CN111594094B - 一种射堵联作双向封井装置 - Google Patents
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Abstract
一种射堵联作双向封井装置，涉及油田射孔技术领域，包括丢手套筒组件、封井器本体和解封捞筒组件；丢手套筒组件，包括上接头1、丢手筒体31、卡柱座32和卡柱27，上接头1、丢手筒体31和卡柱座32按照从上到下的顺序依次通过螺纹连接成一个整体，封井器本体，包括推杆端头、推杆、换向体、中心管、摩擦块、摩擦块座、内卡牙、上锥体、球托、锚牙、锚牙架、下锥体、胶筒、胶筒衬管、中心杆、下挡帽、外卡牙座、外卡牙、钢球和外卡牙座锥体。本发明创造性地采用了射堵联作的作业方式，射孔作业和封井作业采用一趟管柱即可完成，从而有效提高了作业效率，缩短了施工周期，降低了施工成本。
Description
技术领域
本发明属于油田射孔技术领域，尤其涉及一种射堵联作双向封井装置。
背景技术
在油田射孔工艺中，井下封井装置是油田采油井射孔后常用的一种封井装置，其作用是避免油井待产时发生井喷及溢流等污染环境。然而现有的井下封井装置在使用时需要单独下入一趟管柱来安装，施工周期长，成本高。另外，现有的井下封井装置只能单向封井，无法双向封井，导致井下封井装置对不同工况的适应性较差。因此，有必要设计一种新型的井下封井装置来解决上述问题。
发明内容
为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种射堵联作双向封井装置。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：本发明提供了一种射堵联作双向封井装置，包括丢手套筒组件、封井器本体和解封捞筒组件；
丢手套筒组件，包括上接头1、丢手筒体31、卡柱座32和卡柱27，上接头1、丢手筒体31和卡柱座32按照从上到下的顺序依次通过螺纹连接成一个整体，卡柱27通过卡柱螺钉26连接在卡柱座32上，卡柱27的下端面通过卡柱座32上的台肩限位，所述上接头1的上端加工有油管螺纹，所述丢手筒体的内侧加工有卡座；
封井器本体，包括推杆端头、推杆、换向体、中心管、摩擦块、摩擦块座、内卡牙、上锥体、球托、锚牙、锚牙架、下锥体、胶筒、胶筒衬管、中心杆、下挡帽、外卡牙座、外卡牙、钢球和外卡牙座锥体；
换向体的上端安装在所述丢手筒体内部，所述卡柱卡在换向体外侧的卡槽内，所述摩擦块座通过螺纹连接在换向体的下端，所述摩擦块通过弹簧浮动安装在摩擦块座上并可沿摩擦块座的径向运动，所述上锥体通过螺纹连接在摩擦块座的下端，所述内卡牙插装在上锥体的内部，内卡牙的下端面通过加工于上锥体内侧的台肩限位；
所述中心管安装在换向体中央的通孔内，中心管上端的外侧安装有丢手座，丢手座通过丢手剪钉连接在中心管上，中心管上部的外侧加工有环形凸台，环形凸台位于所述卡座的下方，环形凸台的外径大于所述卡座的内径；
所述中心杆的上端通过螺纹连接在中心管的下端，中心杆的下端与所述下挡帽通过螺纹连接；
所述推杆插装在中心管中央的通孔内，所述推杆端头通过螺纹连接在推杆的上端，所述球托通过螺纹连接在推杆的下端，所述中心杆的上端加工有盲孔，球托位于该盲孔内，该盲孔的侧壁上加工有径向通孔，所述的钢球安装在该径向通孔内，所述外卡牙座套在中心杆上端的外侧，外卡牙座上端的外侧通过螺纹连接有外卡牙座锥体，所述外卡牙套在外卡牙座的外侧，中心管和推杆端头之间通过防脱剪钉连接；
外卡牙座的内侧加工有用于容纳钢球的锁槽，钢球的外侧位于该锁槽内，球托上设置有直径不同的两个区段，其中，直径较大的区段位于下方，钢球的内侧抵在所述球托上直径较大的区段的外侧；
所述锚牙、锚牙架和下锥体均安装在中心杆上部的外侧，其中，下锥体套装在中心杆上，下锥体的上侧通过中心杆上的台肩限位，锚牙架通过限位钉连接在下锥体上，所述锚牙安装在中心杆和锚牙架之间的环形空间内，锚牙的轴向位置位于上锥体和下锥体之间；
所述胶筒位于下锥体的下方，胶筒与中心杆之间设置有胶筒衬管，胶筒衬管的下端通过衬管螺钉连接在所述的下挡帽上；
解封捞筒组件，包括捞筒，捞爪座、捞爪和扶正筒，扶正筒的上端通过螺纹连接在捞筒的下端，捞爪座固定连接在扶正筒的内侧，所述捞爪的上端铰接在捞爪座上，扶正筒的内侧加工有与所述捞爪下端的形状匹配的、用于迫使捞爪向中央聚拢的导向面；
捞爪的数量不少于两个，各捞爪的外侧设置有箍簧，在解封时下推捞筒时，捞爪与封井器本体挂接后箍簧把捞爪向内箍紧。
作为进一步的技术方案，所述上接头上部的侧面设置有泄流孔，泄流孔将上接头上端的内部空间与上接头外部空间连通。
作为进一步的技术方案，所述胶筒与胶筒衬管之间设置了支撑套，支撑套上设置有若干长度方向沿支撑套轴线方向的割缝，且任意相邻两条割缝均是沿相反的轴向进刀方向切割而成，相邻两个支撑套之间通过隔环隔开，支撑套的内侧加工有支撑套内环槽，支撑套内环槽的横截面为圆弧形。
本发明的有益效果为：
1、本发明创造性地采用了射堵联作的作业方式，下入抽油泵时可不用起出封井器，用油管把解封工具接在抽油泵下端，下井与封井器对接后把封井器推到射孔段以下位置，不影响抽油作业，待检泵时，一同把封井器带出井口。因此，采用本发明后，射孔作业和封井作业采用一趟管柱即可完成，不用二次下入封井工具封井，实现了射孔、封井一次下井完成。从而有效提高了作业效率，缩短了施工周期，降低了施工成本。
2、本发明采用了双向封井技术，既可以封堵来自井下的井液压力，又可封堵洗井时来自井口洗井液的压力，对复杂工况的适应性较好。
3、本发明的射堵联作双向封井器，直径小，封井器本体通过射孔段时不卡滞。
4、本发明在胶筒与胶筒衬管之间设置了支撑套，支撑套的支撑作用可有效增大胶筒与套管的接触压力，有效提高了胶筒的承压性能。另外，支撑套还可以限制胶筒被压缩的距离，从而保证下锥体上移后对锚牙的刚性涨紧。
附图说明
图1是丢手套筒组件和封井器本体组装后的结构示意图；
图2是图1上部的结构示意图；
图3是图1中部的结构示意图；
图4是图1下部的结构示意图；
图5是丢手套筒组件的结构示意图；
图6是解封捞筒组件的结构示意图；
图7是胶筒的另一种实施例的结构示意图；
图8是图6中支撑套的结构示意图；
图9是图7中A处的剖视图；
图10是图7所示角度时支撑套的剖视图；
图11是换向体外侧的卡槽的结构示意图。
图中：上接头1、推杆端头2、丢手座3、防脱剪钉4、推杆5、换向体6、中心管7、摩擦块8、摩擦块弹簧9、内卡牙10、上锥体11、球托12、锚牙13、锚牙架14、限位钉15、下锥体16、胶筒17、胶筒衬管18、中心杆19、下挡帽20、衬管螺钉21、外卡牙座22、钢球23、外卡牙座锥体24、摩擦块座25、卡柱螺钉26、卡柱27、丢手剪钉28、外卡牙29、卡座30，丢手筒体31，卡柱座32，捞筒33，捞爪座34、捞爪35，扶正筒36，环形凸台37，支撑套38，隔环39、割缝40、支撑套内环槽41，泄流孔42，卡槽43。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
如图1所示，本发明包括丢手套筒组件、封井器本体和解封捞筒组件；
如图2所示，丢手套筒组件，包括上接头1、丢手筒体31、卡柱座32和卡柱27，上接头1、丢手筒体31和卡柱座32按照从上到下的顺序依次通过螺纹连接成一个整体，卡柱27通过卡柱螺钉26连接在卡柱座32上，卡柱27的下端面通过卡柱座32上的台肩限位，所述上接头1的上端加工有油管螺纹，所述丢手筒体31的内侧加工有卡座30。使用时，上接头1用油管与射孔枪下端连接，卡柱27用卡柱螺钉26固定在卡柱座32内壁上，换向体6的外侧设置有卡槽43。从功能上说，卡槽43有两个功能：一是通过卡槽43将卡柱27钩住，从而在射孔时保证封井器不脱落；二是在坐封时可通过转动和上提管柱的方式使卡柱27与换向体6脱离，从而使丢手套筒组件得以上提出井。附图11中绘出了卡槽的结构示意图，图11中，阴影所示区域为卡槽43的形状，箭头所示方向为坐封时卡柱27的移动路径，坐封前，卡柱27处于图11中所示位置，保证射孔时保证封井器不脱落，坐封时，先旋转管柱，再上提管柱，使卡柱27从卡槽43内脱离。卡座30上拉卡住丢手座3使坐封剪钉28剪断，实现坐封丢手。
如图1至图4所示，封井器本体，包括推杆端头2、推杆5、换向体6、中心管7、摩擦块8、摩擦块座25、内卡牙10、上锥体11、球托12、锚牙13、锚牙架14、下锥体16、胶筒17、胶筒衬管18、中心杆19、下挡帽20、外卡牙座22、外卡牙29、钢球23和外卡牙座锥体24；
换向体6的上端安装在所述丢手筒体31内部，所述卡柱27卡在换向体6外侧的卡槽43内，所述摩擦块座25通过螺纹连接在换向体6的下端，所述摩擦块8通过弹簧浮动安装在摩擦块座25上并可沿摩擦块座25的径向运动，封井器本体下井时，摩擦块8在弹簧的作用下与套管内壁贴紧。所述上锥体11通过螺纹连接在摩擦块座25的下端，所述内卡牙10插装在上锥体11的内部，内卡牙10的下端面通过加工于上锥体11内侧的台肩限位。
所述中心管7安装在换向体6中央的通孔内，中心管7上端的外侧安装有丢手座3，丢手座3通过丢手剪钉28连接在中心管7上，中心管7上部的外侧加工有环形凸台37，环形凸台37位于所述卡座30的下方，环形凸台37的外径大于所述卡座30的内径。坐封上提丢手外筒1时，卡座30拉动丢手卡座3，丢手剪钉28被剪断，实现坐封丢手。
所述中心杆19的上端通过螺纹连接在中心管7的下端，中心杆19的下端与所述下挡帽20通过螺纹连接；所述推杆5插装在中心管7中央的通孔内，所述推杆端头2通过螺纹连接在推杆5的上端，所述球托12通过螺纹连接在推杆5的下端，所述中心杆19的上端加工有盲孔，球托12位于该盲孔内，该盲孔的侧壁上加工有径向通孔，所述的钢球23安装在该径向通孔内，坐封锚定时，钢球23被球托12托起把外卡牙座22固定，解封时，球托12下移后，钢球23收回，外锚牙座22脱开。所述外卡牙座22套在中心杆19上端的外侧，外卡牙座22上端的外侧通过螺纹连接有外卡牙座锥体24，所述外卡牙29套在外卡牙座22的外侧，中心管7和推杆端头2之间通过防脱剪钉4连接。推杆端头2在解封时，被上接头1内端面下压后，防脱剪钉4被剪断，推杆端头2带动推杆5、球托12下移，钢球23收回，外卡牙座22、外卡牙29被丢开卡在内卡牙10上。防脱剪钉4可在射孔时防止推杆端头2下移导致球托12释放钢球23。球托12在坐封时，支撑钢球23向外张开，使外卡牙座22固定，解封时使外卡牙座22脱开。
外卡牙座22的内侧加工有用于容纳钢球23的锁槽，钢球23的外侧位于该锁槽内，球托12上设置有直径不同的两个区段，其中，直径较大的区段位于下方，钢球23的内侧抵在所述球托12上直径较大的区段的外侧；
所述锚牙13、锚牙架14和下锥体16均安装在中心杆19上部的外侧，其中，下锥体16套装在中心杆19上，下锥体16的上侧通过中心杆19上的台肩限位，锚牙架14通过限位钉15连接在下锥体16上，限位钉15的作用是保证锚牙架14的轴向定位和解封时的轴向拉动。所述锚牙13安装在中心杆19和锚牙架14之间的环形空间内，锚牙13的轴向位置位于上锥体11和下锥体16之间；
所述胶筒17位于下锥体16的下方，胶筒与中心杆19之间设置有胶筒衬管18，胶筒衬管18的下端通过衬管螺钉21连接在所述的下挡帽20上；坐封时，中心杆19拉动胶筒衬管18及胶筒17上移，胶筒17被压缩，胶筒衬管18上端压紧下锥体16内端面，推动下锥体16使锚牙14锚定在套管内壁。
解封捞筒组件，包括捞筒33，捞爪座34、捞爪35和扶正筒36，扶正筒36的上端通过螺纹连接在捞筒33的下端，捞爪座34固定连接在扶正筒36的内侧，所述捞爪35的上端铰接在捞爪座34上，扶正筒36的内侧加工有与所述捞爪35下端的形状匹配的、用于迫使捞爪35向中央聚拢的导向面。捞爪35的数量不少于两个，各捞爪35的外侧可设置箍簧(购买钢丝卡簧即可)。在解封时下推捞筒33时，捞爪4与封井器本体挂接后箍簧3把捞爪35向内箍紧。
作为进一步的技术方案，所述上接头1上部的侧面设置有泄流孔42，泄流孔42将上接头1上端的内部空间与上接头1外部空间连通。起管柱时，泄流孔42可将管柱内的液体排出，避免这些液体污染井场。
作为进一步的技术方案，所述胶筒17与胶筒衬管18之间设置了支撑套38，胶筒17的两端面被压缩时，支撑套38的端面也被同步压缩，并向外隆起，从而在胶筒17的内侧提供支撑力，增加了胶筒17与套管内壁的接触压力，而接触压力的增加意味着胶筒17承压能力的大幅增加；
所述支撑套38上设置有若干长度方向沿支撑套38轴线方向的割缝40，且任意相邻两条割缝40均是沿相反的轴向进刀方向切割而成，这种结构不但能保证支撑套38的两个端面承压后顺利隆起，而且使支撑套38仍然为一个整体。具体实施时，一个胶筒17内的支撑套38的数量可以为一个，也可以为两个，三个或更多，相邻两个支撑套38之间通过隔环39隔开，支撑套38的数量意味着胶筒17外侧被支撑套38撑起的隆起的数量。理论上，其他因素一定的情况下，隆起的数量越多，胶筒17的承压能力越强。另外，当胶筒17的轴向尺寸一定的情况下，每个支撑套38的轴向尺寸越小，支撑套38的支撑强度会更高；
为了使支撑套38被压缩时发生定向的形变，可在支撑套38的内侧加工支撑套内环槽41，支撑套内环槽41的横截面为圆弧形。
另外，支撑套38还可以限制胶筒17被压缩的距离，从而保证下锥体16上移后对锚牙13的刚性涨紧。
本发明创造性地采用了射堵联作的作业方式，射孔作业和封井作业采用一趟管柱即可完成，从而有效提高了作业效率，缩短了施工周期，降低了施工成本。本发明采用了双向封井技术，既可以封堵来自井下的井液压力，又可封堵洗井时来自井口洗井液的压力，对复杂工况的适应性较好。本发明对胶筒的结构进行了改进，通过增大胶筒与套管的接触压力，有效提高了胶筒的承压性能。
Claims (3)
1.一种射堵联作双向封井装置，其特征在于：包括丢手套筒组件、封井器本体和解封捞筒组件；
丢手套筒组件，包括上接头(1)、丢手筒体(31)、卡柱座(32)和卡柱(27)，上接头(1)、丢手筒体(31)和卡柱座(32)按照从上到下的顺序依次通过螺纹连接成一个整体，卡柱(27)通过卡柱螺钉(26)连接在卡柱座(32)上，卡柱(27)的下端面通过卡柱座(32)上的台肩限位，所述上接头(1)的上端加工有油管螺纹，所述丢手筒体(31)的内侧加工有卡座(30)；
封井器本体，包括推杆端头(2)、推杆(5)、换向体(6)、中心管(7)、摩擦块(8)、摩擦块座(25)、内卡牙(10)、上锥体(11)、球托(12)、锚牙(13)、锚牙架(14)、下锥体(16)、胶筒(17)、胶筒衬管(18)、中心杆(19)、下挡帽(20)、外卡牙座(22)、外卡牙(29)、钢球(23)和外卡牙座锥体(24)；
换向体(6)的上端安装在所述丢手筒体(31)内部，所述卡柱(27)卡在换向体(6)外侧的卡槽（43）内，所述摩擦块座(25)通过螺纹连接在换向体(6)的下端，所述摩擦块(8)通过弹簧浮动安装在摩擦块座(25)上并可沿摩擦块座(25)的径向运动，所述上锥体(11)通过螺纹连接在摩擦块座(25)的下端，所述内卡牙(10)插装在上锥体(11)的内部，内卡牙(10)的下端面通过加工于上锥体(11)内侧的台肩限位；
所述中心管(7)安装在换向体(6)中央的通孔内，中心管(7)上端的外侧安装有丢手座(3)，丢手座(3)通过丢手剪钉(28)连接在中心管(7)上，中心管(7)上部的外侧加工有环形凸台(37)，环形凸台(37)位于所述卡座(30)的下方，环形凸台(37)的外径大于所述卡座(30)的内径；
所述中心杆(19)的上端通过螺纹连接在中心管(7)的下端，中心杆(19)的下端与所述下挡帽(20)通过螺纹连接；
所述推杆(5)插装在中心管(7)中央的通孔内，所述推杆端头(2)通过螺纹连接在推杆(5)的上端，所述球托(12)通过螺纹连接在推杆(5)的下端，所述中心杆(19)的上端加工有盲孔，球托(12)位于该盲孔内，该盲孔的侧壁上加工有径向通孔，所述的钢球(23)安装在该径向通孔内，所述外卡牙座(22)套在中心杆(19)上端的外侧，外卡牙座(22)上端的外侧通过螺纹连接有外卡牙座锥体(24)，所述外卡牙(29)套在外卡牙座(22)的外侧，中心管（7）和推杆端头（2）之间通过防脱剪钉（4）连接；
外卡牙座(22)的内侧加工有用于容纳钢球(23)的锁槽，钢球(23)的外侧位于该锁槽内，球托(12)上设置有直径不同的两个区段，其中，直径较大的区段位于下方，钢球(23)的内侧抵在所述球托(12)上直径较大的区段的外侧；
所述锚牙(13)、锚牙架(14)和下锥体(16)均安装在中心杆(19)上部的外侧，其中，下锥体(16)套装在中心杆(19)上，下锥体(16)的上侧通过中心杆(19)上的台肩限位，锚牙架(14)通过限位钉(15)连接在下锥体(16)上，所述锚牙(13)安装在中心杆(19)和锚牙架(14)之间的环形空间内，锚牙(13)的轴向位置位于上锥体(11)和下锥体(16)之间；
所述胶筒(17)位于下锥体(16)的下方，胶筒与中心杆(19)之间设置有胶筒衬管(18)，胶筒衬管(18)的下端通过衬管螺钉(21)连接在所述的下挡帽(20)上；
解封捞筒组件，包括捞筒(33)，捞爪座(34)、捞爪(35)和扶正筒(36)，扶正筒(36)的上端通过螺纹连接在捞筒(33)的下端，捞爪座(34)固定连接在扶正筒(36)的内侧，所述捞爪(35)的上端铰接在捞爪座(34)上，扶正筒(36)的内侧加工有与所述捞爪(35)下端的形状匹配的、用于迫使捞爪(35)向中央聚拢的导向面；
捞爪（35）的数量不少于两个，各捞爪（35）的外侧设置有箍簧，在解封时下推捞筒（33）时，捞爪（35 ）与封井器本体挂接后箍簧把捞爪（35）向内箍紧。
2.根据权利要求1所述的一种射堵联作双向封井装置，其特征在于：所述上接头(1)上部的侧面设置有泄流孔（42），泄流孔将上接头(1)上端的内部空间与上接头(1)外部空间连通。
3.根据权利要求1所述的一种射堵联作双向封井装置，其特征在于：所述胶筒(17)与胶筒衬管(18)之间设置了支撑套(38)，支撑套(38)上设置有若干长度方向沿支撑套(38)轴线方向的割缝(40)，且任意相邻两条割缝(40)均是沿相反的轴向进刀方向切割而成，相邻两个支撑套(38)之间通过隔环(39)隔开，支撑套(38)的内侧加工有支撑套内环槽(41)，支撑套内环槽(41)的横截面为圆弧形。
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