重要工具之一就是注水泥用的循环开关，它可以完成打开循环孔、完成水泥的循环替入并关闭。目前常用的分级注水泥器，执行标准为sy/t5150《分级注水泥器》，其特征为采用液压打开，在打开前的压力为裸眼封隔器坐封，循环水泥后投胶塞憋压关闭，内部的胶塞和芯管需要下钻头钻除，以保证与套管具有相同的内径。但是侧钻井、侧钻水平井由于井眼直径小，下入套管内径小，采用此类工具在钻除胶塞和芯管时，无标准钻具，容易出现事故。
4.公开(公告)号：cn109162668a，公开(公告)日：2019-01-08特指一种多功能多次开关循环阀，包括上接头、阀芯轴、换位外筒、换位套、卡环、挡环、复位弹簧、弹簧外筒、定位环、导向键与循环接头，上接头下部分别连接于阀芯轴与换位外筒，换位套设于阀芯轴与换位外筒之间，换位套上设有换位槽，阀芯轴上设有球座，换位外筒通过销轴的一端连接于弹簧外筒，销轴的另一端设于换位槽内，卡环固定于阀芯轴上，复位弹簧的上端固定于挡环上，挡环与卡环对应设置，复位弹簧的下端固定于定位环上，循环接头的上部一侧连接于弹簧外筒的下部，循环接头的上部另一侧设有导向键，导向键抵触于定位环上，循环接头上设有旁通孔，阀芯轴上设有与旁通孔对应设置的循环孔。
5.以上技术结构复杂，成本高，达不到本实用新型的诸多效果。
6.公开(公告)号：cn2846729y，公开(公告)日：2006-12-13涉及一种用于油水井钻井工程完井固井的可控注水泥循环装置，由上接头、外管、密封圈、密封套和弹簧组成，外管上端以螺纹接装一上接头，内装有密封套，密封套下方装有弹簧，密封套上部外圆面密封圈槽内装有密封圈。该装置结构简单，能在分层固井时与内插管及注水泥开关配合，完井后不留水泥塞，同时在外力作用去除后能够自行封闭循环孔，水泥浆不会反吐，利用它可以简化施工工艺，缩短施工工期，降低钻井成本。
7.以上技术达不到本实用新型的诸多效果。
8.公开(公告)号：cn203175483u，公开(公告)日：2013-09-04涉及一种注水泥循环阀。该装置的上接头、循环阀外套、下接头从上至下顺次连接，在循环阀外套内侧安装有内管，上接头、内管、下接头从上至下顺次连接，在循环阀外套和内管之间从上之下安装有活塞ⅰ和活塞ⅱ，活塞ⅰ通过剪切销钉ⅰ与循环阀外套内壁相连接，内管上部开有循环孔，该循环孔与活塞ⅰ上端面相连通，内管下部和循环阀外套上均开有循环孔，活塞ⅱ通过剪切销钉ⅲ连接在循环阀外套内壁上并挡住循环阀外套上的循环孔。实现了可直接连接在管外封隔器上部，注水泥时可提供循环通道，注水泥结束后利用防倒机构彻底关闭外套，减小固井钻塞段，降低施工风险。
9.以上技术结构复杂，成本高，达不到本实用新型的诸多效果。


技术实现要素：

10.针对现有技术存在的上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种完井用节流开关，它可以为配套液压座封裸眼封隔器提供需要的座封压力，封隔器坐封后打开循环通道，并具有随注入压力与排量的大小自我调节开启通道的面积的能力，注入完成后通道自动关闭，具有密封性可靠、耐冲蚀性等优点，能有效避免固井水泥的反吐风险。
11.为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
12.一种完井用节流开关，包括下接头，所述下接头上端开设径向的循环孔；
13.所述下接头针对循环孔位置设置有内外双开启结构。
14.所述内外双开启结构包括内定差开启结构、外调节差开启结构；
15.所述内定差开启结构置于下接头内壁，所述外调节差开启结构置于下接头外壁。
16.所述内定差开启结构包括内压差活塞；
17.所述内压差活塞对循环孔封堵密封，所述内压差活塞通过销钉与下接头连接，循环孔能连通至销钉。
18.所述外调节差开启结构包括节流滑套、调节机构；
19.所述节流滑套对循环孔封堵密封，所述调节机构下端连接节流滑套上端。
20.所述节流滑套下端面具有内锥面，下接头外壁开设外锥面，外锥面上设置球面体，所述内锥面与球面体构成挤压刚性密封。
21.所述调节机构包括弹簧、调节环；
22.所述下接头上端连接中心管，所述弹簧套在中心管外部，弹簧下端顶住节流滑套上端，中心管上端连接上接头，调节环螺纹式连接在上接头上。
23.中心管外壁与节流滑套内壁同时开设相对应的能防止节流滑套继续下行的限位台阶。
24.所述调节环下端与弹簧上端设置弹簧挡圈。
25.所述内锥面为30度。
26.本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
27.结构采用双开启活塞设计，内压差活塞依靠活塞面积差产生的压力运动，在配合销钉控制，能为管柱封隔器提供较高的座封压差；
28.节流滑套6开启密封常用橡胶圈软材密封，节流滑套6下端设有30度倒角与下接头
上部外圆球面形成钢性密封配合，可有效避免被活塞注水泥过程中的胶圈脱落问题造成后期滑套关闭不严，影响整个注水泥作业，需要返工修井，产生重大经济损失。
29.节流滑套6随注入压力与排量的大小能自我调节开启通道的面积的能力，可使灰桨更均匀的注入到套管外环控处，对固井部位井壁能够起到有效保护。
30.外部复位弹簧具有可调节弹性功能，操作简单可满足不同所需载荷工矿下使用。
附图说明
31.图1为本实用新型一种完井用节流开关的结构示意图；
32.图2为本实用新型一种完井用节流开关的双开启活塞设计结构的剖面图；
33.图3为尾管悬挂筛管顶部注水泥二次完井管柱示意图。
34.图中：上接头1、调节环2、弹簧挡圈3、弹簧4、中心管5、节流滑套6、内压差活塞7、下接头8、销钉9。
具体实施方式
35.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.实施例1：
37.如图1至图2所示，本实用新型提供的一种完井用节流开关，包括上接头1、调节环2、弹簧挡圈3、弹簧4、中心管5、节流滑套6、内压差活塞7和下接头8，上接头1上部设有套管螺纹，下端与中心管5通过螺纹连接，上接头1下端螺纹末端设有密封圈与中心管5上端部密封，上接头1的下端外圆设有弹簧调整螺纹，与调节环2螺纹连接，可调整弹簧力的大小，调整环2下放安装有弹簧挡圈3，弹簧安装在中心管5外圆处，弹簧下端安装节流滑套6，节流滑套6与中心管靠胶圈密封行成自我调节功能，外节流滑套6下端设有30度倒角与下接头上部外圆球面8.1密封配合，中心管下部设密封有台阶，中心管下端同时设有螺纹连接下接头8，下接头8上部内孔设计有安装开启密封内压差活塞7，下接头8上部外圆设有销钉安装孔，可调整内压差活塞7开启压力，下接头8下端设置有套管螺纹，注水泥循环开关可以根据下入管柱配合使用。
38.如图3所示，以尾管悬挂筛管顶部注水泥二次完井为例管柱结构自下而上：充填工具+防砂滤砂管+可溶盲板+双胶筒裸眼封隔器+节流器开关即本实用新型的一种完井用节流开关+套管+可回插丢手。工具下入预定位置后，由于封隔器下端安装有可溶盲板接头与下部筛管隔离，注水泥循环开关下部安装裸眼封隔器，注水泥循环开关内部有定压开启滑套，可为封隔器提供座封压力，封隔器座封完成后就可正传丢手回插接头，然后将回插管插入套管密封短节内实施上部套管外注水泥作业。随注入压力与排量的大小注水泥循环开关自我调节开启通道的面积的能力，可使灰桨更均匀的注入到套管外环空处，对井壁能起到有效保护，完成注水泥作业后注水泥循环开关关闭通道。上提管柱可实施下一步充填防砂工作。
39.实施例2：
40.如图1至图2所示，本实用新型提供的一种完井用节流开关，包括下接头，所述下接头上端开设径向的循环孔；
41.所述下接头针对循环孔位置设置有内外双开启结构。
42.所述内外双开启结构包括内定差开启结构、外调节差开启结构；
43.所述内定差开启结构置于下接头内壁，所述外调节差开启结构置于下接头外壁。
44.所述内定差开启结构包括内压差活塞；
45.所述内压差活塞对循环孔封堵密封，所述内压差活塞通过销钉与下接头连接，循环孔能连通至销钉。
46.所述外调节差开启结构包括节流滑套。
47.本技术中凡是没有展开论述的零部件本身、本技术中的各零部件连接方式均属于本技术领域的公知技术。直接应用即可，不再赘述。
48.在本实用新型中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
49.本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。
50.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
51.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种完井用节流开关，包括下接头，所述下接头上端开设径向的循环孔；其特征在于，所述下接头针对循环孔位置设置有内外双开启结构，所述内外双开启结构包括内定差开启结构、外调节差开启结构；所述内定差开启结构置于下接头内壁，所述外调节差开启结构置于下接头外壁；所述内定差开启结构包括内压差活塞；所述内压差活塞对循环孔封堵密封，所述内压差活塞通过销钉与下接头连接，循环孔能连通至销钉；所述外调节差开启结构包括节流滑套、调节机构；所述节流滑套对循环孔封堵密封，所述调节机构下端连接节流滑套上端；所述节流滑套下端面具有内锥面，下接头外壁开设外锥面，外锥面上设置球面体，所述内锥面与球面体构成挤压刚性密封；所述调节机构包括弹簧、调节环；所述下接头上端连接中心管，所述弹簧套在中心管外部，弹簧下端顶住节流滑套上端，中心管上端连接上接头，调节环螺纹式连接在上接头上。2.根据权利要求1所述的一种完井用节流开关，其特征在于，中心管外壁与节流滑套内壁同时开设相对应的能防止节流滑套继续下行的限位台阶。3.根据权利要求2所述的一种完井用节流开关，其特征在于，所述调节环下端与弹簧上端设置弹簧挡圈。4.根据权利要求3所述的一种完井用节流开关，其特征在于，所述内锥面为30度。

技术总结
本实用新型公开了一种完井用节流开关，包括下接头，所述下接头上端开设径向的循环孔；所述下接头针对循环孔位置设置有内外双开启结构。它可以为配套液压座封裸眼封隔器提供需要的座封压力，封隔器坐封后打开循环通道，并具有随注入压力与排量的大小自我调节开启通道的面积的能力，注入完成后通道自动关闭，具有密封性可靠、耐冲蚀性等优点，能有效避免固井水泥的反吐风险。井水泥的反吐风险。井水泥的反吐风险。


技术研发人员：魏勇舟 温盛魁 孙德旭 李大军 于春辉 李庆华
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：2022.12.20
技术公布日：2023/7/27