多级分离式水泥浆堵漏工具的制作方法

技术特征：
1.一种多级分离式水泥浆堵漏工具，用于安装在钻井管柱(6)的底端，其特征在于：该多级分离式水泥浆堵漏工具包括：本体(7)，外壁上开设有外泄压孔(701)，本体(7)的底端具有冲堵槽(702)；滑套(8)，轴向上贯穿有内孔(801)，滑套(8)滑动安装在本体(7)内，滑套(8)的外壁上具有与内孔(801)连通的内泄压孔(802)，内孔(801)的上端与钻井管柱(6)的管孔(601)的下端连通；至少两个堵塞，用于滑动配置于管孔(601)或内孔(801)内，且堵塞能够从管孔(601)移动至内孔(801)，位于最上方的堵塞为上堵塞(11)，位于最下方的堵塞为下堵塞(12)，上堵塞(11)和下堵塞(12)之间形成用于容纳水泥浆的储存空间(13)；封堵组件(10)，以一定的预紧力安装在本体(7)的底端，并封堵住冲堵槽(702)的开口，冲堵槽(702)与封堵组件(10)之间形成冲堵腔(14)；第一限位机构(1)，用于和上堵塞(11)配合；第二限位机构(2)，用于和滑套(8)配合；上封堵板(17)，通过第三限位机构(3)所提供的一定的结合力固定在内孔(801)中，且内泄压孔(802)位于上封堵板(17)的上方，封堵组件(10)位于上封堵板(17)的下方；水泥浆袋组件(9)，通过第四限位机构(4)所提供的一定的结合力固定在本体(7)的底端，水泥浆袋组件(9)中的水泥浆袋(901)和内孔(801)的底端连通；以及第五限位机构(5)，用于和内泄压孔(802)配合，所述滑套(8)能在本体(7)中向下移动以依次具备泄压位置、冲堵位置及耦合位置；当滑套(8)位于泄压位置时，外泄压孔(701)与内泄压孔(802)连通，内泄压孔(802)与冲堵腔(14)互不连通，第一限位机构(1)用于在滑套(8)与下堵塞(12)之间提供一定的阻力，使滑套(8)能够随下堵塞(12)同步向下移动至冲堵位置；当滑套(8)位于冲堵位置时，外泄压孔(701)和内泄压孔(802)相互错开且互不连通，下堵塞(12)与上封堵板(17)之间所形成的活塞腔通过内泄压孔(802)与冲堵腔(14)连通，且滑套(8)自动与第二限位机构(2)配合，第二限位机构(2)用于在滑套(8)与本体(7)之间提供一定的结合力，使滑套(8)固定在本体(7)上；第二限位机构(2)被设置呈，在下堵塞(12)克服第一限位机构(1)的阻力后向下移动至和上封堵板(17)接触的过程中，第二限位机构(2)使滑套(8)保持静止，封堵组件(10)从本体(7)上分离；第三限位机构(3)被设置呈，下堵塞(12)能够通过推动上封堵板(17)，以带动滑套(8)克服第二限位机构(2)的结合力，使滑套(8)移动至耦合位置；当滑套(8)位于耦合位置时，第五限位机构(5)自动嵌入内泄压孔(802)，水泥浆袋组件(9)形成对滑套(8)向下运动的阻碍；且第四限位机构(4)被设置呈，在下堵塞(12)克服第三限位机构(3)的结合力后向下移动的过程中，水泥浆袋组件(9)保持固定在本体(7)上，上封堵板(17)与滑套(8)分离，下堵塞(12)、上封堵板(17)及储存空间(13)的水泥浆进入水泥浆袋(901)中；第五限位机构(5)被设置呈，对上堵塞(11)提供一定的阻力，使滑套(8)能够随上堵塞(11)同步向下移动，由滑套(8)推动水泥浆袋组件(9)克服第四限位机构(4)的结合力，实现水泥浆袋组件(9)与本体(7)分离。2.根据权利要求1所述的多级分离式水泥浆堵漏工具，其特征在于：还包括第一弹性元件(15)，所述第一弹性元件(15)用于向上抵住滑套(8)。
3.根据权利要求1所述的多级分离式水泥浆堵漏工具，其特征在于：所述第一限位机构(1)包括第一剪钉(101)，所述第一剪钉(101)固定在滑套(8)的上端，且第一剪钉(101)伸入滑套(8)的内孔(801)中；或者，所述第一限位机构(1)包括第一弹性伸缩件，所述第一弹性伸缩件固定在滑套(8)的上端，且第一弹性伸缩件与上堵塞(11)接触时，能够将上堵塞(11)的轴向运动转化为自身的伸缩运动，所述第一弹性件伸入至滑套(8)的内孔(801)中。4.根据权利要求1或2所述的多级分离式水泥浆堵漏工具，其特征在于：所述第二限位机构(2)包括具有缺口(2011)的锁紧环(201)，所述锁紧环(201)嵌入在本体(7)下端内部的卡槽中，所述滑套(8)的外周壁沿其轴向间隔分布有若干第一外齿(803)和若干第二外齿(804)，第一外齿(803)的径向高度＜第二内齿(2012)的径向高度，所述第一外齿(803)均位于第二外齿(804)的下方，所述锁紧环(201)的内周壁沿其轴向间隔分布有若干内齿(2012)，所述第一外齿(803)、第二外齿(804)及内齿(2012)均由滑套(8)至水泥浆袋组件(9)方向逐渐向外倾斜；或者，所述第二限位机构(2)包括阻尼圈，所述滑套(8)插入阻尼圈时，与阻尼圈之间形成有高阻尼段和低阻尼段，高阻尼段位于低阻尼段的上方。5.根据权利要求1所述的多级分离式水泥浆堵漏工具，其特征在于：所述第三限位机构(3)包括第三剪钉(301)，所述第三剪钉(301)固定在滑套(8)的底端上，且插入至上封堵板(17)内；或者，所述第三限位机构(3)包括第三胶水层，所述上封堵板(17)通过第三胶水层粘接固定在滑套(8)的内周壁上；或者，所述第三限位机构(3)包括第三弹性伸缩件，所述第三弹性伸缩件固定在滑套(8)的上端，且第三弹性伸缩件抵紧上封堵板(17)，并能够将上封堵板(17)的轴向运动转化为自身的伸缩运动。6.根据权利要求1所述的多级分离式水泥浆堵漏工具，其特征在于：所述第四限位机构(4)包括第四剪钉(401)，所述第四剪钉(401)固定在本体(7)的底端，且插入至水泥浆袋组件(9)内；或者，所述第四限位机构(4)包括第四胶水层，所述水泥浆袋组件(9)通过第四胶水层粘接固定在本体(7)的底端；或者，所述第四限位机构(4)包括第四弹性伸缩件，所述第四弹性伸缩件固定在在本体(7)的底端，且第四弹性伸缩件抵紧水泥浆袋组件(9)，并能够将水泥浆袋组件(9)的轴向运动转化为自身的伸缩运动。7.根据权利要求1所述的多级分离式水泥浆堵漏工具，其特征在于：所述第五限位机构(5)包括第五剪钉(501)、第二弹性元件(502)及挡板(503)，所述本体(7)上具有隐藏孔(703)，所述第五限位机构(5)位于隐藏孔(703)中，所述挡板(503)与内泄压孔(802)相匹配，所述第五剪钉(501)固定在挡板(503)上，所述第二弹性元件(502)抵住挡板(503)，挡板(503)上的第五剪钉(501)抵住滑套(8)的外壁，当滑套(8)移动至其上的内泄压孔(802)与挡板(503)正对时，挡板(503)嵌入内泄压孔(802)中，且第五剪钉(501)伸入至内孔(801)中。8.根据权利要求1所述的多级分离式水泥浆堵漏工具，其特征在于：所述水泥浆袋组件
(9)还包括连接套(902)，所述连接套(902)通过第四限位机构(4)所提供的一定的结合力固定在本体(7)的底端，所述水泥浆袋(901)固定在连接套(902)上，所述水泥浆袋(901)通过连接套(902)和内孔(801)的底端连通。9.根据权利要求1所述的多级分离式水泥浆堵漏工具，其特征在于：所述封堵组件(10)包括引鞋(1001)和下封堵板(1002)，所述引鞋(1001)与本体(7)的底端过盈配合，所述下封堵板(1002)封堵住冲堵槽(702)的开口，且下封堵板(1002)被夹持固定在引鞋(1001)和本体(7)之间，所述水泥浆袋(901)被下封堵板(1002)所托持。10.根据权利要求1所述的多级分离式水泥浆堵漏工具，其特征在于：所述堵塞包括位于下端的金属头(18)和位于上端的橡胶材质的柱塞(19)，所述金属头(18)和柱塞(19)固定连接，所述柱塞(19)的外周面具有若干环形密封唇(20)。

技术总结
本发明涉及石油机械井下工具技术领域，尤其是一种多级分离式水泥浆堵漏工具，包括本体、滑套、至少两个堵塞、封堵组件、第一限位机构、第二限位机构、第三限位机构、第四限位机构、第五限位机构、上封堵板及水泥浆袋组件，其利用内泄压孔预先与外泄压孔连通，便于该堵漏工具随钻井管柱顺利到达井底；并在水泥浆进入到水泥浆袋中之前，由第五限位机构自动嵌入内泄压孔，故而可实现其他液体不会进入到水泥浆袋中，确保水泥浆袋中的水泥浆不会被稀释污染；同时能够依据井底裂纹的大小，选择合适用量的水泥浆将其置于储存空间内，水泥浆用量可控，无须充满整个管柱，不会出现污染井底环境的现象，且操作难度低，分离工具少，降低再次钻进的难度。进的难度。进的难度。


技术研发人员：吕凤霞 王涛 别锋锋 王剑 董林峰
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：2021.07.16
技术公布日：2021/10/8