CN107965292B - 一种大通径桥塞 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油田井下工具领域，尤其涉及一种大通径桥塞，包括中心管、胶筒和卡瓦，胶筒套装在中心管的外侧，卡瓦通过卡瓦安装套环绕安装在中心管的周围，还包括上锥套A、下锥套A、上锥套B、下锥套B、坐封活塞、卡簧和止退套，上锥套A、下锥套A、上锥套B、下锥套B、坐封活塞、卡簧和止退套均套装在中心管上，其中，上锥套A和下锥套A插装在胶筒的两端，胶筒两端的内侧设置有与上锥套A和下锥套A外侧的圆锥面匹配的圆锥面，所述的胶筒的内侧设置有衬套，衬套为圆筒状结构。本发明自带了坐封机构和丢手机构，可显著缩短桥塞工具段的长度，因此可有效解决桥塞工具段下井过程中卡滞的问题。
Description
技术领域
本发明属于油田井下工具领域，尤其涉及一种大通径桥塞。
背景技术
桥塞是油田生产过程中常用的一种井下工具，通过桥塞可对井下的某些层位进行长期或永久封堵，以达到相关的作业要求。桥塞的结构通常包括胶筒密封结构和卡瓦锚定结构，桥塞下放至井下的预定位置后，通过外力使胶筒和卡瓦坐封才能完成桥塞在井下的安装。现有技术中，安装桥塞时需要在桥塞上方连接桥塞专用的坐封工具，坐封工具与桥塞连接成一体构成的工具段的长度较长，在下井过程中容易发生卡滞的问题。另外，现有技术中，桥塞中的胶筒较厚，而桥塞的直径是一定的，因此，胶筒严重制约了桥塞通径的拓展，进而限制桥塞性能的发挥。
发明内容
本发明提供一种大通径桥塞，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
本发明包括中心管、胶筒和卡瓦，胶筒套装在中心管的外侧，卡瓦通过卡瓦安装套环绕安装在中心管的周围，还包括上锥套A、下锥套A、上锥套B、下锥套B、坐封活塞、卡簧和止退套，上锥套A、下锥套A、上锥套B、下锥套B、坐封活塞、卡簧和止退套均套装在中心管上，其中，上锥套A和下锥套A插装在胶筒的两端，胶筒两端的内侧设置有与上锥套A和下锥套A外侧的圆锥面匹配的圆锥面，所述的胶筒的内侧设置有衬套，所述的上锥套B和下锥套B分设在卡瓦的上下两侧，上锥套B和下锥套B外侧的圆锥面插在中心管与卡瓦之间，所述的坐封活塞、卡簧和止退套均位于上锥套A的上侧，其中，卡簧通过卡簧座轴向固定在中心管上，所述的坐封活塞位于止退套的上端，所述的卡簧位于止退套下端的内侧，卡簧的外侧和止退套的内侧设置有用于防止止退套向上回位的止退螺纹副，所述的大通径桥塞的上端设置有丢手机构，大通径桥塞的下端设置有封堵球，封堵球通过限位环封装在球座内，所述的上锥套A和下锥套A的轴向间距比胶筒的坐封距离大5mm，所述的上锥套A和下锥套A的外侧设置有对胶筒边缘进行径向限位的环状限位部。
衬套为圆筒状结构，其外壁上设置有至少10条轴向切缝，相邻的两条轴向切缝的切入方向相反，所述的上锥套A和下锥套A的末端插在衬套两端的内侧。所述的上锥套A和下锥套A的锥度相同，均为1：2。所述的限位环中央的圆孔的上下两个内沿均设置有与所述的封堵球上的球面匹配的密封面。所述的轴向切缝的个数为偶数。所述的轴向切缝的宽度小于0.2mm。
本发明的有益效果为：
1、本发明自带了坐封机构和丢手机构，井下安装时不需要使用专用的坐封工具，可显著缩短桥塞工具段的长度，因此可有效解决桥塞工具段下井过程中卡滞的问题。
2、本发明采用了独特的胶筒结构，该胶筒结构具有两个显著特点：一方面，胶筒可在上锥套A的压缩下向外隆起，使胶筒坐封，与此同时，上锥套A和下锥套A上的锥形结构插入胶筒内侧使得胶筒进一步外隆起，使得胶筒坐封所需的橡胶材料减少；另一方面，胶筒内侧设置了衬套，衬套可在上锥套A和下锥套A的作用下随胶筒一同向外扩张，从而在胶筒内侧撑起一个无需胶筒上的橡胶材料填充的空间，进而进一步使得胶筒坐封所需要的橡胶材料减少，因为所需的橡胶材料减少，所以胶筒的厚度得以缩减，桥塞的通径因此得以扩大。
3、本发明的下端设置了球座和封堵球，其中封堵球可以选择性安装，安装封堵球可将中心管封死，不安装封堵球可使中心管通道打开，从而满足不同施工工艺对桥塞中心通道状态的不同需求。同时，用于封装封堵球的限位环也可以选择性安装，安装限位环时，限位环对封堵球起限位作用，不安装限位环时，可在桥塞安装完毕后从井口投入封堵球，从而进一步增加了桥塞的适应性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中A处的局部放大图；
图3是衬套的结构示意图。
图中：1-丢手机构，2-坐封活塞，3-止退套，4-卡簧座，5-卡簧，6-上锥套A，7-胶筒，8-衬套，9-下锥套A，10-中心管，11-上锥套B，12-卡瓦，13-球座，14-封堵球，15-限位环，16-下锥套B，17-过压孔，18-轴向切缝，19-环状限位部。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
本发明包括中心管10、胶筒7和卡瓦12，胶筒7套装在中心管10的外侧，卡瓦12通过卡瓦安装套环绕安装在中心管10的周围。以上为现有技术中的常见结构，在此不再赘述。
所述的大通径桥塞还包括上锥套A 6、下锥套A 9、上锥套B 11、下锥套B 16、坐封活塞2、卡簧5和止退套3，上锥套A 6、下锥套A 9、上锥套B 11、下锥套B 16、坐封活塞2、卡簧5和止退套3均套装在中心管10上，其中，上锥套A 6和下锥套A 9插装在胶筒7的两端，
胶筒7两端的内侧设置有与上锥套A 6和下锥套A 9外侧的圆锥面匹配的圆锥面，胶筒7坐封时，上锥套A6和下锥套A9上的锥形结构插入胶筒7内侧来辅助胶筒7进一步向外隆起。所述的胶筒7的内侧设置有衬套8，衬套8可在上锥套A6和下锥套A9的作用下随胶筒7一同向外扩张，从而在胶筒7内侧撑起一个无需胶筒7上的橡胶材料填充的空间，进而进一步使得胶筒7坐封所需要的橡胶材料减少。
本发明采用了独特的胶筒结构，该胶筒结构具有两个显著特点：一方面，胶筒7可在上锥套A6的压缩下向外隆起，使胶筒7坐封，与此同时，上锥套A6和下锥套A9上的锥形结构插入胶筒7内侧使得胶筒7进一步外隆起，使得胶筒7坐封所需的橡胶材料减少；另一方面，胶筒7内侧设置了衬套8，衬套8可在上锥套A6和下锥套A9的作用下随胶筒7一同向外扩张，从而在胶筒7内侧撑起一个无需胶筒7上的橡胶材料填充的空间，进而进一步使得胶筒7坐封所需要的橡胶材料减少。因为上述的两方面特点均可使胶筒7坐封所需的橡胶材料减少，所以胶筒7的厚度得以缩减，桥塞的通径因此得以扩大。
衬套8为圆筒状结构，其外壁上设置有至少10条轴向切缝18，相邻的两条轴向切缝18的切入方向相反，所述的上锥套A 6和下锥套A 9的末端插在衬套8两端的内侧。胶筒7坐封时，上锥套A6和下锥套A9上的锥形结构插入衬套8内侧，衬套8在锥面的强迫下向外扩张，并从轴向切缝18处破裂，破裂后的衬套8散成条状结构，条状结构支撑在胶筒7的内侧。花篮状结构使衬套8更容易撕裂成条状结构，同时保证条状结构分布均匀，避免因相邻的两个条状结构之间的间隙过大而导致胶筒7被挤压至条状结构内侧的空间内。
所述的上锥套B11和下锥套B16分设在卡瓦12的上下两侧，上锥套B11和下锥套B16外侧的圆锥面插在中心管10与卡瓦12之间，所述的坐封活塞2、卡簧5和止退套3均位于上锥套A6的上侧，其中，卡簧5通过卡簧座4轴向固定在中心管10上，所述的坐封活塞2位于止退套3的上端，所述的卡簧5位于止退套3下端的内侧，卡簧5的外侧和止退套3的内侧设置有用于防止止退套3向上回位的止退螺纹副。坐封时，向中心管10内打压，高压水经由过压孔17进入坐封活塞2上方空间，从而驱动坐封活塞2下行，坐封活塞2通过止退套3推动上锥套A下行后挤压胶筒7，同时迫使卡瓦12与胶筒7同步坐封。
所述的大通径桥塞的上端设置有丢手机构1，本发明自带了坐封机构和丢手机构1，井下安装时不需要使用专用的坐封工具，可显著缩短桥塞工具段的长度，因此可有效解决桥塞工具段下井过程中卡滞的问题。
大通径桥塞的下端设置有封堵球14，封堵球14通过限位环15封装在球座13内。本发明的下端设置了球座13和封堵球14，其中封堵球14可以选择性安装，安装封堵球14可将中心管10封死，不安装封堵球14可使中心管10通道打开，从而满足不同施工工艺对桥塞中心通道状态的不同需求。同时，用于封装封堵球14的限位环15也可以选择性安装，安装限位环15时，限位环15对封堵球14起限位作用，不安装限位环15时，可在桥塞安装完毕后从井口投入封堵球14，从而进一步增加了桥塞的适应性。
所述的上锥套A 6和下锥套A 9的轴向间距比胶筒7的坐封距离大5mm，既保证了胶筒7具有足够的坐封行程，又可以使上锥套A 6和下锥套A 9上尽量多的锥体部分插在胶筒内侧，从而最大程度地促进胶筒胀封。
所述的上锥套A 6和下锥套A 9的锥度相同，均为1：2，此锥度是较佳锥度，若锥度过大，则锥形结构不易插入胶筒7内，若锥度过小，则锥状结构对胶筒7的胀封作用较小，不利于胶筒7厚度的降低。
所述的上锥套A 6和下锥套A 9的外侧设置有对胶筒7边缘进行径向限位的环状限位部19，环状限位部19可在胶筒7受轴向和径向力作用时，避免胶筒7的边缘翘起。
所述的限位环15中央的圆孔的上下两个内沿均设置有与所述的封堵球14上的球面匹配的密封面。
所述的轴向切缝18的个数为偶数，只有这样，才能通过线切割完成快速加工。
所述的轴向切缝18的宽度小于0.2mm，可最大程度上减小衬套8碎裂后，各条状结构之间的间隙。
Claims (3)
1.一种大通径桥塞，包括中心管(10)、胶筒(7)和卡瓦(12)，胶筒(7)套装在中心管(10)的外侧，卡瓦(12)通过卡瓦安装套环绕安装在中心管(10)的周围，其特征在于：所述的大通径桥塞还包括上锥套A(6)、下锥套A(9)、上锥套B(11)、下锥套B(16)、坐封活塞(2)、卡簧(5)和止退套(3)，上锥套A(6)、下锥套A(9)、上锥套B(11)、下锥套B(16)、坐封活塞(2)、卡簧(5)和止退套(3)均套装在中心管(10)上，其中，上锥套A(6)和下锥套A(9)插装在胶筒(7)的两端，胶筒(7)两端的内侧设置有与上锥套A(6)和下锥套A(9)外侧的圆锥面匹配的圆锥面，所述的胶筒(7)的内侧设置有衬套(8)，所述的上锥套B(11)和下锥套B(16)分设在卡瓦(12)的上下两侧，上锥套B(11)和下锥套B(16)外侧的圆锥面插在中心管(10)与卡瓦(12)之间，所述的坐封活塞(2)、卡簧(5)和止退套(3)均位于上锥套A(6)的上侧，其中，卡簧(5)通过卡簧座(4)轴向固定在中心管(10)上，所述的坐封活塞(2)位于止退套(3)的上端，所述的卡簧(5)位于止退套(3)下端的内侧，卡簧(5)的外侧和止退套(3)的内侧设置有用于防止止退套(3)向上回位的止退螺纹副，所述的大通径桥塞的上端设置有丢手机构(1)，大通径桥塞的下端设置有封堵球(14)，封堵球(14)通过限位环(15)封装在球座(13)内，所述的上锥套A(6)和下锥套A(9)的轴向间距比胶筒(7)的坐封距离大5mm，所述的上锥套A(6)和下锥套A(9)的外侧设置有对胶筒(7)边缘进行径向限位的环状限位部(19)；
所述的衬套(8)为圆筒状结构，其外壁上设置有至少10条轴向切缝(18)，相邻的两条轴向切缝(18)的切入方向相反，所述的上锥套A(6)和下锥套A(9)的末端插在衬套(8)两端的内侧；
所述的上锥套A(6)和下锥套A(9)的锥度相同，均为1：2；
所述的限位环(15)中央的圆孔的上下两个内沿均设置有与所述的封堵球(14)上的球面匹配的密封面。
2.根据权利要求1所述的一种大通径桥塞，其特征在于：所述的轴向切缝(18)的个数为偶数。
3.根据权利要求1所述的一种大通径桥塞，其特征在于：所述的轴向切缝(18)的宽度小于0.2mm。
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