CN113803026A - 一种具有循环功能的试压球座 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有循环功能的试压球座，包括上接头、球座、接球座和下接头。其中，上接头上设有至少一个循环孔，上接头套设在球座上，并且球座能够沿轴向移动。接球座位于上接头上远离投球方向的一端。球座上靠近投球方向的一端设有能够径向收缩的弹性部件，弹性部件上靠近投球方向的一端设有定位凸台，上接头的内壁设有与定位凸台形成配合的第一定位槽。下接头与上接头连接。本发明提供的具有循环功能的试压球座，能够验证管柱是否存在泄漏，验证完毕能够再次建立循环通道和避免由于球滚动造成井口泵压突然升高而引起安全风险。
Description
技术领域
本发明属于石油天然气钻完井技术领域，具体涉及一种具有循环功能的试压球座。
背景技术
针对需要回插管柱的油气井，为了验证回插后管柱的密封可靠性，需要在管柱底层设置试压球座。该球座在入井时需具备循环功能，管柱回插后能验证回插管柱是否密封可靠，验证之后还需再次建立循环通道。现有技术中的试压球座主要有两种：一是试压结束后加压打掉球座，再次形成通道，球与球座落入井底，会形成井下落物；二是试压结束后加压，球座移动露出原本被球座密封的循环孔，重新建立循环通道，球座到达接球座位置时停下，不会产生井下落物。但由于对球没有约束，在后期返排时，球会滚动，可能造成井口泵压突然升高，存在安全风险。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有循环功能的试压球座，能够验证管柱是否存在泄漏，验证完毕能够再次建立循环通道和避免由于球滚动造成井口泵压突然升高而引起安全风险。
为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种具有循环功能的试压球座，包括上接头、球座、接球座和下接头。其中，上接头上设有至少一个循环孔，上接头套设在球座上，并且球座能够沿轴向移动。接球座位于上接头上远离投球方向的一端。球座上靠近投球方向的一端设有能够径向收缩的弹性部件，弹性部件上靠近投球方向的一端设有定位凸台，上接头的内壁设有与定位凸台形成配合的第一定位槽。下接头与上接头连接。
根据本发明的具有循环功能的试压球座，入井时循环通道开启，能实现井内液体循环，下入到位后投球进行全井筒试压验证管柱是否存在泄露。试压结束后打掉球座，球座沿轴向移动到达接球座位置，循环通道再次建立。同时，原本通过定位凸台和第一定位槽配合被撑开的弹性部件，随着球座产生的轴向移动使得定位凸台从第一定位槽脱出来一起移动，因此定位凸台和弹性部件受上接头内径限制一起产生径向收缩，从而能够有效防止球回滚。因此能够避免由于球滚动造成井口泵压突然升高而引起安全风险。另外，球座对球还有约束作用，不会形成井下落物。
对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。
根据本发明的具有循环功能的试压球座，在一个优选的实施方式中，弹性部件包括沿圆周方向均匀间隔布置在球座端部的弹片结构，弹片结构朝投球方向延伸。
构造为弹片结构的弹性部件，结构简单，非常有利于球座与上接头的配合安装从而能够有效简化真个试压球座的结构，并且，弹片结构的弹性部件，在上接头内的可收缩性较好。
进一步地，在一个优选的实施方式中，弹片结构上设有导向凸台。上接头的内壁上靠近投球方向的位置设有与导向凸台形成配合的第二定位槽。上接头的内壁上靠近接球座的位置设有与导向凸台形成配合的卡槽。
通过设置导向凸台，在球座移动的过程中，能够带动导向凸台一起移动。当球座到达接球座位置时，球座停下来，此时导向凸台卡在卡槽内止退。
具体地，在一个优选的实施方式中，导向凸台为底部带斜面的块状结构。
这种结构形式的导向凸台，能够使得导向凸台便于与第二定位槽配合和从第二定位槽中脱出移动，从而确保试压球座的可靠性，另外，这种结构的导向凸台还便于与卡槽卡接，从而进一步确保止退的有效性。
具体地，在一个优选的实施方式中，第二定位槽为内台阶状结构。
将第二定位槽设置成内台阶状，结构简单，加工方便，而且便于导向凸台的安装配合。
具体地，在一个优选的实施方式中，定位凸台为梯形状结构。
定位凸台设置成梯形状，结构简单，加工方便，便于与第一定位槽配合，并且，便于弹性部件随球座移动过程中实现径向收缩而确保对球的阻挡效果。
具体地，在一个优选的实施方式中，第一定位槽为内台阶结构。
将第一定位槽设置成内台阶状，结构简单，加工方便，而且便于定位凸台的安装配合。
进一步地，在一个优选的实施方式中，上接头内靠近弹性部件的位置设有碰压端面，碰压端面根据实际要求可以为直面或者斜面。
因此这种结构能够使得试压球座具备固井碰压功能，可减少浮箍使用，不会影响正常固井。
进一步地，在一个优选的实施方式中，上接头与球座采用销钉固定。
采用销钉固定上接头和球座，能够便于在试压之后打掉球，同时能够简化试压球座的结构和降低成本。
进一步地，在一个优选的实施方式中，球座与上接头之间和上接头与下接头之间均设有密封圈。
通过设置密封圈，能够避免上接头与下接头之间产生泄露而影响试压结果。
具体地，在一个优选的实施方式中，接球座和下接头均采用螺纹连接的方式与上接头连接。
螺纹连接的方式便于整个试压球座的安装和拆卸。
相比现有技术，本发明的优点在于：入井时具备循环功能，入井后能进行试压验证管柱的密封性，试压后能再次建立循环通道并避免由于球滚动造成井口泵压突然升高而引起安全风险，同时，还能实现碰压。该球座不仅能替代普通试压球座验证管柱的密封可靠性，且不会形成井下落物，安全性高，还特别适用于油气井需对回插管柱进行密封可靠性进行验证的情况，且具备固井碰压功能，可减少浮箍使用，不会影响正常固井。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1示意性显示了本发明实施例1的具有循环功能的试压球座的整体结构；
图2示意性显示了本发明实施例1的球座的局部左视结构；
图3示意性显示了本发明实施例1的具有循环功能的试压球座的入井初始状态；
图4示意性显示了本发明实施例1的具有循环功能的试压球座的试压状态；
图5示意性显示了本发明实施例1的具有循环功能的试压球座的试压结束状态；
图6示意性显示了本发明实施例2的具有循环功能的试压球座的整体结构；
图7示意性显示了本发明实施例2的球座的局部左视结构；
图8示意性显示了本发明实施例2的具有循环功能的试压球座的入井初始状态；
图9示意性显示了本发明实施例2的具有循环功能的试压球座的试压状态；
图10示意性显示了本发明实施例2的具有循环功能的试压球座的试压结束状态。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。
图1示意性显示了本发明实施例1的具有循环功能的试压球座10的整体结构。图2示意性显示了本发明实施例1的球座2的局部左视结构。图3示意性显示了本发明实施例1的具有循环功能的试压球座10的入井初始状态。图4示意性显示了本发明实施例1的具有循环功能的试压球座10的试压状态。图5示意性显示了本发明实施例1的具有循环功能的试压球座的试压结束状态。
实施例1
如图1所示，本发明实施例的具有循环功能的试压球座10，包括上接头1、球座2、接球座3和下接头4。其中，上接头1上设有至少一个循环孔11，上接头1套设在球座2上，并且球座2能够沿轴向移动。接球座3位于上接头1上远离投球方向的一端。球座2上靠近投球方向的一端设有能够径向收缩的弹性部件21，弹性部件21上靠近投球方向的一端设有定位凸台211，上接头1的内壁设有与定位凸台211形成配合的第一定位槽12。下接头4与上接头1连接。根据本发明实施例的具有循环功能的试压球座，入井时循环通道开启，能实现井内液体循环，下入到位后投球进行全井筒试压验证管柱是否存在泄露。试压结束后打掉球座，球座沿轴向移动到达接球座位置，循环通道再次建立。同时，原本通过定位凸台和第一定位槽配合被撑开的弹性部件，随着球座产生的轴向移动使得定位凸台从第一定位槽脱出来一起移动，因此定位凸台和弹性部件受上接头内径限制一起产生径向收缩，从而能够有效防止球回滚。因此能够避免由于球滚动造成井口泵压突然升高而引起安全风险。另外，球座对球还有约束作用，不会形成井下落物。
如图1至图5所示，本发明实施例的具有循环功能的试压球座10，在一个优选的实施方式中，弹性部件21包括沿圆周方向均匀间隔布置在球座2端部的弹片结构212，弹片结构212朝投球方向延伸。构造为弹片结构的弹性部件，结构简单，非常有利于球座与上接头的配合安装从而能够有效简化真个试压球座的结构，并且，弹片结构的弹性部件，在上接头内的可收缩性较好。具体地，在本实施例中，定位凸台211为梯形状结构。定位凸台设置成梯形状，结构简单，加工方便，便于与第一定位槽配合，并且，便于弹性部件随球座移动过程中实现径向收缩而确保对球的阻挡效果。具体地，在本实施例中，第一定位槽12为内台阶结构。将第一定位槽设置成内台阶状，结构简单，加工方便，而且便于定位凸台的安装配合。
如图1和图3至图5所示，进一步地，在本实施例中，上接头1内靠近弹性部件21的位置设有碰压端面15，碰压端面15根据实际要求可以为直面或者斜面。因此这种结构能够使得试压球座具备固井碰压功能，可减少浮箍使用，不会影响正常固井。
如图1和图3至图5所示，进一步地，在本实施例中，上接头1与球座2采用销钉5固定。采用销钉固定上接头和球座，能够便于在试压之后打掉球，同时能够简化试压球座的结构和降低成本。进一步地，在本实施例中，球座2与上接头1之间和上接头1与下接头4之间均设有密封圈6。通过设置密封圈，能够避免上接头与下接头之间产生泄露而影响试压结果。
具体地，在本实施例中，接球座3和下接头4均采用螺纹连接的方式与上接头1连接。螺纹连接的方式便于整个试压球座的安装和拆卸。
如图1所示，本实施例的具有循环功能的球座10的装配方法如下：
分别将上接头1、球座2套上密封圈6；将球座2装入上接头1，并将销钉5安装在上接头1上，从而锁定球座2；将接球座3与上接头1通过螺纹连接，将下接头4与上接头1通过螺纹连接。
如图3至图5所示，本实施例的具有循环功能的球座10的工作原理如下：
入井时循环通道开启，能实现井内液体循环；下入到位后投球7进行全井筒试压；试压结束后继续升压，上接头1与球座2之间的销钉5剪断，球座2向下移动，球座2上的定位凸台211和弹片结构212随之向下移动；当球座2到达接球座3位置时，球座2停下来，不会形成井下落物，循环通道再次建立；同时，球座2上的定位凸台211和弹片结构212受上接头1内通径限制一起收缩，从而能有效防止球7回滚。
图6示意性显示了本发明实施例2的具有循环功能的试压球座10’的整体结构。图7示意性显示了本发明实施例2的球座2’的局部左视结构。图8示意性显示了本发明实施例2的具有循环功能的试压球座10’的入井初始状态。图9示意性显示了本发明实施例2的具有循环功能的试压球座10’的试压状态。图10示意性显示了本发明实施例2的具有循环功能的试压球座10’的试压结束状态。
实施例2
如图6所示，根据本实施例的具有循环功能的试压球座10’，包括上接头1、球座2’、接球座3和下接头4。其中，上接头1上设有至少一个循环孔11，上接头1套设在球座2’上，并且球座2’能够沿轴向移动。接球座3位于上接头1上远离投球方向的一端。球座2’上靠近投球方向的一端设有能够径向收缩的弹性部件21’，弹性部件21’上靠近投球方向的一端设有定位凸台211’，上接头1的内壁设有与定位凸台211’形成配合的第一定位槽12。下接头4与上接头1连接。根据本发明实施例的具有循环功能的试压球座，入井时循环通道开启，能实现井内液体循环，下入到位后投球进行全井筒试压验证管柱是否存在泄露。试压结束后打掉球座，球座沿轴向移动到达接球座位置，循环通道再次建立。同时，原本通过定位凸台和第一定位槽配合被撑开的弹性部件，随着球座产生的轴向移动使得定位凸台从第一定位槽脱出来一起移动，因此定位凸台和弹性部件受上接头内径限制一起产生径向收缩，从而能够有效防止球回滚。因此能够避免由于球滚动造成井口泵压突然升高而引起安全风险。另外，球座对球还有约束作用，不会形成井下落物。
如图6和图7所示，优选地，在本实施例中，弹性部件21’包括沿圆周方向均匀间隔布置在球座2’端部的弹片结构212’，弹片结构212’朝投球方向延伸。构造为弹片结构的弹性部件，结构简单，非常有利于球座与上接头的配合安装从而能够有效简化真个试压球座的结构，并且，弹片结构的弹性部件，在上接头内的可收缩性较好。
进一步地，在本实施例中，如图6和图10所示，弹片结构212’上设有导向凸台213’。上接头的内壁上靠近投球方向的位置设有与导向凸台213’形成配合的第二定位槽13。上接头1的内壁上靠近接球座3的位置设有与导向凸台213’形成配合的卡槽14。通过设置导向凸台，在球座移动的过程中，能够带动导向凸台一起移动当球座到达接球座位置时，球座停下来，此时导向凸台卡在卡槽内上止退。具体地，在本实施例中，导向凸台213’为底部带斜面的块状结构。这种结构形式的导向凸台，能够使得导向凸台便于与第二定位槽配合和从第二定位槽中脱出移动，从而确保试压球座的可靠性，另外，这种结构的导向凸台还便于与卡槽卡接，从而进一步确保止退的有效性。具体地，在本实施例中，第二定位槽13为内台阶状结构。将第二定位槽设置成内台阶状，结构简单，加工方便，而且便于导向凸台的安装配合。如图6所示，本实施例的具有循环功能的球座10’的装配方法如下：
分别将上接头1、球座2’套上密封圈6；将球座2’装入上接头1，并将销钉5安装在上接头1上，从而锁定球座2’；将接球座3与上接头1通过螺纹连接，将下接头4与上接头1通过螺纹连接。
如图8至图10所示，本实施例的具有循环功能的球座10’的工作原理如下：
入井时循环通道开启，能实现井内液体循环；下入到位后投球7进行全井筒试压；试压结束后继续升压，上接头1与球座2’之间的销钉5剪断，球座2’向下移动，球座2’上的定位凸台211’、导向凸台213’和弹片结构212’随之向下移动；当球座2’到达接球座3位置时，球座2’停下来，不会形成井下落物，循环通道再次建立；同时，球座2’上的导向凸台213’卡在上接头1卡槽14内止退，球座2’上的定位凸台211’和弹片结构212’受上接头1内通径限制一起收缩，从而能有效防止球7回滚。
根据上述实施例，可见，本发明涉及的具有循环功能的试压球座，能够验证管柱是否存在泄漏，验证完毕能够再次建立循环通道和避免由于球滚动造成井口泵压突然升高而引起安全风险。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (10)
1.一种具有循环功能的试压球座，其特征在于，包括上接头、球座、接球座和下接头；其中，
所述上接头上设有至少一个循环孔，所述上接头套设在所述球座上，并且所述球座能够沿轴向移动；
所述接球座位于所述上接头上远离投球方向的一端；
所述球座上靠近投球方向的一端设有能够径向收缩的弹性部件，所述弹性部件上靠近投球方向的一端设有定位凸台，所述上接头的内壁设有与所述定位凸台形成配合的第一定位槽；
所述下接头与所述上接头连接。
2.根据权利要求1所述的具有循环功能的试压球座，其特征在于，所述弹性部件包括沿圆周方向均匀间隔布置在所述球座端部的弹片结构，所述弹片结构朝投球方向延伸。
3.根据权利要求1或2所述的具有循环功能的试压球座，其特征在于，所述弹片结构上设有导向凸台；所述上接头的内壁上靠近投球方向的位置设有与所述导向凸台形成配合的第二定位槽；
所述上接头的内壁上靠近所述接球座的位置设有与所述导向凸台形成配合的卡槽。
4.根据权利要求3所述的具有循环功能的试压球座，其特征在于，所述导向凸台为底部带斜面的块状结构。
5.根据权利要求3或4所述的具有循环功能的试压球座，其特征在于，所述第二定位槽为内台阶状结构。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的具有循环功能的试压球座，其特征在于，所述定位凸台为梯形状结构。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的具有循环功能的试压球座，其特征在于，所述第一定位槽为内台阶结构。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的具有循环功能的试压球座，其特征在于，所述上接头内靠近弹性部件的位置设有碰压端面，所述碰压端面为直面或者斜面。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的具有循环功能的试压球座，其特征在于，所述上接头与所述球座采用销钉固定。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的具有循环功能的试压球座，其特征在于，所述球座与所述上接头之间和所述上接头与所述下接头之间均设有密封圈。
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