CN205135545U - 弹柱式自锁胶塞和弹柱式自锁装置 - Google Patents

Abstract

<b>本实用新型涉及固井作业工具技术领域，是一种弹柱式自锁胶塞和弹柱式自锁装置，前者包括固井胶塞本体和弹柱，固井胶塞本体的下部内侧设有凹腔，对应凹腔位置的固井胶塞本体的侧壁上沿圆周分布有至少一个与凹腔相通的安装孔，每个安装孔内均套装有能沿安装孔轴线内外伸缩的弹柱，弹柱的内端外侧设有能防止其从安装孔内脱落的限位块。后者包括弹柱式自锁胶塞和浮箍，浮箍的内侧中部设有内环台，内环台的顶面呈上口大下口小的倒锥台状。本实用新型结构通过机械结构实现自锁，操作简单，使用方便，可靠性高，不易失效，且通过自锁可提高弹柱式自锁胶塞与浮箍之间的密封作用，有效消除因密封失效而导致水泥浆倒流、形成套管内多留水泥塞的问题。</b>

Description

弹柱式自锁胶塞和弹柱式自锁装置

技术领域

本实用新型涉及固井作业工具技术领域，是一种弹柱式自锁胶塞和弹柱式自锁装置。

背景技术

自锁装置一般用于钻井液中含有堵漏剂的井内，这样可以避免出现堵漏剂封堵下部结构的现象。目前市场上使用的自锁装置通常易因自锁失效而蹩压候凝，造成多留水泥塞事故，特别是油层完井固井作业时一旦发生套管内多留水泥塞事故，将导致油井无法正常投产严重的后果。其处理办法只能是下入更小尺寸的钻具钻去多留的水泥塞，这样不但延误油气井的早日投产，还要花费数大量的钻水泥塞修井费用。而且如果发生浮箍失效、为防止水泥浆倒流必须进行蹩压侯凝，而蹩压侯凝会造成套管与水泥环之间的微环隙。这既影响声幅测井对固井质量的评价，也会为油气水串通留下通道隐患。

发明内容

本实用新型提供了一种弹柱式自锁胶塞和弹柱式自锁装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有自锁装置存在的易因自锁失效而蹩压候凝，造成多留水泥塞事故，可靠性差，影响后续操作的问题。

本实用新型的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种弹柱式自锁胶塞，包括固井胶塞本体和弹柱，固井胶塞本体的下部内侧设有凹腔，对应凹腔位置的固井胶塞本体的侧壁上沿圆周分布有至少一个与凹腔相通的安装孔，每个安装孔内均套装有能沿安装孔轴线内外伸缩的弹柱，弹柱的内端外侧设有能防止其从安装孔内脱落的限位块，凹腔内套装有塞块，对应每个弹柱位置的塞块外侧均设有能使限位块随弹柱内外伸缩的通道，在弹柱与通道之间设有弹簧，对应塞块下方位置的固井胶塞本体的下部固定安装有能限位塞块的自锁头。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述固井胶塞本体可包括胶塞体、上胶塞芯和下胶塞芯，上胶塞芯的外侧固定有胶塞体，上胶塞芯的下部与下胶塞芯的上部固定在一起；下胶塞芯的的下部内侧设有凹腔，对应凹腔位置的下胶塞芯的侧壁上沿圆周分布有至少一个与凹腔相通的安装孔，每个安装孔内均套装有能沿安装孔轴线内外伸缩的弹柱，弹柱的内端外侧设有能防止其从安装孔内脱落的限位块，凹腔内套装有塞块，对应每个弹柱位置的塞块外侧均设有能使限位块随弹柱内外伸缩的通道，在弹柱与通道之间设有弹簧，对应塞块下方位置的下胶塞芯的下部固定安装有能限位塞块的自锁头。

上述对应上胶塞芯下方与弹柱上方位置的下胶塞芯的外侧可由上至下分布有至少一圈密封环槽。

上述对应凹腔位置的下胶塞芯的侧壁上可沿圆周均布有四个与凹腔相通的安装孔，对应上胶塞芯下方与弹柱上方位置的下胶塞芯的外侧由上至下分布有两圈密封环槽。

上述胶塞体的顶部可呈开口向上的皮碗状，胶塞体的外侧由上至下间隔分布有呈环状的刮削翼；上胶塞芯的外侧由上至下间隔分布有增强环，胶塞体包覆在增强环外侧且与上胶塞芯通过注胶固定在一起，上胶塞芯的下部内侧设有内螺纹，下胶塞芯的顶端中部设有与内螺纹固定安装在一起的上螺柱。

上述安装孔可呈内大外小的台阶孔状，弹柱的内端外侧设有能抵在安装孔台阶面上的限位块，对应弹簧内端位置的塞块外侧设有限位孔，弹簧的内端套装在限位孔内。

本实用新型的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种使用上述弹柱式自锁胶塞的弹柱式自锁装置，包括弹柱式自锁胶塞和浮箍，浮箍的内侧中部设有内环台，内环台的顶面呈上口大下口小的倒锥台状；固井胶塞本体套装在浮箍内，弹柱在弹簧的作用下伸出于固井胶塞本体外侧，且弹柱的伸出部位于内环台的下方，对应内环台顶面位置的固井胶塞本体外侧呈能与内环台顶面匹配的倒锥台状，每个密封环槽内均安装有能与内环台内侧形成密封的密封圈。

本实用新型结构合理而紧凑，其通过机械结构实现自锁，操作简单，使用方便，可靠性高，不易失效，且通过自锁可提高弹柱式自锁胶塞与浮箍之间的密封作用，有效消除因密封失效而导致水泥浆倒流、形成套管内多留水泥塞的问题，可确保后续操作的顺利进行，还具有结构简单，便于生产，加工成本低，易于推广的特点。

附图说明

附图1为本实用新型实施例一的主视半剖视结构示意图。

附图2为本实用新型实施例二的主视半剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为弹柱，2为限位块，3为塞块，4为弹簧，5为自锁头，6为胶塞体，7为上胶塞芯，8为下胶塞芯，9为刮削翼，10为增强环，11为上螺柱，12为密封环槽，13为浮箍，14为内环台，15为密封圈。

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：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图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：

实施例一：如附图1、2所示，该弹柱式自锁胶塞包括固井胶塞本体和弹柱1，固井胶塞本体的下部内侧设有凹腔，对应凹腔位置的固井胶塞本体的侧壁上沿圆周分布有至少一个与凹腔相通的安装孔，每个安装孔内均套装有能沿安装孔轴线内外伸缩的弹柱1，弹柱1的内端外侧设有能防止其从安装孔内脱落的限位块2，凹腔内套装有塞块3，对应每个弹柱1位置的塞块3外侧均设有能使限位块2随弹柱1内外伸缩的通道，在弹柱1与通道之间设有弹簧4，对应塞块3下方位置的固井胶塞本体的下部固定安装有能限位塞块3的自锁头5。根据需求，本实施例可配合浮箍13实现自锁功能，所述浮箍13内孔中部应设有能限位向外伸出的弹柱1以防止本实施例上行的内环台14，内环台14的顶面应能对弹珠起导向作用，使弹柱1在固井胶塞本体下行过程中向内收缩，同时还能与固井胶塞本体的外侧相匹配，固井胶塞本体与浮箍13内孔直径形成密封或/和设有密封组件；另外，弹簧4的一端应抵在弹柱1的内侧，弹簧4的另一端应抵在通道的底部，且当弹柱1在伸出状态时，弹簧4可设有一定的预紧力，这样可使其具有良好的弹性作用，确保弹柱1能顺利弹出。在使用过程中，当需要憋压时可将本实施例投入带有上述浮箍13的管串中，然后本实施例将下行至浮箍13内，当弹柱1接触到内环台14的顶面后，弹柱1将随着固井胶塞本体的下行而向内收缩，直至弹柱1从内环台14中穿出，此时弹柱1将在弹簧4的作用力下向外伸出，同时固井胶塞本体的外侧将被内环台14限位，且固井胶塞本体与浮箍13之间形成密封作用，由此可完成憋压和自锁，当本实施例受到向上的作用力时，弹柱1的伸出部的顶面将抵在内环台14的下端面上，从而可通过内环台14限位，以防止本实施例上行；本实施例通过机械结构实现自锁，操作简单，使用方便，可靠性高，不易失效，且通过自锁可提高本实施例与浮箍13之间的密封作用，有效消除因密封失效而导致水泥浆倒流、形成套管内多留水泥塞的问题，可确保后续操作的顺利进行，且本实施例结构简单，便于生产，加工成本低，易于推广。

可根据实际需要，对上述弹柱式自锁胶塞作进一步优化或/和改进：

如附图1、2所示，固井胶塞本体包括胶塞体6、上胶塞芯7和下胶塞芯8，上胶塞芯7的外侧固定有胶塞体6，上胶塞芯7的下部与下胶塞芯8的上部固定在一起；下胶塞芯8的的下部内侧设有凹腔，对应凹腔位置的下胶塞芯8的侧壁上沿圆周分布有至少一个与凹腔相通的安装孔，每个安装孔内均套装有能沿安装孔轴线内外伸缩的弹柱1，弹柱1的内端外侧设有能防止其从安装孔内脱落的限位块2，凹腔内套装有塞块3，对应每个弹柱1位置的塞块3外侧均设有能使限位块2随弹柱1内外伸缩的通道，在弹柱1与通道之间设有弹簧4，对应塞块3下方位置的下胶塞芯8的下部固定安装有能限位塞块3的自锁头5。这样可便于固井胶塞本体的生产和安装，有利于降低生产成本，且安装方便省力。

如附图1、2所示，对应上胶塞芯7下方与弹柱1上方位置的下胶塞芯8的外侧由上至下分布有至少一圈密封环槽12。在使用时可在密封环槽12内装入密封圈15，待本实施例与浮箍13实现自锁时，密封圈15将位于浮箍13的内环台14中部内侧，由此可使本实施例与浮箍13之间形成密封。

如附图1、2所示，对应凹腔位置的下胶塞芯8的侧壁上沿圆周均布有四个与凹腔相通的安装孔，对应上胶塞芯7下方与弹柱1上方位置的下胶塞芯8的外侧由上至下分布有两圈密封环槽12。这样可在下胶塞芯8上安装四个弹柱1，使其具有良好的自锁能力，尤其是当其中有部分弹柱1失效未能及时弹出时，仍然有剩余弹出的弹柱1可确保其能自锁，从而增强其可靠性；两圈密封环槽12内可安装两个密封圈15，这样可进一步增强本实施例与浮箍13之间的密封性能。

如附图1、2所示，胶塞体6的顶部呈开口向上的皮碗状，胶塞体6的外侧由上至下间隔分布有呈环状的刮削翼9；上胶塞芯7的外侧由上至下间隔分布有增强环10，胶塞体6包覆在增强环10外侧且与上胶塞芯7通过注胶固定在一起，上胶塞芯7的下部内侧设有内螺纹，下胶塞芯8的顶端中部设有与内螺纹固定安装在一起的上螺柱11。根据需求，上胶塞芯7和下胶塞芯8也可一体成型或固定为一体，上螺柱11与下胶塞芯8可一体成型或固定为一体。通过增强环10可使胶塞体6与上胶塞芯7之间的连接更加稳固，确保其保持良好的强度，有助于延长其使用寿命。

如附图1、2所示，安装孔呈内大外小的台阶孔状，弹柱1的内端外侧设有能抵在安装孔台阶面上的限位块2，对应弹簧4内端位置的塞块3外侧设有限位孔，弹簧4的内端套装在限位孔内。这样可防止弹簧4错位，有助于使其保持良好的弹性作用力，从而增强本实施例的自锁性能。根据需求，限位块2可为块状或环状。

实施例二：如附图2所示，一种使用上述弹柱式自锁胶塞的弹柱式自锁装置，包括弹柱式自锁胶塞和浮箍13，浮箍13的内侧中部设有内环台14，内环台14的顶面呈上口大下口小的倒锥台状；固井胶塞本体套装在浮箍13内，弹柱1在弹簧4的作用下伸出于固井胶塞本体外侧，且弹柱1的伸出部位于内环台14的下方，对应内环台14顶面位置的固井胶塞本体外侧呈能与内环台14顶面匹配的倒锥台状，每个密封环槽12内均安装有能与内环台14内侧形成密封的密封圈15。在使用时，弹柱1式自锁胶塞需与浮箍13分离，然后将浮箍13连入管串内，并在需要憋压时将弹柱1式自锁胶塞投入管串中，弹柱1式自锁胶塞将下行并与浮箍13之间形成密封和自锁，其自锁采用机械结构，可靠性强，不易失效，有利于后续操作的顺利进行；且加工简单，使用方便。

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 (8)

1.一种弹柱式自锁胶塞，其特征在于包括固井胶塞本体和弹柱，固井胶塞本体的下部内侧设有凹腔，对应凹腔位置的固井胶塞本体的侧壁上沿圆周分布有至少一个与凹腔相通的安装孔，每个安装孔内均套装有能沿安装孔轴线内外伸缩的弹柱，弹柱的内端外侧设有能防止其从安装孔内脱落的限位块，凹腔内套装有塞块，对应每个弹柱位置的塞块外侧均设有能使限位块随弹柱内外伸缩的通道，在弹柱与通道之间设有弹簧，对应塞块下方位置的固井胶塞本体的下部固定安装有能限位塞块的自锁头。

2.根据权利要求1所述的弹柱式自锁胶塞，其特征在于固井胶塞本体包括胶塞体、上胶塞芯和下胶塞芯，上胶塞芯的外侧固定有胶塞体，上胶塞芯的下部与下胶塞芯的上部固定在一起；下胶塞芯的下部内侧设有凹腔，对应凹腔位置的下胶塞芯的侧壁上沿圆周分布有至少一个与凹腔相通的安装孔，每个安装孔内均套装有能沿安装孔轴线内外伸缩的弹柱，弹柱的内端外侧设有能防止其从安装孔内脱落的限位块，凹腔内套装有塞块，对应每个弹柱位置的塞块外侧均设有能使限位块随弹柱内外伸缩的通道，在弹柱与通道之间设有弹簧，对应塞块下方位置的下胶塞芯的下部固定安装有能限位塞块的自锁头。

3.根据权利要求2所述的弹柱式自锁胶塞，其特征在于对应上胶塞芯下方与弹柱上方位置的下胶塞芯的外侧由上至下分布有至少一圈密封环槽。

4.根据权利要求3所述的弹柱式自锁胶塞，其特征在于对应凹腔位置的下胶塞芯的侧壁上沿圆周均布有四个与凹腔相通的安装孔，对应上胶塞芯下方与弹柱上方位置的下胶塞芯的外侧由上至下分布有两圈密封环槽。

5.根据权利要求2或3或4所述的弹柱式自锁胶塞，其特征在于胶塞体的顶部呈开口向上的皮碗状，胶塞体的外侧由上至下间隔分布有呈环状的刮削翼；上胶塞芯的外侧由上至下间隔分布有增强环，胶塞体包覆在增强环外侧且与上胶塞芯通过注胶固定在一起，上胶塞芯的下部内侧设有内螺纹，下胶塞芯的顶端中部设有与内螺纹固定安装在一起的上螺柱。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的弹柱式自锁胶塞，其特征在于安装孔呈内大外小的台阶孔状，弹柱的内端外侧设有能抵在安装孔台阶面上的限位块，对应弹簧内端位置的塞块外侧设有限位孔，弹簧的内端套装在限位孔内。

7.根据权利要求5所述的弹柱式自锁胶塞，其特征在于安装孔呈内大外小的台阶孔状，弹柱的内端外侧设有能抵在安装孔台阶面上的限位块，对应弹簧内端位置的塞块外侧设有限位孔，弹簧的内端套装在限位孔内。

8.一种使用权利要求1至7中任一项所述的弹柱式自锁胶塞的弹柱式自锁装置，其特征在于包括弹柱式自锁胶塞和浮箍，浮箍的内侧中部设有内环台，内环台的顶面呈上口大下口小的倒锥台状；固井胶塞本体套装在浮箍内，弹柱在弹簧的作用下伸出于固井胶塞本体外侧，且弹柱的伸出部位于内环台的下方，对应内环台顶面位置的固井胶塞本体外侧呈能与内环台顶面匹配的倒锥台状，每个密封环槽内均安装有能与内环台内侧形成密封的密封圈。