CN105735941B - 一种球座 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种球座，属于油田注水技术领域。球座包括：管状体的上接头、外筒、芯管、自锁剪钉、卡簧、挡环和下接头；上接头、下接头均与外筒连接；下接头内腔设置第一斜面；芯管内腔设置第二斜面，通过自锁剪钉与外筒连接，芯管设置第一卡簧槽，卡簧设置在第一卡簧槽；挡环内腔设置第三斜面，内腔为由两个直径相等的圆柱形腔叠加连通的葫芦形，叠加面宽度小于投球直径，圆柱形腔直径大于投球直径，外筒内腔壁设置台阶，挡环上端与台阶共面，下端与下接头上端共面；外筒设置第二卡簧槽，自锁剪钉剪断，芯管向下移动，卡簧卡入第二卡簧槽。本发明解决投球投放困难和投球返出导致注水管柱密封失效的问题，达到有效密封注水管柱的效果。

Description

一种球座

技术领域

本发明涉及油田注水技术领域，特别涉及一种球座。

背景技术

油田注水是指：在油气田开发过程中，利用注水井向油层注水，以补充和保持油层的压力，提高油气田的产量。油田注水通常包括：分层注水和笼统注水，其中，分层注水是指：在油气井中下入封隔器，把不同性质(如，油层渗透性)的油层分隔开，再用配水器进行分层配水，使渗透性较高的油层的注水量得到控制，渗透性较低的油层的注水量得到加强，从而提高油气田的产量。将封隔器下入油气井后，需要对封隔器进行打压坐封，以实现封隔器的坐封。通常，可以采用球座与投球配合的方式对注水管柱密封，然后对封隔器进行打压坐封。

现有技术中的球座为管状体，其内腔的上端设置有斜面，该球座还配套有投球，该投球能够进入该球座的内腔的上端，并与该内腔的上端的斜面紧密接触。当需要对封隔器进行坐封时，将该球座与油管连接后，通过油管将该球座下入井内封隔器以下的位置，将投球通过油管的内腔投入井内，投球穿过油管的内腔进入球座内腔的上端，井口打压，使得投球与球座内腔的上端的斜面紧密接触，实现注水管柱的密封和封隔器的打压坐封。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

实际应用中，随着油气田开发的深入，油气井的井眼会发生倾斜，导致投球的投放困难，且由于是依靠投球与球座内腔的上端的斜面的接触实现对注水管柱的密封的，洗井时，在水压的作用下投球可能会从球座返出，导致注水管柱密封失效。

发明内容

为了解决投球的投放困难以及投球从球座返出导致注水管柱密封失效的问题，本发明提供了一种球座。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种球座，所述球座包括：

上接头、外筒、芯管、自锁剪钉、卡簧、挡环和下接头；

所述上接头、所述外筒、所述芯管、所述挡环和所述下接头均为管状体；

所述上接头的上端与油管连接，下端与所述外筒的上端固定连接；

所述下接头的上端与所述外筒的下端固定连接，内腔的上端设置有第一斜面，所述下接头的下端与筛管连接；

所述芯管的内腔的上端设置有第二斜面，所述芯管设置于所述外筒的内腔中，通过所述自锁剪钉与所述外筒固定连接，所述芯管的上端面与所述上接头的下端面共面，所述芯管的侧面设置有第一卡簧槽，所述卡簧设置在所述第一卡簧槽内；

所述挡环的内腔设置有第三斜面，所述挡环的内腔为葫芦形内腔，所述葫芦形内腔由两个直径相等的圆柱形腔叠加连通形成，所述两个圆柱形腔的叠加面的宽度小于投球的直径，每个所述圆柱形腔的直径大于所述投球的直径，所述外筒的内腔壁的下端设置有台阶，所述挡环的上端面与所述台阶的台阶面共面，所述挡环的下端面与所述下接头的上端面共面；

所述外筒的内腔壁设置有第二卡簧槽，在所述自锁剪钉剪断时，所述芯管能够沿所述外筒的高度方向向下移动，所述卡簧能够卡入所述第二卡簧槽内。

可选地，所述球座还包括：上止退剪钉和下止退剪钉，

所述上接头的下端设置有外螺纹，所述外螺纹处设置有上止退剪钉槽，所述外筒的上端设置有内螺纹，所述内螺纹处设置有上止退剪钉螺纹孔，所述上接头的下端与所述外筒的上端通过螺纹连接，并由穿过所述上止退剪钉螺纹孔且进入所述上止退剪钉槽的上止退剪钉固定；

所述下接头的上端设置有外螺纹，所述外螺纹处设置有下止退剪钉槽，所述外筒的下端设置有内螺纹，所述内螺纹处设置有下止退剪钉螺纹孔，所述下接头的上端与所述外筒的下端通过螺纹连接，并由穿过所述下止退剪钉螺纹孔且进入所述下止退剪钉槽的下止退剪钉固定。

可选地，所述球座还包括：上接头密封胶圈和下接头密封胶圈，

所述上接头的外螺纹的下端设置有上接头密封槽，所述上接头密封胶圈设置于所述上接头密封槽内；

所述下接头的外螺纹的上端设置有下接头密封槽，所述下接头密封胶圈设置于所述下接头密封槽内。

可选地，所述外筒的侧面设置有自锁剪钉螺纹孔，所述芯管的侧面设置有自锁剪钉槽，所述自锁剪钉穿过所述自锁剪钉螺纹孔进入所述自锁剪钉槽，将所述外筒和所述芯管固定连接。

可选地，所述第二卡簧槽位于所述自锁剪钉螺纹孔的下端。

可选地，所述球座还包括：芯管上密封胶圈和芯管下密封胶圈，

所述芯管的上端的侧面设置有芯管上密封槽，所述芯管上密封胶圈设置于所述芯管上密封槽内；

所述自锁剪钉槽和所述第一卡簧槽之间设置有芯管下密封槽，所述芯管下密封胶圈设置于所述芯管下密封槽内。

可选地，所述第三斜面为弧面。

可选地，所述芯管的内腔的下端设置有m个过水槽，m≥2。

可选地，所述上接头、所述外筒、所述芯管、所述挡环和所述下接头均为圆管状体，所述上接头的轴线、所述外筒的轴线、所述芯管的轴线、所述挡环的轴线和所述下接头的轴线共线。

可选地，所述上接头的最小内径、所述外筒的最小内径、所述芯管的最小内径均大于所述投球的直径，所述下接头的最小内径小于所述投球的直径；

所述上接头的最大外径、所述外筒的最大外径和所述下接头的最大外径相等。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

通过在芯管的内腔的上端设置第二斜面便于投球通过芯管的内腔，通过在挡环的内腔设置第三斜面，将挡环的内腔设置为由两个直径相等的圆柱形腔叠加连通形成的葫芦形，圆柱形腔的直径大于投球的直径，便于投球通过挡环，两个圆柱形腔的叠加面的宽度小于投球的直径，使得芯管与挡环配合时，能够将投球限制在下接头的第一斜面与挡环之间，不能从球座返出，通过采用自锁剪钉固定芯管与外筒，使得井口打压至一定压力时，自锁剪钉能够剪断，芯管能够沿着外筒的高度方向向下移动，卡簧能够卡入第二卡簧槽内将投球锁在下接头的第一斜面与挡环之间，本发明能够解决井眼发生倾斜时投球的投放困难以及洗井时投球会从球座返出，导致注水管柱密封失效的问题，达到投球的投放容易以及注水管柱有效密封的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种球座的结构示意图；

图2是图1所示实施例提供的挡环的仰视图；

图3是图1所示实施例提供的芯管与挡环的配合图；

图4是图1所示实施例提供的投球被限制在挡环和下接头之间的示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种球座的结构示意图；

图6是图5所示实施例提供的挡环的结构示意图；

图7是图5所示实施例提供的挡环的截面图；

图8是图5所示实施例提供的投球被限制在挡环和下接头之间的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

请参考图1，其示出了本发明实施例提供的一种球座10的结构示意图。参见图1，该球座10包括：上接头101、外筒102、芯管103、自锁剪钉104、卡簧105、挡环106和下接头107。

其中，上接头101、外筒102、芯管103、挡环106和下接头107均为管状体。

上接头101的上端A与油管连接，下端B与外筒102的上端C固定连接。

下接头107的上端E与外筒102的下端D固定连接，下接头107的内腔O的上端设置有第一斜面K，下接头107的下端F与筛管连接。其中，下接头107的内腔O的上端即为靠近下接头107的上端E的内腔；第一斜面K的倾斜角可以为预设角度，示例地，第一斜面K的倾斜角为10°，其中，第一斜面K的倾斜角为该第一斜面K与外筒102的高度方向y(即图1的竖直方向)之间的夹角，如图1中的夹角a。第一斜面K可以方便对投球封隔器的坐封。

芯管103的内腔G的上端设置有第二斜面M，芯管103设置于外筒102的内腔U中，芯管103通过自锁剪钉104与外筒102固定连接，芯管103的上端面与上接头101的下端面共面，芯管103的侧面设置有第一卡簧槽(图1中未示出)，卡簧105设置在第一卡簧槽内。其中，芯管103的上端面即为靠近芯管103的内腔G的上端的面；第二斜面M的倾斜角可以为预设角度，示例地，第二斜面M的倾斜角可以为10°，其中，第二斜面M的倾斜角为该第二斜面M与外筒102的高度方向y(即图1的竖直方向)之间的夹角，如图1中的夹角b。第二斜面M可以方便投球穿过芯管103的内腔G，使得即使井眼发生倾斜，投球依然可以穿过芯管103的内腔G。

挡环106的内腔V设置有第三斜面N，挡环106的内腔V为葫芦形内腔；第三斜面N的倾斜角以及作用与第二斜面M相同或类似，这里不再赘述。

如图2所示，挡环106中的葫芦形内腔由两个直径相等的圆柱形腔叠加连通形成，两个圆柱形腔的叠加面的宽度l小于投球的直径，该叠加面的长度方向(图2中未示出)平行挡环106的高度方向(也即外筒102的高度方向y)，每个圆柱形腔的直径d大于投球的直径。示例地，宽度l可以为40mm(毫米)，圆柱形腔的直径d可以为45mm，投球的直径可以为42mm。

如图1所示，外筒102的内腔壁的下端D设置有台阶1021，挡环106的上端面P与台阶的台阶面共面，挡环106的下端面Q与下接头107的上端面共面。

其中，下接头107的上端面即为靠近下接头107的上端E的面。

外筒102的内腔壁设置有第二卡簧槽1022，在自锁剪钉104剪断时，芯管103能够沿外筒102的高度方向y向下移动，卡簧105能够卡入第二卡簧槽1022内。

综上所述，本发明实施例提供的球座，通过在芯管的内腔的上端设置第二斜面便于投球通过芯管的内腔，通过在挡环的内腔设置第三斜面，将挡环的内腔设置为由两个直径相等的圆柱形腔叠加连通形成的葫芦形，圆柱形腔的直径大于投球的直径，便于投球通过挡环，两个圆柱形腔的叠加面的宽度小于投球的直径，使得芯管与挡环配合时，能够将投球限制在下接头的第一斜面与挡环之间，不能从球座返出，通过采用自锁剪钉固定芯管与外筒，使得井口打压至一定压力时，自锁剪钉能够剪断，芯管能够沿着外筒的高度方向向下移动，卡簧能够卡入第二卡簧槽内将投球锁在下接头的第一斜面与挡环之间，本发明能够解决井眼发生倾斜时投球的投放困难以及洗井时投球会从球座返出，导致注水管柱密封失效的问题，达到投球的投放容易以及注水管柱有效密封的效果。

下面结合附图1和附图2对本发明实施例提供的球座10的工作原理进行简单说明。参见图1和图2，当对封隔器打压坐封时，需要进行注水管柱的密封，将球座10的下接头107的下端F与筛管连接，将上接头101的上端A与油管连接，通过油管将该球座10下入井内封隔器以下位置后，将投球通过油管的内腔投入井内，投球依次穿过上接头101的内腔、芯管103的内腔G、挡环106的内腔V，形成挡环106的葫芦形内腔的圆柱形腔进入下接头107的内腔O的第一斜面K，投球与第一斜面K紧密接触并卡在第一斜面K处，此时，井口打压，当井口的压力达到预设压力时，芯管103在上下压力差的作用下剪断自锁剪钉104，芯管103沿着外筒102的高度方向y向下移动，当芯管103下移到预设位置时，卡簧105卡入第二卡簧槽1022内并锁死，芯管103的下端与挡环106紧密配合，投球被限制在挡环106的下端和下接头107的第一斜面K之间的空间内，实现注水管柱的密封，完成封隔器打压坐封过程。其中，芯管103的下端与挡环106的配合图如图3所示，葫芦形内腔的两个圆柱形腔以叠加面为镜像面镜像对称，芯管103的轴线与该葫芦形内腔叠加面重合，如此配合之后，投球便不能从该配合后的整体的内腔通过。投球被限制在挡环106的下端和下接头107的第一斜面K之间的空间如图4所示，挡环106的下端面与下接头107的上端面接触，投球被限制在第一斜面K的上端与挡环106的下端面所形成的空间T内。

需要说明的是，第一斜面K、第二斜面M以及第三斜面N的设置可以方便对投球的限制，以及方便投球通过芯管103的内腔、挡环106的内腔，这样的设置使本发明提供的球座能够更好的实现对井眼大幅度倾斜的井内的注水管柱的密封和封隔器的坐封。

综上所述，本发明实施例提供的球座，通过在芯管的内腔的上端设置第二斜面便于投球通过芯管的内腔，通过在挡环的内腔设置第三斜面，将挡环的内腔设置为由两个直径相等的圆柱形腔叠加连通形成的葫芦形，圆柱形腔的直径大于投球的直径，便于投球通过挡环，两个圆柱形腔的叠加面的宽度小于投球的直径，使得芯管与挡环配合时，能够将投球限制在下接头的第一斜面与挡环之间，不能从球座返出，通过采用自锁剪钉固定芯管与外筒，使得井口打压至一定压力时，自锁剪钉能够剪断，芯管能够沿着外筒的高度方向向下移动，卡簧能够卡入第二卡簧槽内将投球锁在下接头的第一斜面与挡环之间，本发明能够解决井眼发生倾斜时投球的投放困难以及洗井时投球会从球座返出，导致注水管柱密封失效的问题，达到投球的投放容易以及注水管柱有效密封的效果。

进一步地，请参考图5，其示出了本发明实施例提供的另一种球座10的结构示意图，该球座10在图1所示的球座的基础上增加了更优选的部件，比如，密封胶圈等，从而使得本发明的球座10能够更好的实现对注水管柱的密封和封隔器的坐封。

参见图5，球座10还包括：上止退剪钉108和下止退剪钉109。

上接头101的下端B设置有外螺纹1011，外螺纹1011处设置有上止退剪钉槽(图5中未示出)，外筒102的上端C设置有内螺纹1023，内螺纹1023处设置有上止退剪钉螺纹孔(图5中未示出)，上接头101的下端B与外筒102的上端C通过螺纹连接，并由穿过上止退剪钉螺纹孔且进入上止退剪钉槽的上止退剪钉108固定。上止退剪钉108的设置可以对上接头101和外筒102的连接进行限制，避免上接头101和外筒102的螺纹连接松动。

下接头107的上端E设置有外螺纹1071，外螺纹1071处设置有下止退剪钉槽(图5中未示出)，外筒102的下端D设置有内螺纹1024，内螺纹1024处设置有下止退剪钉螺纹孔(图5中未示出)，下接头107的上端E与外筒102的下端D通过螺纹连接，并由穿过下止退剪钉螺纹孔且进入下止退剪钉槽的下止退剪钉109固定。下止退剪钉109的设置可以对下接头107和外筒102的连接进行限制，避免下接头107和外筒102的螺纹连接松动。

需要说明的是，在本发明实施例中，上止退剪钉108和下止退剪钉109均以外筒102的高度方向y所在的直线为轴线对称设置，也即，上止退剪钉108和下止退剪钉109的个数均为2，实际应用中，上止退剪钉108和下止退剪钉109的个数均可以根据实际情况进行设置，比如，上止退剪钉108和下止退剪钉109的个数可以均为3等。在本实施例中，外螺纹1011、外螺纹1071、内螺纹1023、内螺纹1024的直径均为90mm，上止退剪钉螺纹孔、下止退剪钉螺纹孔的直径均为10mm。

进一步地，球座10还包括：上接头密封胶圈110和下接头密封胶圈111。

上接头101的外螺纹1011的下端设置有上接头密封槽(图5中未示出)，上接头密封胶圈110设置于上接头密封槽内。

下接头107的外螺纹1071的上端设置有下接头密封槽(图5中未示出)，下接头密封胶圈111设置于下接头密封槽内。

其中，在本实施例中，上接头密封胶圈110和下接头密封胶圈111均为内径为75mm，断面直径为5.3mm的密封胶圈，该上接头密封胶圈110和下接头密封胶圈111的个数均为2，实际应用中，为了使上接头101、下接头107与外筒102之间的密封效果更好，上接头密封胶圈110的个数和下接头密封胶圈111的个数均可以根据实际情况进行设置，示例地，上接头密封胶圈110的个数和下接头密封胶圈111的个数可以均为6，或，上接头密封胶圈110的个数和下接头密封胶圈111的个数也可以不等。

进一步地，外筒102的侧面设置有自锁剪钉螺纹孔(图5中未示出)，芯管103的侧面设置有自锁剪钉槽(图5中未示出)，自锁剪钉104穿过自锁剪钉螺纹孔进入自锁剪钉槽，将外筒102和芯管103固定连接。在井口压力达到一定压力时，自锁剪钉104可以剪断，方便芯管103沿着外筒102的高度方向y向下移动，在本实施例中，自锁剪钉104能够承受的最大压强为10MPa(兆帕)，也即，在井口打压的压力使得自锁剪钉104承受的压强达到10MPa时，自锁剪钉104剪断。其中，自锁剪钉螺纹孔的直径为10mm，自锁剪钉104的直径为7mm，自锁剪钉槽宽为8mm。

如图5所示，为了便于球座10外的液体能够进入球座10的内腔中，外筒102的侧面还设置有透气孔1025，该透气孔1025位于自锁剪钉螺纹孔的上端，透气孔1025的直径为4mm，且该透气孔1025以外筒102的高度方向y所在的直线为轴线对称设置。

如图5所示，为了便于芯管103沿着外筒102的高度方向y向下移动时，卡簧105能够卡入第二卡簧槽1022，第二卡簧槽1022设置于外筒102的内腔壁的自锁剪钉螺纹孔的下端。

进一步地，如图5所示，球座10还包括：芯管上密封胶圈112和芯管下密封胶圈113。

芯管103的上端的侧面设置有芯管上密封槽(图5中未示出)，芯管上密封胶圈112设置于芯管上密封槽内。自锁剪钉槽和第一卡簧槽之间设置有芯管下密封槽(图5中未示出)，芯管下密封胶圈113设置于芯管下密封槽内。

其中，在本实施例中，芯管上密封胶圈112为内径为75mm，断面直径为5.3mm的密封胶圈，芯管下密封胶圈113为内径为54mm，断面直径为5.3mm的密封胶圈。芯管上密封胶圈112和芯管下密封胶圈113的个数均为2，实际应用中，为了使芯管103与外筒102之间的密封效果更好，芯管上密封胶圈112和芯管下密封胶圈113的个数也可以根据实际情况进行设置，示例地，芯管上密封胶圈112的个数和芯管下密封胶圈113的个数可以均为3，或，芯管上密封胶圈112的个数和芯管下密封胶圈113的个数还可以不等。

进一步地，为了便于连接和操作，上接头101、外筒102、芯管103、挡环106和下接头107均为圆管状体，上接头101的轴线、外筒102的轴线、芯管103的轴线、挡环106的轴线和下接头107的轴线共线，即为图5中所示的外筒102的高度方向y所在的直线。

为了便于投球与第三斜面N的接触以实现对注水管柱的密封和封隔器的坐封，第三斜面N为弧面。

请参考图6，其示出了图5所示实施例提供的挡环106的结构示意图，其中，图6(1)为挡环106的正视图，图6(2)为挡环106的侧视图。可以看出，挡环106的内腔V的第三斜面N为弧面。

具体地，挡环106的内腔由圆锥形腔和两个位于圆锥形腔两侧的直径相等的圆柱形腔组成，其中，圆锥形腔的底面与挡环106的上端面P共面，顶端位于挡环106的轴线y上，圆锥形腔的轴线与挡环106的轴线y共线，两个圆柱形腔以圆锥形腔的轴截面为镜像面镜像对称，两个圆柱形腔的高度方向与挡环106的高度方向y平行，两个圆柱形腔叠加连通形成葫芦形内腔，该弧面N即为该两个圆柱形腔与圆锥形腔的相贯面(即两个圆柱形腔与圆锥形腔的相贯线所在平面)。其中，图6(2)中所示的弧线i即为两个圆柱形腔与圆锥形腔的相贯线。

示例地，挡环106的内腔还可以由圆锥台形腔和两个位于圆锥台形腔两侧的直径相等的圆柱形腔组成，其中，圆锥台形腔的下底面与挡环106的上端面P共面，上底面与挡环106的下端面Q共面，圆锥台形腔的轴线与挡环106的轴线y共线，两个圆柱形腔以圆锥台形腔的轴截面为镜像面镜像对称，两个圆柱形腔的高度方向与挡环106的高度方向y平行，两个圆柱形腔叠加连通形成葫芦形内腔。其中，图6(2)中所示的弧线i还可以为两个圆柱形腔与圆锥台形腔的相贯线。

请参考图7，其示出了图5所示实施例提供的挡环106的截面图，可以看出，挡环106的内腔由圆锥形腔1061和两个位于圆锥形腔两侧的直径相等的圆柱形腔1062组成，其中，圆锥形腔1061的底面与挡环106的上端面P共面，顶端位于挡环106的轴线y上，圆锥形腔1061的轴线与挡环106的轴线y共线，两个圆柱形腔1062以圆锥形腔的轴截面为镜像面镜像对称，两个圆柱形腔的高度方向与挡环106的高度方向y平行，两个圆柱形腔1062叠加连通形成葫芦形内腔，该弧面N即为该两个圆柱形腔1062与圆锥形腔1061的相贯面。

进一步地，参见图5，为了避免穿过球座10的内腔的水压过大，芯管103的内腔G的下端还设置有m个过水槽1031，m≥2。其中，m的数值可以根据实际情况进行设置，比如，m可以为12。

进一步地，为了便于投球通过上接头101、外筒102、芯管103且不能从球座10的下端穿过，上接头101的最小内径、外筒102的最小内径、芯管103的最小内径均大于投球的直径，下接头107的最小内径小于投球的直径，比如，投球的直径为42mm，上接头101的最小内径可以为62mm，下接头107的最小内径可以为40mm；上接头101的最大外径、外筒102的最大外径和下接头107的最大外径相等。

需要说明的是，由于随着油气田开发的深入，油气井内的情况复杂多变，井内温度会升高，导致密封胶圈失型，从而难以实现密封，在本发明实施中，采用的密封胶圈均由耐高温的特殊材料制成，在井内温度达到150度时，密封胶圈仍能保持原型，能够实现很好的密封，因此，本发明提供的球座10不仅适用于井眼发生倾斜的井的注水管柱的密封和封隔器的坐封，还适用于井内温度高达150度的井的注水管柱的密封和封隔器的坐封。

还需要说明的是，在本发明实施例中，上接头101的上端A设置有2寸半的加厚母扣，该母扣用于连接油管，下接头107的下端F设置有有2寸半的加厚公扣，该公扣用于连接筛管；本发明实施例提供的球座10的总高度可以为746mm。

综上所述，本发明实施例提供的球座，通过在芯管的内腔的上端设置第二斜面便于投球通过芯管的内腔，通过在挡环的内腔设置第三斜面，将挡环的内腔设置为由两个直径相等的圆柱形腔叠加连通形成的葫芦形，圆柱形腔的直径大于投球的直径，便于投球通过挡环，两个圆柱形腔的叠加面的宽度小于投球的直径，使得芯管与挡环配合时，能够将投球限制在下接头的第一斜面与挡环之间，不能从球座返出，通过采用自锁剪钉固定芯管与外筒，使得井口打压至一定压力时，自锁剪钉能够剪断，芯管能够沿着外筒的高度方向向下移动，卡簧能够卡入第二卡簧槽内将投球锁在下接头的第一斜面与挡环之间，本发明能够解决井眼发生倾斜时投球的投放困难以及洗井时投球会从球座返出，导致注水管柱密封失效的问题，达到投球的投放容易以及注水管柱有效密封的效果。

下面结合附图5至附图7对本发明实施例提供的球座10的工作原理进行简单说明。参见图5至图7，当需要密封注水管柱，对封隔器进行打压坐封时，将球座10的下接头107的下端F通过2寸半的加厚公扣与筛管连接，将上接头101的上端A通过2寸半的加厚母扣与油管连接，通过油管将该球座10下入井内封隔器以下位置后，将投球通过油管的内腔投入井内，由于上接头101的最小内径、芯管103的最小内径以及形成挡环106的葫芦形内腔的圆柱形腔的直径均大于投球的直径，因此，投球可以依次穿过上接头101的内腔、芯管103的内腔和挡环106的内腔，由于下接头107的最小内径小于投球的直径，投球不能穿过下接头107的内腔，投球被卡在下接头107的第一斜面K，并与该第一斜面K紧密接触，此时，井口打压使得自锁剪钉104承受的压强达到10MPa，芯管103在上下压力差的作用下剪断自锁剪钉104，芯管103沿着外筒102的高度方向y向下移动，当芯管103下移到预设位置时，卡簧105卡入第二卡簧槽1022内并锁死，芯管103的下端与挡环106紧密配合，投球被限制在挡环106的下端和下接头107的第一斜面K之间的空间内，实现注水管柱的密封，完成封隔器的打压坐封。其中，投球被限制在挡环106的下端和下接头107的第一斜面K之间的空间如图8所示，其具体解释可参见图4所对应的解释，这里就不再赘述。

需要说明的是，第一斜面K、第二斜面M以及第三斜面N的设置可以方便对投球的限制，以及方便投球通过芯管103的内腔、挡环106的内腔，这样的设置使本发明提供的球座能够更好的实现对井眼大幅度倾斜的井内注水管柱的密封和封隔器的坐封。

综上所述，本发明实施例提供的球座，通过在芯管的内腔的上端设置第二斜面便于投球通过芯管的内腔，通过在挡环的内腔设置第三斜面，将挡环的内腔设置为由两个直径相等的圆柱形腔叠加连通形成的葫芦形，圆柱形腔的直径大于投球的直径，便于投球通过挡环，两个圆柱形腔的叠加面的宽度小于投球的直径，使得芯管与挡环配合时，能够将投球限制在下接头的第一斜面与挡环之间，不能从球座返出，通过采用自锁剪钉固定芯管与外筒，使得井口打压至一定压力时，自锁剪钉能够剪断，芯管能够沿着外筒的高度方向向下移动，卡簧能够卡入第二卡簧槽内将投球锁在下接头的第一斜面与挡环之间，本发明能够解决井眼发生倾斜时投球的投放困难以及洗井时投球会从球座返出，导致注水管柱密封失效的问题，达到投球的投放容易以及注水管柱有效密封的效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种球座，其特征在于，所述球座包括：

上接头、外筒、芯管、自锁剪钉、卡簧、挡环和下接头；

所述上接头、所述外筒、所述芯管、所述挡环和所述下接头均为管状体；

所述上接头的上端与油管连接，下端与所述外筒的上端固定连接；

所述下接头的上端与所述外筒的下端固定连接，所述下接头的内腔的上端设置有第一斜面，所述下接头的下端与筛管连接；

所述芯管的内腔的上端设置有第二斜面，所述芯管设置于所述外筒的内腔中，通过所述自锁剪钉与所述外筒固定连接，所述芯管的上端面与所述上接头的下端面共面，所述芯管的侧面设置有第一卡簧槽，所述卡簧设置在所述第一卡簧槽内；

所述挡环的内腔设置有第三斜面，所述挡环的内腔为葫芦形内腔，所述葫芦形内腔由两个直径相等的圆柱形腔叠加连通形成，所述两个圆柱形腔的叠加面的宽度小于投球的直径，每个所述圆柱形腔的直径大于所述投球的直径，所述外筒的内腔壁的下端设置有台阶，所述挡环的上端面与所述台阶的台阶面共面，所述挡环的下端面与所述下接头的上端面共面；

所述外筒的内腔壁设置有第二卡簧槽，在所述自锁剪钉剪断时，所述芯管能够沿所述外筒的高度方向向下移动，所述卡簧能够卡入所述第二卡簧槽内。

2.根据权利要求1所述的球座，其特征在于，所述球座还包括：上止退剪钉和下止退剪钉，

所述上接头的下端设置有外螺纹，所述外螺纹处设置有上止退剪钉槽，所述外筒的上端设置有内螺纹，所述内螺纹处设置有上止退剪钉螺纹孔，所述上接头的下端与所述外筒的上端通过螺纹连接，并由穿过所述上止退剪钉螺纹孔且进入所述上止退剪钉槽的上止退剪钉固定；

所述下接头的上端设置有外螺纹，所述外螺纹处设置有下止退剪钉槽，所述外筒的下端设置有内螺纹，所述内螺纹处设置有下止退剪钉螺纹孔，所述下接头的上端与所述外筒的下端通过螺纹连接，并由穿过所述下止退剪钉螺纹孔且进入所述下止退剪钉槽的下止退剪钉固定。

3.根据权利要求2所述的球座，其特征在于，所述球座还包括：上接头密封胶圈和下接头密封胶圈，

所述上接头的外螺纹的下端设置有上接头密封槽，所述上接头密封胶圈设置于所述上接头密封槽内；

所述下接头的外螺纹的上端设置有下接头密封槽，所述下接头密封胶圈设置于所述下接头密封槽内。

4.根据权利要求1所述的球座，其特征在于，

所述外筒的侧面设置有自锁剪钉螺纹孔，所述芯管的侧面设置有自锁剪钉槽，所述自锁剪钉穿过所述自锁剪钉螺纹孔进入所述自锁剪钉槽，将所述外筒和所述芯管固定连接。

5.根据权利要求4所述的球座，其特征在于，

所述第二卡簧槽位于所述自锁剪钉螺纹孔的下端。

6.根据权利要求1所述的球座，其特征在于，所述球座还包括：芯管上密封胶圈和芯管下密封胶圈，

所述芯管的上端的侧面设置有芯管上密封槽，所述芯管上密封胶圈设置于所述芯管上密封槽内；

所述自锁剪钉槽和所述第一卡簧槽之间设置有芯管下密封槽，所述芯管下密封胶圈设置于所述芯管下密封槽内。

7.根据权利要求1所述的球座，其特征在于，

所述第三斜面为弧面。

8.根据权利要求7所述的球座，其特征在于，

所述芯管的内腔的下端设置有m个过水槽，m≥2。

9.根据权利要求1至8任意一项权利要求所述的球座，其特征在于，

所述上接头、所述外筒、所述芯管、所述挡环和所述下接头均为圆管状体，所述上接头的轴线、所述外筒的轴线、所述芯管的轴线、所述挡环的轴线和所述下接头的轴线共线。

10.根据权利要求9所述的球座，其特征在于，

所述上接头的最小内径、所述外筒的最小内径、所述芯管的最小内径均大于所述投球的直径，所述下接头的最小内径小于所述投球的直径；

所述上接头的最大外径、所述外筒的最大外径和所述下接头的最大外径相等。