CN102654043B - 自坐封式油管堵塞器 - Google Patents

Abstract

一种自坐封式油管堵塞器，包括上卡瓦托、外中心管、内中心管、卡瓦、卡瓦托、锁球、胶筒、坐封剪钉、胶筒压帽、缸套、开口卡环、上活塞、进液口、下活塞、尾套管。所述内中心管外安装有外中心管，外中心管外顺次安装有上卡瓦托、卡瓦、卡瓦托、胶筒、胶筒压帽、缸套、上活塞和尾套管，下活塞安装于外中心管和尾套管之间，下活塞之上形成压力腔，下活塞之下形成常压空气腔。本发明具有可长时间密封油管和再次密封作用，避免安全隐患、重力投送、无需输送设备、施工方便、费用低等特点，广泛在油田油水井作业井控设备中应用。

Description

自坐封式油管堵塞器

技术领域

本发明涉及石油工业井下作业的油水井井控设备，特别涉及一种自坐封式油管堵塞器。

背景技术

目前，石油工业井下作业的油水井井控设备的油管堵塞方法及设备，多采用空心管或连续管将堵塞器输送至油管预定深度，通过空心管或连续管地面井口打压使堵塞器坐封，密封油管。这种油管堵塞器为石油工业井下作业的油水井井控发挥了作用，但这种油水井堵塞器存在着如下的缺点或不足：①坐封后，胶筒密封力、卡瓦卡紧力是固定的，无法改变；②若堵塞器恰好坐封于油管的结垢位置，则卡瓦不能卡紧油管本体，若在提油管过程中，水垢松动或脱落，卡瓦和胶筒也会随之松动，一方面会造成油管密封不严，另一方面卡瓦未能卡住油管本体，堵塞器从油管中飞出，酿成事；③堵塞油管工序复杂，导致作业成本提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种自坐封式油管堵塞器，采用下活塞之上下形成压力腔和常压空气腔的结构，利用井内液柱压力和井口回压与常压空气腔的压差实现堵塞器的坐封，由于井内压力一直存在，即使堵塞器卡瓦所卡紧的水垢脱落，堵塞器卡瓦依然可以继续坐封，有效地克服或避免上述现有技术中存在的缺点或不足。

本发明所述的自坐封式油管堵塞器，包括上卡瓦托、O型密封圈、外中心管、内中心管、卡瓦、卡瓦托、锁球、胶筒、坐封剪钉、胶筒压帽、缸套、开口卡环、上活塞、进液口、下活塞、尾套管。所述内中心管外安装有外中心管，外中心管外顺次安装有上卡瓦托、卡瓦、卡瓦托、胶筒、胶筒压帽、缸套、上活塞，尾套管相连于上活塞上，下活塞安装于内中心管和尾套管之间，下活塞之上形成压力腔，下活塞之下形成常压空气腔。

其中，所述外中心管一端设有外凸台，该外凸台上设有外螺纹，与上卡瓦托的内螺纹相连接。所述内中心管一端设有外凸台。所述外中心管中下部设有锁球孔，锁球孔中安装有锁球。所述卡瓦托的下部设有螺孔，该螺孔与外中心管的锁球孔相对应，该螺孔中安装有锁球固定螺钉。所述胶筒压帽、内中心管和外中心管相对应的位置设有安装坐封剪钉的孔。所述上活塞上部与缸套相连接，下部与尾套管相连接。所述上活塞下部设有内台阶，该内台阶与内中心管相接触并由O型密封圈相密封。所述开口卡环的下表面与上活塞的上表面相接触，开口卡环上表面的斜面处与缸套的斜面处相配合，开口卡环的外表面设有单向齿，与外中心管上的单向齿相啮合。所述尾套管底端为盲孔结构。

本发明与现有技术相比较具有如下优点：

1、可长时间密封油管。当本发明的自坐封式油管堵塞器投入井中后，堵塞器压力腔受井内液柱压力和井口回压的作用下下活塞下移，下活塞带动内中心管下移，内中心管与外中心管之间有坐封剪钉固定，当内中心管所受的力大于坐封剪钉的剪切应力时，内中心管与外中心管之间产生相对运动，坐封剪钉剪断，下活塞在液柱压力作用下继续下移，使内中心管上端紧贴于外中心管上端，当内中心管向下运行到位后，锁球滚动至内中心管的凹槽部位，锁球失效，从而使卡瓦托可自由运动；与此同时，液柱压力和井口回压推动活塞压缩常压空气腔，开口卡环与外中心管上的单向齿发生相对运动。液柱压力和井口回压继续推动下活塞下移，下活塞带动内中心管与尾套管体产生相对运动，内中心管推动卡瓦沿卡瓦托轨迹运动，使卡瓦张开，将堵塞器锚定在油管内壁上。卡瓦锚定后，液压腔中的液柱压力和井口回压推动下活塞运动所需的力远远大于推动上活塞压缩胶筒所需的力。因此，液柱压力和井口回压推动上活塞上移，压缩胶筒，下活塞与尾套管产生相对运动，继续压缩常压空气腔，而开口卡环则继续在外中心管的单向齿上运动，直至胶筒压缩到位，卡环锁紧外中心管与尾套管，使其不能发生相对运动， 胶筒一直处于压缩状态，从而可长时间密封油管。

2、具有再次密封作用，避免安全隐患。若卡瓦卡于油管结垢位置，且提油管过程中，水垢脱落，则卡瓦与油管内壁之间仍有少许空间，此时，由于液柱压力及井口回压一直存着，压力继续作用于压力腔，通过压力腔的压力作用，本发明的自坐封式油管堵塞器上活塞继续上移，下活塞与尾套管产生相对运动，继续压缩常压空气腔，使卡瓦继续张开，直至卡紧在油管内壁本体之上，同时胶筒继续压缩，再次密封油管，避免堵塞器从油管飞出。

3、重力投送，无需输送设备，施工方便，费用低廉。

附图说明

图1为本发明的一种实施例结构示意图；

图2为按图1所示的A处局部放大结构示意图。

具体实施方式

参阅图1-图2，一种自坐封式油管堵塞器，包括上卡瓦托1、O型密封圈2、外中心管3、内中心管4、卡瓦5、卡瓦托6、锁球7、锁球固定螺钉8、胶筒9、

坐封剪钉10、胶筒压帽11、缸套12、开口卡环13、上活塞14、压力腔15、进液口16、下活塞17、常压空气腔18、尾套管19，其特征在于所述内中心管4外安装有外中心管3，外中心管3外顺次安装有上卡瓦托1、卡瓦5、卡瓦托6、胶筒9、胶筒压帽11、缸套12、上活塞14，尾套管19相连于上活塞14上，下活塞17安装于内中心管4和尾套管19之间，下活塞17之上形成压力腔15，下活塞17之下形成常压空气腔18。

外中心管3上端设有外凸台，该外凸台上设有外螺纹，与上卡瓦托1的内螺纹相连接。内中心管4一端设有外凸台。外中心管3中下部设有锁球孔，锁球孔中安装有锁球7。卡瓦托6的下部设有螺孔，该螺孔与外中心管3的锁球孔相对应，该螺孔中安装有锁球固定螺钉8。胶筒压帽11、内中心管4和外中心管3相对应的位置设有安装坐封剪钉10的孔。上活塞14上部与缸套12相连接，下部与尾套管19相连接。所述上活塞14下部设有内台阶，该内台阶与内中心管4相接触并由O型密封圈2相密封。开口卡环13的下表面与上活塞14的上表面相接触，开口卡环13上表面的斜面处与缸套12的斜面处相配合，开口卡环13的外表面设有单向齿20，与外中心管3上的单向齿20相啮合。尾套管19底端为盲孔结构。

运行时，根据井口压力及预投堵油管的深度，调节坐封剪钉10的数量与直径大小，从而实现投堵不同深度的油管。首先，在井口测试闸门上端连接防喷管，将负压式堵塞器放于防喷管内，打开测试闸门和生产闸门，堵塞器靠自重下落，等待适当的时间。当堵塞器下至一定深度时，堵塞器压力腔16受井内液柱压力和井口回压的作用，在压力作用下下活塞17下移，下活塞17带动内中心管4下移，内中心管4与外中心管3之间有坐封剪钉10固定，当内中心管4所受的力大于坐封剪钉10的剪切应力时，内中心管4与外中心管3之间产生相对运动，坐封剪钉10剪断。下活塞17在液柱压力作用下继续下移，使内中心管4上端紧贴于外中心管3上端，而当内中心管4向下运行到位后，锁球7滚动至内中心管3的凹槽部位，锁球7失效，从而使卡瓦托6可自由运动，与此同时，液柱压力推动下活塞17压缩常压空气腔18，开口卡环13与外中心管3上的单向齿20发生相对运动。液柱压力继续推动下活塞17下移，下活塞17带动内中心管4与尾套管19产生相对运动，内中心管4推动卡瓦5沿下卡瓦托6的轨迹运动，使卡瓦5张开，将堵塞器锚定在油管内壁上。卡瓦5锚定后，压力腔16中的液柱压力推动下活塞17运动所需的力远远大于推动上活塞14压缩胶筒9所需的力。因此，液柱压力推动上活塞14上移，压缩胶筒9，下活塞17与尾套管19产生相对运动，继续压缩常压空气腔18，而开口卡环13则继续在外中心管3的单向齿上运动，直至胶筒9压缩到位，开口卡环13锁紧外中心管3与尾套管19，使其不能发生相对运动， 胶筒9一直处于压缩状态，从而可长时间密封油管。

若卡瓦5卡于油管结垢位置，且提油管过程中，水垢脱落，则卡瓦5与油管内壁之间仍有少许空间，此时，由于井底压力及井口回压一直存在着，压力继续作用于压力腔15，通过压力腔15的压力作用，上活塞14带动尾套管19继续上移，继续压缩常压空气腔18，使卡瓦5继续伸张，直至卡紧在油管内壁本体之上，同时胶筒9继续压缩，再次密封油管，避免堵塞器从油管飞出的现象。

Claims (6)

1.一种自坐封式油管堵塞器，包括上卡瓦托（1）、外中心管（3）、内中心管（4）、卡瓦（5）、卡瓦托（6）、锁球（7）、胶筒（9）、坐封剪钉(10)、胶筒压帽(11)、缸套(12)、开口卡环(13)、上活塞(14)、进液口(16)、下活塞(17)、尾套管(19)，其特征在于所述内中心管(4)外安装有外中心管(3)，外中心管(3)上外顺次安装有上卡瓦托(1)、卡瓦(5)、卡瓦托(6)、胶筒(9)、胶筒压帽(11)、缸套(12)、上活塞(14)，尾套管(19)相连于上活塞(14)上，下活塞(17)安装于内中心管(4)和尾套管(19)之间，下活塞(17)之上形成压力腔(15)，下活塞(17)之下形成常压空气腔(18)；所述外中心管(3)中下部设有锁球孔，锁球孔中安装有锁球(7)；所述卡瓦托(6)的下部设有螺孔，该螺孔与外中心管(3)的锁球孔相对应，该螺孔中安装有锁球固定螺钉(8)；所述胶筒压帽(11)、内中心管(4)和外中心管(3)相对应的位置设有安装坐封剪钉(10)的孔；所述开口卡环(13)的下表面与上活塞(14)的上表面相接触，开口卡环(13)上表面的斜面处与缸套(12)的斜面处相配合，开口卡环(13)的外表面设有单向齿(20)，与外中心管(3)上的单向齿（20）相啮合。

2.根据权利要求1所述的自坐封式油管堵塞器，其特征在于所述外中心管（3）的上端设有外凸台，该外凸台上设有外螺纹，与上卡瓦托（1）的内螺纹相连接。

3.根据权利要求1所述的自坐封式油管堵塞器，其特征在于所述内中心管(4)一端设有外凸台。

4.根据权利要求1所述的自坐封式油管堵塞器，其特征在于所述上活塞(14)上部与缸套(12)相连接，下部与尾套管(19)相连接。

5.根据权利要求4所述的自坐封式油管堵塞器，其特征在于所述上活塞(14)下部设有内台阶，该内台阶与内中心管(4)相接触并由O型密封圈(2)相密封。

6.根据权利要求1所述的自坐封式油管堵塞器，其特征在于所述尾套管(19)底端为盲孔结构。

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