CN203729945U - 一种辅助液压坐封球座 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种辅助液压坐封球座，包括上接头（1）、分瓣爪（2）。所述上接头（1）整体为中空圆柱体，所述中空部分为贯通孔（12），所述贯通孔（12）表面上设置有一卡槽（13），所述卡槽（13）用于和分瓣爪（2）爪头（21）向外凸起部分进行配合。当设置在分瓣爪（2）销钉孔（24）内的剪切销钉（5）被剪断后，分瓣爪（2）爪头（21）向外凸起部分在液压的作用下能正好卡入上接头（1）设置的卡槽（13）中。本实用新型所述的辅助液压坐封球座与原有结构相比扩大了所述球座的内通径，有利于后续诸如下泵、下测试仪器、钢丝投捞等措施的顺利实施。

Description

一种辅助液压坐封球座

技术领域

本实用新型涉及一种油田液压坐封工具，特别涉及一种辅助液压坐封球座。

背景技术

在油田开发过程中，一般在诸如油管与套管之间，以及油管和油管之间等需要封隔的位置下入一个或多个封隔器，并使封隔器坐封。所述封隔器坐封的方式包括机械坐封、液压坐封等。传统的液压坐封封隔器中有一类封隔器，其本身无法实现憋压坐封功能，一般需要在所述液压封隔器上连接一个球座，才能实现坐封。所述球座如图1所示，包括上接头1、分瓣爪2、下接头3、密封连接体4和剪切销钉5。所述上接头1内部具有一贯通孔，所述贯通孔分为两段：第一段为锥形内螺纹段、第二段为光孔段。所述第一段位于靠近入口A处，设置有锥形内螺纹，所述锥形内螺纹用于连接封隔器。所述第二段光孔段内表面与所述分瓣爪2的外表面相接处。所述分瓣爪2，如图2至3所示，整体包括爪头21和底座23。所述爪头21设有向外凸起部分。所述爪头21的数量有多个且周向均布。所述爪头21之间留有间隙22。当所述爪头21在受到向内的径向压力时，由于设置有所述间隙22，所述爪头21可以向中心收缩。如图1中，所述分瓣爪2设置在所述上接头1的贯通孔内。具体的是所述爪头21向外凸起部分设置在第二段1b中。由于所述分瓣爪2爪头21的最大外径D1大于所述上接头1的内径，因此所述分瓣爪2的爪头21在上接头1内呈收缩状态。另外所述分瓣爪2的底座23上设置有销钉孔24，坐封前所述分瓣爪2通过剪切销钉5轴向定位。

当所述液压封隔器坐封时，如图1所示，在所述球座中投入钢球6。所述钢球6的直径比所述分瓣爪2爪头21收缩在上接头1内的最小内径相等或者略大。当钢球6自由下落到分瓣爪2的爪头21上时，能正好被所述分瓣爪2的爪头21卡住。此时从地面向所述封隔器所在的油管内打液压，达到一定压力后，所述封隔器可以实现坐封。此时持续打压，则所述剪切销钉5被剪断，所述分瓣爪2在液压的作用下，朝着出口B的方向向下移动至图4位置。所述分瓣爪2底座23卡在下接头3上，所述钢球6在压力的作用下从所述爪头21位置处掉落下去。

当完成所述坐封动作后，理想状态下，所述辅助液压坐封球座需要保持较大的内通径，以利于在所述较大的内通径中进行下泵、下测试仪器、钢丝投捞等相关措施。

但是现有技术中，当完成所述坐封动作后，分瓣爪2留在了所述辅助液压坐封球座内，因此所述辅助液压坐封球座的内通径整体上取决于其最小内径，即所述呈收缩状态的分瓣爪2爪头21处的内径。所述呈收缩状态的分瓣爪2爪头21部分，其内径较小，不利于后续诸如下泵、下测试仪器、钢丝投捞等措施的顺利实施。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种辅助液压坐封球座，以扩大所述辅助液压坐封球座坐封后球座的内通径。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种辅助液压坐封球座，包括：上接头1、分瓣爪2，其中，

所述上接头1整体为中空圆柱体，所述中空部分为贯通孔12，所述贯通孔12表面上设置有一卡槽13，所述卡槽13在轴向上距离入口近的一边具有上边界131，距离出口近的一边具有下边界132；

所述分瓣爪2包括爪头21和底座23，所述爪头21在不受外力时，其最大外径D1大于所述上接头1的贯通孔12的孔径，所述底座23轴向上位于所述爪头21下端靠近出口的一侧，径向上设置有销钉孔24，所述分瓣爪2设置在所述上接头1的贯通孔12内，其爪头21向外凸起部分与所述贯通孔12内壁相接触，且具有向外扩张的弹性势能；

所述贯通孔12的卡槽13在轴向上位于所述分瓣爪2爪头21向外凸起部分和底座23之间，所述卡槽13形成空间的容积不小于所述分瓣爪2爪头21向外凸起部分的体积；

所述设置在分瓣爪2销钉孔24内的剪切销钉5被剪断后，所述分瓣爪2向出口方向移动，分瓣爪2爪头21向外凸起部分卡入所述卡槽13中。

在优选的实施方式中，所述卡槽13具体为环形凹槽。

在优选的实施方式中，所述分瓣爪2底座23径向上设置的销钉孔24为从外向内打的盲孔。

在优选的实施方式中，所述销钉孔24的孔径不小于所述剪切销钉5的直径和/或所述销钉孔24的数量不少于所述剪切销钉5的数量。

在优选的实施方式中，所述贯通孔12的卡槽13在轴向上位于所述分瓣爪2爪头21向外凸起部分和底座23之间，且靠近所述分瓣爪2爪头21向外凸起部分。

在优选的实施方式中，所述球座还包括下接头3，其整体为中空圆柱体，所述中空部分为阶梯型贯通孔30，所述阶梯型贯通孔30包括第三孔33和第四孔34，所述第三孔33的孔径小于所述第四孔34的孔径。

在优选的实施方式中，所述分瓣爪2底座23端面向出口方向正投影时，其投影位于所述第三孔33和第四孔34的交界端面上。

在优选的实施方式中，所述设置在分瓣爪2销钉孔24内的剪切销钉5被剪断后，所述分瓣爪2底座23下端面距离所述下接头3第三孔33与第四孔34交界端面的距离L1不小于零。

在优选的实施方式中，所述L1不小于零具体分为,

当所述L1大于零时，

所述分瓣爪2爪头21向外凸起部分与所述卡槽13的下边界132接触；或，

当所述L1等于零时，

所述分瓣爪2爪头21向外凸起部分与所述卡槽13的下边界132接触，或，

所述分瓣爪2爪头21向外凸起部分与所述卡槽13的上边界131接触，或，

所述分瓣爪2爪头21向外凸起部分与所述卡槽13的上边界131、下边界132都不接触。

在优选的实施方式中，所述分瓣爪2底座23的内径不小于下接头3的内通径。

本实用新型的特点和优点是：所述辅助液压坐封球座，通过在上接头上设置一卡槽，可以使得坐封后，所述分瓣爪爪头向外凸起部分正好卡入所述卡槽中。所述辅助液压坐封球座和现有球座相比可以达到扩大坐封后球座内通径的效果，以便后续诸如下泵、下测试仪器、钢丝投捞等措施的顺利实施。

附图说明

图1是现有技术中球座坐封时的状态图；

图2是本实用新型实施例的辅助液压坐封球座分瓣爪的主视图；

图3是本实用新型实施例的辅助液压坐封球座分瓣爪的左视图；

图4是现有技术中球座坐封后的状态图；

图5是本实用新型实施例的辅助液压坐封球座的结构示意图；

图6是本实用新型实施例的辅助液压坐封球座上接头的结构示意图；

图7是本实用新型实施例的辅助液压坐封球座下接头的结构示意图；

图8是本实用新型实施例的辅助液压坐封球座密封连接体的结构示意图；

图9是本实用新型实施例的辅助液压坐封球座剪切销钉的结构示意图；

图10是本实用新型实施例的辅助液压坐封球座密封连接体及分瓣爪与剪切销钉的连接示意图；

图11是本实用新型实施例的辅助液压坐封球座坐封后的状态图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案作详细说明，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

本文中所述的上或下位置是针对辅助液压坐封球座在进入井下后的使用状态而言的，确切地说，所述辅助液压坐封球座的上接头1位置为上，下接头3位置为下。

如图5所示，本实用新型实施例提出的辅助液压坐封球座是连接在液压封隔器下面的。所述辅助液压坐封球座包括：上接头1、分瓣爪2、下接头3、密封连接体4和剪切销钉5。所述辅助液压坐封球座的入口A位于上接头1的上端、所述辅助液压坐封球座的出口B位于下接头3的下端。

如图6所示，其中所述上接头1，整体为中空圆柱体，所述中空部分为贯通孔12。所述贯通孔12的上端，设置有锥形内螺纹11。所述锥形内螺纹11用于和待坐封的液压封隔器连接。所述贯通孔12中间段表面上设置有一卡槽13。所述卡槽13在轴向上的距离入口A近的一边为上边界131，距离出口B近的一边为下边界132。所述卡槽13可为环形凹槽，具体可以由所述贯通孔12中间段表面上周向挖掉一个几何图形而形成的。所述几何图形可以和分瓣爪2爪头21向外凸起部分的外轮廓相匹配，可以为直角梯形等，也可以比所述分瓣爪2爪头21向外凸起部分的外轮廓大。当所述分瓣爪2爪头21向外凸起部分卡入卡槽13中后，可以在轴向上留有间隙和/或径向上留有间隙。所述卡槽13整体上用于和分瓣爪2爪头21向外凸起部分相配合。所述分瓣爪2在与所述上接头1进行装配时，所述分瓣爪2的爪头21向外凸起部分位于所述上接头1卡槽13的上部靠近入口A的方位。所述分瓣爪2的底座23位于所述上接头1卡槽13的下部靠近出口B的方位。当所述剪切销钉5被剪断时，分瓣爪2在液压的作用下，向下移动，所述分瓣爪2爪头21向外凸起部分正好卡入所述卡槽13中。所述上接头1的外部整体可分为三部分，第一轴段14、第二轴段15和第三轴段16。所述第一轴段14整体位于上接头1下端，靠近卡槽13的一侧。所述第一轴段14上设置有外螺纹。所述外螺纹用于和下接头3连接。另外在所述外螺纹14的下端，上接头1与下接头3连接的轴段设置有第二轴段15。所述第二轴段15上设置有密封圈槽。所述密封圈槽用于安置密封圈，以保证上接头1与下接头3之间的密封性。所述密封圈槽的个数可为两个。所述第三轴段16，其直径最大，大于所述第一轴段14和第二轴段15的直径。具体的所述第三轴段16的直径可与所述下接头3的最大外径一致。

所述分瓣爪2结构如图2和图3所示，所述分瓣爪2也称作分瓣爪簧，整体包括爪头21和底座23。所述爪头21的数量有多个，可以为16个、14个12个等。所述多个爪头21沿着周向均布。所述爪头21之间留有间隙22。当所述爪头21在受到向内的径向压力时，由于设置有所述间隙22，所述爪头21可以向中心收缩。所述爪头21上设置有凸起部分，当所述爪头21凸起部分在不受径向外力时，其最大外径D1需大于所述上接头1的贯通孔12的孔径。在本实施例中，所述分瓣爪2的爪头21位于辅助液压坐封球座上接头1的贯通孔12中，具体位于卡槽13的上面靠近入口A的一端。所述分瓣爪2爪头21在液压坐封前成收缩状态，其具有向外扩张的弹性势能。所述分瓣爪2的底座23整体可为一圆套筒。所述底座23的内径不小于所述下接头3的内通径。所述底座23径向上设有销钉孔24。所述销钉孔24用于和剪切销钉5的钉头配合。所述销钉孔24的数量和孔径可以与剪切销钉5的数量和大小匹配，也可以在数量上多于所述剪切销钉5的数量，在孔径上大于剪切销钉5的直径。所述销钉孔24优选为盲孔。当所述剪切销钉5被剪断后，所述剪切销钉5的钉头52部分留在了销钉孔24内。

液压坐封前，所述分瓣爪2通过剪切销钉5卡入所述剪切销钉孔24中而准确定位。当向所述辅助液压坐封球座投入钢球6时，所述分瓣爪2爪头的21部分位于上接头1的贯通孔12内，由于所述爪头21处在不受外力时的最大外径D1大于所述上接头1的贯通孔12的孔径，因此所述爪头21处于收缩状态。所述爪头21收缩后形成的内径与所述钢球6的直径相等，或者略小于所述钢球6的直径。所述钢球6在自由下落的过程中，遇到分瓣爪2时，正好被其成收缩状态的爪头21卡住。

所述下接头3，如图7所示，整体为中空圆柱体，所述中空部位为阶梯型贯通孔30。所述阶梯型贯通孔30分为：第一孔31、第二孔32、第三孔33和第四孔34。所述第一孔31表面上可设置内螺纹。所述内螺纹用于和上接头1第一轴段14处的外螺纹配合。所述第二孔32表面与所述上接头1及密封连接体4的外表面之间通过设置密封圈配合密封。所述第三孔33表面用于和所述分瓣爪2底座22的外表面配合。所述第四孔34为下接头3的内通径孔。所述下接头3第四孔34的内径应等于或略小于分瓣爪2底座23的内径。所述第一孔31、第二孔32、第三孔33、第四孔34的孔径可依次减小。所述分瓣爪2底座23轴向向下投射时，对准所述第三孔33和第四孔34的交界端面；当剪切销钉5未被剪断时，所述分瓣爪2底座23的下端面距离所述第三孔33和第四孔34的交界端面为L23。当剪切销钉5被剪断后，所述分瓣爪2下移的距离不大于所述L23。

所述下接头5的外部也可为一阶梯轴。所述阶梯轴主要分为两部分，第一阶梯轴35和第二阶梯轴36。所述第一阶梯轴35的外径较小，其表面设置有锥形外螺纹，用于和井下工具进行连接。所述第二阶梯轴36外径可与所述上接头1的最大外径相等。

所述密封连接体4如图8所示，整体可为一中空圆柱体。所述中空部分为贯通孔40。所述贯通孔40的内表面与所述分瓣爪2的底座23配合。在所述贯通孔40与底座23的配合表面上设置有密封圈槽。所述密封连接体4的外围41用于下接头3的第三孔33配合。在所述配合的位置，密封连接体4的外围41设置有密封圈槽。所述设置有两组密封圈槽的位置，可以分别设置两组，所述密封圈槽用于安装密封圈，以达到密封的效果。所述密封连接体4径向上且在密封圈槽的下端设有径向的螺纹通孔42。所述螺纹通孔42用于和剪切销钉5进行配合。所述螺纹通孔42的数量和大小可以根据剪切销钉5的数量和大小匹配，也可以在数量上多于所述剪切销钉5的数量。

所述剪切销钉5如图9所示，整体包括螺帽51和钉头52两部分。所述螺帽51部分设置有外螺纹，用于和所述密封连接体4上的螺纹通孔42配合。所述钉头52部分与所述分瓣爪2的销钉孔24配合。所述剪切销钉5的数量和大小根据坐封压力的大小而定。

在将所述上接头1、分瓣爪2、下接头3、密封连接体4和剪切销钉5进行装配时，首先将所述分瓣爪2装入上接头1的贯通孔12中，保证所述分瓣爪2的爪头21部分位于所述卡槽13的上端。其次将所述剪切销钉5螺帽51拧入密封连接体4的螺纹通孔42中，钉头52部分卡入所述分瓣爪2的销钉孔24中。最后再将所述下接头3与所述上接头1通过螺纹配合连接起来。在装配所述辅助液压坐封球座时，所述分瓣爪2靠近出口的下端面优选位于下接头3第三孔33所在孔段上。在完成装配所述辅助液压坐封球座后，所述密封连接体4、分瓣爪2和剪切销钉5之间的连接关系如图10所示。所述分瓣爪2和所述密封连接体4通过所述剪切销钉5连接在一起。具体的：所述剪切销钉5的螺帽51部分与密封连接体4上设置的螺纹通孔42进行配合；所述剪切销钉5的钉头52部分与所述分瓣爪2底座23上设置的销钉孔24进行配合。当需要更换不同大小或者数量的剪切销钉5时，所述辅助液压坐封球座只需更换密封连接体4和剪切销钉5即可。所述上接头1、分瓣爪2、下接头3可以重复利用。具体可以为将所述下接头3与所述上接头1拆开，所述密封连接体4也就随之可以拆下。然后替换上与剪切销钉5匹配的密封连接体即可。最后将所述下接头3与所述上接头1连接好。当所述剪切销钉5的大小不变时，所述辅助液压坐封球座只需更换剪切销钉5即可。具体可以为将所述下接头3与所述上接头1拆开，所述密封连接体4也就随之可以拆下。然后将将被剪断的螺帽51部分从所述密封连接体4中拧出来，再将新的剪切销钉5拧入所述密封连接体4的螺纹通孔42中。最后将所述下接头3与所述上接头1连接好。

当所述剪切销钉5在液压的作用下被剪断后，如图11所示，螺帽51部分留在所述密封连接体4的螺纹通孔42内，钉头52部分留在分瓣爪2底座23上的销钉孔24内。所述分瓣爪2也随着剪切螺钉5的剪断失效在液压的作用下向下移动，所述分瓣爪2的爪头21凸起部分正好卡入所述上接头1设置的卡槽13中。所述卡槽13在轴向上的尺寸可以比所述分瓣爪2爪头21凸起部分的尺寸大。当所述分瓣爪2爪头21凸起部分卡入所述卡槽13中后，所述分瓣爪2底座23的底端距离所述下接头3第三孔33与第四孔34的交界端面的距离为L1，所述L1不小于零。当所述L1大于零时，所述分瓣爪2爪头21向外凸起部分与所述卡槽13轴向上的下边界132接触。当所述L1等于零时，所述分瓣爪2爪头21向外凸起部分可以与所述卡槽13轴向上的下边界132接触；或者所述分瓣爪2爪头21向外凸起部分可以与所述卡槽13轴向上的上边界131接触；或者所述分瓣爪2爪头21向外凸起部分也可以与所述卡槽13轴向上的上边界131、下边界132都不接触。

工作时，当所述液压封隔器需要坐封时，投入钢球6，所述钢球6自由落到所述辅助液压坐封球座分瓣爪2的爪头21上。然后向所述液压封隔器中打入液压，当达到一定压力后，所述封隔器可以实现坐封。接着持续加压时，所述液压大于剪切销钉5那能够承受的剪切力后，剪切销钉5被剪断。所述分瓣爪2在液压的作用下向下移动，正好卡入所述上接头1设置的卡槽13中。所述分瓣爪2卡入所述卡槽13后，分瓣爪2的整体内径被恢复到不受向内的径向压力时的分瓣爪2底座的内径D2。由于所述第四孔34的内径等于或略小于所述分瓣爪2底座的内径D2。而所述辅助液压坐封球座的内通径在上述条件下取决于最小内径处，即所述下接头3第四孔34的内径。因此所述辅助液压坐封球座下接头3第四孔34的内径与原球座分瓣爪2爪头21呈收缩时的最小内通径相比，所述辅助液压坐封球座的内通径得到了扩大，从而有利于后续诸如下泵、下测试仪器、钢丝投捞等措施的顺利实施。

以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的可以对本实用新型实施例进行改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。

Claims (10)

1.一种辅助液压坐封球座，其特征在于，包括：上接头（1）、分瓣爪（2），其中，

所述上接头（1）整体为中空圆柱体，所述中空部分为贯通孔（12），所述贯通孔（12）表面上设置有一卡槽（13），所述卡槽（13）在轴向上距离入口近的一边具有上边界（131），距离出口近的一边具有下边界（132）；

所述分瓣爪（2）包括爪头（21）和底座（23），所述爪头（21）在不受外力时，其最大外径D1大于所述上接头（1）的贯通孔（12）的孔径，所述底座（23）轴向上位于所述爪头（21）下端靠近出口的一侧，径向上设置有销钉孔（24），所述分瓣爪（2）设置在所述上接头（1）的贯通孔（12）内，其爪头（21）向外凸起部分与所述贯通孔（12）内壁相接触，且具有向外扩张的弹性势能；

所述贯通孔（12）的卡槽（13）在轴向上位于所述分瓣爪（2）爪头（21）向外凸起部分和底座（23）之间，所述卡槽（13）形成空间的容积不小于所述分瓣爪（2）爪头（21）向外凸起部分的体积；

所述设置在分瓣爪（2）销钉孔（24）内的剪切销钉（5）被剪断后，所述分瓣爪（2）向出口方向移动，分瓣爪（2）爪头（21）向外凸起部分卡入所述卡槽（13）中。

2.如权利要求1所述的辅助液压坐封球座，其特征在于：所述卡槽（13）具体为环形凹槽。

3.如权利要求1所述的辅助液压坐封球座，其特征在于：所述分瓣爪（2）底座（23）径向上设置的销钉孔（24）为从外向内打的盲孔。

4.如权利要求3所述的辅助液压坐封球座，其特征在于：所述销钉孔（24）的孔径不小于所述剪切销钉（5）的直径和/或所述销钉孔（24）的数量不少于所述剪切销钉（5）的数量。

5.如权利要求1所述的辅助液压坐封球座，其特征在于：所述贯通孔（12）的卡槽（13）在轴向上位于所述分瓣爪（2）爪头（21）向外凸起部分和底座（23）之间，且靠近所述分瓣爪（2）爪头（21）向外凸起部分。

6.如权利要求1所述的辅助液压坐封球座，其特征在于：所述球座还包括下接头（3），其整体为中空圆柱体，所述中空部分为阶梯型贯通孔（30），所述阶梯型贯通孔（30）包括第三孔（33）和第四孔（34），所述第三孔（33）的孔径小于所述第四孔（34）的孔径。

7.如权利要求6所述的辅助液压坐封球座，其特征在于：所述分瓣爪（2）底座（23）端面向出口方向正投影时，其投影位于所述第三孔（33）和第四孔（34）的交界端面上。

8.如权利要求7所述的辅助液压坐封球座，其特征在于：所述设置在分瓣爪（2）销钉孔（24）内的剪切销钉（5）被剪断后，所述分瓣爪（2）底座（23）下端面距离所述下接头（3）第三孔（33）与第四孔（34）交界端面的距离L1不小于零。

9.如权利要求8所述的辅助液压坐封球座，其特征在于：所述L1不小于零具体分为,

当所述L1大于零时，

所述分瓣爪(2)爪头(21)向外凸起部分与所述卡槽(13)的下边界(132)接触；或，

当所述L1等于零时，

所述分瓣爪（2）爪头（21）向外凸起部分与所述卡槽（13）的下边界（132）接触，或，

所述分瓣爪（2）爪头（21）向外凸起部分与所述卡槽（13）的上边界（131）接触，或，

所述分瓣爪（2）爪头（21）向外凸起部分与所述卡槽（13）的上边界（131）、下边界（132）都不接触。

10.如权利要求6所述的辅助液压坐封球座，其特征在于：所述分瓣爪（2）底座（23）的内径不小于下接头（3）的内通径。