本發明涉及石油固井，尤其涉及一種固井用限壓控流器及固井工具。

背景技術：

1、固井，向井內下入套管，并向井眼和套管之間的環形空間注入水泥的施工作業。是鉆完井作業過程中不可缺少的一個重要環節，它包括下套管和注水泥。固井技術是具有系統性、一次性和時間短的特點。固井的主要目的是保護和支撐油氣井內的套管，封隔油、氣和水等地層。

2、在固井過程中常需要注入各種密度不同的流體，如沖洗液、隔離液、水泥漿、壓膠塞液、鉆井液等，由于不同流體密度的差異使套管內外產生壓力差，當這種壓力差使套管內壓力大于套管外壓力時就會發生“u”型管效應，此時返出排量大于注入排量，管外流體的返速大于設計速度，并在套管內形成真空。隨著壓力差的逐步縮小，管外流速逐漸下降，流體在環空中的返速小于設計返速，甚至有一段停止流動的時間，這使得管內外流體的流速存在一個由小變大、又由大變小的不可控過程，上述的不可控過程會使得固井過程中存在井底的薄弱地層容易被壓漏、發生水擊現象、達不到紊流頂替效果、泥沙在小井眼處堆積帶來憋泵危害等問題。

技術實現思路

1、本發明實施例提供一種固井用限壓控流器及固井工具，能夠解決現有固井過程中存在井底的薄弱地層容易被壓漏、發生水擊現象、達不到紊流頂替效果、泥沙在小井眼處堆積帶來憋泵危害等問題。

2、第一方面，本發明實施例提供了一種固井用限壓控流器，包括：

3、連接組件，具有內連接端、中連接端以及外連接端；

4、芯管組件，與所述內連接端相連；

5、壁管組件，與所述外連接端相連；

6、限壓控流組件，包括變徑液缸及變截面限壓結構，所述變徑液缸與所述中連接端相連，所述變截面限壓結構設于所述芯管組件與所述變徑液缸之間，所述變截面限壓結構的上端與所述芯管組件相連通，所述變截面限壓結構的下側與所述壁管組件相連通，所述變徑液缸于所述變截面限壓結構的上端與所述變截面限壓結構的下端間與所述壁管組件相連通；

7、其中，所述變截面限壓結構的上端的截面積小于所述變截面限壓結構的下端的截面積，以在所述變截面限壓結構的上端與所述變截面限壓結構的下端的壓力差達到預設壓差時，推動所述變截面限壓結構下移，使所述芯管組件與所述壁管組件相連通。

8、在一個實施方式中，所述變截面限壓結構包括變徑活塞、復位件及固定座；所述復位件的上端與所述變徑活塞的下端相連，所述復位件的下端與所述固定座相連，所述固定座設于所述芯管組件與所述變徑液缸之間，其中，所述變徑活塞的上端的截面積小于所述變徑活塞的下端的截面積。

9、在一個實施方式中，所述固定座的下端設有安裝槽；所述固井用限壓控流器還包括安全開啟結構，所述安全開啟結構包括開啟套及剪釘，所述開啟套通過所述剪釘固定在所述芯管組件上，其中，所述開啟套的上端設于所述安裝槽內，且所述開啟套的上端與所述芯管組件相連通。

10、在一個實施方式中，所述芯管組件包括：中心管，上側設有限壓控流孔，下側設有安全開啟孔，所述限壓控流孔與所述限壓控流組件的上側相連通，所述安全開啟孔與所述開啟套的上側相連通；絲堵，與所述中心管的下端相連。

11、在一個實施方式中，所述變徑液缸上設有外壓連通孔及限壓連通孔，所述外壓連通孔位于固定座的上方、且在變徑活塞移動覆蓋范圍外，所述限壓連通孔在位于限壓控流孔的下方，且在變徑活塞移動覆蓋范圍內。

12、在一個實施方式中，所述復位件是復位彈簧。

13、在一個實施方式中，所述連接組件包括：變扣接頭，所述變扣接頭的下端具有所述內連接端及所述中連接端；上接頭，所述上接頭的下端具有內接扣及所述外連接端，所述上接頭通過所述內接扣與所述變扣接頭相連。

14、在一個實施方式中，所述連接組件包括套管短接及套管接箍；所述套管短接的下端與所述上接頭相連，所述套管短接的上端與所述套管接箍相連。

15、在一個實施方式中，所述壁管組件包括：外壁管，上端與所述外連接端相連；短套管，與所述外壁管的下端相連。

16、第二方面，本發明實施例提供了一種固井工具，包括：

17、完井套管；

18、浮箍，與所述完井套管相連；

19、如第一方面中任一實施方式所述的固井用限壓控流器，所述固井用限壓控流器的上端與所述浮箍相連；以及

20、浮鞋，與所述固井用限壓控流器的下端相連。

21、與現有技術相比，本發明實施例通過使所述變截面限壓結構的上端與所述芯管組件相連通，所述變截面限壓結構的下端與所述壁管組件相連通，所述變徑液缸于所述變截面限壓結構的上端和所述變截面限壓結構的下端間與所述壁管組件相連通，并使所述變截面限壓結構的上端的截面積小于所述變截面限壓結構的下端的截面積，以在所述變截面限壓結構的上端與所述變截面限壓結構的下端的壓力差達到預設壓差時，推動所述變截面限壓結構下移，使所述芯管組件與所述壁管組件相連通，能夠解決現有固井過程中存在的井底的薄弱地層容易被壓漏、發生水擊現象、達不到紊流頂替效果、泥沙在小井眼處堆積帶來憋泵危害等問題，使芯管組件內的流體在達到預設壓差時通過進入環空，避免芯管組件外的流體流速和芯管組件內的流體流速出現差異、避免因流體的密度差異造成的u型管效應、操作方便、提高固井質量。

技術特征：

1.一種固井用限壓控流器，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的固井用限壓控流器，其特征在于，所述變截面限壓結構包括變徑活塞、復位件及固定座；

3.根據權利要求2所述的固井用限壓控流器，其特征在于，所述固定座的下端設有安裝槽；

4.根據權利要求3所述的固井用限壓控流器，其特征在于，所述芯管組件包括：

5.根據權利要求4中任一項所述的固井用限壓控流器，其特征在于，所述變徑液缸上設有外壓連通孔及限壓連通孔，

6.根據權利要求2-5中任一項所述的固井用限壓控流器，其特征在于，所述復位件是復位彈簧。

7.根據權利要求1所述的固井用限壓控流器，其特征在于，所述連接組件包括：

8.根據權利要求7所述的固井用限壓控流器，其特征在于，所述連接組件包括套管短接及套管接箍；

9.根據權利要求1所述的固井用限壓控流器，其特征在于，所述壁管組件包括：

10.一種固井工具，其特征在于，包括：

技術總結
本發明涉及石油固井技術領域，尤其涉及一種固井用限壓控流器及固井工具，本發明實施例設有連接組件、芯管組件、壁管組件及限壓控流組件，限壓控流組件包括變徑液缸及變截面限壓結構，通過使變截面限壓結構的上端與芯管組件相連通，變截面限壓結構的下端與壁管組件相連通，變徑液缸與壁管組件相連通，并使變截面限壓結構的上端的截面積小于變截面限壓結構的下端的截面積，以在變截面限壓結構的上端與變截面限壓結構的下端的壓力差達到預設壓差時，推動變截面限壓結構下移，使芯管組件與壁管組件相連通，避能夠免芯管組件外的流體流速和芯管組件內的流體流速出現差異、避免因流體的密度差異造成的U型管效應、操作方便、提高固井質量。

技術研發人員：譚化新,董恩博,徐軍浩,李足平,王海斌,鄧子波,常玉東
受保護的技術使用者：中石化石油工程技術服務股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28