CN112412392A - 小井眼用固井胶塞 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及小井眼用固井胶塞，包括本体；所述本体为中空管状结构，且所述本体外壁上一体成型依次设有上压槽、中压槽、下压槽，所述上压槽与中压槽之间、中压槽与下压槽之间分别固定设有上胶塞组、下胶塞组；所述下压槽侧的本体外壁上固定设有止退卡簧和环形密封圈，其内壁上固定设有破裂阀，所述密封圈安装在所述止退卡簧与本体的下压槽侧端部之间。本发明不仅可以计算顶替量，还可以对入井管柱密封性进行验证，解决了小井眼88.9mm油管固井存在的技术难题。
Description
技术领域
本发明属于石油天然气固井工具技术领域，尤其涉及小井眼用固井胶塞。
背景技术
目前，常用的固井胶塞无法满足小井眼88.9mm油管固井的需求，采用88.9mm油管固井水泥浆一次性上返高度大，如果不能精确控制顶替量将导致过替或替空的工程事故，一旦出现此类工程事故，现有技术无法挽救事故损失。此外，采用88.9mm油管固井的井通常要在后期进行压裂改造，因此需要对管柱进行密封试验，而常规固井胶塞无法实现此功能。
因此，基于这些问题，提供一种不但可以计算顶替量，还可以对入井管柱密封性进行验证的小井眼用固井胶塞，具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种不但可以计算顶替量，还可以对入井管柱密封性进行验证的小井眼用固井胶塞。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
小井眼用固井胶塞，包括本体；所述本体为中空管状结构，且所述本体外壁上一体成型依次设有上压槽、中压槽、下压槽，所述上压槽与中压槽之间、中压槽与下压槽之间分别固定设有上胶塞组、下胶塞组；所述下压槽侧的本体外壁上固定设有止退卡簧和环形密封圈，其内壁上固定设有破裂阀，所述密封圈安装在所述止退卡簧与本体的下压槽侧端部之间。
进一步的，所述上胶塞组包括至少两个整体式小胶盘和至少两个整体式大胶盘，所述小胶盘和大胶盘一体成型构成上胶塞组；所述下胶塞组包括至少三个整体式小胶盘。
进一步的，所述上压槽与中压槽之间、中压槽与下压槽之间的本体外壁上设有燕尾槽，所述上胶塞组、下胶塞组的内表面均嵌入所述本体的燕尾槽内。
进一步的，所述破裂阀包括阀片，所述阀片上设有若干个开槽结构，使所述阀片在液压力作用下能破裂。
进一步的，所述上压槽侧的本体内壁上形成锯齿形的止退齿。
进一步的，所述止退卡簧为锯齿形弹性开口卡簧，套设在所述本体外壁凹陷处，其在径向外挤压力下可以向内收缩，并在径向内挤压力下向外张大，其在轴向推力下可以向本体的下压槽方向移动。
进一步的，所述上胶塞组、下胶塞组中的胶盘倾斜角度全部一致。
进一步的，所述破裂阀为可降解材料制成。
进一步的，所述破裂阀安装在本体内壁上，其上端通过本体台阶限位，并与本体内壁实现密封。
进一步的，所述破裂阀下端通过挡环限位，所述挡环安装在所述本体内壁上。
本发明的优点和积极效果是：
本发明的胶塞组的胶盘用于刮洗管壁，当其与浮箍碰压后，其止退卡簧、环形密封圈及破裂阀可以实现对管柱密封蹩压，对管柱进行验封，同时碰压后计量罐泵入量即为后期固井顶替量；不仅可以计算顶替量，还可以对入井管柱密封性进行验证，解决了小井眼88.9mm油管固井存在的技术难题。
附图说明
以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
图1为本发明实施例中提供的小井眼用固井胶塞的结构剖面图；
图2为本发明实施例中提供的小井眼用固井胶塞的本体的结构剖面图；
图3为本发明实施例中提供的小井眼用固井胶塞的破裂阀的俯视图；
图4为本发明实施例中提供的小井眼用固井胶塞的破裂阀的侧视图；
图5为本发明实施例中提供的小井眼用固井胶塞的止退卡簧的结构剖面图；
具体实施方式
首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面就结合图1-5来具体说明本发明。
本实施例提供的小井眼用固井胶塞，包括本体1；所述本体1为中空管状结构，且所述本体1外壁上一体成型依次设有上压槽1-2、中压槽1-4、下压槽1-5，所述上压槽1-2与中压槽1-4之间、中压槽1-4与下压槽1-5之间分别固定设有上胶塞组2、下胶塞组3；所述下压槽1-5侧的本体1外壁上固定设有止退卡簧4和环形密封圈5，其内壁上固定设有破裂阀7，所述密封圈安装在所述止退卡簧4与本体1的下压槽1-5侧端部之间，在本实施例中，密封圈5为2个，安装在本体密封圈槽1-8内。
所述上胶塞组2包括至少两个整体式小胶盘和至少两个整体式大胶盘，所述小胶盘和大胶盘一体成型构成上胶塞组2；所述下胶塞组3包括至少三个整体式小胶盘；所述上胶塞组2、下胶塞组3中的胶盘倾斜角度全部一致。
所述上压槽1-2与中压槽1-4之间、中压槽1-4与下压槽1-5之间的本体1外壁上设有燕尾槽1-3，所述上胶塞组2、下胶塞组3的内表面均嵌入所述本体的燕尾槽1-3内。
所述破裂阀包括阀片7-1，所述阀片7-1上设有若干个开槽结构7-2，使所述阀片7-1在液压力作用下能破裂；进一步的，可以考虑，所述破裂阀7为可降解材料制成，当其在液压力作用下不能破裂时，可在48小时内溶解，建立循环通道。
需要说明的是，在本实施例中，所述破裂阀的阀片7-1上表面设计为6组圆周均布的开槽结构7-2，使其在液压力作用下破裂时可以破裂成6瓣，便于后期循环出井筒。
所述上压槽1-2侧的本体1内壁上形成锯齿形的止退齿1-1，其与本体1内壁密封面组成下一级胶塞的碰压区。
所述止退卡簧4为锯齿形弹性开口卡簧，其安装在本体的止退卡簧安装区1-6，套设在所述本体1外壁凹陷处，其在径向外挤压力下可以向内收缩，并在径向内挤压力下向外张大，其在轴向推力下可以向本体1的下压槽1-5方向移动，具体的，在本实施例中，止退卡簧4在轴向推力下可以沿本体斜坡1-7上行。
在本实施例中，所述破裂阀7安装在本体1内壁的破裂阀安装区1-9，其上端通过本体1台阶限位，并与本体1间通过密封圈6实现密封；所述破裂阀7下端通过挡环8限位，所述挡环8通过挡环安装螺纹1-10安装在所述本体1内壁上，其上端限制了破裂阀7下移。
当制备本发明的小井眼用固井胶塞时：首先通过铸造工艺将本体1及上压槽1-2、中压槽1-4、下压槽1-5铸成，各压槽均为环形槽；进一步的通过机械加工方式将止退齿1-1、燕尾槽1-3、止退卡簧安装区1-6、本体斜坡1-7、密封圈槽1-8、破裂阀安装区1-9、挡环安装螺纹1-10等结构加工成型，进一步的通过模具及硫化注塑的方式将上、下胶塞组23硫化注塑成型，使胶塞组与本体1成为一体，胶塞组内表面嵌入本体燕尾槽1-3；上下胶塞组；两端分别嵌入上压槽1-2、中压槽1-4、下压槽1-5；进一步的安装止退卡簧4、密封圈56、破裂阀7、挡环8等部件。
在本实施例中，可以考虑，所述本体1材质为铸铝，挡环8材质为铝合金，所述上胶塞组2、下胶塞组3及密封圈56材质为丁晴橡胶。
当使用该小井眼用固井胶塞时：在固井水泥浆泵入井筒前，通过泥浆泵送方式将其泵送至固井管柱浮箍处，当泵送量达到地面至浮箍密封面容积时，其外部密封圈5与浮箍密封面实现密封，其止退卡簧4与浮箍止退机构啮合锁死防止其在反向推力下脱离浮箍，此时泵压升高，该泵送量可以作为固井顶替量的参考值；此时继续蹩压可以实现对管柱验封，检验管柱整体密封性能；当蹩压压力超过破裂阀7破裂压力时，破裂阀的阀片7-1破裂，建立循环通道。
以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.小井眼用固井胶塞，其特征在于：包括本体；所述本体为中空管状结构，且所述本体外壁上一体成型依次设有上压槽、中压槽、下压槽，所述上压槽与中压槽之间、中压槽与下压槽之间分别固定设有上胶塞组、下胶塞组；所述下压槽侧的本体外壁上固定设有止退卡簧和环形密封圈，其内壁上固定设有破裂阀，所述密封圈安装在所述止退卡簧与本体的下压槽侧端部之间。
2.根据权利要求1所述的小井眼用固井胶塞，其特征在于：所述上胶塞组包括至少两个整体式小胶盘和至少两个整体式大胶盘，所述小胶盘和大胶盘一体成型构成上胶塞组；所述下胶塞组包括至少三个整体式小胶盘。
3.根据权利要求1所述的小井眼用固井胶塞，其特征在于：所述上压槽与中压槽之间、中压槽与下压槽之间的本体外壁上设有燕尾槽，所述上胶塞组、下胶塞组的内表面均嵌入所述本体的燕尾槽内。
4.根据权利要求1所述的小井眼用固井胶塞，其特征在于：所述破裂阀包括阀片，所述阀片上设有若干个开槽结构，使所述阀片在液压力作用下能破裂。
5.根据权利要求1所述的小井眼用固井胶塞，其特征在于：所述上压槽侧的本体内壁上形成锯齿形的止退齿。
6.根据权利要求1所述的小井眼用固井胶塞，其特征在于：所述止退卡簧为锯齿形弹性开口卡簧，套设在所述本体外壁凹陷处，其在径向外挤压力下可以向内收缩，并在径向内挤压力下向外张大，其在轴向推力下可以向本体的下压槽方向移动。
7.根据权利要求2所述的小井眼用固井胶塞，其特征在于：所述上胶塞组、下胶塞组中的胶盘倾斜角度全部一致。
8.根据权利要求4所述的小井眼用固井胶塞，其特征在于：所述破裂阀为可降解材料制成。
9.根据权利要求1所述的小井眼用固井胶塞，其特征在于：所述破裂阀安装在本体内壁上，其上端通过本体台阶限位，并与本体内壁实现密封。
10.根据权利要求8所述的小井眼用固井胶塞，其特征在于：所述破裂阀下端通过挡环限位，所述挡环安装在所述本体内壁上。
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