CN204729052U - 自锁式固井密封胶塞和碰压装置 - Google Patents

Abstract

<b>本实用新型涉及固井用碰压设备技术领域，是一种自锁式固井密封胶塞和碰压装置；自锁式固井密封胶塞包括胶塞骨架和外胶体；在胶塞骨架的上部外侧固定有外胶体；在外胶体下侧的胶塞骨架上设有外卡环台，在外卡环台上下方向上分布有至少一道密封圈安装环槽。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便；自锁式固井密封胶塞的胶塞骨架和密封圈能够将碰压孔封堵并形成二道密封；可避免因单向阀组件失效而引起水泥塞高度超标、水泥低返油层漏封等事故发生，提高碰压后浮箍的密封可靠性；波珠能够使自锁式固井密封胶塞自动锁定在浮箍组件的定位卡槽内，实现自锁；避免因井下压差作用而使本实用新型上行，保证了二次密封的可靠性。</b>

Description

自锁式固井密封胶塞和碰压装置

技术领域

本实用新型涉及固井用碰压设备技术领域，是一种自锁式固井密封胶塞和碰压装置。

背景技术

在油气固井作业中，为防止水泥浆倒流，同时为固井碰压，通常在固井套管的下部固定有浮箍；浮箍的本质是一个单流阀，安装在套管串上后，只允许正循环，反循环时其内部的密封体就会与密封座之间形成密封；而目前常用的浮箍密封体多为橡胶密封件，容易受井底温度以及循环排量对回弹压缩弹簧和密封件冲击的影响而产生密封失效，导致水泥塞高度超标，严重时会造成水泥低返油层漏封等事故。

发明内容

本实用新型提供了一种自锁式固井密封胶塞和碰压装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决碰压后，浮箍易产生密封失效的问题。

本实用新型的技术方案一是通过以下措施来实现的：一种自锁式固井密封胶塞，包括胶塞骨架和外胶体；在胶塞骨架的上部外侧固定有外胶体；在外胶体下侧的胶塞骨架上设有外卡环台，在外卡环台上下方向上分布有至少一道密封圈安装环槽。

下面是对上述实用新型技术方案一的进一步优化或/和改进：

上述外卡环台下方的胶塞骨架上可圆周分布有至少两个内斜向上的波珠安装槽，在波珠安装槽内安装有沿波珠安装槽斜向上移动的波珠；波珠安装槽的下端口为内收的窄口，在波珠与波珠安装槽的槽顶之间安装有能将波珠顶在波珠安装槽的下端口处的复位弹簧。

本实用新型的技术方案二是通过以下措施来实现的：一种使用自锁式固井密封胶塞的碰压装置，包括自锁式固井密封胶塞和浮箍组件；浮箍组件包括浮箍外筒、碰压座和单向阀组件；在浮箍外筒的中部内固定有碰压座，碰压座的内部设有上下贯穿的碰压孔；在碰压孔的中部设有胶塞碰压限位环台；自锁式固井密封胶塞的的外卡环台底端座于胶塞碰压限位环台上；在密封圈安装环槽内安装有能将碰压孔与胶塞碰压限位环台之间密封的密封圈；在碰压座下方的浮箍外筒内安装有能将碰压孔下端口顶紧密封的单向阀组件。

下面是对上述实用新型技术方案二的进一步优化或/和改进：

上述胶塞碰压限位环台下侧的碰压孔内可设有定位卡槽。

上述单向阀组件可包括导向座、阀杆、阀头和压缩弹簧；在浮箍外筒的下侧内固定有导向座，在导向座的中部设有纵向导向孔，在纵向导向孔内套装有阀杆，在阀杆的上端固定有上端呈球面的阀头，在阀头与导向座之间的阀杆上套装有能使阀头密封顶紧在碰压孔下端口处的压缩弹簧；在纵向导向孔外侧的导向座上圆周分布有出液孔。

上述碰压孔的下端口可呈上窄下宽的喇叭口状。

上述浮箍外筒的上侧可设有内螺纹，在浮箍外筒的下侧设有外螺纹；或/和，外卡环台的下端和胶塞骨架的下端可分别导斜形成上宽下窄的锥台形。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便；自锁式固井密封胶塞的胶塞骨架和密封圈能够将碰压孔封堵并形成二道密封；可避免因单向阀组件失效而引起水泥塞高度超标、水泥低返油层漏封等事故发生，提高碰压后浮箍的密封可靠性；波珠能够使自锁式固井密封胶塞自动锁定在浮箍组件的定位卡槽内，实现自锁；避免因井下压差作用而使本实用新型上行，保证了二次密封的可靠性。

附图说明

附图1为本实用新型实施例1的主视剖视结构示意图。

附图2为本实用新型实施例2的主视剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为胶塞骨架，2为外胶体，3为外卡环台，4为密封圈安装环槽，5为波珠安装槽，6为波珠，7为复位弹簧，8为浮箍外筒，9为碰压座，10为碰压孔，11为胶塞碰压限位环台，12为密封圈，13为定位卡槽，14为导向座，15为出液孔，16为阀杆，17为球面阀头，18为压缩弹簧。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

实施例1：如附图1所示，该自锁式固井密封胶塞包括胶塞骨架1和外胶体2；在胶塞骨架1的上部外侧固定有外胶体2；在外胶体2下侧的胶塞骨架1上设有外卡环台3，在外卡环台3上下方向上分布有至少一道密封圈安装环槽4。

首先在密封圈安装环槽4内安装有密封圈；在固井注水泥完成后进行碰压过程中，本实用新型受压下行至固井套管下侧的浮箍内碰压；此时装有密封圈的胶塞骨架1下部会插入至浮箍内，并将浮箍内的通道封堵，实现二道密封；这样避免因浮箍中密封体失效而导致水泥塞高度超标、水泥低返油层漏封等事故发生，提高碰压后浮箍的密封可靠性。

如附图1所示，在外卡环台3下方的胶塞骨架1上圆周分布有至少两个内斜向上的波珠安装槽5，在波珠安装槽5内安装有沿波珠安装槽5斜向上移动的波珠6；波珠安装槽5的下端口为内收的窄口，在波珠6与波珠安装槽5的槽顶之间安装有能将波珠6顶在波珠安装槽5的下端口处的复位弹簧7。

波珠6能够使胶塞骨架1与浮箍之间滚珠定位，实现自锁；避免因井下压差作用而使本实用新型上行，保证了二次密封的可靠性。

可根据实际需要，对上述自锁式固井密封胶塞作进一步优化或/和改进：

实施例2：如附图2所示，一种使用自锁式固井密封胶塞的碰压装置，包括自锁式固井密封胶塞和浮箍组件；浮箍组件包括浮箍外筒8、碰压座9和单向阀组件；在浮箍外筒8的中部内固定有碰压座9，碰压座9的内部设有上下贯穿的碰压孔10；在碰压孔10的中部设有胶塞碰压限位环台11；自锁式固井密封胶塞的的外卡环台3底端座于胶塞碰压限位环台11上；在密封圈安装环槽4内安装有能将碰压孔10与胶塞碰压限位环台11之间密封的密封圈12；在碰压座9下方的浮箍外筒8内安装有能将碰压孔10下端口顶紧密封的单向阀组件。

在碰压过程中，本实用新型受压下行至胶塞碰压限位环台11上碰压；此时自锁式固井密封胶塞的胶塞骨架1和密封圈12能够将碰压孔10封堵并形成二道密封；可避免因单向阀组件失效而引起水泥塞高度超标、水泥低返油层漏封等事故发生，提高碰压后浮箍的密封可靠性。

如附图2所示，胶塞碰压限位环台11下侧的碰压孔10内设有定位卡槽13。自锁式固井密封胶塞的波珠6能够压缩复位弹簧7并沿波珠安装槽5内斜向上移动，使胶塞骨架1顺利插入至碰压孔10内；当胶塞骨架1继续下行至波珠6进入定位卡槽13内时，波珠6受复位弹簧7作用向外弹出并与定位卡槽13之间滚珠定位，将本实用新型自动锁定在碰压座9内，可避免因自锁式固井密封胶塞上行而使二道密封失效的情况发生，可靠性高。

如附图2所示，单向阀组件包括导向座14、阀杆16、阀头17和压缩弹簧18；在浮箍外筒8的下侧内固定有导向座14，在导向座14的中部设有纵向导向孔，在纵向导向孔内套装有阀杆16，在阀杆16的上端固定有上端呈球面的阀头17，在阀头17与导向座14之间的阀杆16上套装有能使阀头17密封顶紧在碰压孔10下端口处的压缩弹簧18；在纵向导向孔外侧的导向座14上圆周分布有出液孔15。注水泥或钻井液时，高压流体作用于阀头17，阀头17下压压缩弹簧18，阀头17和阀杆16下行，注入通道打开，注水泥或钻井液可依次经注入通道和出液孔15进入到固井套管与井壁之间形成的环腔内进行固井正循环，满足固井使用需求。

如附图2所示，碰压孔10的下端口呈上窄下宽的喇叭口状。这样可以增加阀头17与碰压孔10的下端口之间的接触面积，提高单向阀组件的密封效果。

如附图2所示，在浮箍外筒8的上侧设有内螺纹，在浮箍外筒8的下侧设有外螺纹；或/和，外卡环台3的下端和胶塞骨架1的下端分别导斜形成上宽下窄的锥台形。

以上技术特征构成了本实用新型的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种自锁式固井密封胶塞，其特征在于包括胶塞骨架和外胶体；在胶塞骨架的上部外侧固定有外胶体；在外胶体下侧的胶塞骨架上设有外卡环台，在外卡环台上下方向上分布有至少一道密封圈安装环槽。

2.根据权利要求1所述的自锁式固井密封胶塞，其特征在于外卡环台下方的胶塞骨架上圆周分布有至少两个内斜向上的波珠安装槽，在波珠安装槽内安装有沿波珠安装槽斜向上移动的波珠；波珠安装槽的下端口为内收的窄口，在波珠与波珠安装槽的槽顶之间安装有能将波珠顶在波珠安装槽的下端口处的复位弹簧。

3.一种使用根据权利要求1所述自锁式固井密封胶塞的碰压装置，其特征在于包括自锁式固井密封胶塞和浮箍组件；浮箍组件包括浮箍外筒、碰压座和单向阀组件；在浮箍外筒的中部内固定有碰压座，碰压座的内部设有上下贯穿的碰压孔；在碰压孔的中部设有胶塞碰压限位环台；自锁式固井密封胶塞的的外卡环台底端座于胶塞碰压限位环台上；在密封圈安装环槽内安装有能将碰压孔与胶塞碰压限位环台之间密封的密封圈；在碰压座下方的浮箍外筒内安装有能将碰压孔下端口顶紧密封的单向阀组件。

4.一种使用根据权利要求2所述自锁式固井密封胶塞的碰压装置，其特征在于包括自锁式固井密封胶塞和浮箍组件；浮箍组件包括浮箍外筒、碰压座和单向阀组件；在浮箍外筒的中部内固定有碰压座，碰压座的内部设有上下贯穿的碰压孔；在碰压孔的中部设有胶塞碰压限位环台；自锁式固井密封胶塞的的外卡环台底端座于胶塞碰压限位环台上；在密封圈安装环槽内安装有能将碰压孔与胶塞碰压限位环台之间密封的密封圈；在碰压座下方的浮箍外筒内安装有能将碰压孔下端口顶紧密封的单向阀组件。

5.根据权利要求4所述的碰压装置，其特征在于胶塞碰压限位环台下侧的碰压孔内设有定位卡槽。

6.根据权利要求3或4或5所述的碰压装置，其特征在于单向阀组件包括导向座、阀杆、阀头和压缩弹簧；在浮箍外筒的下侧内固定有导向座，在导向座的中部设有纵向导向孔，在纵向导向孔内套装有阀杆，在阀杆的上端固定有上端呈球面的阀头，在阀头与导向座之间的阀杆上套装有能使阀头密封顶紧在碰压孔下端口处的压缩弹簧；在纵向导向孔外侧的导向座上圆周分布有出液孔。

7.根据权利要求3或4或5所述的碰压装置，其特征在于碰压孔的下端口呈上窄下宽的喇叭口状。

8.根据权利要求6所述的碰压装置，其特征在于碰压孔的下端口呈上窄下宽的喇叭口状。

9.根据权利要求3或4或5或8所述的碰压装置，其特征在于浮箍外筒的上侧设有内螺纹，在浮箍外筒的下侧设有外螺纹；或/和，外卡环台的下端和胶塞骨架的下端分别导斜形成上宽下窄的锥台形。

10.根据权利要求7所述的碰压装置，其特征在于浮箍外筒的上侧设有内螺纹，在浮箍外筒的下侧设有外螺纹；或/和，外卡环台的下端和胶塞骨架的下端分别导斜形成上宽下窄的锥台形。