CN112228004A - 一种起井泄压的可捞桥塞 - Google Patents
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Abstract
一种起井泄压的可捞桥塞，涉及油田井下工具技术领域，包括活动锥体、卡瓦、胶筒、中心管和坐封机构，坐封机构、胶筒、活动锥体和卡瓦按照从上到下的顺序安装在所述中心管的外侧，坐封机构内设置有坐封活塞，所述活动锥体的上部的内侧设置有环形空间，所述胶筒与中心管之间设置有衬管，衬管的上端通过螺纹连接在坐封活塞上，衬管的下端插入活动锥体与中心管之间的环形空间内并可在该环形空间内滑动，所述活动锥体上与衬管的下端对应设置有锁定机构，活动锥体通过该锁定机构锁定在中心管上。在本发明中，坐封机构产生的坐封能量先通过压缩胶筒的方式蓄积在胶筒内。
Description
技术领域
本发明属于油田井下工具技术领域，尤其涉及一种起井泄压的可捞桥塞。
背景技术
桥塞是油田常用的一种井下工具，其结构通常包括活动锥体、卡瓦、胶筒、中心管和坐封机构，使用时，将桥塞下入井下套管内的预定深度，然后向中心管内打压，坐封机构在压力的作用下沿胶筒的轴线方向压缩胶筒，使胶筒直径增大并最终贴靠在套管的内壁上，实现胶筒的坐封。与此同时，在胶筒的一侧承受持续推力的过程中，胶筒的另一侧向所述的活动锥体施加推力，使活动锥体的圆锥端楔入中心管和卡瓦之间，继而使卡瓦沿中心管的径向移动并最终贴靠在套管的内壁上，从而将桥塞锚定在套管内壁上。
卡瓦在胶筒上锚定的可靠性是衡量桥塞的坐封质量的一项重要指标，现有的桥塞中，坐封机构产生的坐封推力先作用于胶筒，然后通过胶筒间接作用于活动锥体，这种结构的缺点在于：坐封推力是通过胶筒间接作用与活动锥体的，坐封销钉剪断后产生的瞬间高动能经胶筒的缓冲作用后被大幅削减，最终传递给卡瓦的动能更小，也就是说，卡瓦坐封瞬间的运动速度较小，对套管内壁的冲击力较小，因此卡瓦在套管内壁的锚定能力大打折扣。为了解决该问题，有必要设计一种新型的桥塞来解决上述技术问题。
发明内容
为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种起井泄压的可捞桥塞。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：本发明提供了一种起井泄压的可捞桥塞，包括活动锥体、卡瓦、胶筒、中心管和坐封机构，坐封机构、胶筒、活动锥体和卡瓦按照从上到下的顺序安装在所述中心管的外侧，坐封机构内设置有坐封活塞；
所述活动锥体的上部的内侧设置有环形空间，所述胶筒与中心管之间设置有衬管，衬管的上端通过螺纹连接在坐封活塞上，衬管的下端插入活动锥体与中心管之间的环形空间内并可在该环形空间内滑动，所述活动锥体上与衬管的下端对应设置有锁定机构，活动锥体通过该锁定机构锁定在中心管上；
所述锁定机构的结构包括滑环和径向滑块，滑环滑动安装在活动锥体内侧的环形空间内，活动锥体的下侧安装有轴向滑杆，径向滑块安装在活动锥体下端内侧并在弹簧的弹力作用下保持向中心管靠近的运动趋势，所述中心管上与径向滑块对应设置有盲孔，径向滑块插在所述的盲孔内，所述轴向滑杆和径向滑块上设置有相互滑动配合的导向斜面，所述滑环向径向滑块靠近时，径向滑块在所述导向斜面的作用下向远离中心管的方向移动，并最终使径向滑块与中心管脱离；
所述滑环的下侧与所述活动锥体之间设置有弹簧，滑环在弹簧的弹力作用下始终保持向上的运动趋势。
作为进一步的技术方案，所述坐封机构包括坐封活塞、活塞筒、反向活塞、丢手套、解封套、限位套、上提滑套、打捞套、插管和上接头，坐封活塞上端的外侧通过螺纹连接在活塞筒的下端，所述反向活塞滑动安装在活塞筒内；
所述插管从上侧插入中心管内；
所述的坐封活塞通过一个卡块A卡接在中心管上，坐封活塞的上部设置有径向通孔，所述滑块A滑动安装在该径向通孔内，卡块A的内侧插入中心管外侧的卡槽内，所述中心管通过一个卡块B卡接在所述插管上，中心管的上部设置有径向通孔，所述卡块B滑动安装在该径向通孔内，卡块B的内侧插入插管外侧的卡槽内，卡块A和卡块B的外侧均抵在所述反向活塞的端的内侧；
所述插管上设置有一个用于连通插管内外两侧空间的过液孔，过液孔位于插管上与所述卡块B对应的卡槽的槽底；
所述丢手套的上部通过丢手销钉连接在所述插管上，丢手套的下端通过螺纹连接在中心管的上端；
所述解封套滑动安装在活塞筒内并通过分别加工在解封套下端外侧和活塞筒上端内侧的两个台肩限位；
所述限位套通过螺纹连接在解封套下端的内侧；
所述上提滑套滑动安装在所述解封套的内侧，上提滑套的上下两侧分别通过解封套上端内侧的台肩和限位套的上端面限位，在所述上提滑套在解封套内处于下极限位置的状态下，解封套和上提滑套之间通过解封销钉连接；
所述打捞套的下端通过螺纹连接在所述上提滑套的上端，打捞套上端的内外两侧均加工有供打捞作业用的螺纹；
所述上接头的下端通过螺纹连接在所述插管的上端。
作为进一步的技术方案，所述中心管上设置有用于连通中心管内外两侧空间的平衡孔，平衡孔的位置与所述活动锥体内侧的环形空间对应，在所述插管下端的外侧，与所述平衡孔上下两侧对应设置有密封圈。
本发明的有益效果为：
1、本发明坐封时，在坐封机构的作用下，坐封活塞和衬管一同向下滑动，滑动过程中，坐封活塞不断压缩胶筒，当衬管的下端与所述滑环接触后，滑环也开始向下滑动，继而迫使径向滑块与中心管脱离，从而将被锁定的活动锥体释放，被释放的活动锥体楔入中心管与卡瓦之间，使卡瓦沿中心管的径向向外滑动并锚定在套管内壁上，从而实现卡瓦的坐封，卡瓦坐封后，坐封活塞继续向下压缩胶筒，实现胶筒的坐封。
现有技术中，坐封活塞释放瞬间产生推力经胶筒缓冲后作用在活动锥体上，使推力在活动锥体上的作用时间变长，继而使力在卡瓦上的作用时间也变长，最终导致卡瓦对套管内壁的冲击力下降，影响了锚定效果。而在本发明中，坐封机构产生的坐封能量先通过压缩胶筒的方式蓄积在胶筒内(此时胶筒的作用相当于弹簧)，衬管下压所述滑环后，活动锥体与中心管之间的锁定关系被解除，此时，蓄积在胶筒内的能量及坐封活塞施加的坐封压力叠加作用在活动锥体上，可使活动锥体获得较大的动能，进而使卡瓦具备较大的动能，卡瓦的动能使其猛烈地撞击套管内壁并锚定在套管上，从而实现更可靠的锚定。
2、本发明中，所述中心管上设置有用于连通中心管内外两侧空间的平衡孔，平衡孔的位置与所述活动锥体内侧的环形空间对应，在所述插管下端的外侧，与所述平衡孔上下两侧对应设置有密封圈。坐封前，平衡孔的上下两侧被密封圈封堵，坐封后，插管不动，中心管受力向下滑动，使平衡孔从插管的下端露出，进而使管柱内外压力平衡，从而防止管柱在井下压力作用下向上飞窜，防止造成安全事故。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是图1上半部分的结构示意图；
图3图1下半部分的结构示意图；
图4是图3中A处的局部放大图；
图5是滑环的结构示意图；
图6是图5的左视图。
图中：1-中心管，2-卡瓦，3-活动锥体，4-胶筒，5-坐封活塞，6-活塞筒，7-反向活塞，8-丢手套，9-解封套,10-限位套，11-上提滑套，12-打捞套，13-插管，14-上接头，15-径向滑块，16-导向斜面，17-轴向滑杆，18-弹簧，19-滑环，20-卡块A，21-卡块B，22-丢手销钉,23-解封销钉，24-衬管,25-过液孔，26-平衡孔,27-密封圈。
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和图3所示，本发明包括活动锥体3、卡瓦2、胶筒4、中心管1和坐封机构，坐封机构、胶筒4、活动锥体3和卡瓦2按照从上到下的顺序安装在所述中心管1的外侧，坐封机构内设置有坐封活塞5。以上为现有技术中的常见结构，在此不再赘述。
如图3所示，所述活动锥体3的上部的内侧设置有环形空间，所述胶筒4与中心管1之间设置有衬管24，衬管24的上端通过螺纹连接在坐封活塞5上，衬管24的下端插入活动锥体3与中心管1之间的环形空间内并可在该环形空间内滑动，所述活动锥体3上与衬管24的下端对应设置有锁定机构，活动锥体3通过该锁定机构锁定在中心管1上。坐封时，胶筒4先被坐封机构压缩并蓄积能量，在所述锁定机构解除锁定后，蓄积的能量突然释放使卡瓦2坐封，与现有技术相比，突然释放的能量直接作用在活动锥体3上，避免了胶筒4的缓冲，因此卡瓦2在坐封时产生的动能更大，锚定效果更好。
如图4所示，本发明中，所述锁定机构的结构包括滑环19和径向滑块15，其中滑环19的作用是驱动径向滑块15移动，径向滑块15的作用是将活动锥体3锁定在中心管1上，防止卡瓦2提前坐封。
如图4-6所示，滑环19滑动安装在活动锥体3内侧的环形空间内，活动锥体3的下侧安装有轴向滑杆17，径向滑块15安装在活动锥体3下端内侧并在弹簧18的弹力作用下保持向中心管1靠近的运动趋势，所述中心管1上与径向滑块15对应设置有盲孔，径向滑块15插在所述的盲孔内，所述轴向滑杆17和径向滑块15上设置有相互滑动配合的导向斜面16，所述滑环19向径向滑块15靠近时，径向滑块15在所述导向斜面16的作用下向远离中心管1的方向移动，并最终使径向滑块15与中心管1脱离；
所述滑环19的下侧与所述活动锥体3之间设置有弹簧18，滑环19在弹簧18的弹力作用下始终保持向上的运动趋势。
坐封时，在坐封机构的作用下，坐封活塞5和衬管24一同向下滑动，滑动过程中，坐封活塞5不断压缩胶筒4，当衬管24的下端与所述滑环19接触后，滑环19也开始向下滑动，继而迫使径向滑块15与中心管1脱离，从而将被锁定的活动锥体3释放，被释放的活动锥体3楔入中心管1与卡瓦2之间，使卡瓦2沿中心管1的径向向外滑动并锚定在套管内壁上，从而实现卡瓦2的坐封，卡瓦2坐封后，坐封活塞5继续向下压缩胶筒4，实现胶筒4的坐封。
现有技术中，坐封活塞5释放瞬间产生推力经胶筒4缓冲后作用在活动锥体3上，使推力在活动锥体3上的作用时间变长，继而使力在卡瓦2上的作用时间也变长，最终导致卡瓦2对套管内壁的冲击力下降，影响了锚定效果。而在本发明中，坐封机构产生的坐封能量先通过压缩胶筒4的方式蓄积在胶筒4内(此时胶筒4的作用相当于弹簧)，衬管24下压所述滑环19后，活动锥体3与中心管1之间的锁定关系被解除，此时，蓄积在胶筒4内的能量及坐封活塞5施加的坐封压力叠加作用在活动锥体3上，可使活动锥体3获得较大的动能，进而使卡瓦2具备较大的动能，卡瓦2的动能使其猛烈地撞击套管内壁并锚定在套管上，从而实现更可靠的锚定。
如图2所示，作为进一步的技术方案，所述坐封机构包括坐封活塞5、活塞筒6、反向活塞7、丢手套8、解封套9、限位套10、上提滑套11、打捞套12、插管13和上接头14，坐封活塞5上端的外侧通过螺纹连接在活塞筒6的下端，所述反向活塞7滑动安装在活塞筒6内；
所述插管13从上侧插入中心管1内；
所述的坐封活塞5通过一个卡块A20卡接在中心管1上，坐封活塞5的上部设置有径向通孔，所述滑块A20滑动安装在该径向通孔内，卡块A20的内侧插入中心管1外侧的卡槽内，所述中心管1通过一个卡块B21卡接在所述插管13上，中心管1的上部设置有径向通孔，所述卡块B21滑动安装在该径向通孔内，卡块B21的内侧插入插管13外侧的卡槽内，卡块A20和卡块B21的外侧均抵在所述反向活塞7的端的内侧；
所述坐封活塞5和反向活塞7之间连接有坐封销钉(图中未示出)，从而在坐封前使坐封活塞5和反向活塞7的相对位置保持稳定，防止卡块A20和卡块B21的锁定作用不受控解除。
所述插管13上设置有一个用于连通插管13内外两侧空间的过液孔25，过液孔25位于插管13上与所述卡块B21对应的卡槽的槽底；
所述丢手套8的上部通过丢手销钉22连接在所述插管13上，丢手套8的下端通过螺纹连接在中心管1的上端；
所述解封套9滑动安装在活塞筒6内并通过分别加工在解封套9下端外侧和活塞筒6上端内侧的两个台肩限位；
所述限位套10通过螺纹连接在解封套9下端的内侧；
所述上提滑套11滑动安装在所述解封套9的内侧，上提滑套11的上下两侧分别通过解封套9上端内侧的台肩和限位套10的上端面限位，在所述上提滑套11在解封套9内处于下极限位置时，解封套9和上提滑套11之间通过解封销钉23连接；
所述打捞套12的下端通过螺纹连接在所述上提滑套11的上端，打捞套12上端的内外两侧均加工有供打捞作业用的螺纹；
所述上接头14的下端通过螺纹连接在所述插管13的上端。
除了坐封功能外，本发明还具有丢手和可打捞功能，丢手时，通过向管柱内打压的方式使管柱丢手销钉22剪断，继而将上接头14连同插管13一同上提出井，实现丢手。打捞时，通过管柱向井内下放螺纹打捞工具，打捞工具抓住打捞套12上端的螺纹后上提管柱，使解封销钉23剪断，将桥塞的解封，然后上提管柱便可将本发明打捞出井。
如图3所示，本发明中，所述中心管1上设置有用于连通中心管1内外两侧空间的平衡孔26，平衡孔26的位置与所述活动锥体3内侧的环形空间对应，在所述插管13下端的外侧，与所述平衡孔26上下两侧对应设置有密封圈27。坐封前，平衡孔26的上下两侧被密封圈27封堵，坐封后，插管13不动，中心管1受力向下滑动，使平衡孔26从插管13的下端露出，进而使管柱内外压力平衡，从而防止管柱在井下压力作用下向上飞窜，防止造成安全事故。
Claims (3)
1.一种起井泄压的可捞桥塞，包括活动锥体(3)、卡瓦(2)、胶筒(4)、中心管(1)和坐封机构，坐封机构、胶筒(4)、活动锥体(3)和卡瓦(2)按照从上到下的顺序安装在所述中心管(1)的外侧，坐封机构内设置有坐封活塞(5)，其特征在于：
所述活动锥体(3)的上部的内侧设置有环形空间，所述胶筒(4)与中心管(1)之间设置有衬管(24)，衬管(24)的上端通过螺纹连接在坐封活塞(5)上，衬管(24)的下端插入活动锥体(3)与中心管(1)之间的环形空间内并可在该环形空间内滑动，所述活动锥体(3)上与衬管(24)的下端对应设置有锁定机构，活动锥体(3)通过该锁定机构锁定在中心管(1)上；
所述锁定机构的结构包括滑环(19)和径向滑块(15)，滑环(19)滑动安装在活动锥体(3)内侧的环形空间内，活动锥体(3)的下侧安装有轴向滑杆(17)，径向滑块(15)安装在活动锥体(3)下端内侧并在弹簧(18)的弹力作用下保持向中心管(1)靠近的运动趋势，所述中心管(1)上与径向滑块(15)对应设置有盲孔，径向滑块(15)插在所述的盲孔内，所述轴向滑杆(17)和径向滑块(15)上设置有相互滑动配合的导向斜面(16)，所述滑环(19)向径向滑块(15)靠近时，径向滑块(15)在所述导向斜面(16)的作用下向远离中心管(1)的方向移动，并最终使径向滑块(15)与中心管(1)脱离；
所述滑环(19)的下侧与所述活动锥体(3)之间设置有弹簧(18)，滑环(19)在弹簧(18)的弹力作用下始终保持向上的运动趋势。
2.根据权利要求1所述的一种起井泄压的可捞桥塞，其特征在于：所述坐封机构包括坐封活塞(5)、活塞筒(6)、反向活塞(7)、丢手套(8)、解封套(9)、限位套(10)、上提滑套(11)、打捞套(12)、插管(13)和上接头(14)，坐封活塞(5)上端的外侧通过螺纹连接在活塞筒(6)的下端，所述反向活塞(7)滑动安装在活塞筒(6)内；
所述插管(13)从上侧插入中心管(1)内；
所述的坐封活塞(5)通过一个卡块A(20)卡接在中心管(1)上，坐封活塞(5)的上部设置有径向通孔，所述滑块A(20)滑动安装在该径向通孔内，卡块A(20)的内侧插入中心管(1)外侧的卡槽内，所述中心管(1)通过一个卡块B(21)卡接在所述插管(13)上，中心管(1)的上部设置有径向通孔，所述卡块B(21)滑动安装在该径向通孔内，卡块B(21)的内侧插入插管(13)外侧的卡槽内，卡块A(20)和卡块B(21)的外侧均抵在所述反向活塞(7)的端的内侧；
所述插管(13)上设置有一个用于连通插管(13)内外两侧空间的过液孔(25)，过液孔(25)位于插管(13)上与所述卡块B(21)对应的卡槽的槽底；
所述丢手套(8)的上部通过丢手销钉(22)连接在所述插管(13)上，丢手套(8)的下端通过螺纹连接在中心管(1)的上端；
所述解封套(9)滑动安装在活塞筒(6)内并通过分别加工在解封套(9)下端外侧和活塞筒(6)上端内侧的两个台肩限位；
所述限位套(10)通过螺纹连接在解封套(9)下端的内侧；
所述上提滑套(11)滑动安装在所述解封套(9)的内侧，上提滑套(11)的上下两侧分别通过解封套(9)上端内侧的台肩和限位套(10)的上端面限位，在所述上提滑套(11)在解封套(9)内处于下极限位置时，解封套(9)和上提滑套(11)之间通过解封销钉(23)连接；
所述打捞套(12)的下端通过螺纹连接在所述上提滑套(11)的上端，打捞套(12)上端的内外两侧均加工有供打捞作业用的螺纹；
所述上接头(14)的下端通过螺纹连接在所述插管(13)的上端。
3.根据权利要求1所述的一种起井泄压的可捞桥塞，其特征在于：所述中心管(1)上设置有用于连通中心管(1)内外两侧空间的平衡孔(26)，平衡孔(26)的位置与所述活动锥体(3)内侧的环形空间对应，在所述插管(13)下端的外侧，与所述平衡孔(26)上下两侧对应设置有密封圈(27)。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115182699A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-10-14 | 齐齐哈尔亚盛机械制造有限公司 | 一种封隔器 |
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| CN112228004B (zh) | 2023-03-31 |
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