CN204782913U - 用于封隔式尾管悬挂器的滚珠式防提前座封机构 - Google Patents
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Abstract
一种用于封隔式尾管悬挂器的滚珠式防提前座封机构，在反扣螺纹以上设置有滚珠式防提前座封部件；该滚珠式防提前座封部件包括上压盘、下压盘、滚珠和花键轴；花键轴的外表面从上到下设有两级台阶，用于上提上、下压盘，上压盘的上端向外延伸有凸台I；而下压盘的凸台II插入上压盘除去凸台I的部分，下压盘内部空心；凸台II侧壁的同一横截面上开有多个通孔，通孔内安装有滚珠；滚珠被固定在回接筒内壁上的环形浅槽、凸台II通孔及上压盘之间形成的空间内；下压盘与第三台阶的距离大于滚珠的与上压盘下端面的距离。该滚珠式防提前座封机构结构简单，防提前座封效果好，能确保后续作业的顺利进行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种固井工具，特别是涉及一种用于封隔式尾管悬挂器的防提前座封机构。
背景技术
封隔式尾管悬挂器是石油行业固完井工艺中最常用到的固井工具之一。封隔式尾管悬挂器上封隔器的座封通常是在注水泥作业完成后，上提送入工具，通过送入工具上的座封机构在回接筒最上端施加一向下压力，回接筒压缩胶筒将封隔器压封，从而阻隔了环空流体的上下流动。这就要求在没有完成注水泥作业前，封隔器是不能提前座封的，否则后续注水泥作业无法实施。
在下尾管作业过程中，由于各种井下原因有时尾管并不能顺利下到设计井深，司钻有时靠提拉下放等操作来完成下尾管作业。在管串下放过程中具有一定重量的回接筒由于惯性力的作用会先剪断座封销钉将封隔器压封，由于封隔器上设计有防退机构，膨胀的胶筒不会回缩到原来的外径，使得管串下入更加困难，即使想尽办法勉强下到位，由于封隔器已膨胀将流体流通的环空通道堵死，也无法进行循环泥浆，后续注水泥作业也无法进行。
发明内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于封隔式尾管悬挂器的滚珠式防提前座封机构，其结构简单，防提前座封效果好，能确保后续作业的顺利进行。
为此，本实用新型的技术方案如下：
一种用于封隔式尾管悬挂器的滚珠式防提前座封机构，包括送入工具、回接筒、中心管、封隔器和滚珠式防提前座封部件；
所述封隔器通过剪钉固定在所述回接筒的下部；所述回接筒的下端面与所述封隔器的胶筒的上表面相接触，所述回接筒受到向下的力时能剪断剪钉迫使所述封隔器的胶筒膨胀；
所述送入工具插入所述回接筒中，所述送入工具中的送入短节与所述滚珠式防提前座封部件的花键轴的上端连接，花键轴的下端与中心管连接；所述花键轴与中心管的连接处设有第一级台阶，用于卡住位于其上部的反扣螺套，所述回接筒内部设有反扣接头，所述反扣接头的长度长于所述反扣螺套；所述反扣接头与反扣螺套的反扣螺纹相匹配；所述反扣接头设置于所述封隔器的上部；所述送入短节与花键轴的连接处向外延伸有凸台，所述凸台与所述滚珠式防提前座封部件的上压盘之间设有压力轴承；
所述滚珠式防提前座封部件包括上压盘、下压盘、滚珠和花键轴；所述上、下压盘都套装在花键轴上端，和花键轴之间有一定间隙；所述花键轴的外表面从上到下还设有第二、三台阶；所述上压盘的上端向外延伸有凸台I，所述凸台I趋近于所述回接筒，但两者之间留有间隙，便于其提出回接筒；；所述上压盘的下端面卡在所述第二台阶上；所述下压盘的上端沿径向向外延伸有凸台II，同时，所述凸台II还沿轴向向上延伸至其上端面与凸台I的下表面相接触；所述凸台II的下端面卡在所述反扣接头上端面上；所述凸台II的同一横截面上开有多个通孔，对应于通孔位置套在凸台II外侧的回接筒内壁上开有环形浅槽；所述通孔内安装有滚珠；所述滚珠的直径大于凸台II的厚度，其凸出凸台II的部分卡在所述环形浅槽内，由此，滚珠被固定在回接筒内壁上的环形浅槽、凸台II通孔及上压盘之间形成的空间内，防止回接筒4在外力的作用下发生相对于反扣接头的轴向位移；所述下压盘内部空心形成有容腔，所述容腔的深度大于所述滚珠的直径；所述第三台阶向上运动时能推动所述下压盘向上运动；所述下压盘的下端面与所述第三台阶的距离大于所述滚珠的下切面与所述上压盘下端面的距离。
优选，所述凸台II的长度大于所述上压盘减去凸台I的长度。
优选，所述多个通孔在所述凸台II的同一横截面上均匀分布。
优选，设置于所述凸台II上的通孔的纵向截面为梯形，梯形的短边位于靠近回接筒侧，便于上压盘向上运动漏出滚珠时，滚珠落入容腔。
优选，所述凸台II上的多个通孔有4～20个，更优选8～12个。
优选所述滚珠的直径为17～22mm。
该用于封隔式尾管悬挂器的滚珠式防提前座封机构有效解决了封隔式尾管悬挂器在下入过程中提前座封的问题，消除了生产隐患，为后续注水泥作业提供了有利保障。
附图说明
图1为本实用新型在封隔式尾管悬挂器入井时的状态图；
图2为图1中过滚珠中心的横截面图；
图3为本实用新型在滚珠落入下压盘容腔的状态图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的结构进行详细描述。
如图1所示，一种用于封隔式尾管悬挂器的滚珠式防提前座封机构，包括送入工具、回接筒2、中心管12、封隔器和滚珠式防提前座封部件；
封隔器通过剪钉10固定在回接筒2的下部；回接筒2的下端面与封隔器的胶筒11的上表面相接触，回接筒2受到向下的力时能剪断剪钉10迫使封隔器的胶筒11膨胀；
送入工具插入回接筒2中，送入工具中的送入短节1与滚珠式防提前座封部件的花键轴7的上端连接，花键轴7的下端与中心管12连接；花键轴7与中心管12的连接处设有第一级台阶，用于卡住位于其上部的反扣螺套9，回接筒2内部设有反扣接头8，反扣接头8的长度长于反扣螺套9；反扣接头8与反扣螺套9的反扣螺纹相匹配；反扣接头8设置于封隔器的上部；送入短节1与花键轴7的连接处向外延伸有凸台，凸台与滚珠式防提前座封部件的上压盘4之间设有压力轴承3；
滚珠式防提前座封部件包括上压盘4、下压盘6、滚珠5和花键轴7；上、下压盘4，6都套装在花键轴7上端，和花键轴7之间有一定间隙；花键轴7的外表面从上到下还设有第二、三台阶；上压盘4的上端向外延伸有凸台I，凸台I与回接筒2之间留有3～4mm的间隙，便于提出回接筒；上压盘4的下端面卡在第二台阶上；下压盘6的上端沿径向向外延伸有凸台II，同时，凸台II还沿轴向向上延伸至其上端面与凸台I的下表面相接触；凸台II的下端面卡在反扣接头8的上端面上；凸台II的同一横截面上开有多个通孔，优选，均匀开有10个通孔，对应于通孔位置套在凸台II外侧的回接筒2内壁上开有环形浅槽；通孔内安装有滚珠5；滚珠5的直径大于凸台II的厚度，其凸出凸台II的部分卡在环形浅槽内，由此，滚珠5被固定在回接筒2内壁上的环形浅槽、凸台II通孔及上压盘之间形成的空间内，防止回接筒4在外力的作用下发生相对于反扣接头8的轴向位移；下压盘6内部空心形成有容腔，容腔的深度大于滚珠5的直径；第三台阶向上运动时能推动下压盘6向上运动；下压盘6的下端面与第三台阶的距离大于滚珠5的下切面与上压盘4下端面的距离；如图2所示；滚珠5的直径为17～22mm。
作为本实用新型的一个实施例，凸台II的长度大于上压盘4减去凸台I的长度。
作为本实用新型的一个实施例，设置于凸台II上的通孔的纵向截面为梯形，梯形的短边位于靠近回接筒侧，便于上压盘4向上运动漏出滚珠5时，滚珠5落入容腔。
作为本实用新型的一个实施例，所述凸台II上的多个通孔有4～20个，优选8～12个。
工具入井状态如图1所示，反扣接头8与反扣螺套9的螺纹未打开，滚珠5被固定在回接筒2内壁上的环形浅槽、凸台II通孔及上压盘之间形成的空间内，回接筒承受向下的压力或惯性力时，滚珠5卡住回接筒使其不会向下发生位移，滚珠5将回接筒所承受的向下的压力或惯性力传递给反扣接头8，而反扣接头8是固定连接，能承受较大的力。
当封隔式尾管悬挂器顺利下到固井设计位置后，依照固井设计完成循环、坐挂、蹩脱球座、卸开反扣接头8与反扣螺套9之间的螺纹，需试提中心管12时，送入短节1提拉花键轴7和中心管12上行，花键轴7上的第二台阶带动上压盘向上运动，滚珠5漏出，下落至下压盘6的容腔内，如图3所示。继续上提中心管12，花键轴7的第三台阶带动下压盘6向上运动，完成了判断是否倒开扣动作。倒开扣，即打开反扣接头8与反扣螺套9之间的螺纹连接。
成功倒扣后，重新下放送入工具给封隔式尾管悬挂器施加压力时，滚珠5始终处在下压盘6的容腔内，然后进行注水泥作业，注水泥作业施工完毕，上提送入钻具，当封隔式尾管悬挂器内的座封压块提出回接筒2的上端面后，座封压块在弹力作用下涨开，重新下压钻具，通过座封压块给回接筒2一向下压力，推动回接筒2下行，将销钉10剪断，从而迫使胶筒11压缩，封隔器涨封后，起出送入工具，滚珠5随同送入工具一起提出。完成了全部尾管悬挂、注水泥浆、座封施工作业。
Claims (7)
1.一种用于封隔式尾管悬挂器的滚珠式防提前座封机构，包括送入工具、回接筒(2)、中心管(12)、封隔器和滚珠式防提前座封部件；
所述封隔器通过剪钉(10)固定在所述回接筒(2)的下部；所述回接筒(2)的下端面与所述封隔器的胶筒(11)的上表面相接触，所述回接筒(2)受到向下的力时能剪断剪钉(10)迫使所述封隔器的胶筒(11)膨胀；
所述送入工具插入所述回接筒(2)中，所述送入工具中的送入短节(1)与所述滚珠式防提前座封部件的花键轴(7)的上端连接，花键轴(7)的下端与中心管(12)连接；所述花键轴(7)与中心管(12)的连接处设有第一级台阶，用于卡住位于其上部的反扣螺套(9)，所述回接筒(2)内部设有反扣接头(8)，所述反扣接头(8)的长度长于所述反扣螺套(9)；所述反扣接头(8)与反扣螺套(9)的螺纹相匹配；所述反扣接头(8)设置于所述封隔器的上部；所述送入短节(1)与花键轴(7)的连接处向外延伸有凸台，所述凸台与所述滚珠式防提前座封部件的上压盘(4)之间设有压力轴承(3)；
其特征在于：所述滚珠式防提前座封部件包括上压盘(4)、下压盘(6)、滚珠(5)和花键轴(7)；所述上压盘(4)和下压盘(6)套装在花键轴(7)的上端，所述花键轴(7)的外表面从上到下还设有第二、三台阶；所述上压盘(4)的上端向外延伸有凸台I，所述凸台I与所述回接筒(2)之间留有间隙；所述上压盘(4)的下端面卡在所述第二台阶上；所述下压盘(6)的上端沿径向向外延伸有凸台II，同时，所述凸台II还沿轴向向上延伸至其上端面与凸台I的下表面相接触；所述凸台II的下端面卡在所述反扣接头(8)的上端面上；所述凸台II的同一横截面上开有多个通孔，对应于通孔位置套在凸台II外侧的回接筒(2)内壁上开有环形浅槽；所述通孔内安装有滚珠(5)；所述滚珠(5)的直径大于凸台II的厚度，其凸出凸台II的部分卡在所述环形浅槽内；所述下压盘(6)内部空心形成有容腔，所述容腔的深度大于所述滚珠(5)的直径；所述第三台阶向上运动时能推动所述下压盘(6)向上运动；所述下压盘(6)的下端面与所述第三台阶的距离大于所述滚珠(5)的下切面与所述上压盘(4)下端面的距离。
2.如权利要求1所述滚珠式防提前座封机构，其特征在于：所述凸台II的长度大于所述上压盘(4)减去凸台I的长度。
3.如权利要求1所述滚珠式防提前座封机构，其特征在于：所述多个通孔在所述凸台II的同一横截面上均匀分布。
4.如权利要求1所述滚珠式防提前座封机构，其特征在于：设置于所述凸台II上的通孔的纵向截面为梯形，梯形的短边位于靠近回接筒侧，便于上压盘(4)向上运动漏出滚珠(5)时，滚珠(5)落入容腔。
5.如权利要求1所述滚珠式防提前座封机构，其特征在于：所述凸台II上的多个通孔有4～20个。
6.如权利要求1所述滚珠式防提前座封机构，其特征在于：所述凸台II上的多个通孔有8～12个。
7.如权利要求1所述滚珠式防提前座封机构，其特征在于：所述滚珠(5)的直径为17～22mm。
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|---|---|---|---|---|
| CN106854987A (zh) * | 2015-12-08 | 2017-06-16 | 中国石油天然气股份有限公司 | 尾管窜漏的检测装置和方法 |
| CN107859509A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-03-30 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 煤层水力割缝联合压裂综合增透装置 |
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