CN117211729A - 一种碰压关井球座 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及固井工具领域，尤其涉及一种碰压关井球座，旨在解决相关技术中水泥浆发生倒返的技术问题。该碰压关井球座利用固井结束碰压胶塞碰压过程推动关闭套下行以封堵循环孔，使由本体、循环套和关闭套形成的畅通路径关闭，从而增加了一道安全屏障，确保在浮箍浮鞋失效后，水泥浆倒返通道依旧处于关闭状态。
Description
技术领域
本发明涉及固井工具领域，尤其涉及一种碰压关井球座。
背景技术
随着勘探开发不断向深层、超深层迈进，因悬挂器座挂前循环时间长以及井筒强碱、高盐环境等原因，铝合金浮箍浮鞋存在腐蚀的情况，从而失效，这样一来，水泥浆将发生倒返，使管内留塞，导致后期处理复杂的问题频繁出现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碰压关井球座，以解决相关技术中水泥浆发生倒返的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：
本发明提供的碰压关井球座包括：本体、循环套和关闭套；
所述本体呈两端敞开的筒状，套设于所述循环套；
所述循环套一端敞开，另一端封闭，分为固定段和过流段，其中，敞开端处于所述固定段，所述固定段固定于所述本体的内壁，并与所述本体的内壁密封配合，所述过流段与所述本体的内壁之间围设形成过流通道，且所述过流段设有贯穿其自身侧壁的循环孔；
所述关闭套穿设于所述循环套，并通过第一剪销与所述固定段连接，所述关闭套两端敞开，且其中一端经所述循环套的敞开端穿出所述循环套，另一端朝向所述过流段延伸至所述循环孔远离所述循环套封闭端的一侧。
进一步的，所述碰压关井球座还包括球套和密封件；
所述球套处于所述过流段内，且其两端敞口，所述球套的其中一端部插入于所述关闭套，用于坐封坐封球，另一端部朝向所述循环套的封闭端延伸至越过所述循环孔，并通过第二剪销与所述过流段连接，且在与所述过流段的内壁之间形成过流孔道；
所述密封件设置于所述球套，并能够于所述球套下行到位后抵接于所述球套与所述过流段内壁之间。
进一步的，所述关闭套具有台阶孔；
所述球套与所述台阶孔的大孔插接配合，并与所述关闭套的台阶面接触，所述球套的内径小于所述台阶孔小孔的直径。
进一步的，所述球套处于所述关闭套内的敞口倒角。
进一步的，所述球套外套设有第一密封圈，所述第一密封圈用于抵接于所述球套与所述关闭套的内壁之间。
进一步的，所述球套的外侧壁上设有多个凸台，绕所述球套的轴线，多个所述凸台间隔分布；
相邻所述凸台之间形成所述过流孔道；
所述第二剪销连接于所述凸台。
进一步的，所述密封件包括膨胀密封圈，所述膨胀密封圈套设于所述另一端部，并处于所述球套两端部的连接处，用于与所述关闭套的端面接触。
进一步的，所述关闭套处于所述循环套外的敞口倒角；
所述关闭套设有贯穿其自身侧壁的泄流孔，所述泄流孔处于所述循环套外。
进一步的，沿所述循环套的周向，所述循环套的内壁设有锁紧槽；
所述碰压关井球座还包括限位卡簧，所述限位卡簧固定套设于所述关闭套，并能够于所述关闭套下行到位后嵌设于所述锁紧槽。
进一步的，所述固定段外套设有第二密封圈，所述第二密封圈抵接于所述固定段与所述本体的内壁之间；
沿所述关闭套的轴向，所述关闭套外间隔套设有多个第三密封圈，多个所述第三密封圈抵接于所述关闭套与所述循环套的内壁之间。
综合上述技术方案，本发明提供的碰压关井球座所能实现的技术效果在于：
本体、循环套和关闭套；本体呈两端敞开的筒状，套设于循环套；循环套一端敞开，另一端封闭，分为固定段和过流段，其中，敞开端处于固定段，固定段固定于本体的内壁，并与本体的内壁密封配合，过流段与本体的内壁之间围设形成过流通道，且过流段设有贯穿其自身侧壁的循环孔；关闭套穿设于循环套，并通过第一剪销与固定段连接，关闭套两端敞开，且其中一端经循环套的敞开端穿出循环套，另一端朝向过流段延伸至循环孔远离循环套封闭端的一侧。
在该碰压关井球座中，初始状态下，关闭套内流道、过流段内流道、循环孔以及过流通道形成一条畅通路径，从而建立起固井循环通道，以供循环流体经过；固井顶替结束，碰压胶塞坐于关闭套上端面，推动关闭套以剪断第一剪销，然后关闭套下移，封闭循环孔，使初始状态下的畅通路径被阻断。
可以看出，相较于现有技术，该碰压关井球座利用固井结束碰压胶塞碰压过程将原畅通路径关闭，增加了一道安全屏障，从而确保在浮箍浮鞋失效后，水泥浆倒返通道依旧处于关闭状态。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的碰压关井球座的剖视图；
图2为图1憋脱球套后的示意图；
图3为图1碰压关井后的示意图；
图4和图5为本发明实施例提供的球套在不同方向下的剖视图。
图标：100-本体；
200-循环套；210-固定段；220-过流段；230-锁紧槽；221-循环孔；
300-关闭套；310-泄流孔；
400-过流通道；500-第一剪销；
600-球套；610-凸台；
700-密封件；800-坐封球；900-第二剪销；1000-过流孔道；1100-第一密封圈；1200-限位卡簧；1300-第二密封圈；1400-第三密封圈；1500-碰压胶塞。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
随着勘探开发不断向深层、超深层迈进，因悬挂器座挂前循环时间长以及井筒强碱、高盐环境等原因，铝合金浮箍浮鞋存在腐蚀的情况，从而失效，这样一来，水泥浆将发生倒返，使管内留塞，导致后期处理复杂的问题频繁出现。
有鉴于此，本发明提供了一种碰压关井球座，包括本体100、循环套200和关闭套300；本体100呈两端敞开的筒状，套设于循环套200；循环套200一端敞开，另一端封闭，分为固定段210和过流段220，其中，敞开端处于固定段210，固定段210与本体100螺纹连接，固定段210外套设有第二密封圈1300，第二密封圈1300抵接于固定段210与本体100的内壁之间，过流段220与本体100的内壁之间围设形成过流通道400，且过流段220设有贯穿其自身侧壁的循环孔221；关闭套300穿设于循环套200，并通过第一剪销500与固定段210连接，关闭套300两端敞开，且其中一端经循环套200的敞开端穿出循环套200，另一端朝向过流段220延伸至循环孔221远离循环套200封闭端的一侧。
在该碰压关井球座中，初始状态下，关闭套300内流道、过流段220内流道、循环孔221以及过流通道400形成一条畅通路径，从而建立起固井循环通道，以供循环流体经过；固井顶替结束，碰压胶塞1500坐于关闭套300上端面，推动关闭套300以剪断第一剪销500，然后关闭套300下移，封闭循环孔221，使初始状态下的畅通路径被阻断。
可以看出，相较于现有技术，该碰压关井球座利用固井结束碰压胶塞1500碰压过程将原畅通路径关闭，增加了一道安全屏障，从而确保在浮箍浮鞋失效后，水泥浆倒返通道依旧处于关闭状态。
以下结合图1至图5对本实施例提供的碰压关井球座的结构和形状进行详细说明：
进一步的，参考图1，碰压关井球座还包括球套600和密封件700；球套600处于过流段220内，且其两端敞口，球套600的其中一端部插入于关闭套300，用于坐封坐封球800，另一端部朝向循环套200的封闭端延伸至越过循环孔221，并通过第二剪销900与过流段220连接，且在与过流段220的内壁之间形成过流孔道1000；密封件700设置于球套600，并能够于球套600下行到位后抵接于球套600与过流段220内壁之间。
具体的，参考图1、图4和图5，关闭套300上端部的敞口倒角，形成一组锥孔，贯穿锥孔的侧壁，形成了多个绕关闭套300轴线间隔分布的泄流孔310，且泄流孔310的轴线与关闭套300的轴线相垂直。锥孔往下为一组台阶孔，其中小孔在上，大孔在下，球套600上端部插接于大孔，并与大、小孔间的台阶面接触，上端部外套设有第一密封圈1100，第一密封圈1100与球套600通过整体硫化方式固定在一起，并与大孔侧壁抵接；球套600下端部的侧面设有多个凸台610，绕球套600的轴线，多个凸台610间隔分布，相邻凸台610之间形成过流孔道1000，第二剪销900连接于凸台610；球套600上端部的敞口倒角，倒角面下为一组直孔，且该直孔的直径小于台阶孔小孔的直径。
密封件700包括膨胀密封圈，膨胀密封圈与球套600通过整体硫化方式固定在一起，处于凸台610与关闭套300底端之间，其采用橡胶材质，遇油或遇水可自膨胀。沿关闭套300的轴向，关闭套300外间隔套设有多个第三密封圈1400，多个第三密封圈1400抵接于关闭套300与循环套200的内壁之间。
关井时，如图1所示，初始状态下，关闭套300内流道、球套600内流道、过流段220内流道、过流孔道1000、球套600与过流段220之间的环空流道、循环孔221以及过流通道400形成一条畅通路径，以供循环流体经过；需要憋压座挂悬挂器或憋压启动其他工具时，向井口投入坐封球800，并将其泵送至球套600上端面锥面即实现坐封憋压，此时坐封球800封堵球套600内流道，循环孔221与关闭套300内流道间的通路被阻断，流体无法通过；憋压结束后，通过提高憋压压力将剪断第二剪销900，使坐封球800随球套600一起下移落在循环套200底端，参考图2，此时循环孔221与关闭套300内流道再次连通，建立固井循环通道；参考图3，固井顶替结束，碰压胶塞1500将坐于关闭套300上端面，推动关闭套300以剪断第一剪销500，并使关闭套300下移至插入球套600外表面，同时封闭循环孔221，使循环通道被阻断。
封闭循环孔221过程中，参考图3，泄流孔310用以泄流，过流孔道1000作为压力平衡孔，二者配合可避免关闭套300关闭不到位；当最下方的第三密封圈1400因循环孔221冲蚀而失效时，第一密封圈1100和膨胀密封圈可进行补偿密封，其中第一密封圈1100抵接于球套600与关闭套300内壁之间，实现球套600与关闭套300之间的密封，膨胀密封圈通过吸收液体膨胀至与过流段220内壁抵接，实现球套600与过流段220之间的密封。当浮箍浮鞋及碰压胶塞1500密封失效时，碰压关井球座可以通过憋压方式候凝，且不会增加留塞风险。
进一步的，参考图1和图3，沿循环套200的周向，循环套200的内壁设有锁紧槽230；碰压关井球座还包括限位卡簧1200，限位卡簧1200固定套设于关闭套300，并能够于关闭套300下行到位后嵌设于锁紧槽230。
继续参考图1和图3，限位卡簧1200为开口卡簧，初始状态下，其处于锁紧槽230上方；固井顶替结束，限位卡簧1200随关闭套300下移，待关闭套300与球套600插接到位后，限位卡簧1200即进入锁紧槽230，实现锁定，使关闭套300无法上下移动。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种碰压关井球座，其特征在于，包括：本体(100)、循环套(200)和关闭套(300)；
所述本体(100)呈两端敞开的筒状，套设于所述循环套(200)；
所述循环套(200)一端敞开，另一端封闭，分为固定段(210)和过流段(220)，其中，敞开端处于所述固定段(210)，所述固定段(210)固定于所述本体(100)的内壁，并与所述本体(100)的内壁密封配合，所述过流段(220)与所述本体(100)的内壁之间围设形成过流通道(400)，且所述过流段(220)设有贯穿其自身侧壁的循环孔(221)；
所述关闭套(300)穿设于所述循环套(200)，并通过第一剪销(500)与所述固定段(210)连接，所述关闭套(300)两端敞开，且其中一端经所述循环套(200)的敞开端穿出所述循环套(200)，另一端朝向所述过流段(220)延伸至所述循环孔(221)远离所述循环套(200)封闭端的一侧。
2.根据权利要求1所述的碰压关井球座，其特征在于，所述碰压关井球座还包括球套(600)和密封件(700)；
所述球套(600)处于所述过流段(220)内，且其两端敞口，所述球套(600)的其中一端部插入于所述关闭套(300)，用于坐封坐封球(800)，另一端部朝向所述循环套(200)的封闭端延伸至越过所述循环孔(221)，并通过第二剪销(900)与所述过流段(220)连接，且在与所述过流段(220)的内壁之间形成过流孔道(1000)；
所述密封件(700)设置于所述球套(600)，并能够于所述球套(600)下行到位后抵接于所述球套(600)与所述过流段(220)内壁之间。
3.根据权利要求2所述的碰压关井球座，其特征在于，所述关闭套(300)具有台阶孔；
所述球套(600)与所述台阶孔的大孔插接配合，并与所述关闭套(300)的台阶面接触，所述球套(600)的内径小于所述台阶孔小孔的直径。
4.根据权利要求3所述的碰压关井球座，其特征在于，所述球套(600)处于所述关闭套(300)内的敞口倒角。
5.根据权利要求3所述的碰压关井球座，其特征在于，所述球套(600)外套设有第一密封圈(1100)，所述第一密封圈(1100)用于抵接于所述球套(600)与所述关闭套(300)的内壁之间。
6.根据权利要求2所述的碰压关井球座，其特征在于，所述球套(600)的外侧壁上设有多个凸台(610)，绕所述球套(600)的轴线，多个所述凸台(610)间隔分布；
相邻所述凸台(610)之间形成所述过流孔道(1000)；
所述第二剪销(900)连接于所述凸台(610)。
7.根据权利要求2所述的碰压关井球座，其特征在于，所述密封件(700)包括膨胀密封圈，所述膨胀密封圈套设于所述另一端部，并处于所述球套(600)两端部的连接处，用于与所述关闭套(300)的端面接触。
8.根据权利要求2所述的碰压关井球座，其特征在于，所述关闭套(300)处于所述循环套(200)外的敞口倒角；
所述关闭套(300)设有贯穿其自身侧壁的泄流孔(310)，所述泄流孔(310)处于所述循环套(200)外。
9.根据权利要求1所述的碰压关井球座，其特征在于，沿所述循环套(200)的周向，所述循环套(200)的内壁设有锁紧槽(230)；
所述碰压关井球座还包括限位卡簧(1200)，所述限位卡簧(1200)固定套设于所述关闭套(300)，并能够于所述关闭套(300)下行到位后嵌设于所述锁紧槽(230)。
10.根据权利要求1所述的碰压关井球座，其特征在于，所述固定段(210)外套设有第二密封圈(1300)，所述第二密封圈(1300)抵接于所述固定段(210)与所述本体(100)的内壁之间；
沿所述关闭套(300)的轴向，所述关闭套(300)外间隔套设有多个第三密封圈(1400)，多个所述第三密封圈(1400)抵接于所述关闭套(300)与所述循环套(200)的内壁之间。
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