CN104074491A - 油管桥塞 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油管桥塞，用于封隔油管内部上下空间的压力及流体，实现带压更换采油树上挂作业。该桥塞主要由密封机构和坐封丢手机构两部分组成。密封机构也是打完桥塞后留在油管内起封隔作用的部分，包括中心管、下丢手头、打捞头、密封杆、锁芯、锁块、弹簧、下壳体、坐封剪钉、单向卡瓦、锥体、密封胶筒、胶筒隔环、背帽等部件。坐封丢手机构是使桥塞完成坐封动作并实现丢手的部分，包括上接头、活塞缸、上壳体、坐封活塞、弹性提拉卡爪、上丢手头等部件。该油管桥塞用空心杆输送至油管内，通过向中心管内打压，使活塞产生上行推力，带动中心管、锁块向上运动，实现压缩胶筒、锚定卡瓦、锁定坐封状态、丢手等动作。用于带压封隔油管上下空间，实现带压更换采油树上挂。

Description

油管桥塞

技术领域

本发明涉及一种油气田开发应用的井下工具，尤其适用于采油树上挂发生刺漏的注水井和水敏性地层带压更换采油树上挂作业的油管桥塞。

背景技术

注水井的井口压力一般都在30MPa左右，若注水期间采油树上挂发生刺漏，目前的做法是现开井放压一段时间，待井口压力降低后再用压井液压井，最后更换采油树上挂。该种做法施工周期长，作业费用高，而且影响注水效果。

对于某些水敏性地层，若在油气井生产过程中发生采油树上挂发生刺漏，如果还采用先压井后换采油树上挂的作业方法，则会导致作业后地层发生水锁伤害，油气井严重减产或停产。

现有油管内堵塞工具，要么无法在井口带压状态下使用，要么安装后无法顺利起出，直接恢复生产。总之，目前现有工具及作业方法无法满足缩短作业周期，降低作业成本，降低作业对地层影响的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可在井口的采油树上挂发生刺漏时，不用压井，直接封隔油管内上下空间压力和流体的油管桥塞。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种油管桥塞，包括上接头、活塞缸、凸台形活塞、上丢手、上壳体、密封推杆、下丢手、锁芯、打捞头、卡瓦座、上中心管、下中心管、锁块、弹簧、坐封剪钉、卡瓦、锥体、密封胶筒、钢性隔环、锁紧环、丝堵；上接头上端通过内螺纹和输送管连接，下端通过外螺纹与活塞缸上端的内螺纹连接；活塞缸上部有泄压孔，下端外螺纹与上壳体上端内螺纹连接，下端内侧通过密封圈与上丢手外侧形成密封；凸台形活塞中心有轴向通孔，上部外侧通过密封圈与上接头内侧形成密封，下部外侧通过密封圈与活塞缸内侧形成密封，底部通过内螺纹与上丢手顶部的外螺纹连接；上丢手中间有轴向通孔，顶部螺纹下方有径向传压孔，能向凸台形活塞下方传递压力；传压孔下方的轴向通孔直径比其上部的通孔直径大，下方的轴向通孔内侧与密封推杆上部通过密封圈形成密封；密封推杆是上部直径小但长度大、下部直径大但长度小的圆柱形实心凸台，下部大直径的圆柱形凸台外径与上丢手下部内径大小相同，通过台阶使上丢手下部和下丢手上部连接；密封推杆通过底部内螺纹和锁芯顶部的外螺纹连接；锁芯外壁上套有下丢手；下丢手通过下部外螺纹和上中心管顶部内螺纹连接；上中心管上部外侧套有打捞头，内侧插着锁芯；打捞头上部外表面有棘齿倒刺，中部套在上壳体底部的内侧，下部通过外螺纹与卡瓦座的内螺纹连接；卡瓦座套在上中心管和下中心管外侧，通过坐封剪钉固定在下中心管外侧，下部悬挂卡瓦；在上中心管内侧和锁芯的间隙套有弹簧；弹簧对锁芯施加向下的压力，紧紧压着其下方的锁块；锁块镶嵌在上中心管底部，下表面与上中心管和下中心管的交界面接触，内表面与锁芯接触，外表面与卡瓦座上部内侧接触；下中心管外侧卡瓦下方依次套有锥体、第一密封胶筒、刚性隔环、第二密封胶筒、锁紧环；下中心管底部通过内螺纹与丝堵连接。

上中心管和下中心管为一整体结构，外径相同，上中心管内径大，下中心管内径小，分界处是垂直于轴线方向的平面；卡瓦座上部内表面为直径上大下小的圆柱形凸台结构；工具入井时卡瓦座上部小直径的内表面与锁块的外表面之间紧密接触，坐封时锁块随中心管向上运动到卡瓦座上部大直径的内表面处，锁块在锁芯的压力作用下向外张开，与大直径的内表面接触，完成芯轴锁定动作。

上丢手底部为环形分瓣爪结构，由密封推杆下部大直径圆柱体部分固定在下丢手头上部的凹槽内；当密封推杆下部大直径圆柱体部分向下运动到上丢手底部以下时，上丢手头与下丢手头实现脱手。

本发明是一种可带压封隔油管内部上下空间的新工具，可实现不压井，带压更换采油树上挂作业，能有效缩短作业周期，降低作业成本，减小作业对地层的影响。最大工作压差35MPa。

附图说明

图1是本发明使用前的结构示意图。

图2是本发明使用后留在油管内的密封机构示意图。

图中：1、上接头；2、活塞缸；3、凸台形活塞；4、上丢手；5、上壳体；6、密封推杆；7、下丢手；8、锁芯；9、打捞头；10、卡瓦座；11、上中心管；12、锁块；13、弹簧；14、坐封剪钉；15、下中心管；16、卡瓦；17、锥体；18、第一密封胶筒；19、刚性隔环；20、第二密封胶筒；21、锁紧环；22、丝堵；23、传压孔；24、25、26、泄压孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

如图1、2所示，本发明的油管桥塞，包括上接头1、活塞缸2、凸台形活塞3、上丢手4、上壳体5、密封推杆6、下丢手7、锁芯8、打捞头9、卡瓦座10、上中心管11、下中心管15、锁块12、弹簧13、坐封剪钉14、卡瓦16、锥体17、密封胶筒、钢性隔环19、锁紧环21、丝堵22；上接头1上端通过内螺纹和输送管连接，下端通过外螺纹与活塞缸2上端的内螺纹连接；活塞缸2上部有泄压孔26，下端外螺纹与上壳体5上端内螺纹连接，下端内侧通过密封圈与上丢手4外侧形成密封；凸台形活塞3中心有轴向通孔，上部外侧通过密封圈与上接头1内侧形成密封，下部外侧通过密封圈与活塞缸2内侧形成密封，底部通过内螺纹与上丢手4顶部的外螺纹连接；上丢手4中间有轴向通孔，顶部螺纹下方有径向传压孔23，能向凸台形活塞3下方传递压力；传压孔23下方的轴向通孔直径比其上部的通孔直径大，下方的轴向通孔内侧与密封推杆6上部通过密封圈形成密封；密封推杆6是上部直径小但长度大、下部直径大但长度小的圆柱形实心凸台，下部大直径的圆柱形凸台外径与上丢手4下部内径大小相同，通过台阶使上丢手4下部和下丢手7上部连接；密封推杆6通过底部内螺纹和锁芯8顶部的外螺纹连接；锁芯8外壁上套有下丢手7；下丢手7通过下部外螺纹和上中心管11顶部内螺纹连接；上中心管11上部外侧套有打捞头9，内侧插着锁芯8；打捞头9上部外表面有棘齿倒刺，中部套在上壳体5底部的内侧，下部通过外螺纹与卡瓦座10的内螺纹连接；卡瓦座10套在上中心管11和下中心管15外侧，通过坐封剪钉14固定在下中心管15外侧，下部悬挂卡瓦16；在上中心管11内侧和锁芯8的间隙套有弹簧13；弹簧13对锁芯8施加向下的压力，紧紧压着其下方的锁块12；锁块12镶嵌在上中心管11底部，下表面与上中心管11和下中心管15的交界面接触，内表面与锁芯8接触，外表面与卡瓦座10上部内侧接触；下中心管15外侧卡瓦16下方依次套有锥体17、第一密封胶筒18、刚性隔环19、第二密封胶筒20、锁紧环21；下中心管15底部通过内螺纹与丝堵22连接。

上中心管11和下中心管15为一整体结构，外径相同，上中心管11内径大，下中心管15内径小，分界处是垂直于轴线方向的平面；卡瓦座10上部内表面为直径上大下小的圆柱形凸台结构；工具入井时卡瓦座10上部小直径的内表面与锁块12的外表面之间紧密接触，坐封时锁块12随中心管向上运动到卡瓦座10上部大直径的内表面处，锁块12在锁芯8的压力作用下向外张开，与大直径的内表面接触，完成芯轴锁定动作。

上丢手4底部为环形分瓣爪结构，由密封推杆6下部大直径圆柱体部分固定在下丢手头7上部的凹槽内；当密封推杆6下部大直径圆柱体部分向下运动到上丢手4底部以下时，上丢手头4与下丢手头7实现脱手。

下面对本发明的使用过程进行说明：

如图1所示，桥塞总成的上接头1与输送杆下端丝扣连接，将该工具下入油管内，然后向输送管内泵入液体升压。压力通过传压孔23作用在活塞3的底部和密封杆6的顶部。活塞3受压力产生向上运动趋势。当活塞受到向上的力足够大时，坐封剪钉14被剪断，活塞带动上丢手4、下丢手7、上中心管11、下中心管15、密封推杆6、锁芯8一起向上运动。在向上运动过程中，锥体17会先将悬挂在卡瓦座10上的卡瓦16全部张开，使其卡在油管内壁上，然后锥体17停止向上运动，第一密封胶筒18和第二密封胶筒20被压缩，密封住油管内部的上下空间。此时，锁块12已经随中心管向上运动至卡瓦座10上部的扩径处，密封推杆在压力作用下开始向下运动，迫使锁芯下行，锁块张开。当密封推杆下端大直径部分运动到上丢手底部的环形分瓣爪结构以下时，分瓣爪失去内部制约，在活塞向上拉力作用下发生收缩，与下丢手脱手。

上提空心杆起出上接头1、活塞缸2、凸台形活塞3、上丢手4和上壳体5。留在井部分如图2所示。更换完采油树上挂后，再用空心杆下入专用打捞筒，捞住密封推杆6和打捞头9外侧的棘齿。上提捞筒，密封推杆6首先压缩弹簧13发生向上运动，锁块12失去内部制约，在胶筒回弹力作用下中心管向下运动，锁块12缩径回位，完成解锁作业。继续上提打捞筒可将工具起出采油树上挂。

综上所述，本发明的内容并不局限于上述的实施例，相同领域内的有识之士可以按照本发明的技术指导思想轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。

Claims (3)

1.一种油管桥塞，其特征在于，包括上接头(1)、活塞缸(2)、凸台形活塞(3)、上丢手(4)、上壳体(5)、密封推杆(6)、下丢手(7)、锁芯(8)、打捞头(9)、卡瓦座(10)、上中心管(11)、下中心管(15)、锁块(12)、弹簧(13)、坐封剪钉(14)、卡瓦(16)、锥体(17)、密封胶筒、钢性隔环(19)、锁紧环(21)、丝堵(22)；上接头(1)上端通过内螺纹和输送管连接，下端通过外螺纹与活塞缸(2)上端的内螺纹连接；活塞缸(2)上部有泄压孔(26)，下端外螺纹与上壳体(5)上端内螺纹连接，下端内侧通过密封圈与上丢手(4)外侧形成密封；凸台形活塞(3)中心有轴向通孔，上部外侧通过密封圈与上接头(1)内侧形成密封，下部外侧通过密封圈与活塞缸(2)内侧形成密封，底部通过内螺纹与上丢手(4)顶部的外螺纹连接；上丢手(4)中间有轴向通孔，顶部螺纹下方有径向传压孔(23)，能向凸台形活塞(3)下方传递压力；传压孔(23)下方的轴向通孔直径比其上部的通孔直径大，下方的轴向通孔内侧与密封推杆(6)上部通过密封圈形成密封；密封推杆(6)是上部直径小但长度大、下部直径大但长度小的圆柱形实心凸台，下部大直径的圆柱形凸台外径与上丢手(4)下部内径大小相同，通过台阶使上丢手(4)下部和下丢手(7)上部连接；密封推杆(6)通过底部内螺纹和锁芯(8)顶部的外螺纹连接；锁芯(8)外壁上套有下丢手(7)；下丢手(7)通过下部外螺纹和上中心管(11)顶部内螺纹连接；上中心管(11)上部外侧套有打捞头(9)，内侧插着锁芯(8)；打捞头(9)上部外表面有棘齿倒刺，中部套在上壳体(5)底部的内侧，下部通过外螺纹与卡瓦座(10)的内螺纹连接；卡瓦座(10)套在上中心管(11)和下中心管(15)外侧，通过坐封剪钉(14)固定在下中心管(15)外侧，下部悬挂卡瓦(16)；在上中心管(11)内侧和锁芯(8)的间隙套有弹簧(13)；弹簧(13)对锁芯(8)施加向下的压力，紧紧压着其下方的锁块(12)；锁块(12)镶嵌在上中心管(11)底部，下表面与上中心管(11)和下中心管(15)的交界面接触，内表面与锁芯(8)接触，外表面与卡瓦座(10)上部内侧接触；下中心管(15)外侧卡瓦(16)下方依次套有锥体(17)、第一密封胶筒(18)、刚性隔环(19)、第二密封胶筒(20)、锁紧环(21)；下中心管(15)底部通过内螺纹与丝堵(22)连接。

2.根据权利要求1所述的油管桥塞，其特征在于，上中心管(11)和下中心管(15)为一整体结构，外径相同，上中心管(11)内径大，下中心管(15)内径小，分界处是垂直于轴线方向的平面；卡瓦座(10)上部内表面为直径上大下小的圆柱形凸台结构；工具入井时卡瓦座(10)上部小直径的内表面与锁块(12)的外表面之间紧密接触，坐封时锁块(12)随中心管向上运动到卡瓦座(10)上部大直径的内表面处，锁块(12)在锁芯(8)的压力作用下向外张开，与大直径的内表面接触，完成芯轴锁定动作。

3.根据权利要求1或2所述的油管桥塞，其特征在于，上丢手(4)底部为环形分瓣爪结构，由密封推杆(6)下部大直径圆柱体部分固定在下丢手头(7)上部的凹槽内；当密封推杆(6)下部大直径圆柱体部分向下运动到上丢手(4)底部以下时，上丢手头(4)与下丢手头(7)实现脱手。