CN206458405U - 一种试压球座工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种试压球座工具，属于管柱试压领域。该工具包括上、下端分别与油管连接的工作筒、通过剪切销钉设置在工作筒内的球座、用于密封工作筒和球座之间缝隙的密封圈、用于座放到球座上的钢球，设置在工作筒内且位于剪切销钉下方的环形卡座，环形卡座的内径、工作筒的内径、油管内径相等且均大于钢球内径；球座为弹性钢球座，侧壁上设置有一条纵向割缝。当球座通过剪切销钉设置在工作筒内时，纵向割缝闭合，用于座放钢球；当剪切销钉被剪断时，球座落入落套腔的环形卡座上，纵向割缝打开，并且球座内径等于环形卡座的内径，用于通过钢球。该球座工具利于球座的回收，且能形成上下全通径的管柱进行其他施工。

Description

一种试压球座工具

技术领域

本实用新型涉及管柱试压领域，特别涉及一种试压球座工具。

背景技术

在油气田钻井、井下作业、地层测试等油田作业过程中，经常遇到井下管柱试压或封隔器座封等情况。为了顺利完成该试压或座封作业，需要在管柱中设置试压球座工具，在试压作业时使其密封管柱下方通道，然后对管柱采用清水打压，即可实现管柱试压作业。而且，对管柱采用清水打压，还能使管柱内部和油套环形空间形成压差，进而实现封隔器的座封。可见，提供一种试压球座工具是十分必要的。

现有技术(CN205370506U)提供了这样一种试压球座工具，其包括上、下端分别与油管连接的工作筒，工作筒内设有一个钢球和一个用于座放钢球的球座，球座与工作筒之间安装有胶套密封圈，工作筒上安装有剪切销钉，剪切销钉的另一端位于钢球球座内。该试压球座一方面通过将试压球座设计为钢球密封和密封圈密封两种双密封结合，实现油管内部的密封试压；另一方面，该球座试压完毕后继续打压，剪切销钉被剪断后，球座后滑落至管柱底部，不妨碍油流通道。

设计人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术提供的试压球座工具，待试压作业完成后，球座滑落至管柱底部，很难被再次应用。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种可使重复利用球座的试压球座工具。具体技术方案如下：

一种试压球座工具，包括上、下端分别与油管连接的工作筒、通过剪切销钉设置在所述工作筒内的球座、用于密封所述工作筒和所述球座之间缝隙的密封圈、用于座放到所述球座上的钢球，进一步地，所述试压球座工具还包括：设置在所述工作筒内且位于所述剪切销钉下方的环形卡座；

所述环形卡座的内径、所述工作筒的内径、所述油管内径相等，并且均大于所述钢球的内径；

所述球座为弹性钢球座，侧壁上设置有一条纵向割缝；

当所述球座通过所述剪切销钉设置在所述工作筒内时，所述纵向割缝闭合，用于座放所述钢球；

当剪切销钉被剪断时，所述球座落入所述环形卡座上，所述纵向割缝打开，并且所述纵向割缝打开后的所述球座的内径等于所述环形卡座的内径，用于通过所述钢球。

具体地，作为优选，所述工作筒的内壁上设置一圈预定长度的内凹嵌槽；

所述环形卡座的外侧壁嵌入并固定在所述内凹嵌槽的底部。

具体地，作为优选，所述内凹嵌槽的上端设置有倒角。

具体地，作为优选，所述工作筒的内腔与所述内凹嵌槽配合形成落套腔；

当所述球座通过所述剪切销钉设置在所述工作筒内时，所述球座的下端位于所述落套腔内部。

具体地，作为优选，所述球座的上端内壁上设置有倒角。

具体地，作为优选，所述工作筒的上端内壁上设置有内螺纹，以与所述油管外壁螺纹连接；

所述工作筒的下端外壁上设置有外螺纹，以与所述油管内壁螺纹连接。

具体地，作为优选，所述工作筒的中部侧壁上设置有多个径向通孔；

所述球座的外侧壁上设置有多个与所述径向通孔相对的径向盲槽；

所述剪切销钉依次穿过所述径向通孔和所述径向盲槽，以将所述球座设置在所述工作筒内。

具体地，作为优选，多个所述径向通孔绕所述工作筒的侧壁均匀排布成一圆周。

具体地，作为优选，所述工作筒的内壁上设置有一圈凹槽；

用于密封所述工作筒和所述球座之间缝隙的所述密封圈嵌入所述凹槽内。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型实施例提供的试压球座工具，通过将球座设置成具有纵向割缝的弹性钢球座以及落套腔，在保证其能进行正常清水打压的前提下，还能保证打压作业完成后将球座回收到落套腔内，同时使钢球落入管柱底部。这样不仅利于球座的回收利用，并且还能形成上下全通径的管柱，以便于利用该管柱进行其他施工作业。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的试压球座工具的剖面图。

附图标记分别表示：

1 工作筒，

2 剪切销钉，

3 球座，

4 密封圈，

5 钢球，

6 环形卡座，

7 落套腔。

具体实施方式

除非另有定义，本实用新型实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型实施例提供了一种试压球座工具，如附图1所述，该工具包括上、下端分别与油管连接的工作筒1、通过剪切销钉2设置在工作筒1内的球座3、用于密封工作筒1和球座3之间缝隙的密封圈4、用于座放到球座3上的钢球5。进一步地，该试压球座工具还包括：设置在工作筒1内且位于剪切销钉2下方的环形卡座6，该环形卡座6的内径、工作筒1的内径、油管内径相等，并且均大于钢球5的内径。球座3为弹性钢球座，侧壁上设置有一条纵向割缝。当球座3通过剪切销钉2设置在工作筒1内时，纵向割缝闭合，用于座放钢球5；当剪切销钉2被剪断时，球座3落入环形卡座6上，纵向割缝打开，并且纵向割缝打开后的球座3的内径等于环形卡座6的内径，用于通过钢球5。

以下就该试压球座工具的工作原理给予概述：

将工作筒1的上下两端分别与油管连接，然后下入套管内进行试压作业或封隔器的座封。由于球座3为弹性刚材质的球座，其具有一定强度的同时还具有一定的弹性。此时，球座3通过剪切销钉2设置在工作筒1内，并且其上的纵向割缝为闭合状态(即球座3处于弹性收缩状态，形成一闭合的环形体)。当需要清水打压时，将通过油管将钢球5投入工作筒1内，由于此时球座3处于收缩状态，其内径较小，能够使钢球5座放到其上，从而密封工作筒1的下部通道。然后管柱试压要求或者封隔器座封压力要求进行打压作业，进而完成管柱试压或者封隔器座封。

随后，继续升高压力直至剪断剪切销钉2，没有了剪切销钉2的固定作用，球座3将下落，在下落过程中，球座3将由收缩状态回弹至舒张状态直至其上的纵向裂缝打开，最后落入环形卡座6上。由于纵向裂缝打开后，球座3的内径等于环形卡座6的内径，与此同时，钢球5将穿过球座3扩大的内腔中落入管柱底部。

当球座3落入环形卡座6上后，其利于后续回收再利用。并且，球座3落入环形卡座6上后，其舒张状态下的内径等于环形卡座6的内径，而环形卡座6的内径等于工作筒1的内径，工作筒1的内径等于油管内径，此时，将形成上下全通径的管柱，便于使该管柱进行其他施工作业。这就有效解决了现有技术球座3内径小于工作筒1内径，而对管柱进行其他作业造成干扰的问题。

由上述可知，本实用新型实施例提供的试压球座工具，通过将球座3设置成具有纵向割缝的弹性钢球座以及环形卡座6，在保证其能进行正常清水打压的前提下，还能保证打压作业完成后将球座3回收到环形卡座6上，同时使钢球5落入管柱底部。这样不仅利于球座3的回收利用，并且还能形成上下全通径的管柱，以便于利用该管柱进行其他施工作业。

为了保证环形卡座6稳定且容易地放置在工作筒1内，同时确保球座3落在环形卡座6之前能够完全回弹，本实用新型实施例在工作筒1的内壁上设置一圈预定长度的内凹嵌槽，环形卡座6的外侧壁嵌入并固定在内凹嵌槽内。可以理解的是，工作筒1的与该内凹嵌槽对应的内腔与该内凹嵌槽配合形成落套腔7，该落套腔7用于为球座3的回弹提供空间和时间。该内凹嵌槽的预定深度至少要大于球座3的厚度，并且优选使球座3在下落至环形卡座6上之前，球座3上的纵向割缝能够完全打开。并且，该内凹嵌槽的结构与环形卡座6的外侧壁轮廓相适配，以使环形卡座6的外侧壁与内凹嵌槽之间无缝隙。在此基础上，该内凹嵌槽底部的径向宽度优选等于环形卡座6的径向宽度，以确保其稳定放置。为了实现环形卡座6的稳定安装，可以使用紧固螺丝将环形卡座6固定在内凹嵌槽的底部。优选使用硬质弹性材质的环形卡座6，这样更便于其安装到工作筒1内部，同时还不影响其回收球座3的功能。

由于剪切销钉2被剪断后，球座3将自由下落至落套腔7内，为了保证其顺利自上而下地落入落套腔7底部的环形卡座6上，在内凹嵌槽的上端设置有倒角，并且由于工作筒1的内腔与内凹嵌槽配合形成落套腔7，当球座3通过剪切销钉2设置在工作筒1内时，使球座3的下端位于落套腔7内部。为了便于钢球5在球座3上的顺利座放，球座3的上端内壁上设置有倒角。

由于工作筒1的上下两端均与油管连接，以形成试压管柱，为了便于该工作筒1的更换或维修等，使工作筒1的上端内壁上设置有内螺纹，以与油管外壁螺纹连接；工作筒1的下端外壁上设置有外螺纹，以与油管内壁螺纹连接。可以理解的是，工作筒1上端和下端设置的内螺纹和外螺纹要与待连接的油管上的外螺纹和内螺纹相适配。并且，当在工作筒1上端设置内螺纹时，其上端的内径要稍微扩大，以便于容纳油管。而本实用新型实施例所述的工作筒1的内径指的是其本体直径，并不包含其上端内径稍大的情况。

为了便于剪切销钉2的安装，本实用新型实施例在工作筒1的中部侧壁上设置有多个径向通孔；在球座3(收缩状态下的球座3)的外侧壁上设置有多个与径向通孔相对的径向盲槽；剪切销钉2依次穿过径向通孔和径向盲槽，以将球座3设置在工作筒1内。可以理解的是，上述剪切销钉2又称剪钉，其为本领域所常见的，该剪切销钉2的剪断压力应当小于试压压力或者封隔器座封压力。根据实际所需的剪切销钉2的剪断压力值来选择剪切销钉2的数目，举例来说，可以选择2个、3个、4个或者更多个。

当选用多个剪切销钉2时，使多个径向通孔绕工作筒1的侧壁均匀排布成一圆周，即使多个剪切销钉2均匀分布，以保证在同一剪断压力下使它们同时剪断。

本实用新型实施例使用密封圈4来密封工作筒1和球座3之间缝隙，为了实现该密封功能，同时使球座3下落至落套腔7内时，密封圈4不会随之下落，在工作筒1的内壁上设置有一圈凹槽，该用于密封工作筒1和球座3之间缝隙的密封圈4嵌入凹槽内。具体是密封圈4的外侧壁嵌入并固定在该凹槽内，其内侧壁与球座3相抵接触。

在本实用新型实施例中，可以根据实际作业井的套管直径和油管直径来确定工作筒1的直径，举例来说，当作业井的油层套管为D139.7mm套管，完井油管为外径为73.02mm、内径为62mm的外加厚油管，本实用新型实施例提供的工作筒1的上端与油管连接位置处的外径为D73.02mm，工作筒1的本体的内径与油管内径一致，均为62mm。当球座3下落至环形卡座6上之后，其内径增大至62mm。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种试压球座工具，包括上、下端分别与油管连接的工作筒(1)、通过剪切销钉(2)设置在所述工作筒(1)内的球座(3)、用于密封所述工作筒(1)和所述球座(3)之间缝隙的密封圈(4)、用于座放到所述球座(3)上的钢球(5)，其特征在于，所述试压球座工具还包括：设置在所述工作筒(1)内且位于所述剪切销钉(2)下方的环形卡座(6)；

所述环形卡座(6)的内径、所述工作筒(1)的内径、所述油管内径相等，并且均大于所述钢球(5)的内径；

所述球座(3)为弹性钢球座，侧壁上设置有一条纵向割缝；

当所述球座(3)通过所述剪切销钉(2)设置在所述工作筒(1)内时，所述纵向割缝闭合，用于座放所述钢球(5)；

当剪切销钉(2)被剪断时，所述球座(3)落入所述环形卡座(6)上，所述纵向割缝打开，并且所述纵向割缝打开后的所述球座(3)的内径等于所述环形卡座(6)的内径，用于通过所述钢球(5)。

2.根据权利要求1所述的试压球座工具，其特征在于，所述工作筒(1)的内壁上设置一圈预定长度的内凹嵌槽；

所述环形卡座(6)的外侧壁嵌入并固定在所述内凹嵌槽的底部。

3.根据权利要求2所述的试压球座工具，其特征在于，所述内凹嵌槽的上端设置有倒角。

4.根据权利要求2所述的试压球座工具，其特征在于，所述工作筒(1)的内腔与所述内凹嵌槽配合形成落套腔(7)；

当所述球座(3)通过所述剪切销钉(2)设置在所述工作筒(1)内时，所述球座(3)的下端位于所述落套腔(7)内部。

5.根据权利要求1所述的试压球座工具，其特征在于，所述球座(3)的上端内壁上设置有倒角。

6.根据权利要求1所述的试压球座工具，其特征在于，所述工作筒(1)的上端内壁上设置有内螺纹，以与所述油管外壁螺纹连接；

所述工作筒(1)的下端外壁上设置有外螺纹，以与所述油管内壁螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的试压球座工具，其特征在于，所述工作筒(1)的中部侧壁上设置有多个径向通孔；

所述球座(3)的外侧壁上设置有多个与所述径向通孔相对的径向盲槽；

所述剪切销钉(2)依次穿过所述径向通孔和所述径向盲槽，以将所述球座(3)设置在所述工作筒(1)内。

8.根据权利要求7所述的试压球座工具，其特征在于，多个所述径向通孔绕所述工作筒(1)的侧壁均匀排布成一圆周。

9.根据权利要求1所述的试压球座工具，其特征在于，所述工作筒(1)的内壁上设置有一圈凹槽；

用于密封所述工作筒(1)和所述球座(3)之间缝隙的所述密封圈(4)嵌入所述凹槽内。