分级注水泥器及现场应用

二、国内外工具介绍
2、川庆井下（悬臂式分级注水泥器 机械式）
内套 台阶 关闭 塞座 工作原理 当第一级水泥浆注完后，开孔塞被顶替 壳体 台阶 内套弹 性部分 到（重力球或重力塞落入到）该分级注水
泥器得开孔塞座时，憋压到一定值，剪断
销钉，开孔塞座下行，打开循环孔。 开孔 塞座 第二级水泥浆注完后，关闭塞被顶替到 关孔塞座上，憋压到一定值时，剪断销钉
分级注水泥器及现场使用
唐 欣
川庆钻探工程有限公司 2010年7月
提
纲
一、概述 二、国内外工具介 绍 三、现场使用
一、概述
1、概念
为实现双级或多级进行连续
或不连续的注水泥固井作业，
在套管柱的预定位置安装的 一种特殊装置，称为分级注
水泥器或分级箍。
一、概述
2、使用原则
地层不能承受一次注长段水 泥浆形成的压力； 两段目的层之间存在很长不 需要水泥封固的井段； 长封固段注水泥作业难以满 足一次完成施工设计要求。
严格按照产品使用说明书使用分级注水泥器
二、国内外工具介绍
5、DAVIS分级注水泥器（液压式）
二、国内外工具介绍
6、WEATHERFORD分级注水泥器（液压式）
Weatherford液压分级箍
二、国内外工具介绍
7、WEATHERFORDP膨胀式分级注水泥器（机械式）
通过开孔塞或重力塞
座在开孔套上，液压
实现封隔器膨胀，有 效封隔下部产层或敏
感性
地层。
二、国内外工具介绍
8、DAVIS膨胀式分级注水泥器
通过开孔后液压实
现封隔器膨胀，有
效封隔下部井段。
提
纲
一、概述 二、国内外工具介 绍 三、现场使用
三、现场使用
1、关注重点
A、开关孔是否可靠 B、钻塞是否影响密封 C、密封承压是否足够高 D、密封是否具有长效性
三、现场使用
2、管串结构
注第二级前置液、水泥浆 释放关闭塞，注顶替液、憋压关孔
三、现场使用
5、连续式分级固井作业程序
冲洗管线、试压、装胶塞
注第一级隔离液、水泥浆 释放下胶塞（不碰压或旁通塞） 注后置液、顶替液，注意量 释放中胶塞，注顶替液 憋压开孔，循环，不侯凝 注第二级前置液、水泥浆 释放关闭塞，注顶替液、憋压关孔
三、现场使用
打开循环孔状态；
图3，注完第二级水泥，压入关孔塞，关 孔塞下行剪断关孔销钉，关孔滑套和关孔 内套下行，永久关闭循环孔状态；
图1 开孔前 图2 开孔后 图3 关孔后 图4 钻内套后
图4，开孔内套和关孔内套钻掉后状态。
提
纲
一、概述 二、国内外工具介 绍 三、现场使用
二、国内外工具介绍
1、川庆井下（全开闭分级注水泥器 机械式）
一、概述
3、主要构件
分级注水泥器本体；
分级注水泥器本体
上胶塞
中胶塞
附件—下胶塞座、下胶
下胶塞
下胶塞
塞、中胶塞（重力塞/重 力球，也叫开孔塞）、上 胶塞（关孔塞）。
下胶塞 下胶塞座
一、概述
4、工作原理(机械式）
图1，分级注水泥器在下井前、循环钻井
液、第一级注水泥及下胶塞通过分百度文库注水
泥器全过程，循环孔均处于关闭状态； 图2，中胶塞（重力塞、重力球）下行， 剪断开孔销钉，开孔内套和开孔滑套下行，
塞）、中胶塞、关闭塞；
中胶塞、关闭塞。
C、液压式施工胶塞组合：
下胶塞（碰压开孔）、重 力塞（开孔备用）、关闭塞；
三、现场使用
4、非连续式分级固井作业程序
冲洗管线、试压、装胶塞 注第一级隔离液、水泥浆 释放下胶塞 注后置液、顶替液，碰压 检查回流，投重力塞，等待 重力塞，憋压开孔，循环侯凝 释放下胶塞（不碰压或旁通塞） 注后置液、顶替液，注意量 释放中胶塞，注顶替液 憋压开孔，循环侯凝
A、使用下胶塞碰压： 浮鞋（引鞋+套管鞋+数 根套管+浮箍）+数根套管+浮 B、不使用下胶塞碰压： 浮鞋（引鞋+套管鞋+数 根套管+浮箍）+数根套管+浮
箍+数根套管+下胶塞座+套管
串+分级注水泥器+套管串等。
箍+套管串+分级注水泥器+套
管串等。
三、现场使用
3、胶塞组合
A、非连续式施工胶塞组合： 下胶塞（碰压）、重力塞、 关闭塞； 下胶塞（不碰压或旁通塞）、 中胶塞、关闭塞； 中胶塞（或重力塞）、关闭 塞。 B、连续式施工胶塞组合： 下胶塞（不碰压或旁通
6、液压式分级固井作业程序
冲洗管线、试压、装胶塞
注第一级隔离液、水泥浆 释放下胶塞 注后置液、顶替液 憋压开孔，循环
憋压未开孔，投重力塞开孔，循环
注第二级前置液、水泥浆 释放关闭塞，注顶替液、憋压关孔
三、现场使用
7、分级固井注意事项
胶塞组和下胶塞座等须与分级箍配套使用，且与工艺配套 可在第一级注水泥浆前使用旁通塞，其隔离作用，但一般不用 连续式双级固井，开孔塞之前的量只能少不能多，防替 空 下胶塞可碰压时，中胶塞塞之前的量只能少不能多，防止 中胶塞不能到位开孔。 第一级水泥浆若返至分级箍以上，稠化时间必须足够循 环出多余水泥浆，液压式还需有投重力塞开孔时间 一般用0.5M3水泥浆顶关孔塞，关孔后需稳压3-5分钟
内套
关闭塞座下行到位，内套弹性部分内收，
内套下行，关闭循环孔。
二、国内外工具介绍
3、DAVIS分级注水泥器（机械式）
开孔胶塞 开 开 开孔滑套 开孔销钉 防转机构 已剪断开孔销钉 重 力 塞 自锁机构 循 孔 孔 环 销 滑 钉 套 孔 双密封机 构
初始状态
开孔状态
关孔状态
二、国内外工具介绍
4、WEATHERFORD分级注水泥器（机械式）