CN104499985A - 多功能高压油管堵塞器及其使用方法 - Google Patents

多功能高压油管堵塞器及其使用方法 Download PDF

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李呈祥
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    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12—Packers; Plugs
    • E21B33/127—Packers; Plugs with inflatable sleeve

Abstract

一种多功能高压油管堵塞器，包括护套轴、护套、滑道柱、滑块卡瓦、固定环座、中心轴、膨胀胶筒、活动环座、开口单向螺母锁块、剪切套、剪钉、通气连接套、密封套管和导向头，由滑道柱与梯形滑块卡瓦形成锁管结构，由膨胀胶筒变形密封，由开口单向螺母锁块单向限位，由剪钉作为限压膨胀封堵开关，当油管堵塞器两端受到压力差大于剪钉的剪切力时，即进入封堵状态。它能够利用油管内自身的压力环境能量，使得膨胀胶套受压后变形实封堵，利用开口螺纹锁块正向滑行反向限位的特点，保证堵塞器堵塞后不失效。斜锲式滑道柱和梯形滑块卡瓦的配合，实现与油管内孔的壁锚定。在堵塞过程中，不要外加作用力即能自动实现对油管进行有效封堵。

Description

多功能高压油管堵塞器及其使用方法
技术领域：
本发明涉及一种高压油管内防喷封堵装置，尤其涉及一种多功能油管堵塞器。
背景技术：
油井或注水井进行井下作业时，如果井下有压，通常需要先进行压井或放喷降压处理。
对于压井作业，在作业过程中，压井液在压井过程中产生沉淀污染井底，部分甚至还会沿孔隙或裂缝渗入地层，堵塞气流通道，污染井底附近产层，影响地层渗透能力，最终造成产量的减少和降低采收率。另外，对于低压油气井，作业后压井液排出困难，对产层伤害更大甚至将井压死。同时，由于地层压力低无法将压井液排出地面，必须借助其它机械动力将压井液排出地面才能恢复生产，增加了额外的机械排水费用。对于放喷作业，不仅环保要求不允许，也会使局部地层压力降低，并造成地面污染。因此，不压井不放喷的带压作业措施越来越被各油田重视和推广。
随着油田生产技术工艺的提高和油田的发展需要，井下带压作业技术及带压作业设备已成为油田保护地层压力、不污染地层、不污染地面和实现油田稳定增产的重要手段。
采用带压作业的方法时首先要解决两处问题：一是油套管的环形空间的密封，另一个是油管内的堵塞问题。对于环形空间的密封问题，现有技术已经相当成熟。而对于油管内堵塞问题，因为井下工具的复杂多变，加上油管内结蜡结垢及管变管漏等系列问题，很难有一种万全的密封办法。
为了解决油管内的堵塞问题，本发明的目的是提供一种可靠高效安全的堵塞器产品，为带压作业提供技术支撑。
发明内容：
本发明的目的是提供一种多功能高压油管堵塞器及其使用方法，它机构简单、使用方便、密封可靠、座封压力高、需要配套设备少，是一种非常适用的带压作业用新型油管封堵器。
本发明采取的技术方案如下：
一种多功能高压油管堵塞器，其特征是：包括护套轴、护套、滑道柱、滑块卡瓦、固定环座、中心轴、膨胀胶筒、活动环座、开口单向螺母锁块、剪切套、剪钉、通气连接套、密封套管和导向头，在滑道柱的上端面设有上内螺纹孔，在滑道柱的下端面设有下内螺纹孔，在滑道柱的侧面上沿周向等份地设有二个以上斜底滑槽，梯形滑块卡瓦插装在斜底滑槽内，梯形滑块卡瓦在斜底滑槽内能沿轴线滑动，护套轴旋接在滑道柱上端的上内螺纹孔中，护套套装在护套轴上，并由螺母轴向限位，所述中心轴从上到下包括连接螺纹段、胶筒段、防退锯齿螺纹段、锁定槽、过渡段和活塞段，固定环座、膨胀胶筒、活动环座、开口单向螺母锁块、剪切套和通气连接套从上到下依次套装在设置在中心轴上，中心轴的上端通过连接螺纹段旋固在滑道柱的下内螺纹孔中，剪切套与活动环座旋接成一体，开口单向螺母锁块旋套在中心轴的防退锯齿螺纹段上，且位于活动环座的下端，密封套管的上端密封地旋接在通气连接套的下端，导向头密封的旋接在密封套管的下端，在剪切套上对应于中心轴的锁定槽处设有剪钉螺纹孔，剪钉旋接在剪钉螺纹孔内，前端插卡在锁定槽中。
进一步，在滑道柱的下端与固定环座之间设有挡圈。
进一步，剪销孔的数量为2～4个，且沿剪切套的周向均匀分。
进一步，在滑道柱的侧面上沿周向等份地设有三个斜底滑槽。
本发明所述多功能高压油管堵塞器的使用方法及工作过程如下：
投堵时，在井口上方接一根油管短接，短接上端密封安装阀门，按导向头向下，护套朝上的方向，将本发明投入油管短接的内孔中，然后关闭短接上端的阀门；当本发明沿油管内孔自由下落时，油管内压力不断增加，当本发明下落到预定深度后，油管内的高压介质对本发明两端进行施压，由于中心轴的活塞段的直径小于下密封套管的外径，因此，在油管体内的压力介质就会对堵塞器的外部两者进行施压作用，对密封套管中的密封腔产生一个压缩的趋势。当两者间的压力差大于剪钉剪切力时，剪钉被剪断，密封套管相对中心轴上移，从而带动剪切套、开口单项螺母锁块、活动环座一起向上滑行。由于活动环座相对中心轴上行，上下隔断，压缩膨胀胶筒膨胀，使得堵塞器和外油管间的环形空间被堵塞。此时一旦打开堵塞器上部油管的阀门，堵塞器上部油管内的压力就会被释放，而堵塞器下部因为膨胀胶筒的隔断，在堵塞器膨胀胶筒上下就会产生压差推动堵塞器本体上行，在此过程中，滑块卡瓦则会被撑开，使得滑块卡瓦撑在油管体内孔壁上，使滑道柱牢固地咬固在油管体内，变形后的膨胀胶筒与油管体内孔之间形成可靠的密封结构，即能对油管体的内孔进行有效堵塞，并锚定在所下方的底部，即使堵塞器下部油管体内的介质压力下降，由于开口单向螺母锁块具有只能向上推行，无法向下推移的特点，这样就能阻止活动环座向下推行，确保堵塞器的长期密封效果，不会出现因压力降低膨胀胶筒弹性恢复而影响堵塞效果。
由此可知，本发明结构巧妙，能够利用油管内自身的压力环境能量，使得膨胀胶筒受压后变形，直径增大，在膨胀胶套与油管内孔之间形成可靠的密封结构，即能对油管进行有效堵塞。利用开口螺纹锁块带向滑行的特点，保证了堵塞器的密封不受外界压力减低而影响。斜锲式滑道柱和滑块卡瓦的配合，实现与油管内孔的壁锚定。因此，在堵塞过程中，无须人工操作，也不要外加作用力即能自动实现对油管进行有效封堵。同时这种封堵结构能够消除油管孔径误差引发封堵不可靠的缺陷。本发明不仅结构巧妙，而且使用简单方便，对操作者的技术要求低，能实现傻瓜封堵。
附图说明：
图1为本发明处于投放状态时的结构示意图，；
图2为中心轴的结构示意图；
图3、图4为滑道柱的结我示意图；
其中，图3为图4中A-A剖视图；
图5为本发明处于封堵状态时的结构示意图。
图中：1-护套轴；2-护套；3-滑道柱；4-滑块卡瓦；5-挡圈；6-固定环座；7-中心轴；8-膨胀胶筒；9-活动环座；10-开口单向螺母锁块；11-剪切套；12-剪钉；13-通气连接套；14-密封套管；15-导向头；16-密封腔；17-油管体；18-螺母；31-上内螺纹孔；32-下内螺纹孔；33-斜底滑槽；71-连接螺纹段；72-胶筒段；73-防退锯齿螺纹段；74-锁定槽；75-过渡段；76-活塞段。
具体实施方式：
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式：
一种多功能高压油管堵塞器，如图1～图5所示，它包括护套轴1、护套2、滑道柱3、滑块卡瓦4、挡圈5、固定环座6、中心轴7、膨胀胶筒8、活动环座9、开口单向螺母锁块10、剪切套11、剪钉12、通气连接套13、密封套管14和导向头15，在滑道柱3的上端面设有上内螺纹孔31，在滑道柱3的下端面设有下内螺纹孔32，在滑道柱3的侧面上沿周向等份地设有三个斜底滑槽33，三块梯形滑块卡瓦4分别安装在对应的斜底滑槽33内，护套轴1旋接在滑道柱3上端的上内螺纹孔31中，护套2套装在护套轴1上，并由螺母18轴向限位，所述中心轴7从上到下包括连接螺纹段71、胶筒段72、防退锯齿螺纹段73、锁定槽74、过渡段75和活塞段76，活动环座6、膨胀胶筒8、活动环座9、开口单向螺母锁块10、剪切套11和通气连接套13从上到下依次套装在设置在中心轴7上，中心轴7的连接螺纹段71旋固在滑道柱3的下内螺纹孔32中，剪切套11与活动环座9旋接成一体，开口单向螺母锁块10旋套在中心轴7的防退锯齿螺纹段73上，且位于活动环座9的下端，下密封套管14的上端密封地旋接在通气连接套13的下端，导向头15密封在旋接在密封套管14的下端，在剪切套11上对应于中心轴7的锁定槽74处沿周向均匀地设有四个剪销孔，在每个剪销孔都可以旋装一个剪钉12，剪钉12穿过剪销孔插卡在锁定槽74内，在滑道柱3的下端与固定环座6之间设有挡圈5。
本发明所述多功能高压油管堵塞器的实施方式不限于上述实施例，例如，滑块卡瓦4和剪钉12的数量都可以根据设计要求进行设置，中心轴7的结构形式也可以作等功能的改变。只要使用本发明的设计原理的一切技术方案均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多功能高压油管堵塞器，其特征是：包括护套轴(1)、护套(2)、滑道柱(3)、滑块卡瓦(4)、固定环座(6)、中心轴(7)、膨胀胶筒(8)、活动环座(9)、开口单向螺母锁块(10)、剪切套(11)、剪钉(12)、通气连接套(13)、密封套管(14)和导向头(15)，在滑道柱(3)的上端面设有上内螺纹孔(31)，在滑道柱(3)的下端面设有下内螺纹孔(32)，在滑道柱(3)的侧面上沿周向等份地设有二个以上斜底滑槽(33)，梯形滑块卡瓦(4)插装在斜底滑槽(33)内，梯形滑块卡瓦(4)在斜底滑槽(33)内能沿轴线滑动，护套轴(1)旋接在滑道柱(3)上端的上内螺纹孔(31)中，护套(2)套装在护套轴(1)上，并由螺母轴向限位，所述中心轴(7)从上到下包括连接螺纹段(71)、胶筒段(72)、防退锯齿螺纹段(73)、锁定槽(74)、过渡段(75)和活塞段(76)，固定环座(6)、膨胀胶筒(8)、活动环座(9)、开口单向螺母锁块(10)、剪切套(11)和通气连接套(13)从上到下依次套装在设置在中心轴(7)上，中心轴(7)的上端通过连接螺纹段(71)旋固在滑道柱(3)的下内螺纹孔(32)中，剪切套(11)与活动环座(9)旋接成一体，开口单向螺母锁块(10)旋套在中心轴(7)的防退锯齿螺纹段(73)上，且位于活动环座(9)的下端，密封套管(14)的上端密封地旋接在通气连接套(13)的下端，导向头(15)密封的旋接在密封套管(14)的下端，在剪切套(11)上对应于中心轴(7)的锁定槽(74)处设有剪钉螺纹孔，剪钉(12)旋接在剪钉螺纹孔内，前端插卡在锁定槽(74)中。
2.根据权利要求1所述多功能高压油管堵塞器，其特征是：在滑道柱(3)的下端与固定环座(6)之间设有挡圈(5)。
3.根据权利要求1所述多功能高压油管堵塞器，其特征是：剪销孔的数量为2～4个，且沿剪切套(11)的周向均匀分。
4.根据权利要求1所述多功能高压油管堵塞器，其特征是：在滑道柱(3)的侧面上沿周向等份地设有三个斜底滑槽(33)。
5.权利要求1所述多功能高压油管堵塞器的使用方法是：投堵时，在井口上方接一根油管短接，短接上端密封安装阀门，按导向头(15)向下，护套(2)朝上的方向，将本发明投入油管短接的内孔中，然后关闭短接上端的阀门；当本发明沿油管内孔自由下落时，油管内压力不断增加，当本发明下落到预定深度后，油管内的高压介质对本发明两端进行施压，由于中心轴(7)的活塞段(76)的直径小于下密封套管(14)的外径，因此，在油管体内的压力介质就会对堵塞器的外部两者进行施压作用，对密封套管(14)中的密封腔(16)产生一个压缩的趋势。当两者间的压力差大于剪钉(12)剪切力时，剪钉(12)被剪断，密封套管(14)相对中心轴(7)上移，从而带动剪切套(11)、开口单项螺母锁块(10)、活动环座(9)一起向上滑行。由于活动环座(9)相对中心轴(7)上行，上下隔断，压缩膨胀胶筒(8)膨胀，使得堵塞器和外油管间的环形空间被堵塞。此时一旦打开堵塞器上部油管的阀门，堵塞器上部油管内的压力就会被释放，而堵塞器下部因为膨胀胶筒(8)的隔断，在堵塞器膨胀胶筒(8)上下就会产生压差推动堵塞器本体上行，在此过程中，滑块卡瓦(4)则会被撑开，使得滑块卡瓦(4)撑在油管体(17)内孔壁上，使滑道柱(3)牢固地咬固在油管体(17)内，变形后的膨胀胶套(8)与油管体(17)内孔之间形成可靠的密封结构，即能对油管体(17)的内孔进行有效堵塞，并锚定在所下方的底部，即使堵塞器下部油管体(17)内的介质压力下降，由于开口单向螺母锁块(10)具有只能向上推行，无法向下推移的特点，这样就能阻止活动环座(9)向下推行，确保堵塞器的长期密封效果，不会出现因压力降低膨胀胶筒(8)弹性恢复而影响堵塞效果。
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