CN212803153U - 一种水平井高强度套管高压桥塞 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及到一种采油设备领域，具体涉及到一种水平井高强度套管高压桥塞。包括桥式上接头，桥式上接头固定连接在外筒上端，外筒内设置有投球驱动装置，驱动装置下端连接有封隔密封装置。本实用新型，通过设置滤砂环，保证进入外筒内的介质绝对干净，从而保证了坐封一次成功率；通过设置万向接头，可本装置在井内摆动，当遇到钻井拐点或造斜点时，依靠移摆以减少与套管拐点部位的摩擦力，从而避免了中途遇阻问题；卡瓦上设置有合金牙块，桥塞坐封时能够使得卡瓦稳定的咬合在套管壁上，增加了对套管壁的挤压应力，坐封后卡瓦咬死套管壁，防止桥塞在上、下高压环境状态发生移动。
Description
技术领域
本实用新型涉及到一种采油设备领域，具体涉及到一种水平井高强度套管高压桥塞。
背景技术
油田在开发过程中为提高油气产量和最终采收率，水平井钻探开发技术引起全球重视，随着水平井钻井技术瓶颈逐步被攻克，压裂技术不断发展，油气增产增效不断显现，近年来水平井的开发越来越普遍，技术越来越成熟，各种配套开采工具也越来越繁多，特别是桥塞式封隔器是封堵底层、封隔油气层或油套环形空间实施分层开采最普遍采用的工具之一。
其基本原理是桥塞式封隔器链接坐封工具，通过油管输送到井下设计位置，从油管内打液压，坐封工具工作迫使桥塞坐封，实现封隔目的层，然后坐封工具与桥塞实现分离通过起出油管带出地面，为实施试油、试气，分层压裂、酸化、注水等增产工艺措施创造条件。但是目前常用的桥塞式封隔器因存在链接长度长，卡瓦结构单一、丢手方式不够可靠等缺陷，因此适用范围受到了限制。
常用桥塞现场适用条件及缺陷：
因投送器上部传压孔方向与井筒轴线平行，若井筒液体不干净或下入油管质量差(表面垢皮脱落)，易出现脏污沉积堵塞传压孔，造成投送器传递压力受阻，最终使桥塞不能完全坐封导致打桥塞失败。
投送器与桥塞连接后不小于1600mm,且最大外径小于套管内通4-10mm，对于井斜大于30度或水平井来说,下井过程中与井壁摩擦力很大，易出现中途遇阻而返工。
用于P110及以上钢级的套管中，因套管抗拉强度高、硬度大，因此抗挤压应力大和塑性变形小，普通螺纹齿形卡瓦与套管壁咬合力不足，在较高压力环境下(一般大于50PMa)卡瓦易出现上移或下溜现象，不但造成工艺失败，而且造成巨大经济损失。
桥塞拉断头设计存在缺陷，当投送器迫使桥塞坐封后丢手失败时，束手无策。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于一种通过性强，保证进入外筒内的介质绝对干净，从而保证了坐封一次成功率，坐封稳定，能够减少下井时的摩擦阻力的水平井高强度套管高压桥塞。
为了实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：
一种水平井高强度套管高压桥塞，包括桥式上接头，桥式上接头固定连接在外筒上端，外筒内设置有投球驱动装置，驱动装置下端连接有封隔密封装置，
所述投球驱动装置包括固定在桥式上接头内部上端的滤砂环，滤砂环下方的桥式上接头内部圆周均布开设有多个竖直的长槽，长槽与外筒内部连通，桥式上接头内部上端开设有锥孔，锥孔下方的桥式上接头内部开设有洗井孔，洗井孔与长槽交错设置且互不连通，桥式上接头上开设有与洗井孔连通的通孔，桥式上接头下方的外筒内设置有多个柱塞，多个柱塞上下排布，相邻两柱塞固定连接，最上方的柱塞与桥式上接头内部下端固定连接，最下方的柱塞下端套设固定有顶套，顶套位于外筒内，顶套内设置有万向接头，万向接头上端与最下方的柱塞下端固定连接，万向接头下端的球头转动设置在球座内，
封隔密封装置包括与球座下端固定连接的中心连杆，中心连杆外缘套设有打捞头，打捞头外缘滑动套设有芯套，芯套上端外缘固定有压帽，压帽通过剪钉与中心连杆固定连接，中心连杆下方的芯套内密封设置有芯轴，打捞头下端与芯轴固定连接，芯轴上端和中心连杆下端通过拉断头螺纹连接，拉断头上下两侧的螺纹螺旋方向相反，芯轴上部外缘固定密封连接有滑键套，滑键套外缘与芯套内缘滑动密封连接，芯套下部滑动套设有调节背帽，压帽和调节背帽之间的芯套上套设有多个胶筒，相邻两胶筒之间的芯套上套设有隔环，芯套下端内缘固定有锁套，锁套套设在滑键套上，滑键套下方的芯轴上固定有用于与锁套配合的锁紧圈，调节背帽和芯套之间设置有蓝尾锥体，蓝尾锥体上端固定在芯套上，芯轴下端固定有导锥扶正卡瓦套蓝尾锥体滑动设置在导锥扶正卡瓦套内，蓝尾锥体上开设有上端向其外侧方向倾斜的导向槽，卡瓦滑动卡接在导向槽内，导锥扶正卡瓦套上开设有与卡瓦下端配合的导向坡面，导向坡面下端向导锥扶正卡瓦套外侧方向倾斜
具体的，所述柱塞包括与外筒滑动密封连接的上活塞，上活塞下端固定有连接套，连接套内滑动密封连接有下活塞，下活塞上固定有拉杆，拉杆与上活塞滑动密封连接，相邻两柱塞的拉杆固定连接，最上方柱塞的拉杆上端与桥式上接头固定连接，最下方柱塞的拉杆下端与万向接头上端固定连接。
具体的，所述球座上螺纹连接有万向节盖，万向接头贯穿万向节盖。
具体的，所述卡瓦外侧镶嵌固定有多个合金牙块。
具体的，所述导锥扶正卡瓦套上端和蓝尾锥体之间设置有卡瓦套螺母，卡瓦套螺母固定在导锥扶正卡瓦套内缘上，蓝尾锥体外缘与卡瓦套螺母内缘滑动接触。
具体的，所述导锥扶正卡瓦套下端面为球面。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
本实用新型，结构简单，操作方便，通过设置滤砂环，保证进入外筒内的介质绝对干净，从而保证了坐封一次成功率；通过设置万向接头，可本装置在井内摆动，当遇到钻井拐点或造斜点时，依靠移摆以减少与套管拐点部位的摩擦力，从而避免了中途遇阻问题；卡瓦上设置有合金牙块，桥塞坐封时能够使得卡瓦稳定的咬合在套管壁上，增加了对套管壁的挤压应力，坐封后卡瓦咬死套管壁，防止桥塞在上、下高压环境状态发生移动；桥塞底部设计为球面，减少下井时桥塞与套管壁的摩擦阻力，特别是在水平井中水平段，确保顺利通过套管接箍部位；拉断头上下部的螺纹螺旋方向相反，当遇到拉断头未断无法丢手时，可采用地面油管转动将拉断头倒脱，从而避免工序复杂化。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1中A区域的放大图。
图3为图1中B区域的放大图。
图4为图1中C区域的放大图。
具体实施方式
如图1-4所示，一种水平井高强度套管高压桥塞，包括桥式上接头1，桥式上接头1固定连接在外筒4上端，外筒4内设置有投球驱动装置，驱动装置下端连接有封隔密封装置。
所述投球驱动装置包括固定在桥式上接头1内部上端的滤砂环2，滤砂环2下方的桥式上接头1内部圆周均布开设有多个竖直的长槽11，长槽11与外筒4内部连通，桥式上接头1内部上端开设有锥孔9，锥孔9下方的桥式上接头1内部开设有洗井孔12，洗井孔12与长槽11交错设置且互不连通，桥式上接头1上开设有与洗井孔12连通的通孔10，桥式上接头1下方的外筒4内设置有多个柱塞，多个柱塞上下排布，相邻两柱塞固定连接，最上方的柱塞与桥式上接头1内部下端固定连接，最下方的柱塞下端套设固定有顶套39，顶套39位于外筒4内，顶套39内设置有万向接头14，万向接头14上端与最下方的柱塞下端固定连接，万向接头14下端的球头15转动设置在球座17内，所述球座17上螺纹连接有万向节盖16，万向接头14贯穿万向节盖16。
所述柱塞包括与外筒4滑动密封连接的上活塞5，上活塞5下端固定有连接套7，连接套7内滑动密封连接有下活塞8，下活塞8上固定有拉杆6，拉杆6与上活塞5滑动密封连接，相邻两柱塞的拉杆6固定连接，最上方柱塞的拉杆6上端与桥式上接头1固定连接，最下方柱塞的拉杆6下端与万向接头14上端固定连接。
封隔密封装置包括与球座17下端固定连接的中心连杆23，中心连杆23外缘套设有打捞头24，打捞头24外缘滑动套设有芯套22，芯套22上端外缘固定有压帽19，压帽19通过剪钉18与中心连杆23固定连接，中心连杆23下方的芯套22内密封设置有芯轴33，打捞头24下端与芯轴33固定连接，芯轴33上端和中心连杆23下端通过拉断头26螺纹连接，拉断头26上下两侧的螺纹螺旋方向相反，芯轴33上部外缘固定密封连接有滑键套28，滑键套28外缘与芯套22内缘滑动密封连接，芯套22下部滑动套设有调节背帽25，压帽19和调节背帽25之间的芯套22上套设有多个胶筒20，相邻两胶筒20之间的芯套22上套设有隔环21，芯套22下端内缘固定有锁套27，锁套27套设在滑键套28上，滑键套28下方的芯轴33上固定有用于与锁套27配合的锁紧圈30，调节背帽25和芯套22之间设置有蓝尾锥体31，蓝尾锥体31上端固定在芯套22上，芯轴33下端固定有导锥扶正卡瓦套34，所述导锥扶正卡瓦套34下端面为球面，蓝尾锥体31滑动设置在导锥扶正卡瓦套34内，蓝尾锥体31上开设有上端向其外侧方向倾斜的导向槽37，卡瓦32滑动卡接在导向槽37内，导锥扶正卡瓦套34上开设有与卡瓦32下端配合的导向坡面38，导向坡面38下端向导锥扶正卡瓦套34外侧方向倾斜，所述卡瓦32外侧镶嵌固定有多个合金牙块36。
所述导锥扶正卡瓦套34上端和蓝尾锥体31之间设置有卡瓦套螺母29，卡瓦套螺母29固定在导锥扶正卡瓦套34内缘上，蓝尾锥体31外缘与卡瓦套螺母29内缘滑动接触。
本实用新型使用时，将其随油管下放到设定深度，在投球前，进入到油管内的液体通过锥孔9、洗井孔12和通孔10进入到油套环空内，从而完成洗井作业。
坐封时，投入钢球3，钢球3落入到锥孔9内，钢球3与锥孔9配合后将洗井孔12进行封堵，此时油管中的液体经过滤砂环2的过滤后通过长槽11进入到外筒4内，进入到外筒4内的液体作用在最上方柱塞的上活塞5上，外筒4内的柱塞在其内部下行，顶套39随之下行，此时拉杆6、万向接头14、球座17、中心连杆23、拉断头26、芯轴33、滑键套28、锁紧圈30和导锥扶正卡瓦套34不动，顶套39紧抵压帽19，使得剪钉18被剪断，剪钉18断开后，压帽19、芯套22、胶筒20、隔环21、调节背帽25、锁套27和蓝尾锥体31下行，蓝尾锥体31上的卡瓦32在导向槽37和导向坡面38的导向作用下向蓝尾锥体31外侧方向运动，从而咬紧套管内壁，同时，锁套27扣合在锁紧圈30上，防止蓝尾锥体31上行而导致卡瓦32还原并失去对套管内壁的咬合作用，蓝尾锥体31下行时，当卡瓦套螺母29与调节背帽25接触时，随着蓝尾锥体31的下行，压帽19和调节背帽25之间的距离变短，胶筒20被挤压膨胀，从而利用膨胀的胶筒20对油套环空进行密封。
本实用新型，结构简单，操作方便，通过设置滤砂环2，保证进入外筒4内的介质绝对干净，从而保证了坐封一次成功率；通过设置万向接头14，可本装置在井内摆动，当遇到钻井拐点或造斜点时，依靠移摆以减少与套管拐点部位的摩擦力，从而避免了中途遇阻问题；卡瓦32上设置有合金牙块36，桥塞坐封时能够使得卡瓦32稳定的咬合在套管壁上，增加了对套管壁的挤压应力，坐封后卡瓦32咬死套管壁，防止桥塞在上、下高压环境状态发生移动；导锥扶正卡瓦套34底部设计为球面，且导锥扶正卡瓦套34下端直径略大于上端直径，因此能够在下井时防止胶筒20与套管内壁产生摩擦，从而有效的保护了胶筒20，减少下井时桥塞与套管壁的摩擦阻力，特别是在水平井中水平段，确保顺利通过套管接箍部位；拉断头26上下部的螺纹螺旋方向相反，当遇到拉断头26未断无法丢手时，可采用地面油管转动将拉断头26倒脱，从而避免工序复杂化。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种水平井高强度套管高压桥塞，包括桥式上接头(1)，桥式上接头(1)固定连接在外筒(4)上端，其特征在于，外筒(4)内设置有投球驱动装置，驱动装置下端连接有封隔密封装置，
所述投球驱动装置包括固定在桥式上接头(1)内部上端的滤砂环(2)，滤砂环(2)下方的桥式上接头(1)内部圆周均布开设有多个竖直的长槽(11)，长槽(11)与外筒(4)内部连通，桥式上接头(1)内部上端开设有锥孔(9)，锥孔(9)下方的桥式上接头(1)内部开设有洗井孔(12)，洗井孔(12)与长槽(11)交错设置且互不连通，桥式上接头(1)上开设有与洗井孔(12)连通的通孔(10)，桥式上接头(1)下方的外筒(4)内设置有多个柱塞，多个柱塞上下排布，相邻两柱塞固定连接，最上方的柱塞与桥式上接头(1)内部下端固定连接，最下方的柱塞下端套设固定有顶套(39)，顶套(39)位于外筒(4)内，顶套(39)内设置有万向接头(14)，万向接头(14)上端与最下方的柱塞下端固定连接，万向接头(14)下端的球头(15)转动设置在球座(17)内，
封隔密封装置包括与球座(17)下端固定连接的中心连杆(23)，中心连杆(23)外缘套设有打捞头(24)，打捞头(24)外缘滑动套设有芯套(22)，芯套(22)上端外缘固定有压帽(19)，压帽(19)通过剪钉(18)与中心连杆(23)固定连接，中心连杆(23)下方的芯套(22)内密封设置有芯轴(33)，打捞头(24)下端与芯轴(33)固定连接，芯轴(33)上端和中心连杆(23)下端通过拉断头(26)螺纹连接，拉断头(26)上下两侧的螺纹螺旋方向相反，芯轴(33)上部外缘固定密封连接有滑键套(28)，滑键套(28)外缘与芯套(22)内缘滑动密封连接，芯套(22)下部滑动套设有调节背帽(25)，压帽(19)和调节背帽(25)之间的芯套(22)上套设有多个胶筒(20)，相邻两胶筒(20)之间的芯套(22)上套设有隔环(21)，芯套(22)下端内缘固定有锁套(27)，锁套(27)套设在滑键套(28)上，滑键套(28)下方的芯轴(33)上固定有用于与锁套(27)配合的锁紧圈(30)，调节背帽(25)和芯套(22)之间设置有蓝尾锥体(31)，蓝尾锥体(31)上端固定在芯套(22)上，芯轴(33)下端固定有导锥扶正卡瓦套(34)，蓝尾锥体(31)滑动设置在导锥扶正卡瓦套(34)内，蓝尾锥体(31)上开设有上端向其外侧方向倾斜的导向槽(37)，卡瓦(32)滑动卡接在导向槽(37)内，导锥扶正卡瓦套(34)上开设有与卡瓦(32)下端配合的导向坡面(38)，导向坡面(38)下端向导锥扶正卡瓦套(34)外侧方向倾斜。
2.根据权利要求1所述一种水平井高强度套管高压桥塞，其特征在于，所述柱塞包括与外筒(4)滑动密封连接的上活塞(5)，上活塞(5)下端固定有连接套(7)，连接套(7)内滑动密封连接有下活塞(8)，下活塞(8)上固定有拉杆(6)，拉杆(6)与上活塞(5)滑动密封连接，相邻两柱塞的拉杆(6)固定连接，最上方柱塞的拉杆(6)上端与桥式上接头(1)固定连接，最下方柱塞的拉杆(6)下端与万向接头(14)上端固定连接。
3.根据权利要求1所述一种水平井高强度套管高压桥塞，其特征在于，所述球座(17)上螺纹连接有万向节盖(16)，万向接头(14)贯穿万向节盖(16)。
4.根据权利要求1所述一种水平井高强度套管高压桥塞，其特征在于，所述卡瓦(32)外侧镶嵌固定有多个合金牙块(36)。
5.根据权利要求1所述一种水平井高强度套管高压桥塞，其特征在于，所述导锥扶正卡瓦套(34)上端和蓝尾锥体(31)之间设置有卡瓦套螺母(29)，卡瓦套螺母(29)固定在导锥扶正卡瓦套(34)内缘上，蓝尾锥体(31)外缘与卡瓦套螺母(29)内缘滑动接触。
6.根据权利要求1所述一种水平井高强度套管高压桥塞，其特征在于，所述导锥扶正卡瓦套(34)下端面为球面。
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