CN209339904U - 一种自锁式双向密封碰压固井装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及石油开采、探测设备领域，尤其是一种自锁式双向密封碰压固井装置，它包括：固井塞，包括固井塞本体、N个涨起部、设置于所述涨起部上侧的抵接部；碰压座，与套管相连，包括一限位环，在沿所述固井塞轴线方向上，所述起涨部下端的轮廓投影落在所述限位环内孔的内侧、上端的轮廓投影在所述限位环内孔的外侧；在所述固井塞本体下端穿过所述限位环，所述抵接部上端与所述限位环下端抵接时，所述抵接部与所述限位环的内壁密封抵接，它结构巧妙，设计合理，不仅可以增加整个固井装置的分隔效果，还可防止固井塞与碰压座相背移动，提高固井塞与套管内壁之间密封抵接的稳定性。显然，本实用新型能够有效满足生产的需求。

Description

一种自锁式双向密封碰压固井装置

技术领域：

本实用新型涉及石油开采、探测设备领域，尤其是一种自锁式双向密封碰压固井装置。

背景技术：

我国石油资源主要埋藏在地下，在对地下石油资源进行开发时，常常会向地下钻孔，并在钻孔内放置套管，其中，为了加固井壁，封隔油、气、水层，，常常会进行固井作业，以在套管与钻孔壁之间填充水泥。目前，在固井作业时，多采用在套管内放置设有橡胶件的固井塞对水泥浆液和钻井液进行隔离，并通过固井塞移动至套管下端时，固井塞与套管下端的碰压座抵接，在套管内形成密封腔。其中，现有技术依靠固井塞外侧的橡胶件与套管内壁之间弹性抵接，实现水泥浆液和钻井浆液之间分隔，在高压作用下，弹性件极易失稳定，影响分隔效果，导致固井塞上下两侧的流体交混，影响固井效果；尤其是，固井塞在与碰压座抵接后，固井塞上下侧压力不稳定，极易使得固井塞向上移动，带动橡胶件反向移动，导致橡胶件向上移动时受到反向摩擦力，进一步的增加橡胶件失稳的几率。显然，现有的固井装置已经难以满足生产需求。

实用新型内容：

本实用新型提供了一种自锁式双向密封碰压固井装置，它结构巧妙，设计合理，不仅可以增加整个固井装置的分隔效果，还可防止固井塞与碰压座相背移动，提高固井塞与套管内壁之间密封抵接的稳定性。显然，本实用新型能够有效满足人们的需求。

本实用新型提出的技术方案：一种自锁式双向密封碰压固井装置，包括：固井塞，包括固井塞本体、N个环绕设置于所述固井塞本体下端部的涨起部、设置于所述涨起部上侧的抵接部，其中，所述涨起部的下端与所述固井塞本体相连、上端斜向外设置；碰压座，与套管相连，包括一限位环，在沿所述固井塞轴线方向上，所述涨起部下端的轮廓投影落在所述限位环内孔的内侧、上端的轮廓投影在所述限位环内孔的外侧；在所述固井塞本体下端穿过所述限位环，所述抵接部上端与所述限位环下端抵接时，所述抵接部与所述限位环的内壁密封抵接。

进一步的，所述涨起部下端均与一连接环相连，其中，所述连接环与所述固井塞本体之间具有相互分离的第一状态，和相互连接的第二状态。

进一步的，所述连接环与所述固井塞本体之间采用螺纹连接。

或者，所述涨起部与所述固井塞本体之间一体成型。

进一步的，在所述抵接部外侧设有第一密封条。

进一步的，所述第一密封条位置处的所述抵接部上设有安装槽。

进一步的，在所述固井塞本体和所述限位环之间设有限位结构，以使得所述抵接部与所述限位环之间抵接时，所述限位结构限制所述抵接部和所述限位环相对转动。

进一步的，所述限位结构包括：两个相对设置于抵接部上侧的固井塞本体上的插槽；两个相对设置于所述限位环顶部的插块。

进一步的，所述碰压座还包括：外壳，两端开放设置，且直接与套管相连，所述限位环设置于所述外壳内，且所述外壳与所述限位环之间螺纹连接。

进一步的，在所述限位环的外侧设有第二密封条，且所述限位与所述外壳螺纹连接时，所述第二密封条与所述外壳内壁密封抵接。

本实用新型的有益效果在于，它结构巧妙，设计合理，不仅可以增加整个固井装置的分隔效果，还可防止固井塞与碰压座相背移动，提高固井塞与套管内壁之间密封抵接的稳定性。显然，本实用新型能够有效满足人们的需求。

附图说明：

图1为本实用新型中固井塞的结构示意图；

图2为本实用新型中碰压座的结构示意图；

图3为本实用新型中插槽在固井塞本体上的排布的结构示意图；

图中，1、固井塞本体；2、涨起部；3、抵接部；4、限位环；5、连接环； 6、第一密封条；7、插槽；8、插块；9、外壳；10、第二密封条。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

本实用新型的实施方式如图1-3所示，一种自锁式双向密封碰压固井装置，包括：固井塞，包括固井塞本体1、N个环绕设置于所述固井塞本体1下端部的涨起部2、设置于所述涨起部2上侧的抵接部3，其中，所述涨起部2的下端与所述固井塞本体1相连、上端斜向外设置；碰压座，与套管相连，包括一限位环4，在沿所述固井塞轴线方向上，所述涨起部下端的轮廓投影落在所述限位环4内孔的内侧、上端的轮廓投影在所述限位环4内孔的外侧；在所述固井塞本体1下端穿过所述限位环4，所述抵接部3上端与所述限位环4下端抵接时，所述抵接部3与所述限位环4的内壁密封抵接。

本实用新型的固井装置在使用时，将碰压座接入到套管串的设计位置，在井口处放入固井塞本体1，固井塞本体1在套管内移动至碰压座位置处时，固井塞本体1下端位置处的涨起部2首先探入限位环4内，在固井塞本体1逐步向下移动时，涨起部2逐步穿过限位环4，在涨起部2的上段穿过限位环4时向内收缩以通过限位环4，在通过后，各涨起部2的上端向外移动，与限位环 4的下端部抵接，由此实现固井塞本体1的锁止，使得整个固井塞本体1不能向上移动，可防止固井塞回退，从而保持抵接部3与限位环4之间的密封抵接，使得整个装置具有良好的密闭性。

本实用新型中，不仅可以通过固井塞本体1与套管内壁之间抵接，实现固井塞本体1上下两侧的密封隔断，还可通过抵接部3与限位环4内壁之间抵接，进一步的实现整个固井装置上下两侧的密封隔断，从而防止固井装置上下两侧的浆液交混，从而可以保证水泥浆液的纯度，保证固井质量；

并且，通过设置涨起部，防止固井塞回退，可以有效防止固井塞本体1反向移动，进而可以防止固井塞本体1在反向移动时失去稳定性。

其中，在本实施方式中，固井塞本体1包括固井塞芯、套设在固井塞芯外侧的橡胶碗，其中固井塞芯为金属材质的固井塞芯，橡胶碗与固井塞芯之间采用高温高压粘结连接，并且，涨起部2、抵接部3均设置在固井塞芯上。

在本实施方式中，限位环4的下端向下延伸形成延伸环，且延伸环的内孔孔径大于限位环4的内孔孔径，由此使得涨起部2在于限位环4下端抵接时，位于延伸环内。

进一步的优化之处在于，所述涨起部2下端均与一连接环5相连，其中，所述连接环5与所述固井塞本体1之间具有相互分离的第一状态，和相互连接的第二状态。

由此可以通过连接环5实现各涨起部与固井塞本体之间的分离加工、配合使用，从而可以降低固井塞本体1的加工难度，还可根据需求，将固井塞本体1 和抵接部3采用不同的材质和/或不同的加工工艺，进行差异化加工，以获得不同的性能。

进一步具体的说，在本实施方式中，所述连接环5与所述固井塞本体1之间采用螺纹连接。

或者，在一些可替换的实施例中，也可将连接环5与固井塞本体1之间设置为其他的连接方式，例如，采用焊接、螺栓连接，再或者，也可采用横向插销，插销依次插过连接环5、固井塞本体1，实现连接环5与固井塞本体1之间的连接。

或者，在一些实施例中，也可如此设置，所述涨起部与所述固井塞本体1 之间一体成型。即直接将涨起部与固井塞本体1之间一体设置，具体的，将涨起部与固井塞芯一体设置。

对于上述实施例的进一步优化之处在于，在所述抵接部3外侧设有第一密封条6。由此可以增加抵接部3与限位环4之间抵接的密封性。

值得一提的是，在本实施方式中，为了防止第一密封条6随意滑动，所述第一密封条6位置处的所述抵接部3上设有安装槽。

所述密封条位置处的所述抵接部3上设有安装槽。

或者，也可直接将第一密封条6熔接或粘结在固井塞本体1外侧。

对于上述实施例的进一步优化之处在于，在所述固井塞本体1和所述限位环4之间设有限位结构，以使得所述抵接部3与所述限位环4之间抵接时，所述限位结构限制所述抵接部3和所述限位环4相对转动。

由此可以在固井塞下端穿过碰压座抵接部3与限位环4之间抵接时，通过限位结构，防止抵接部3和限位环4相对转动，进而可以在后续钻井作业，钻除固井塞时，防止“因固井塞随着钻头转动，所导致固井塞难以钻除”这一问题。

进一步的具体的说，所述限位结构包括：两个相对设置于抵接部3上侧的固井塞本体1上的插槽7；两个相对设置于所述限位环4顶部的插块8。由此在固井塞移动至碰压座位置处，在钻头钻动固井塞时，通过插块8插入至插槽7 内，防止其相对转动，在一些工况中，在钻头未钻动固井塞时，插块8未插入插槽7中，在钻头带动固井塞转动时，可使得插块8插入插槽7内，进而对固井塞进一步的转动。

当然，限位结构还有其他的实施方式，例如，在限位环4上设置插槽7，在固井塞本体1上设置插块8。

并且，插块8和插槽7的数目也可设置成其他数目，例如，仅设置一个插块8，一个插槽7。

进一步的，为了便于限位环4与套管之间连接，所述碰压座还包括：外壳9，两端开放设置，且直接与套管相连，所述限位环4设置于所述外壳9内，且所述外壳9与所述限位环4之间螺纹连接。

具体的说，外壳9直接与套管的下端部连接，由此可以在单独的外壳9内设置限位环4，再将外壳9与套管相连，便于对套管分开加工。

具体的说，在本实施方式中，外壳9与套管的端部采用螺纹连接。或者，也可焊接。

进一步的优化之处在于，在所述限位环4的外侧设有第二密封条10，且所述限位与所述外壳9螺纹连接时，所述第二密封条10与所述外壳9内壁密封抵接。

由此可以增加限位环4与外壳9之间的密闭连接，其中，在本实施方式中，限位环4的下端向下延伸，第二密封条10设置于限位环4的延伸环外侧，在第二密封条10位置处的壳体内壁光面设置，未设有螺纹，由此使得第二密封条10 与外壳9内壁紧密抵接。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种自锁式双向密封碰压固井装置，其特征在于，包括：

固井塞，包括固井塞本体、N个环绕设置于所述固井塞本体下端部的涨起部、设置于所述涨起部上侧的抵接部，其中，所述涨起部的下端与所述固井塞本体相连、上端斜向外设置；

碰压座，与套管相连，包括一限位环，在沿所述固井塞轴线方向上，所述涨起部下端的轮廓投影落在所述限位环内孔的内侧、上端的轮廓投影在所述限位环内孔的外侧；

在所述固井塞本体下端穿过所述限位环，所述抵接部上端与所述限位环下端抵接时，所述抵接部与所述限位环的内壁密封抵接。

2.根据权利要求1所述的一种自锁式双向密封碰压固井装置，其特征在于：所述涨起部下端均与一连接环相连，其中，所述连接环与所述固井塞本体之间具有相互分离的第一状态，和相互连接的第二状态。

3.根据权利要求2所述的一种自锁式双向密封碰压固井装置，其特征在于：所述连接环与所述固井塞本体之间采用螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的一种自锁式双向密封碰压固井装置，其特征在于：所述涨起部与所述固井塞本体之间一体成型。

5.根据权利要求1所述的一种自锁式双向密封碰压固井装置，其特征在于：在所述抵接部外侧设有第一密封条。

6.根据权利要求5所述的一种自锁式双向密封碰压固井装置，其特征在于：所述第一密封条位置处的所述抵接部上设有安装槽。

7.根据权利要求1所述的一种自锁式双向密封碰压固井装置，其特征在于：在所述固井塞本体和所述限位环之间设有限位结构，以使得所述抵接部与所述限位环之间抵接时，所述限位结构限制所述抵接部和所述限位环相对转动。

8.根据权利要求7所述的一种自锁式双向密封碰压固井装置，其特征在于：所述限位结构包括：

两个相对设置于抵接部上侧的固井塞本体上的插槽；

两个相对设置于所述限位环顶部的插块。

9.根据权利要求1所述的一种自锁式双向密封碰压固井装置，其特征在于：所述碰压座还包括：

外壳，两端开放设置，且直接与套管相连，所述限位环设置于所述外壳内，且所述外壳与所述限位环之间螺纹连接。

10.根据权利要求9所述的一种自锁式双向密封碰压固井装置，其特征在于：在所述限位环的外侧设有第二密封条，且所述限位与所述外壳螺纹连接时，所述第二密封条与所述外壳内壁密封抵接。