CN211342861U - 一种井下压力隔离工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种井下压力隔离工具，涉及石油勘探设备技术领域，解决了油管管柱下井时井下压力使油管不能安全快速下放到位的技术问题。该隔离工具包括上接头、连接套、内滑套、上破裂碗、下破裂碗和下接头，连接套顶端套设于上接头上，连接套底端内套于下接头上，内滑套设于连接套内部且内滑套的上端与上接头通过剪切销钉形成连接；在连接套上设有定位结构，上破裂碗以其开口端朝下的方式定位于定位结构的上部，下破裂碗以其开口端朝上的方式定位于定位结构的下部，以便上破裂碗和下破裂碗在连接套内使井下压力隔离工具形成封堵结构。本实用新型的井下压力隔离工具可实现同时封堵上下双向压力，而且无需特殊工具，通过憋压可直接解除封堵。

Description

一种井下压力隔离工具

技术领域

本实用新型涉及石油勘探设备技术领域，尤其是涉及一种井下压力隔离工具。

背景技术

目前，在油气田开发过程中，尤其是在直井或水平井中，为了防止污染地层影响渗透率，一般采用油管直接下井而不压井。循环压井容易将地层压死，为了防止循环压井而将地层压死，而又需要将井底压力控制，只能采取对环空和油管分别隔离的方式，所以需要通过井下压力隔离工具对油管进行隔离。另外，由于油套管柱很长，自身重力很大，特别在水平井段，很容易处于井眼的下部，造成摩擦力很大，从而对井下作业造成风险，需要产生浮力作用。因此，在油管下井时，为防止井底压力异常而发生意外，同时为了减小管柱重力形成的摩擦力，需要一种能够对常规油套管柱进行隔离的工具，以使油套管柱能够更加快速安全的下放到位。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种井下压力隔离工具，以解决现有技术中存在的油管管柱下井时井下压力使油管不能安全快速的下放到位的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种井下压力隔离工具，包括上接头、连接套、内滑套、上破裂碗、下破裂碗和下接头，其中，所述连接套的顶端螺纹连接所述上接头，所述连接套的底端螺纹连接所述下接头，所述内滑套设于所述连接套的内部且所述内滑套的上端与所述上接头通过剪切销钉形成连接；在所述连接套上设有定位结构，所述上破裂碗以其开口端朝下的方式定位于所述定位结构的上部，所述下破裂碗以其开口端朝上的方式定位于所述定位结构的下部，以便所述上破裂碗和所述下破裂碗在所述连接套内对所述井下压力隔离工具内部形成封堵结构。

根据一种优选实施方式，所述定位结构包括与所述连接套一体成型的第一定位件，所述第一定位件呈自与所述连接套的连接处向所述井下压力隔离工具的中心方向延伸形成的台阶状结构，所述第一定位件包括位于上端的第一限位端面和第二限位端面以及位于下端的第三限位端面，所述第一限位端面高于所述第二限位端面设置。根据一种优选实施方式，所述内滑套的下端向所述上破裂碗的方向延伸设置，并且，所述内滑套的下端的厚度与所述第一限位端面的宽度相一致，以使所述内滑套的下端能够在所述连接套的内壁与所述上破裂碗的外壁之间移动。根据一种优选实施方式，在所述内滑套的内部且位于其上端与下端的连接处设有上限位部，所述上限位部位于所述上破裂碗的上方；在所述下接头内且位于所述下破裂碗的下方设有下限位部。

根据一种优选实施方式，所述上破裂碗的开口端限位于所述第二限位端面，所述下破裂碗的开口端限位于所述第三限位端面。

根据一种优选实施方式，所述定位结构还包括在所述第一定位件上设置的第二定位件，所述第二定位件限位在所述第一定位件的第一限位端面和第二限位端面上，且与所述连接套固定连接；所述第二定位件在朝向所述上破裂碗的方向延伸形成抵接部和第四限位端面，所述抵接部的端部能够与所述上破裂碗的开口端相抵接。

根据一种优选实施方式，在所述第四限位端面上设有突齿，所述突齿呈锥形结构，所述突齿的锥形结构的斜面朝向所述连接套内壁的方向设置，所述突齿的长度大于所述抵接部的长度。

根据一种优选实施方式，所述内滑套的底端呈锥形结构，所述内滑套的锥形结构的斜面朝向所述上破裂碗的外表面方向设置，以使所述内滑套的底端能够插入所述突齿与所述连接套之间的空间并对所述突齿施加压力以使压力传递给所述上破裂碗。

根据一种优选实施方式，在所述内滑套的上部且位于所述剪切销钉的下方设有第一破裂盘。

根据一种优选实施方式，在所述连接套上且位于所述第一破裂盘的外侧设有第二破裂盘。

基于上述技术方案，本实用新型的井下压力隔离工具至少具有如下技术效果：

本实用新型提供的一种井下压力隔离工具，包括上接头、连接套、内滑套、上破裂碗、下破裂碗和下接头，连接套的顶端螺纹连接上接头，连接套的底端螺纹连接下接头，内滑套设于连接套的内部且内滑套的上端与上接头通过剪切销钉形成连接；在连接套上设有定位结构，上破裂碗以其开口端朝下的方式定位于定位结构的上部，下破裂碗以其开口端朝上的方式定位于定位结构的下部，以便上破裂碗和下破裂碗在连接套内使井下压力隔离工具形成封堵结构。从而通过上破裂碗承上压，下破裂碗承下压，实现同时封堵上下双向压力，起到在井底有效隔离压力的作用。

另一方面，本实用新型实施例的井下压力隔离工具中上破裂碗和下破裂碗均采用高硬度材料制备，承压能力高，能够安全有效的隔离井底压力。

另一方面，本实用新型实施例的井下压力隔离工具，在需要解除封堵时，通过对油管上部加压，压力推动内滑套，待压力达到销钉剪切值或破裂盘的破裂值时，销钉剪切，破裂盘破裂后使内滑套下移，在压力作用下，内滑套能够对上破裂碗施加压力使得上破裂碗击碎。待上破裂碗被击碎后，压力则会作用在下破裂碗内部，推动下破裂碗下移，待下破裂碗到达下接头内的下限位部时继续加压则使下破裂碗破裂，从而无需特殊工具，直接可通过憋压解除封隔。

另一方面，本实用新型实施例的井下压力隔离工具可以直接串联在油管管柱的下端，其外径与管柱的尺寸一致，方便下井，安装简便，结构巧妙简单，且破裂碗为高硬度材料，一旦破裂，碎片均匀彻底，井底不会有较大片残留。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是本实用新型的一种优选实施方式的井下压力隔离工具的结构示意图；

图2是本实用新型的另一种优选实施方式的井下压力隔离工具的结构示意图；

图3是图2的井下压力隔离工具在上破裂碗被击碎时的示意图；

图4是图2的井下压力隔离工具在下破裂碗被击碎时的示意图。

图中：1-上接头；2-连接套；3-内滑套；4-上破裂碗；5-突齿；6-第二定位件；7-下破裂碗；8-下接头；9-剪切销钉；10-第一破裂盘；11-第二破裂盘；12-第一定位件；31-上限位部；32-下限位部；61-抵接部；62-第四限位端面；121-第一限位端面；122-第二限位端面；123-第三限位端面。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

下面结合说明书附图1至图4对本实用新型的技术方案进行详细说明。

实施例1

如图1所示，图1示出了本实用新型的一种优选实施方式的井下压力隔离工具的结构示意图。本实施例1提供的一种井下压力隔离工具，包括上接头1、连接套2、内滑套3、上破裂碗4、下破裂碗7和下接头8。其中，连接套2的顶端螺纹连接上接头1。优选地，上接头1在与连接套2的连接处其外径减小，便于与连接套2的顶端形成密封连接，并且，在形成连接后连接处的外径与上接头1本体的外径保持一致。优选地，连接套2的底端螺纹连接下接头8。优选地，连接套2的底端在与下接头8的连接处外径减小，便于与下接头8形成密封连接，并且在形成连接后连接处的外径与连接套2本体的外径保持一致，以使井下压力隔离工具形成上下直径相一致的结构。优选地，内滑套3设于连接套2的内部且内滑套3的上端与上接头1通过剪切销钉9形成连接。优选地，内滑套3的下端分别与连接套2和上破裂碗4形成连接。

优选地，在连接套2上设有定位结构。上破裂碗4以其开口端朝下的方式定位于定位结构的上部，下破裂碗7以其开口端朝上的方式定位于定位结构的下部，以便上破裂碗4和下破裂碗7在连接套2内使井下压力隔离工具内部形成封堵结构。即将上破裂碗的弧形凸面朝上而承上压，下破裂碗的弧形凸面朝下而承下压，从而实现对井底压力的上下双向封堵。

优选地，定位结构包括与连接套2一体成型的第一定位件12。优选地，如图1所示，第一定位件12呈自与连接套2的连接处向井下压力隔离工具的中心方向延伸形成的台阶状结构。优选地，第一定位件12包括位于上端的第一限位端面121和第二限位端面122以及位于下端的第三限位端面123。所述第一限位端面121高于第二限位端面122设置，优选地，上破裂碗4的开口端限位于第二限位端面122，从而使得上破裂碗4限位于第二限位端面122上后能够与连接套2之间形成有效封堵。

优选地，下破裂碗7的开口端限位于第三限位端面123。优选地，下破裂碗7与连接套2相连接，并使下破裂碗7与连接套2的接触面形成密封。优选地，内滑套3的下端向上破裂碗4的方向延伸设置。优选地，内滑套3的下端的厚度与第一限位端面121的宽度相一致，以使内滑套3的下端能够在连接套2的内壁与上破裂碗4的外壁之间移动。同时使上破裂碗与内滑套和连接套之间形成密封，以便能够对上方压力进行有效的封堵。上文所述的第一限位端面121的宽度是指第一限位端面在与连接套2的连接处向隔离工具中心方向延伸的宽度。

优选地，在内滑套3的内部且位于其上端与下端的连接处设有上限位部31，上限位部31位于上破裂碗4的上方。优选地，在下接头8内且位于下破裂碗7的下方设有下限位部32。

在使用时，将本实施例1的井下压力隔离工具连接在管柱上，即，该井下压力隔离工具的上下两端分别连接至油管管柱上，可以快速安全的将油管管柱下放至预定位置，并有效隔离井底压力。当需要解除隔离时，通过对位于井下压力隔离工具上方的油管上部加压，由于上接头1与内滑套3的接触面具有缝隙，压力会通过上接头1与内滑套3的缝隙作用在内滑套3的上部，当压力增大至剪切销钉9的剪切值时，连接上接头1和内滑套3的剪切销钉9被剪切，由于内滑套3的上部与下部的压差使得内滑套3脱离上接头1而下移，在压力作用下，内滑套上部的上限位部则作用于上破裂碗上，将上破裂碗击碎。上破裂碗击碎后，压力则会作用在下破裂碗内部，推动下破裂碗下移，达到下接头的下限位部时，继续加压，则会使下破裂碗破裂，从而实现解除封堵。

实施例2

如图2所示，图2示出了本实用新型的另一种优选实施方式的井下压力隔离工具的结构示意图。本实施例2的井下压力隔离工具与实施例1的井下压力隔离工具不同点在于：

定位结构还包括在第一定位件12上设置的第二定位件6。优选地，第二定位件6安装至第一定位件12上。优选地，第二定位件6限位在第一定位件12的第一限位端面121和第二限位端面122上，且与连接套2固定连接。

优选地，第二定位件6在朝向上破裂碗4的方向延伸形成抵接部61和第四限位端面62。优选地，抵接部61的端部能够与上破裂碗4的开口端相抵接形成对上破裂碗4的限位。

优选地，在第四限位端面62上设有突齿5。优选地，突齿5呈锥形结构。优选地，突齿5的锥形结构的斜面朝向连接套2内壁的方向设置。优选地，突齿5的长度大于抵接部61的长度。从而在解除封堵时可以使压力有效的作用的上破裂碗上。

优选地，内滑套3的底端呈锥形结构。优选地，内滑套3的锥形结构的斜面朝向上破裂碗4的外表面方向设置，以使内滑套3的底端能够插入突齿5与连接套2之间的空间并对突齿5施加压力以使压力传递给上破裂碗4。

优选地，在内滑套3的上部且位于剪切销钉9的下方设有第一破裂盘10。设置第一破裂盘可以调节封堵工具的解除压力。优选地，在连接套2上且位于第一破裂盘10的外侧设有第二破裂盘11。优选的，第二破裂盘11设置在连接套2的外壁上。通过第二破裂盘的设置目的是在上部油管无法解除封堵时，可通过环空对第二破裂盘加压，将外部第二破裂盘击碎，然后继续油管加压即可解除封堵。

在使用时，将本实施例2的井下压力隔离工具的上下两端分别连接在管柱上，可以快速安全的将油管管柱下放至预定位置，并有效隔离井底压力。当需要解除隔离时，通过对位于井下压力隔离工具上方的油管上部加压，压力会击破第一破裂盘10，并通过第一破裂盘进入内滑套3与上接头1底部之间的空腔，并作用在内滑套3的上部，当压力增大至剪切销钉9的剪切值时，连接上接头1和内滑套3的剪切销钉9被剪切，内滑套脱离上接头1而下移，并在内滑套3的上部与下部压差作用下，内滑套底端的锥形结构会作用在突齿的外部，突齿产生咬合力将上破裂碗击碎，如图3所示。上破裂碗击碎后，压力则会作用在下破裂碗内部，推动下破裂碗下移，达到下接头的下限位部时，继续加压，则会使下破裂碗破裂，从而解除封堵，如图4所示。如若对油管加压无法解除封堵，则可以通过环空对第二破裂盘加压，将位于外部的第二破裂盘击碎，再继续油管加压即可解除封堵。

本实用新型的井下压力隔离工具结构简单，造型巧妙，通过使上破裂碗承上压，下破裂碗承下压，有效实现上下双向压力的封堵。而且工具整体耐温跨度较大，受温度影响较小，适用温度级别广泛。解除封堵时，无需特殊工具，直接可通过憋压解除封堵。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种井下压力隔离工具，其特征在于，包括上接头（1）、连接套（2）、内滑套（3）、上破裂碗（4）、下破裂碗（7）和下接头（8），其中，所述连接套（2）的顶端螺纹连接所述上接头（1），所述连接套（2）的底端螺纹连接所述下接头（8），所述内滑套（3）设于所述连接套（2）的内部且所述内滑套（3）的上端与所述上接头（1）通过剪切销钉（9）形成连接；在所述连接套（2）上设有定位结构，所述上破裂碗（4）以其开口端朝下的方式定位于所述定位结构的上部，所述下破裂碗（7）以其开口端朝上的方式定位于所述定位结构的下部，以便所述上破裂碗（4）和所述下破裂碗（7）在所述连接套（2）内使所述井下压力隔离工具形成封堵结构。

2.根据权利要求1所述的井下压力隔离工具，其特征在于，所述定位结构包括与所述连接套（2）一体成型的第一定位件（12），所述第一定位件（12）呈自与所述连接套（2）的连接处向所述井下压力隔离工具的中心方向延伸形成的台阶状结构，所述第一定位件（12）包括位于上端的第一限位端面（121）和第二限位端面（122）以及位于下端的第三限位端面（123），所述第一限位端面（121）高于所述第二限位端面（122）设置。

3.根据权利要求2所述的井下压力隔离工具，其特征在于，所述内滑套（3）的下端向所述上破裂碗（4）的方向延伸设置，并且，所述内滑套（3）的下端的厚度与所述第一限位端面（121）的宽度相一致，以使所述内滑套（3）的下端能够在所述连接套（2）的内壁与所述上破裂碗（4）的外壁之间移动。

4.根据权利要求3所述的井下压力隔离工具，其特征在于，在所述内滑套（3）的内部且位于其上端与下端的连接处设有上限位部（31），所述上限位部（31）位于所述上破裂碗（4）的上方；在所述下接头（8）内且位于所述下破裂碗（7）的下方设有下限位部（32）。

5.根据权利要求2所述的井下压力隔离工具，其特征在于，所述上破裂碗（4）的开口端限位于所述第二限位端面（122），所述下破裂碗（7）的开口端限位于所述第三限位端面（123）。

6.根据权利要求2所述的井下压力隔离工具，其特征在于，所述定位结构还包括在所述第一定位件（12）上设置的第二定位件（6），所述第二定位件（6）限位在所述第一定位件（12）的第一限位端面（121）和第二限位端面（122）上，且与所述连接套（2）固定连接；所述第二定位件（6）在朝向所述上破裂碗（4）的方向延伸形成抵接部（61）和第四限位端面（62），所述抵接部（61）的端部能够与所述上破裂碗（4）的开口端相抵接。

7.根据权利要求6所述的井下压力隔离工具，其特征在于，在所述第四限位端面（62）上设有突齿（5），所述突齿（5）呈锥形结构，所述突齿（5）的锥形结构的斜面朝向所述连接套（2）内壁的方向设置，所述突齿（5）的长度大于所述抵接部（61）的长度。

8.根据权利要求7所述的井下压力隔离工具，其特征在于，所述内滑套（3）的底端呈锥形结构，所述内滑套（3）的锥形结构的斜面朝向所述上破裂碗（4）的外表面方向设置，以使所述内滑套（3）的底端能够插入所述突齿（5）与所述连接套（2）之间的空间并对所述突齿（5）施加压力以使压力传递给所述上破裂碗（4）。

9.根据权利要求1所述的井下压力隔离工具，其特征在于，在所述内滑套（3）的上部且位于所述剪切销钉（9）的下方设有第一破裂盘（10）。

10.根据权利要求9所述的井下压力隔离工具，其特征在于，在所述连接套（2）上且位于所述第一破裂盘（10）的外侧设有第二破裂盘（11）。

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