CN212985147U - 一种防机械卡阻的桥塞液力坐封工具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型揭示了一种防机械卡阻的桥塞液力坐封工具，其包括：上接头、并环、缸套、防阻锁块、外活塞、启动钉、内活塞、分瓣推套、中心杆，可与液力丢手类桥塞对接，使得桥塞在下井过程中遇到套管结垢、变形、缩径等严重的机械卡阻不会启动坐封，而导致桥塞意外丢脱，使得桥塞随时可以全身而退。另外桥塞在液力坐封过程中随时可以反洗井，避免因油管内砂垢等固相杂质影响而返工。可广泛应用于油田的桥塞类工具的设计制造。
Description
技术领域
本实用新型可与液力丢手类桥塞对接，使得桥塞在下井过程中遇到套管结垢、变形、缩径等严重的机械卡阻不会启动坐封，而导致桥塞意外丢脱，使得桥塞随时可以全身而退。另外桥塞在液力坐封过程中随时可以反洗井，避免因油管内砂垢等固相杂质影响而返工。可广泛应用于油田的桥塞类工具的设计制造。
背景技术
目前油田常用的液力丢手类桥塞，通常以启动钉的剪切力来对抗套管的机械卡阻，存在以下问题：1、套管工况不可预料，严重的机械卡阻可能高于启动钉的剪切强度，而使桥塞驱动机构动作而中途坐封，一旦桥塞中途坐封，必须丢手才能提出管柱；2、无法通过无限提高启动钉的剪切强度来提升桥塞的抗机械卡阻的能力，否则可能导致桥塞不能正常坐封(启动压力必须与丢手压力拉开足够的差值)；3、桥塞驱动机构通过启动钉来抗套管的机械卡阻时，桥塞驱动机构与套管的频繁摩擦将传力给启动钉，容易使启动钉疲劳受损而失效，导致桥塞下井中途因套管机械卡阻而坐封。
实用新型内容
鉴于上述现有桥塞存在的缺陷，本实用新型目的是为了克服上述缺点而提出的一种防机械卡阻的桥塞液力坐封工具。
本实用新型的技术方案(如图1)是：
一种防机械卡阻的桥塞液力坐封工具，通过坐封工具的防阻卡机构挂接下方桥塞的驱动机构，最终统一挂接在上接头(或中心杆等相对固定的配件)上，并由液力活塞控制其是否与上接头分离，套管的机械卡阻只能传递力量给防阻卡机构，而不能破坏液力活塞对防阻卡机构的控制，只有强烈的机械阻卡(超过一定强度)强行破坏防阻卡机构或工具内高压驱动液力活塞剪断启动钉，才能解除对防阻卡机构控制，使之与上接头分离；防阻卡机构、控制活塞在油管内高压作用下兼有推力活塞功能，驱动桥塞坐封；中心杆与下方桥塞的丢手机构对接(对接方式不限)。
在上述技术方案的基础上，进一步包括附属技术方案：
所述内活塞7环于中心杆9之外之外，内活塞7上部铣窗多个，相应数量防阻锁块4穿过内活塞7上部的铣窗内侧沉陷于上接头1下端外侧加工的凹槽内。
所述外活塞5环于内活塞7、防阻锁块4之外，其上端限制防阻锁块4径向扩张，内活塞7与上接头1被防阻锁块4锁锁为一体，因防阻锁块锁4与上接头1下部的凹槽有很高的剪切强度，因而内活塞7与上接头1的锁定强度很高。
所述外活塞5与内活塞7之间由启动钉6连接，外活塞5上端被下接头1 限位；外部高压无法使外活塞5上行，外活塞5对防阻锁块4的径向限位不会因外部高压而失效，从而在外部高压条件下内活塞7与上接头1始终锁为一体；因内活塞7向上被上接头1限位，外活塞5向上被上接头1限位，外活塞5本身质量较轻，因而内活塞7的波幅机械位移并不会导致启动钉6疲劳受损。
所述分瓣推套8上端与内活塞7下端螺纹连接，分瓣推套8下部加工有多个纵向长槽使得分瓣推套8下端在无径向限位时可以径向扩张。正常状态下，分瓣推套8容纳于缸套3内，分瓣推套8通过下部内腔的台阶扣接下方桥塞的驱动机构的接口，因分瓣推套8下端被缸套3径向限位无法扩张，因而分瓣推套8与桥塞的驱动机构的接口锁为一体。
所述分瓣推套8下端被缸套3径向限位无法扩张，因而分瓣推套8与桥塞的驱动机构的接口锁为一体；防阻锁块4被外活塞5径向限位无法扩张，因而内活塞7与上接头1锁为一体；而分瓣推套8与内活塞7螺纹连接，所以桥塞的驱动机构的接口经分瓣推套8、内活塞7、防阻锁块4最终与上接头1锁为一体，并由外活塞5通过液力控制是否与上接头1分离。
由于上述技术方案的运用，本实用新型应用于液力丢手的桥塞后与现有普通桥塞坐封工具相比具有下列优点：
1、桥塞下井时抵抗套管机械卡阻的能力大幅增强，不易中途坐封，容易全身而退；2、桥塞驱动机构与套管的频繁摩擦力只能传递给防阻机构，不会导致启动钉疲劳受损；3、外部的高压、机械卡阻不会使本新型的防卡阻功能失效，只有通过投球、油管内腔高压才能解除本实用新型的防卡阻功能，下井更安全。
附图说明
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
图1为本实用新型的剖视示意图；
图2为本实用新型的防机械卡阻功能解除原理示意图。
具体实施方式
实施例：参考图1所示，本实用新型提供了一种防机械卡阻的桥塞液力坐封工具：包括：上接头1、并环2、缸套3、防阻锁块4、外活塞5、启动钉6、内活塞7、分瓣推套8、中心杆9；上接头1纵向加工有桥式进液通道，下方经螺纹连接中心杆9，中心杆9中部加工有台阶可以在桥塞坐封丢手后将内活塞 7、防阻锁块4、外活塞5、分瓣推套8等配件带出井筒；内活塞7环于中心杆 9之外、其上端加工有多个铣窗，相应数量的防阻锁块4穿过内活塞7上的铣窗，内侧沉陷于上接头下端外侧加工的凹槽内；内活塞7下端经螺纹连分瓣推套8，分瓣推套8下部加工有多个纵向长槽，下部内腔加工有台阶可以扣接下方桥塞的驱动机构接口；外活塞5环于内活塞7、防阻锁块4之外，并限制防阻锁块4径向扩张，外活塞5经启动钉6连接内活塞7；缸套3套装于上接头 1、外活塞5、分瓣推套8之外，缸套3可以限制分瓣推套之8下端的径向扩张。
本实用新型的防机械卡阻原理:如图1所示：分瓣推套8下端扣接桥塞的驱动接口，其外侧被缸套3径向限位无法扩张，因而分瓣推套8与桥塞的驱动机构的接口锁为一体；防阻锁块4被穿过内活塞7内侧沉陷于上接头1下端的凹槽内，防阻锁块4外侧被外活塞5径向限位无法扩张，因而内活塞7与上接头1锁为一体；而分瓣推套8与内活塞7螺纹连接，所以桥塞的驱动机构的接口经分瓣推套8、内活塞7、防阻锁块4最终与上接头1锁为一体，并由外活塞5通过液力控制是否与上接头1分离；当桥塞的驱动机构遇套管的机械卡阻时，将依次通过分瓣推套8、内活塞7，传力给防阻锁块4和上接头1，使之发生相对剪切，因防阻锁块4和上接头1之间剪切强度足够大，桥塞驱动机构接口与分瓣推套8之间的台阶扣接剪切强度足够大，桥塞驱动机构接口不能与整个丢手工具发生明显位移，所以本丢手工具与桥塞的挂接抗套管机械卡阻的能力大幅提升；其次，因外活塞5向上被上接头1限位、本身重量轻，外部的机械卡阻和外高压并不能使启动钉6疲劳受损，外活塞5对防阻锁块4的控制不易失效，整个丢手工具的抗机械卡阻的功能也不易失效。
本实用新型的防机械卡阻功能解除原理:如图2所示：投球封堵中心杆9的内腔，工具内腔泵入高压，高压液体经上接头1的纵向桥式进液通道，作用于外活塞5上端面，推动外活塞5下行剪断启动钉6，下行到分瓣推套8上端面被限位；因防阻锁块4径向已经失去外活塞5的限制，高压液体同时作用于外活塞5、内活塞7时，防阻锁块4径向扩张，外活塞5、内活塞7同步下行，经分瓣推套8推动下方桥塞的驱动机构，完成桥塞的坐封；由于分瓣推套8下行，缸套3无法再限制分瓣推套8下端的径向扩张，因而当桥塞坐封达到丢手压力时，分瓣推套8下端可以径向扩张实现与桥塞驱动机构接口的分离，最终实现桥塞丢手；在桥塞坐封丢手后，经中心杆9的台阶悬挂，将内活塞7、防阻锁块4、外活塞5、分瓣推套8等配件带出井筒。
本实用新型涉及的橡胶密封、桥塞本身的坐封、密封、丢手原理不是本专利申请保护的范围，在此不予赘述。
当然上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
相关术语：
1、坐封：封隔口器类工具由待命状态向工作状态的转换过程
2、桥塞：油田对丢手类封隔器的特定称谓
3、丢手：油田用语，指目标工具与传输管柱或工具的分离
4、压力：本专利申请涉及的压力泛指工业领域对物理压强的俗称，而非物理学上的正规压力。
Claims (2)
1.一种防机械卡阻的桥塞液力坐封工具，包括：上接头(1)、并环(2)、缸套(3)、防阻锁块(4)、外活塞(5)、启动钉(6)、内活塞(7)、分瓣推套(8)、中心杆(9)；其特征在于：
所述内活塞(7)环于中心杆(9)之外，内活塞(7)上部铣窗多个，相应数量防阻锁块(4)穿过内活塞(7)上部的铣窗内侧沉陷于上接头(1)下端外侧加工的凹槽内；
所述外活塞(5)环于内活塞(7)、防阻锁块(4)之外，其上端限制防阻锁块(4)径向扩张，内活塞(7)与上接头(1)被防阻锁块(4)锁为一体；
所述外活塞(5)与内活塞(7)之间由启动钉(6)连接，外活塞(5)上端被上接头(1)限位；外部高压无法使外活塞(5)上行，外活塞(5)对防阻锁块(4)的径向限位不会因外部高压而失效，从而在外部高压条件下内活塞(7)与上接头(1)始终锁为一体；因内活塞(7)向上被上接头(1)限位，外活塞(5)向上被上接头(1)限位；
所述分瓣推套(8)上端与内活塞(7)下端螺纹连接，分瓣推套(8)下部加工有多个纵向长槽使得分瓣推套(8)下端在无径向限位时可以径向扩张,正常状态下，分瓣推套(8)容纳于缸套(3)内，分瓣推套(8)通过下部内腔的台阶扣接下方桥塞的驱动机构的接口，因分瓣推套(8)下端被缸套(3)径向限位无法扩张，因而分瓣推套(8)与桥塞的驱动机构的接口锁为一体。
2.根据权利要求1所述的一种防机械卡阻的桥塞液力坐封工具，其特征在于：防阻锁块(4)被外活塞(5)径向限位无法扩张，因而内活塞(7)与上接头(1)锁为一体；而分瓣推套(8)与内活塞(7)螺纹连接，所以桥塞的驱动机构的接口经分瓣推套(8)、内活塞(7)、防阻锁块(4)最终与上接头(1)锁为一体，并由外活塞(5)通过液力控制是否与上接头(1)分离。
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