一种用于井下管柱的分离式承压堵塞器
技术领域
本实用新型涉及油气开采技术领域,更具体地说,涉及一种用于井下管柱的分离式承压堵塞器。
背景技术
油气钻采专用设备,在开采设备出现的故障问题中,主要存在着损害类及老化松脱类故障与失调类和堵塞渗漏造成的性能失效四种故障,其表现分别为零件方面的裂蚀问题及拉伤变形与龟裂和压痕等问题,而老化类问题主要体现在材料方面的变质老化与磨损剥落等现象,其次为松脱方面的故障,则主要体现在零部件方面的脱落松动等。
在油气进行钻采前的钻探过程中,一般采用定向钻进技术,实现“一基多孔、一孔多支、一孔多用”,减少机台数量与搬迁。利用定向钻进技术,可以在一个基台进行多个钻孔或在一个孔内进行多个分支孔的钻进,从而减少基台的数量、道路修建和物资搬迁工作,是中深孔钻进中实现绿色勘查的有效技术手段。研制成功的机械连续造斜器等多项成果在行业中得到应用。在近两年实施“高原生态环境脆弱区综合钻探技术应用示范”项目中,采用有缆随钻/螺杆马达定向技术,在1个钻孔中分别完成2个分支孔的钻进和跨越勘探线的三维定向,钻探效果显著。
目前很多油田在完井作业过程中通常采用投球到堵塞器中,从而通过液压坐封封隔器,这样可以保障封隔器有较高的坐封成功率。但是现有的工艺存在一些不足之处,如向堵塞器中投入的球不能承受地层流体施加的反向压力,尤其是在高压油气井中,这样会对上部作业(例如打开滑套、替换环空保护液等)进行操作时存在安全隐患,中国实用新型公开号为CN106988704A公开了《一种井下管柱承压堵塞器》,包括:本体,具有第一端部、第二端部以及形成在所述第一端部和第二端部之间的流体通道;芯轴,设置在所述流体通道内;密封阀,与所述芯轴串联设置在所述流体通道内,能够封隔所述流体通道。根据本实用新型的井下管柱承压堵塞器,其包括与油管相连接的本体、设置在本体内的芯轴以及具有密封功能的密封阀。在将连接有本实用新型实施例的井下管柱承压堵塞器下放到井内并投球后,堵塞器不仅能够完成封隔器坐封工作而且由于具有能够封隔流体通道的密封阀,从而也具有反向承压的作用,避免地层流体进入堵塞器,保证施工过程的安全性,提高施工效率,降低施工成本。
上述技术方案不仅能够完成封隔器坐封工作而且由于具有能够封隔流体通道的密封阀,从而也具有反向承压的作用,避免地层流体进入堵塞器,保证施工过程的安全性,但由于在起到封隔作用的主要靠密封阀内部的阀芯,阀芯在内部传输物质的推动下发生移动,在自堵塞器下端向靠近芯轴一端移动时,阀芯与芯轴下端易发生碰撞,随着使用时间的增长,阀芯上边缘与芯轴相接处易在压力和碰撞下发生形变,从而使阀芯上端无法对芯轴进行完全封隔,进而造成堵塞器的封隔作用失效,同时由于阀芯的头部为半球形,在对芯轴进行封隔时,部分颗粒物阻隔于阀芯与芯轴相接处时,阀芯与芯轴完全分离,同样易造成堵塞器功能的失效,无法阻隔地层流体进入堵塞器内部。
实用新型内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题,本实用新型的目的在于提供一种用于井下管柱的分离式承压堵塞器,它可以实现对承压堵塞器内部进行改进,使阀芯滤片与支点固定片可在地层流体冲击下进行分离,实现坐封作用的同时,反向阻隔地层流体进入堵塞器,减轻地层流体在流体通道内部流动过程中,对堵塞器的阀芯滤片的损伤,提升堵塞器的使用寿命,同时通过地层流体反向流动时对阀芯滤片的压力,减少颗粒物阻隔于阀芯与芯轴之间,从而使堵塞器持续保持封隔作用。
2.技术方案
为解决上述问题,本实用新型采用如下的技术方案。
一种用于井下管柱的分离式承压堵塞器,包括井下管柱本体,所述井下管柱本体内部设有承压堵塞器,所述承压堵塞器上侧设有顶上柱塞块,所述承压堵塞器上端开凿有承压接口槽,所述承压堵塞器通过承压接口槽与顶上柱塞块下端相匹配,所述承压堵塞器下端固定连接有外边缘封隔卡环,所述外边缘封隔卡环外端与井下管柱本体内壁紧密贴合,所述外边缘封隔卡环内部设有内承压封隔卡环,所述内承压封隔卡环上下两端分别与外边缘封隔卡环内段贴合固定连接,所述内承压封隔卡环内侧设有流体导管,所述流体导管上端固定连接有从动移位柱塞环,所述从动移位柱塞环上端卡接有移位封隔塞,所述承压堵塞器中间开凿有流体通道,所述移位封隔塞上端与承压堵塞器内的流体通道相匹配,可以实现对承压堵塞器内部进行改进,使阀芯滤片与支点固定片可在地层流体冲击下进行分离,实现坐封作用的同时,反向阻隔地层流体进入堵塞器,减轻地层流体在流体通道内部流动过程中,对堵塞器的阀芯滤片的损伤,提升堵塞器的使用寿命,同时通过地层流体反向流动时对阀芯滤片的压力,减少颗粒物阻隔于阀芯与芯轴之间,从而使堵塞器持续保持封隔作用。
进一步的,所述移位封隔塞上端固定连接有上卡接凸起,所述上卡接凸起上套接有单叶分转封隔环,所述单叶分转封隔环上端与承压堵塞器靠近移位封隔塞一端贴合,且单叶分转封隔环下端与移位封隔塞上端滑动连接,通过在移位封隔塞上增设的上卡接凸起和单叶分转封隔环,便于增强移位封隔塞对承压堵塞器流体通道的阻隔效果。
进一步的,所述内承压封隔卡环和外边缘封隔卡环之间设有承压形变环,所述承压形变环上端与内承压封隔卡环内壁贴合,所述外边缘封隔卡环上端与承压形变环内端固定连接,所述承压形变环下端与外边缘封隔卡环下端固定连接,通过在内承压封隔卡环和外边缘封隔卡环之间增设的承压形变环,便于在外边缘封隔卡环和内承压封隔卡环之间形成间隙,减小外边缘封隔卡环和内承压封隔卡环在外部压力下细微变形后的碰撞磨损。
进一步的,所述内承压封隔卡环下端固定连接有圆形承接板,所述圆形承接板下端与承压形变环内壁过盈配合,通过在内承压封隔卡环下端增设的圆形承接板,便于使内承压封隔卡环与承压形变环内壁紧密贴合。
进一步的,所述顶上柱塞块下端开凿有接合环形槽,所述接合环形槽内设有密封贴边胶圈,所述密封贴边胶圈外端与承压堵塞器上端过盈配合,所述密封贴边胶圈内端与顶上柱塞块外壁之间涂有凝胶层,所述密封贴边胶圈与顶上柱塞块通过凝胶层固定连接,通过在顶上柱塞块内增设的密封贴边胶圈,便于使顶上柱塞块和承压堵塞器上端接合,减小顶上柱塞块卡接在承压堵塞器上端后侧边的滑动。
进一步的,所述移位封隔塞上侧设有承接内凸环,所述承接内凸环上端与流体通道下端壁固定连接,所述单叶分转封隔环上端开凿有卡和环槽,所述承接内凸环通过卡和环槽与单叶分转封隔环相匹配,通过在移位封隔塞上增设的承接内凸环,便于增强承压堵塞器下端壁对移位封隔塞的扣合效果,减小地层流体通过流体通道时的泄漏。
进一步的,所述流体导管远离移位封隔塞一端套接有内压防护套管,所述内压防护套管和从动移位柱塞环之间设有稳固侧支环,所述稳固侧支环与流体导管固定连接,所述内压防护套管外端与内承压封隔卡环内壁紧密贴合,通过在流体导管上套接的稳固侧支环和内压防护套管,便于增强流体导管在内承压封隔卡环内的稳定性,减少地层流体在井下管柱本体内流动时对流体导管的冲击。
进一步的,所述移位封隔塞下端固定连接有两个边压定位固块,两个所述边压定位固块下端与从动移位柱塞环过盈配合,所述边压定位固块为内部填充有多个形变合金条,通过在移位封隔塞下端增设的两个边压定位固块,便于增强移位封隔塞与从动移位柱塞环接合,同时减少移位封隔塞的的移动带动边压定位固块的移动进而造成的边压定位固块形变。
进一步的,所述形变合金条材质为双程记忆合金,多个所述双程记忆合金在边压定位固块内纵向排列,通过选用双程记忆合金填充于边压定位固块内部,便于使边压定位固块在压力变形后回复原状。
进一步的,所述圆形承接板下侧设有过盈充位胶环,所述外边缘封隔卡环下端开凿有环形容片槽,所述过盈充位胶环在环形容片槽内水平设置,所述环形容片槽内壁与过盈充位胶环卡接,通过在圆形承接板下侧增设的过盈充位胶环,便于减轻承压堵塞器与井下管柱本体内其他部件安装时的碰撞,延长承压堵塞器的使用寿命。
3.有益效果
相比于现有技术,本实用新型的优点在于:
(1)本方案可以实现对承压堵塞器内部进行改进,使阀芯滤片与支点固定片可在地层流体冲击下进行分离,实现坐封作用的同时,反向阻隔地层流体进入堵塞器,减轻地层流体在流体通道内部流动过程中,对堵塞器的阀芯滤片的损伤,提升堵塞器的使用寿命,同时通过地层流体反向流动时对阀芯滤片的压力,减少颗粒物阻隔于阀芯与芯轴之间,从而使堵塞器持续保持封隔作用。
(2)移位封隔塞上端固定连接有上卡接凸起,上卡接凸起上套接有单叶分转封隔环,单叶分转封隔环上端与承压堵塞器靠近移位封隔塞一端贴合,且单叶分转封隔环下端与移位封隔塞上端滑动连接,通过在移位封隔塞上增设的上卡接凸起和单叶分转封隔环,便于增强移位封隔塞对承压堵塞器流体通道的阻隔效果。
(3)内承压封隔卡环和外边缘封隔卡环之间设有承压形变环,承压形变环上端与内承压封隔卡环内壁贴合,外边缘封隔卡环上端与承压形变环内端固定连接,承压形变环下端与外边缘封隔卡环下端固定连接,通过在内承压封隔卡环和外边缘封隔卡环之间增设的承压形变环,便于在外边缘封隔卡环和内承压封隔卡环之间形成间隙,减小外边缘封隔卡环和内承压封隔卡环在外部压力下细微变形后的碰撞磨损。
(4)内承压封隔卡环下端固定连接有圆形承接板,圆形承接板下端与承压形变环内壁过盈配合,通过在内承压封隔卡环下端增设的圆形承接板,便于使内承压封隔卡环与承压形变环内壁紧密贴合。
(5)顶上柱塞块下端开凿有接合环形槽,接合环形槽内设有密封贴边胶圈,密封贴边胶圈外端与承压堵塞器上端过盈配合,密封贴边胶圈内端与顶上柱塞块外壁之间涂有凝胶层,密封贴边胶圈与顶上柱塞块通过凝胶层固定连接,通过在顶上柱塞块内增设的密封贴边胶圈,便于使顶上柱塞块和承压堵塞器上端接合,减小顶上柱塞块卡接在承压堵塞器上端后侧边的滑动。
(6)移位封隔塞上侧设有承接内凸环,承接内凸环上端与流体通道下端壁固定连接,单叶分转封隔环上端开凿有卡和环槽,承接内凸环通过卡和环槽与单叶分转封隔环相匹配,通过在移位封隔塞上增设的承接内凸环,便于增强承压堵塞器下端壁对移位封隔塞的扣合效果,减小地层流体通过流体通道时的泄漏。
(7)流体导管远离移位封隔塞一端套接有内压防护套管,内压防护套管和从动移位柱塞环之间设有稳固侧支环,稳固侧支环与流体导管固定连接,内压防护套管外端与内承压封隔卡环内壁紧密贴合,通过在流体导管上套接的稳固侧支环和内压防护套管,便于增强流体导管在内承压封隔卡环内的稳定性,减少地层流体在井下管柱本体内流动时对流体导管的冲击。
(8)移位封隔塞下端固定连接有两个边压定位固块,两个边压定位固块下端与从动移位柱塞环过盈配合,边压定位固块为内部填充有多个形变合金条,通过在移位封隔塞下端增设的两个边压定位固块,便于增强移位封隔塞与从动移位柱塞环接合,同时减少移位封隔塞的的移动带动边压定位固块的移动进而造成的边压定位固块形变。
(9)形变合金条材质为双程记忆合金,多个双程记忆合金在边压定位固块内纵向排列,通过选用双程记忆合金填充于边压定位固块内部,便于使边压定位固块在压力变形后回复原状。
(10)圆形承接板下侧设有过盈充位胶环,外边缘封隔卡环下端开凿有环形容片槽,过盈充位胶环在环形容片槽内水平设置,环形容片槽内壁与过盈充位胶环卡接,通过在圆形承接板下侧增设的过盈充位胶环,便于减轻承压堵塞器与井下管柱本体内其他部件安装时的碰撞,延长承压堵塞器的使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型的纵向截面图;
图2为图1中A处的结构示意图;
图3为本实用新型移位封隔塞部分的结构示意图。
图中标号说明:
1井下管柱本体、2承压堵塞器、3顶上柱塞块、4外边缘封隔卡环、5承压形变环、6内承压封隔卡环、7圆形承接板、8流体导管、9稳固侧支环、 10内压防护套管、11从动移位柱塞环、12过盈充位胶环、13移位封隔塞、 14边压定位固块、15上卡接凸起、16密封贴边胶圈、17单叶分转封隔环、 18承接内凸环。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述;显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等,应做广义理解,例如“连接”,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接,可以是机械连接,也可以是电连接,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通,对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例1:
请参阅图1-3,一种用于井下管柱的分离式承压堵塞器,包括井下管柱本体1,井下管柱本体1内部设有承压堵塞器2,承压堵塞器2上侧设有顶上柱塞块3,承压堵塞器2上端开凿有承压接口槽,承压堵塞器2通过承压接口槽与顶上柱塞块3下端相匹配,承压堵塞器2下端固定连接有外边缘封隔卡环4,外边缘封隔卡环4外端与井下管柱本体1内壁紧密贴合,外边缘封隔卡环4 内部设有内承压封隔卡环6,内承压封隔卡环6上下两端分别与外边缘封隔卡环4内段贴合固定连接,内承压封隔卡环6内侧设有流体导管8,流体导管8 上端固定连接有从动移位柱塞环11,从动移位柱塞环11上端卡接有移位封隔塞13,承压堵塞器2中间开凿有流体通道,移位封隔塞13上端与承压堵塞器 2内的流体通道相匹配,可以实现对承压堵塞器内部进行改进,使阀芯滤片与支点固定片可在地层流体冲击下进行分离,实现坐封作用的同时,反向阻隔地层流体进入堵塞器,减轻地层流体在流体通道内部流动过程中,对堵塞器的阀芯滤片的损伤,提升堵塞器的使用寿命,同时通过地层流体反向流动时对阀芯滤片的压力,减少颗粒物阻隔于阀芯与芯轴之间,从而使堵塞器持续保持封隔作用。
请参阅图2,移位封隔塞13上端固定连接有上卡接凸起15,上卡接凸起 15上套接有单叶分转封隔环17,单叶分转封隔环17上端与承压堵塞器2靠近移位封隔塞13一端贴合,且单叶分转封隔环17下端与移位封隔塞13上端滑动连接,通过在移位封隔塞13上增设的上卡接凸起15和单叶分转封隔环 17,便于增强移位封隔塞13对承压堵塞器2流体通道的阻隔效果。
请参阅图2,内承压封隔卡环6和外边缘封隔卡环4之间设有承压形变环 5,承压形变环5上端与内承压封隔卡环6内壁贴合,外边缘封隔卡环4上端与承压形变环5内端固定连接,承压形变环5下端与外边缘封隔卡环4下端固定连接,通过在内承压封隔卡环6和外边缘封隔卡环4之间增设的承压形变环5,便于在外边缘封隔卡环4和内承压封隔卡环6之间形成间隙,减小外边缘封隔卡环4和内承压封隔卡环6在外部压力下细微变形后的碰撞磨损。
请参阅图2,内承压封隔卡环6下端固定连接有圆形承接板7,圆形承接板7下端与承压形变环5内壁过盈配合,通过在内承压封隔卡环6下端增设的圆形承接板7,便于使内承压封隔卡环6与承压形变环5内壁紧密贴合。
请参阅图1,顶上柱塞块3下端开凿有接合环形槽,接合环形槽内设有密封贴边胶圈16,密封贴边胶圈16外端与承压堵塞器2上端过盈配合,密封贴边胶圈16内端与顶上柱塞块3外壁之间涂有凝胶层,密封贴边胶圈16与顶上柱塞块3通过凝胶层固定连接,通过在顶上柱塞块3内增设的密封贴边胶圈16,便于使顶上柱塞块3和承压堵塞器2上端接合,减小顶上柱塞块3卡接在承压堵塞器2上端后侧边的滑动。
请参阅图2,移位封隔塞13上侧设有承接内凸环18,承接内凸环18上端与流体通道下端壁固定连接,单叶分转封隔环17上端开凿有卡和环槽,承接内凸环18通过卡和环槽与单叶分转封隔环17相匹配,通过在移位封隔塞 13上增设的承接内凸环18,便于增强承压堵塞器2下端壁对移位封隔塞13 的扣合效果,减小地层流体通过流体通道时的泄漏。
请参阅图1,流体导管8远离移位封隔塞13一端套接有内压防护套管10,内压防护套管10和从动移位柱塞环11之间设有稳固侧支环9,稳固侧支环9 与流体导管8固定连接,内压防护套管10外端与内承压封隔卡环6内壁紧密贴合,通过在流体导管8上套接的稳固侧支环9和内压防护套管10,便于增强流体导管8在内承压封隔卡环6内的稳定性,减少地层流体在井下管柱本体1内流动时对流体导管8的冲击。
请参阅图3,移位封隔塞13下端固定连接有两个边压定位固块14,两个边压定位固块14下端与从动移位柱塞环11过盈配合,边压定位固块14为内部填充有多个形变合金条,通过在移位封隔塞13下端增设的两个边压定位固块14,便于增强移位封隔塞13与从动移位柱塞环11接合,同时减少移位封隔塞13的的移动带动边压定位固块14的移动进而造成的边压定位固块14形变。
形变合金条材质为双程记忆合金,多个双程记忆合金在边压定位固块14 内纵向排列,通过选用双程记忆合金填充于边压定位固块14内部,便于使边压定位固块14在压力变形后回复原状。
请参阅图2,圆形承接板7下侧设有过盈充位胶环12,外边缘封隔卡环4 下端开凿有环形容片槽,过盈充位胶环12在环形容片槽内水平设置,环形容片槽内壁与过盈充位胶环12卡接,通过在圆形承接板7下侧增设的过盈充位胶环12,便于减轻承压堵塞器2与井下管柱本体1内其他部件安装时的碰撞,延长承压堵塞器2的使用寿命。
本实用新型可以实现对承压堵塞器内部进行改进,使阀芯滤片与支点固定片可在地层流体冲击下进行分离,实现坐封作用的同时,反向阻隔地层流体进入堵塞器,减轻地层流体在流体通道内部流动过程中,对堵塞器的阀芯滤片的损伤,提升堵塞器的使用寿命,同时通过地层流体反向流动时对阀芯滤片的压力,减少颗粒物阻隔于阀芯与芯轴之间,从而使堵塞器持续保持封隔作用。
以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式;但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本实用新型的保护范围内。