CN102493782A

CN102493782A - 水平井桥塞

Info

Publication number: CN102493782A
Application number: CN2011104269719A
Authority: CN
Inventors: 张镇; 张文华; 贾洪战; 张映辉; 王绍刚; 牛增前; 吴均; 李勇; 王贵军; 谷庆江; 王滨; 曹骕骕; 李军
Original assignee: CNPC Bohai Drilling Engineering Co Ltd
Current assignee: CNPC Bohai Drilling Engineering Co Ltd
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2011-12-15
Publication date: 2012-06-13

Abstract

本发明公开了一种水平井桥塞，包括一中心管，中心管中部形成凸台，由凸台向一侧依次设置有封隔机构、上座封机构、丢手机构和上接头，由凸台向另一侧依次设置有筒式卡瓦、下座封机构和下接头，上接头下端的外壁向内凹陷形成丢手安装部，丢手机构安装在丢手安装部上，所述丢手机构包括丢手活塞套、丢手活塞、丢手连接套和丢手连接头，丢手活塞和丢手活塞套设置在所述丢手安装部处，在上接头上邻近丢手活塞上端的位置形成第1进液口，丢手活塞和丢手活塞套之间通过丢手剪钉固定连接，丢手活塞套和丢手连接头通过锁块锁定，在丢手剪钉和锁块之间的丢手活塞外侧形成有与锁块相对应的凹槽。该水平井桥塞结构简单、安全可靠，后期易于磨铣。

Description

水平井桥塞

技术领域

本发明涉及石油工业水平井领域，特别是涉及一种封堵水层、卡位的水平井桥塞。

背景技术

目前，国内所研究、设计和应用的井下桥塞只在单向设置有活塞，在受力情况下，中心管易被拉断，且目前的丢手结构在应用于水平井时，存在丢手不能顺利丢开的风险。另外，现有的桥塞基本上是金属材料制作的，虽然有些材料为相对容易磨铣的球墨铸铁材料，但对于水平井而言，还是存在以下弊端：1、在水平井上应用，磨铣困难；2、磨铣后产生的粉末、碎块不容易返洗出井筒；3、磨铣过程中，容易损伤套管；4、磨铣工作量大。由于上述弊端的存在，限制了水平井封堵水层和卡位工艺的实施。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种安全可靠、后期易磨铣的水平井桥塞。

为此，本发明的技术方案如下：

一种水平井桥塞，其包括一中心管，该中心管中部形成有凸台，由该凸台向一侧依次设置有封隔机构、上座封机构、丢手机构和上接头，由该凸台向另一侧依次设置有筒式卡瓦、下座封机构和下接头，所述上接头下端的外壁向内凹陷形成丢手安装部，所述丢手机构安装在所述丢手安装部上，所述丢手机构包括丢手活塞套、丢手活塞、丢手连接套和丢手连接头，丢手活塞和丢手活塞套设置在所述丢手安装部处，在上接头上邻近丢手活塞上端的位置形成有第1进液口，所述丢手活塞和丢手活塞套之间通过丢手剪钉固定连接，所述丢手活塞套和丢手连接头通过锁块锁定，在所述丢手剪钉和锁块之间的丢手活塞外侧形成有与所述锁块相对应的凹槽，所述凹槽的深度与所述锁块插入丢手连接头的深度相当。

所述上座封机构包括上活塞、上活塞套和压缩环，所述上活塞套外接丢手连接头、内接上接头，上活塞套与上接头之间由密封圈密封，所述上活塞套内形成有台阶状凹槽，所述中心管的端部与上活塞套螺纹连接，上活塞设置在上活塞套和中心管之间并与二者之间通过密封圈密封，在中心管与上活塞上端对应的位置处形成有第2进液孔，上活塞的下端紧贴所述压缩环，上活塞套与压缩环之间通过剪钉连接，在压缩环与中心管之间设置有止退装置，压缩环与中心管之间通过第1开口锁环定位。

所述止退装置为分别设在所述第1开口锁环内侧和中心管外侧的倒齿且所述两个倒齿相互咬合。

所述封隔机构由多个密封胶筒和多个隔环组成，每两个密封胶筒之间设置一个隔环，所述密封胶筒靠近隔环一端向内形成锥面，所述隔环的形状与所述密封胶筒相适应，在隔环内侧车有凹槽，在槽内设有密封圈。

所述筒式卡瓦套在所述中心管外面，所述筒式卡瓦两端的内侧均形成锥面，所述中心管的凸台位于筒状卡瓦一端形成有与筒式卡瓦锥面相应的锥面，筒式卡瓦套的表面形成有倒齿，筒式卡瓦两端分别均匀分布多个半通开口槽，形成多个锚爪。

所述下座封机构包括下活塞、下活塞套和下锥体，所述下锥体与下活塞套之间通过下座封剪钉固定，所述下锥体与中心管之间通过第2开口锁环定位，下活塞与中心管、下活塞套之间分别通过密封圈密封。

所述锁块在圆周方向均匀设置有4个，且锁块头部的截面为梯形，以便于锁块退出。

为了便于磨铣，所述丢手连接头、上/下活塞套、上/下活塞、中心管、隔环、卡瓦、下锥体和下接头均由树脂材料制成，所述密封胶筒由弹性树脂材料，如聚氨酯树脂制成。

本发明的水平井桥塞通过地面打液压的方式，使水平井桥塞座封，丢手丢开，并使卡瓦支撑在套管内壁上、胶筒封隔油、套管环形空间。其结构简单、安全可靠，由于该桥塞除上接头和丢手结构外全部使用树脂材料，所以后期易于磨铣，磨铣后的粉末、碎块容易洗出井筒。

附图说明：

图1是本发明的水平井桥塞的结构示意图，图中将其截为两部分来显示。其中：

1、上接头 2、丢手活塞 3、锁块 4、丢手连接头

5、上活塞套 6、上活塞 7、锁定装置 8、上座封剪钉

9、压缩环 10、密封胶筒 11、中心管 12、卡瓦

13、下锥体 14、下座封剪钉 15、下活塞 16、下接头

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明的水平井桥塞包括一中心管11，中心管11中部形成有凸台(图中未标出)，由该凸台向一侧(图中右侧)依次设置有封隔机构、上座封机构、丢手机构和上接头1，由该凸台向另一侧依次设置有筒式卡瓦12、下座封机构和下接头16。上接头1下端的外壁向内凹陷形成丢手安装部，在该丢手安装部安装所述丢手机构。所述丢手机构包括丢手活塞套17、丢手活塞2、丢手连接套18和丢手连接头4。丢手活塞2和丢手活塞套18设置在所述丢手安装部处，在上接头1上邻近丢手活塞2上端的位置形成有第1进液口19，丢手活塞2和丢手活塞套18之间通过丢手剪钉20固定连接，丢手活塞套18和丢手连接头4通过锁块3锁定，在丢手剪钉20和锁块3之间的丢手活塞外侧形成有与所述锁块相对应的凹槽21，凹槽21的深度与所述锁块插入丢手连接头的深度相当。在本实施例中，锁块在丢手活塞套18的圆周方向均匀设置有4个，且锁块头部的截面为梯形，以便于锁块退出。

所述上座封机构包括上活塞6、上活塞套5和压缩环9。上活塞套5的端部外接丢手连接头4、内接上接头1，上活塞套5与上接头1之间由密封圈密封。上活塞套5内形成有台阶状限位凹槽，中心管11的端部与上活塞套5螺纹连接，上活塞6设置在上活塞套5和中心管11之间并与二者之间通过密封圈密封。在中心管11与上活塞5上端对应的位置处形成有第2进液孔22，上活塞6的下端紧贴压缩环9，上活塞套5与压缩环9之间通过剪钉8连接，在压缩环9与中心管11之间设置有止退装置，压缩环与中心管之间通过第1开口锁环7定位。所述止退装置为分别设在第1开口锁环7内侧和中心管11外侧的倒齿，这两部分倒齿相互咬合，从而使压缩环在座封过程中只能下行，不能上行，防止其倒退。

所述封隔机构由多个密封胶筒10和多个隔环23组成，每两个密封胶筒10之间设置一个隔环23。虽然图中未示，密封胶筒10靠近隔环23一端向内形成锥面，隔环23的形状与密封胶筒相适应，即向密封胶筒10一侧形成突出的锥面，另外，虽然图中未示，在隔环24内侧车有凹槽，在槽内设有密封圈。

所述筒式卡瓦12套在中心管11外面，筒式卡瓦12两端的内侧均形成锥面，从而与中心管11、下锥体13的锥面相适应。筒式卡瓦的表面形成有倒齿，其两端分别均匀分布多个半通的开口槽(图中未示)，形成多个锚爪。

所述下座封机构包括下活塞15、下活塞套24和下锥体13。下锥体13与下活塞套之间通过下座封剪钉14固定，下锥体13与中心管11之间通过第2开口锁环25定位，下活塞15与中心管11、下活塞套25之间分别通过密封圈密封。为了便于磨铣，丢手连接头、上/下活塞套、上/下活塞、中心管、隔环、卡瓦、下锥体和下接头均由树脂材料制成，密封胶筒由弹性树脂材料，如聚氨酯树脂、丁腈橡胶或其它合适的弹性材料制成。

该水平井桥塞的使用方法如下：

地面从油管打液压，压力从中心管11上的上、下进压孔19、22进入，分别作用在上、下活塞6和15上，使得上活塞6下行，剪断上座封剪钉8后，推动压缩环9一起下行，进而压缩密封胶筒10，使密封胶筒10在被压缩的同时沿径向膨胀，从而封隔油、套管的内部空间。同时，在压力作用下，下活塞15上行，剪断下座封剪钉14后，推动锥体13一起上行，进而撑开卡瓦12，使卡瓦12咬合在套管内壁上，起到锚定和支撑的作用。当压力继续升高时，丢手活塞2下行，剪断丢手剪钉20，使得丢手活塞2本体上的凹槽21与锁块3相对，锁块3失去支撑后回收，与丢手连接头4脱离，这时水平井桥塞被丢在井内的设计位置，上、下部的液、气流被阻隔。需要疏通井筒时，下入磨铣管柱对水平井桥塞进行磨铣。

Claims

1.一种水平井桥塞，其特征在于：包括一中心管，所述中心管中部形成有凸台，由该凸台向一侧依次设置有封隔机构、上座封机构、丢手机构和上接头，由该凸台向另一侧依次设置有筒式卡瓦、下座封机构和下接头，所述上接头下端的外壁向内凹陷形成丢手安装部，所述丢手机构安装在所述丢手安装部上，所述丢手机构包括丢手活塞套、丢手活塞、丢手连接套和丢手连接头，丢手活塞和丢手活塞套设置在所述丢手安装部处，在上接头上邻近丢手活塞上端的位置形成有第1进液口，所述丢手活塞和丢手活塞套之间通过丢手剪钉固定连接，所述丢手活塞套和丢手连接头通过锁块锁定，在所述丢手剪钉和锁块之间的丢手活塞外侧形成有与所述锁块相对应的凹槽，所述凹槽的深度与所述锁块插入丢手连接头的深度相当。

2.根据权利要求1所述的水平井桥塞，其特征在于：所述上座封机构包括上活塞、上活塞套和压缩环，所述上活塞套外接丢手连接头、内接上接头，上活塞套与上接头之间由密封圈密封，所述上活塞套内形成有台阶状凹槽，所述中心管的端部与上活塞套螺纹连接，上活塞设置在上活塞套和中心管之间并与二者之间通过密封圈密封，在中心管与上活塞上端对应的位置处形成有第2进液孔，上活塞的下端紧贴所述压缩环，上活塞套与压缩环之间通过剪钉连接，在压缩环与中心管之间设置有止退装置，压缩环与中心管之间通过第1开口锁环定位。

3.根据权利要求2所述的水平井桥塞，其特征在于：所述止退装置为分别设在所述第1开口锁环内侧和中心管外侧的倒齿且所述两个倒齿相互咬合。

4.根据权利要求1所述的水平井桥塞，其特征在于：所述封隔机构由多个密封胶筒和多个隔环组成，每两个密封胶筒之间设置一个隔环，所述密封胶筒靠近隔环一端向内形成锥面，所述隔环的形状与所述密封胶筒相适应，在隔环内侧车有凹槽，在槽内设有密封圈。

5.根据权利要求1所述的水平井桥塞，其特征在于：所述筒式卡瓦套在所述中心管外面，所述筒式卡瓦两端的内侧均形成锥面，所述中心管的凸台位于筒状卡瓦一端形成有与筒式卡瓦锥面相应的锥面，筒式卡瓦套的表面形成有倒齿，筒式卡瓦两端分别均匀分布多个半通开口槽，形成多个锚爪。

6.根据权利要求1所述的水平井桥塞，其特征在于：所述下座封机构包括下活塞、下活塞套和下锥体，所述下锥体与下活塞套之间通过下座封剪钉固定，所述下锥体与中心管之间通过第2开口锁环定位，下活塞与中心管、下活塞套之间分别通过密封圈密封。

7.根据权利要求1所述的水平井桥塞，其特征在于：所述锁块在圆周方向均匀设置有4个，所述锁块头部的截面为梯形。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的水平井桥塞，其特征在于：所述丢手连接头、上/下活塞套、上/下活塞、中心管、隔环、卡瓦、下锥体和下接头均由树脂材料制成。

9.根据权利要求1～7中任一项所述的水平井桥塞，其特征在于：所述密封胶筒由弹性树脂材料制成。