CN116752933B - 一种触发解封的可捞桥塞 - Google Patents

Abstract

一种触发解封的可捞桥塞，涉及井下工具技术领域，包括上接头、中心管、坐封机构、胶筒、锥体、卡瓦和触发工具，其中，上接头固定连接在中心管的上端，坐封机构、胶筒锥体和卡瓦均设置在中心管的外侧，坐封机构内设置有坐封活塞，坐封机构，包括活塞套、坐封活塞、C形卡簧、固定套和牙块，其中，活塞套的上端固定连接在上接头的外侧，坐封活塞位于活塞套和中心管之间的环形空间内并分别与活塞套和中心管滑动密封配合；固定套位于坐封活塞的内侧，并通过牙块卡接固定在中心管的外壁上。本发明设置了以坐封活塞、C形卡簧、固定套和牙块为核心的坐封机构，与现有技术相比，结构大幅简化，桥塞的整体长度得以缩短，进而降低了制造成本。

Description

一种触发解封的可捞桥塞

技术领域

本发明属于井下工具技术领域，尤其涉及一种触发解封的可捞桥塞。

背景技术

桥塞，是油田生产中常用的一种井下工具，其结构包括中心管、坐封活塞、胶筒、锥体和卡瓦，井下安装时，通过油管管柱将桥塞下放至井下预定深度，然后通过向中心管内打压的方式使坐封活塞沿中心管滑动并引发桥塞内各零件的一系列动作，该过程称为“坐封”。坐封活塞的坐封过程中，一方面，坐封活塞压缩胶筒，使胶筒直径增大，最终使胶筒贴靠在井下套管的内壁上，实现胶筒的坐封，另一方面，坐封活塞间接推动锥体，使锥体楔入卡瓦内侧空间，从而使卡瓦向远离中心管的方向运动，最终使卡瓦锚定在套管内壁上。坐封完成后，坐封活塞的位置被锁定，无法自行回退，从而使桥塞的坐封状态得以保持。

可捞桥塞是桥塞的一个分类，安装在井下后，通过一定手段可使坐封活塞的锁定状态被解除，进而使得坐封活塞、胶筒和卡瓦得以回退至坐封前的位置，实现解封。解封后，通过打捞工具可将井下的可捞桥塞上提出井，实现“可捞”。

为了实现坐封、解封及“可捞”功能，现有的可捞桥塞的本体和打捞工具的结构都比较复杂，不但制造成本高，而且在面对井下高温、高压、多油、多水、多酸碱等复杂工作环境时容易发生机械故障。同时，现有的可捞桥塞需要打压解封，施工工艺繁琐。因此，有必要设计一种新型的可捞桥塞来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种触发解封的可捞桥塞，通过改变传统的可捞桥塞的解封方式和打捞方式，简化可捞桥塞的使用过程并降低可捞桥塞的复杂程度。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：本发明提供了一种触发解封的可捞桥塞，包括上接头、中心管、坐封机构、胶筒、锥体、卡瓦和触发工具，其中，上接头固定连接在中心管的上端，坐封机构、胶筒锥体和卡瓦均设置在中心管的外侧，坐封机构内设置有坐封活塞；

坐封机构，包括活塞套、所述坐封活塞、C形卡簧、固定套和牙块，其中，活塞套的上端固定连接在上接头的外侧，坐封活塞位于活塞套和中心管之间的环形空间内并分别与活塞套和中心管滑动密封配合；

所述固定套位于坐封活塞的内侧，并通过牙块卡接固定在中心管的外壁上；

坐封活塞的内侧加工有环形槽，所述C形卡簧位于该环形槽内，C形卡簧的内侧和所述固定套的外侧均加工有相互啮合的单向齿牙，称为第一齿牙，该单向齿牙只允许C形卡簧向趋近于胶筒的方向滑动，而无法反向回退，从而使坐封活塞在坐封后不会回退，保证坐封状态得以保持；

所述C形卡簧的外侧和所述环形槽的槽底之间设置有卡合机构，C形卡簧被推向所述环形槽的槽底后，C形卡簧得以卡在环形槽的槽底，从而使C形卡簧和所述固定套保持脱离状态；

所述固定套的内侧设置有凹槽，所述牙块安装在该凹槽内并能够沿固定套的径向滑动，牙块与凹槽的槽底之间设置有弹性元件，牙块在弹性元件的弹力作用下始终保持远离固定套的运动趋势；

牙块上朝向所述凹槽的一侧设置有顶杆，凹槽的槽底与所述顶杆对应设置有通孔，顶杆插在该通孔内；坐封完成后，所述C形卡簧位于顶杆外侧；

所述牙块上与所述顶杆相对的另一端穿过所述中心管的管壁并从中心管的内壁伸出，伸出端也设置有单向齿牙，称为第二齿牙，对应地，所述触发工具的外侧也加工有第二齿牙，两处第二齿牙共同构成不可逆滑动配合；

所述第二齿牙的齿牙深度大于第一齿牙的齿牙深度。

作为优选方案，所述C形卡簧由弹簧钢制成。

作为优选方案，所述卡合机构包括卡舌和卡槽，卡舌有若干个，各卡舌均匀分布在C形卡簧的周围，C形卡簧向卡槽靠近后，卡舌伸入卡槽内并卡住，从而将C形卡簧卡接在坐封活塞上。

1、本发明设置了以坐封活塞、C形卡簧、固定套和牙块为核心的坐封机构，与现有技术相比，结构大幅简化，桥塞的整体长度得以缩短，进而降低了制造成本。

同时，需要打捞时，通过管柱将触发工具下放至桥塞的中心管内，触发工具触发牙块使桥塞解封，然后直接上提管柱即可实现打捞，无需打压解封，从而简化了作业过程。

2、现有技术中，采用打捞矛对可捞桥塞进行打捞，打捞矛的外侧设有锚块，通过锚块的滑动使打捞矛卡在桥塞上，从而实现打捞，实际使用过程中，锚块容易被井下泥沙等物质卡滞，导致滑动不顺畅，进而使打捞的 成功率降低。而本发明中，触发工具在发挥触发解封作用的同时，还具有打捞矛的作用，发挥打捞矛作用时，触发工具上无可动部件，不会出现现有打捞矛上存在的锚块卡滞问题，另外，本发明中，触发工具上的第二齿牙是不可动的，牙块是通过弹性元件支撑的，因此触发工具与牙块卡合后，不会发生脱落问题。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是坐封后图2中各零件的位置关系图；

图4是触发工具的结构示意图。

图中：1、活塞套，2、固定套，3、C形卡簧，4、牙块，5、坐封活塞，6、胶筒，7、锥体，8、卡瓦，9、中心管，10、第二齿牙，11、顶杆，12、通孔，13、第一齿牙，14、过液孔，15、卡槽，16、卡舌，17、环形槽，18、豁口；19、弹性元件；20、触发工具。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例包括上接头、中心管9、坐封机构、胶筒6、锥体7、卡瓦8和专用触发工具20，其中，上接头固定连接在中心管9的上端，坐封机构、胶筒6锥体7和卡瓦8均设置在中心管9的外侧，坐封机构内设置有坐封活塞5，工作时，向中心管9内打压，压力通过中心管9上的过液孔14传导至坐封活塞5的一侧并推动坐封活塞5沿中心管9滑动。坐封活塞5滑动后，一方面压缩胶筒6，胶筒6受压形变后直径增大，直至紧密贴附在套管的内壁上，实现桥塞的密封功能；另一方面，坐封活塞5间接推动锥体7，使锥体7楔入卡瓦8内侧，继而使卡瓦8向靠近套管内壁的方向运动，并最终使卡瓦8牢固地锚定在套管内壁上。以上为现有技术中的常规结构，在此不再赘述。

如图1、2所示，本实施例中，坐封机构包括活塞套1、所述坐封活塞5、C形卡簧3、固定套2和牙块4，其中，活塞套1的上端固定连接在上接头的外侧，坐封活塞5位于活塞套1和中心管9之间的环形空间内并分别与活塞套1和中心管9滑动密封配合；所述固定套2位于坐封活塞5的内侧，并通过牙块4卡接固定在中心管9的外壁上；如图1所示，坐封活塞5的内侧加工有环形槽17，所述C形卡簧3位于该环形槽17内，C形卡簧3的内侧和所述固定套2的外侧均加工有相互啮合的单向齿牙，称为第一齿牙13，该单向齿牙只允许C形卡簧3向趋近于胶筒6的方向滑动，而无法反向回退，从而使坐封活塞5在坐封后不会回退，保证坐封状态得以保持。

如图1、2所示，所述C形卡簧3的外侧和所述环形槽17的槽底之间设置有卡合机构，将触发工具20插入中心管9之后，触发工具20压牙块4，牙块4推动顶杆11，顶杆11穿过所述通孔12后推动C形卡簧3（坐封后，C形卡簧3已滑动至与顶杆11对应的位置，如图3所示），使C形卡簧3沿径向远离固定套2，继而与固定套2脱离，脱离后，阻止坐封活塞5回退的力消失，从而使坐封活塞5得以在胶筒6自身弹性回复力和卡瓦8所受弹性回复力的作用下退回至坐封前位置，实现解封。

如图1、2所示，本实施例中，所述卡合机构包括卡舌16和卡槽15，卡舌16有若干个，各卡舌16均匀分布在C形卡簧3的周围，C形卡簧3向卡槽15靠近后，卡舌16伸入卡槽15内并卡住，从而将C形卡簧3卡接在坐封活塞5上。

如图1、2、3所示，所述固定套2的内侧设置有凹槽，所述牙块4安装在该凹槽内并能够沿固定套2的径向滑动，牙块4与凹槽的槽底之间设置有弹性元件19，牙块4在弹性元件19的弹力作用下始终保持远离固定套2的运动趋势；牙块4上朝向所述凹槽的一侧设置有顶杆11，凹槽的槽底与所述顶杆11对应设置有通孔12，顶杆11插在该通孔12内；坐封完成后，所述C形卡簧3位于顶杆11外侧；所述牙块4上与所述顶杆11相对的另一端穿过所述中心管9的管壁并从中心管9的内壁伸出，伸出端也设置有单向齿牙，称为第二齿牙10，对应地，所述触发工具20的外侧也加工有第二齿牙10，两处第二齿牙10共同构成不可逆滑动配合。需要打捞时，通过管柱将触发工具20下放至桥塞的中心管9内，触发工具20触发牙块4使桥塞解封，然后直接上提管柱即可实现打捞，无需打压解封，从而简化了作业过程。

如图2所示，所述第二齿牙10的齿牙深度大于第一齿牙13的齿牙深度，以保证顶杆11可以顺利地将C形卡簧3顶开，实现C形卡簧3和固定套2的脱离。

工作原理：

如图1所示，本发明中，牙块4同时插在中心管9上和固定套2内侧的凹槽内，从而将固定套2锁定在中心管9上；C形卡簧3在自身弹性力的作用下贴合在固定套2的外侧并通过第一齿牙13与固定套2组成单向滑动配合。

井下安装时，在本发明的上端连接丢手接头，并通过油管管柱将丢手接头连同本发明下放至井下预定深度。

坐封时，然后向中心管9内打压10-15MPa，中心管9内的压力通过过液孔14到达坐封活塞5上侧，在压力作用下，坐封活塞5连同安装在其内侧的C形卡簧3一同向下运动，运动过程中，坐封活塞5压缩胶筒6和卡瓦8，使桥塞坐封坐卡，C形卡簧3沿固定套2外侧的单向齿牙（即第一齿牙13）滑动并持续卡在固定套2上，从而防止坐封活塞5回退，以使桥塞的坐封得以保持，坐封完成后，C形卡簧3滑动至与所述顶杆11对应的位置，如图3所示。

坐封完成后，将打压压力提升至25MPa，使丢手接头断开，从而将本发明安装在井下，并将油管管柱上提出井。需要说明，丢手接头是常规技术，其作用是使桥塞从油管管柱上脱离。

需要打捞时，通过油管管柱将触发工具20下入井内，触发工具20插入中心管9内侧并挤压牙块4，牙块4推动顶杆11，顶杆11穿过所述通孔12后推动C形卡簧3（坐封后，C形卡簧3已滑动至与顶杆11对应的位置），是C形卡簧3沿径向远离固定套2，继而与固定套2脱离，脱离后，阻止坐封活塞5回退的力消失，从而使坐封活塞5得以在胶筒6自身弹性回复力和卡瓦8所受弹性回复力的作用下退回至坐封前位置，实现解封。与此同时，触发工具20插入牙块4内侧后，会卡在牙块4上，此时上提管柱便可将已经解封的桥塞上提出井。

实施时，为了保证顶杆11在解封瞬间顺利回退，可在所述环形槽17的边缘设置起引导作用的豁口18。

综上，尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种触发解封的可捞桥塞，包括上接头、中心管（9）、坐封机构、胶筒（6）、锥体（7）、卡瓦（8）和触发工具（20），其中，上接头固定连接在中心管（9）的上端，坐封机构、胶筒（6）、锥体（7）和卡瓦（8）均设置在中心管（9）的外侧，坐封机构内设置有坐封活塞（5），其特征在于：

坐封机构，包括活塞套（1）、C形卡簧（3）、固定套（2）和牙块（4），其中，活塞套（1）的上端固定连接在上接头的外侧，所述坐封活塞（5）位于活塞套（1）和中心管（9）之间的环形空间内并分别与活塞套（1）和中心管（9）滑动密封配合；

所述固定套（2）位于坐封活塞（5）的内侧，并通过牙块（4）卡接固定在中心管（9）的外壁上；

坐封活塞（5）的内侧加工有环形槽（17），所述C形卡簧（3）位于该环形槽（17）内，C形卡簧（3）的内侧和所述固定套（2）的外侧均加工有相互啮合的单向齿牙，称为第一齿牙（13），该单向齿牙只允许C形卡簧（3）向趋近于胶筒（6）的方向滑动，而无法反向回退；

所述C形卡簧（3）的外侧和所述环形槽（17）的槽底之间设置有卡合机构，C形卡簧（3）被推向所述环形槽（17）的槽底后，C形卡簧（3）得以卡在环形槽（17）的槽底，从而使C形卡簧（3）和所述固定套（2）保持脱离状态；

所述固定套（2）的内侧设置有凹槽，所述牙块（4）安装在该凹槽内并能够沿固定套（2）的径向滑动，牙块（4）与凹槽的槽底之间设置有弹性元件（19），牙块（4）在弹性元件（19）的弹力作用下始终保持远离固定套（2）的运动趋势；

牙块（4）上朝向所述凹槽的一侧设置有顶杆（11），凹槽的槽底与所述顶杆（11）对应设置有通孔（12），顶杆（11）插在该通孔（12）内；坐封完成后，所述C形卡簧（3）位于顶杆（11）外侧；

所述牙块（4）上与所述顶杆（11）相对的另一端穿过所述中心管（9）的管壁并从中心管（9）的内壁伸出，伸出端也设置有单向齿牙，称为第二齿牙（10），对应地，所述触发工具（20）的外侧也加工有第二齿牙（10），两处第二齿牙（10）共同构成不可逆滑动配合；

所述第二齿牙（10）的齿牙深度大于第一齿牙（13）的齿牙深度；

坐封后，C形卡簧（3）已滑动至与顶杆(11)对应的位置，将触发工具(20)插入中心管(9)之后，触发工具(20)压牙块(4)，牙块(4)推动顶杆(11)，顶杆(11)穿过所述通孔(12)后推动C形卡簧(3)，使C形卡簧(3)沿径向远离固定套(2)，继而与固定套(2)脱离，脱离后，阻止坐封活塞(5)回退的力消失，从而使坐封活塞(5)得以在胶筒(6)自身弹性回复力和卡瓦(8)所受弹性回复力的作用下退回至坐封前位置，实现解封。

2.根据权利要求1所述的一种触发解封的可捞桥塞，其特征在于：所述C形卡簧（3）由弹簧钢制成。

3.根据权利要求1所述的一种触发解封的可捞桥塞，其特征在于：所述卡合机构包括卡舌（16）和卡槽（15），卡舌（16）有若干个，各卡舌（16）均匀分布在C形卡簧（3）的周围，C形卡簧（3）向卡槽（15）靠近后，卡舌（16）伸入卡槽（15）内并卡住，从而将C形卡簧（3）卡接在坐封活塞（5）上。