CN214532896U - 一种机械式暂堵桥塞 - Google Patents

Abstract

一种机械式暂堵桥塞，涉及油田井下工具技术领域，包括桥塞本体和用于坐封、打捞桥塞本体的专用工具，所述的桥塞本体包括中心管组件、芯杆组件、摩擦锚定组件、胶筒、胶筒下挡环和卡块，所述的芯杆组件由下向上密封插装于中心管组件内，所述的摩擦锚定组件、胶筒和胶筒下挡环均套于中心管组件外侧，胶筒下挡环通过卡块与中心管组件连接；芯杆组件包括芯杆和直径大于芯杆的芯杆下接头，卡块内侧穿过中心管组件后抵靠在芯杆下接头上，卡块外侧与胶筒下挡环通过斜面配合。

Description

一种机械式暂堵桥塞

技术领域

本实用新型属于油田井下工具领域，尤其涉及一种机械式暂堵桥塞。

背景技术

油田高压井底部的临时封堵是一项非常重要的封堵作业，封堵不良会造成严重的井喷，现有的封井工具结构复杂，故障率太高，且封井效果不理想，因井压的高低变化存在中途解封现象。另外，现有的暂堵桥塞打捞成功率不高。

实用新型内容

为解决现有封井工具故障率高、坐封不牢靠、打捞成功率低的问题，本实用新型提供一种机械式暂堵桥塞，本实用新型结构简单、操作方便、封堵成功率高、坐封可靠、打捞成功率高。

本实用新型提供的技术方案是：一种机械式暂堵桥塞，包括桥塞本体和用于坐封、打捞桥塞本体的专用工具，所述的桥塞本体包括中心管组件、芯杆组件、摩擦锚定组件、胶筒、胶筒下挡环和卡块，所述的芯杆组件由下向上密封插装于中心管组件内，所述的摩擦锚定组件、胶筒和胶筒下挡环均套于中心管组件外侧，摩擦锚定组件、胶筒和胶筒下挡环由上到下依次排列并相互抵靠，胶筒下挡环通过卡块与中心管组件连接；所述的芯杆组件包括芯杆和直径大于芯杆的芯杆下接头，所述的芯杆通过密封圈与中心管组件密封配合，芯杆下接头的上部插入到中心管组件内并与中心管组件通过解封剪钉连接，所述的卡块内侧穿过中心管组件后抵靠在芯杆下接头上，卡块的外侧与胶筒下挡环通过斜面配合；

所述的摩擦锚定组件包括摩擦组件和锚定组件，所述的摩擦组件位于锚定组件上方，摩擦组件上方的中心管组件上设置用于对摩擦组件上行限位的肩台，摩擦组件包括载体、摩擦块、摩擦弹簧，摩擦块安装于载体上，摩擦弹簧位于载体与摩擦块之间，在摩擦弹簧的弹力作用下摩擦块具有伸出载体抵靠在套管内壁的趋势；所述的锚定组件包括护套、上锥体、牙块、下锥体和牙块弹簧，所述的上锥体和牙块位于护套内侧，所述的牙块位于上锥体与下锥体之间并分别与上下锥体锥面配合，所述的牙块弹簧位于护套与牙块之间，在牙块弹簧的弹力作用下牙块具有缩入护套内的趋势，上锥体处对应的护套侧壁加工有护套轴向长孔，穿过长孔向上锥体连接限位螺钉，从而限制护套与上锥体的相对转动，并允许护套与上锥体发生长孔长度范围的轴向移动，护套的上部与所述的载体连接，所述的上锥体和中心管组件螺纹连接。

所述的中心管组件包括上中心管和下中心管，下中心管外径小于上中心管，从而二者连接处形成台阶，所述的下锥体通过台阶限位，从而避免下锥体向上串；

所述的芯杆组件上端连接有解封承压头，解封承压头处对应的中心管组件内侧加工有扩径段，解封承压头位于扩径段内，解封承压头外径大于中心管组件的最小内径，解封承压头上部加工成锥形结构，锥形结构的小径端位于上方。

进一步的技术方案是：所述的专用工具包括投送头和打捞头，所述的投送头下部侧壁加工有间隔设置的封闭滑道、开放滑道和斜滑道，开放滑道的上端通过斜滑道与封闭滑道的中部连通，上中心管的上部周向固定连接有滑动销，所述的滑动销通过开放滑道滑入封闭滑道内，当滑动销位于封闭滑道的上端时，此时的解封承压头未受到来自投送头内侧施加向下的力；所述的打捞头下部侧壁加工有间隔设置的封闭滑道、开放滑道和斜滑道，开放滑道的上端通过斜滑道与封闭滑道的中部连通，上中心管的上部周向固定连接有滑动销，所述的滑动销通过开放滑道滑入封闭滑道内，当解封承压头上端受到来自投送头内侧施加向下的力时，滑动销位于封闭滑道内并与封闭滑道上端存有距离。

进一步的技术方案是：所述投送头或打捞头的开放滑道下端称之为滑道壶口，每两相邻滑道壶口之间的部分形成三角尖，其中一个三角尖向下延伸的长度大于其他三角尖。

进一步的技术方案是：所述的投送头或打捞头下部的滑道段外侧固接有聚拢固定环。

本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型坐封后，外侧通过胶筒密封，内侧通过芯杆封堵，内外密封均十分可靠；理由是：首先，胶筒的弹力是通过卡块锁定的，而不直接作用在解封剪钉上，卡块可承受的剪切力远大于剪钉，从而使胶筒密封更加可靠；其次，芯杆由下而上插入到中心管内进行封堵，由于芯杆下部直径大于上部直径，所以即便井压较大，芯杆封堵扔十分可靠。

(2)本实用新型坐封后，可通过上提和回放管柱的方法进行锚定的可靠性验证，通过观察的方式进行封堵有效性判定，确保万无一失。

(3)本实用新型打捞时，由于解封承压头上端为锥形结构，能起到扶正导向的作用，避免打捞时发生对顶的现象，保证一次性对接成功。

(4)本实用新型中的专用工具包括投送头和打捞头，投送时使用投送头，确保不触碰到解封承压头及芯杆，避免提前解封；打捞时使用打捞头，确保对解封承压头及芯杆撞击成功，提升解封效率。

(5)本实用新型打捞时，打捞头下部的其中一个滑动销导向部分长度长，能够率先接触并拨动导向其中一个滑动销，规避因加工制作误差导致的滑动销分布不均，两个滑动销卡在同一个滑道壶口而导致打捞不成功的问题。

(6)本实用新型可多次反复使用。

附图说明

图1是本实用新型坐封前的结构示意图。

图2是本实用新型坐封时的结构示意图。

图3是本实用新型解封封后的结构示意图。

图4是本实用新型中中心管组件的结构示意图。

图5是本实用新型中摩擦锚定组件的结构示意图。

图6是本实用新型中芯杆组件的结构示意图。

图7是本实用新型中打捞头的展开图。

图中：1、投送头；2、解封承压头；3、上中心管；4、芯杆；5、载体；6、摩擦块；7、摩擦弹簧；8、护套稳钉；9、限位螺钉；10、上锥体；11、护套；12、牙块弹簧；13、牙块；14、下锥体；15、胶筒；16、下中心管；17、密封圈；18、胶筒下挡环；19、卡块；20、解封剪钉；21、芯杆下接头；22、打捞头；23、聚拢固定环；24、台阶；25、滑动销；26、封闭滑道；27、斜滑道；28、开放滑道；29滑道壶口。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-7所示，本实用新型包括桥塞本体和用于坐封、打捞桥塞本体的专用工具，所述的桥塞本体包括中心管组件、芯杆组件、摩擦锚定组件、胶筒15、胶筒下挡环18和卡块19，所述的芯杆组件由下向上密封插装于中心管组件内，所述的摩擦锚定组件、胶筒15和胶筒下挡环18均套于中心管组件外侧，摩擦锚定组件、胶筒15和胶筒下挡环18由上到下依次排列并相互抵靠，胶筒下挡环18通过卡块19与中心管组件连接；所述的芯杆组件包括芯杆4和直径大于芯杆4的芯杆下接头21，所述的芯杆4通过密封圈17与中心管组件密封配合，芯杆下接头21的上部插入到中心管组件内并与中心管组件通过解封剪钉20连接，所述的卡块19内侧穿过中心管组件后抵靠在芯杆下接头21上，卡块19的外侧与胶筒下挡环18通过斜面配合。

如图5所示，所述的摩擦锚定组件包括摩擦组件和锚定组件，所述的摩擦组件位于锚定组件上方，摩擦组件上方的中心管组件上设置用于对摩擦组件上行限位的肩台，摩擦组件包括载体5、摩擦块6、摩擦弹簧7，摩擦块6安装于载体5上，摩擦弹簧7位于载体5与摩擦块6之间，在摩擦弹簧7的弹力作用下摩擦块6具有伸出载体5抵靠在套管内壁的趋势。所述的锚定组件包括护套11、上锥体10、牙块13、下锥体14和牙块弹簧12，所述的上锥体10和牙块13位于护套11内侧，所述的牙块13位于上锥体10与下锥体14之间并分别与上下锥体锥面配合，所述的牙块弹簧12位于护套11与牙块13之间，在牙块弹簧12的弹力作用下牙块13具有缩入护套11内的趋势，上锥体10处对应的护套11侧壁加工有护套11轴向长孔，穿过长孔向上锥体10连接限位螺钉9，从而限制护套11与上锥体10的相对转动，并允许护套11与上锥体10发生长孔长度范围的轴向移动，护套11的上部与所述的载体5通过护套稳钉8固定连接，所述的上锥体10和中心管组件螺纹连接。

如图4所示，所述的中心管组件包括上中心管3和下中心管16，下中心管16外径小于上中心管3，从而二者连接处形成台阶24，所述的下锥体14通过台阶24限位，从而避免下锥体14向上串。

如图1或2或3所示，所述的芯杆组件上端连接有解封承压头2，解封承压头2处对应的中心管组件内侧加工有扩径段，解封承压头2位于扩径段内，解封承压头2外径大于中心管组件的最小内径，从而解封后解封承压头2能够卡在中心管内，避免芯杆组件落入井底。解封承压头2上部加工成锥形结构，锥形结构的小径端位于上方。锥形结构能起到扶正导向的作用，避免打捞时发生对顶的现象，保证一次性对接成功。

如图1、3、7所示，所述的专用工具包括投送头1和打捞头22，所述的投送头1下部侧壁加工有间隔设置的封闭滑道26、开放滑道28和斜滑道27，开放滑道28的上端通过斜滑道27与封闭滑道26的中部连通，上中心管3的上部周向固定连接有滑动销25，所述的滑动销25通过开放滑道28滑入封闭滑道26内，当滑动销25位于封闭滑道26的上端时，此时的解封承压头2未受到来自投送头1内侧施加向下的力；投送时使用投送头1，确保不触碰到解封承压头2及芯杆4，避免提前解封。

所述的打捞头22下部侧壁加工有间隔设置的封闭滑道26、开放滑道28和斜滑道27，开放滑道28的上端通过斜滑道27与封闭滑道26的中部连通，上中心管3的上部周向固定连接有滑动销25，所述的滑动销25通过开放滑道28滑入封闭滑道26内，当解封承压头2上端受到来自投送头1内侧施加向下的力时，滑动销25位于封闭滑道26内并与封闭滑道26上端存有距离。打捞时使用打捞头22，确保对解封承压头2及芯杆4撞击成功，提升解封效率。

所述投送头1或打捞头22的开放滑道28下端称之为滑道壶口29，每两相邻滑道壶口29之间的部分形成三角尖，其中一个三角尖向下延伸的长度大于其他三角尖。本申请中滑道组有三个，滑动销25也有三个，理想状态下相邻滑动销25之间的夹角为120度，三个滑道组之间的相位夹角也为120度，从而在打捞时，每个滑动销25精准的滑入相应的滑道内，实现百分百打捞成功。但实际情况是，由于加工制造存在误差，导致滑动销25分布不均匀，或者滑道壶口29端口大小不一致，打捞时会出现两个滑动销25同时卡在一个滑道壶口29的问题，致使打捞存在失败的情况，为了避免该情况，本申请设计了一个较长的三角尖，在打捞时，该三角尖能够率先接触并导向其中一个滑动销25，避免两个滑动销25卡在同一个滑道壶口29的问题，确保打捞对接百分之百成功。

所述的投送头1或打捞头22下部的滑道段外侧固接有聚拢固定环23。

本实用新型的坐封过程：坐封时使用投送头1将桥塞本体下入井下指定位置，由于摩擦组件的摩擦块6与套管之间存在较大摩擦力，所以在旋转管柱时中心管组件转动，而摩擦组件不转动，由于摩擦组件与护套11通过护套稳钉8固定连接，因此护套11也不跟随转动，在限位螺钉9的限制作用下，上锥体10同样不跟随中心管组件转动，但是由于中心管组件与上锥体10螺纹连接，所以中心管组件的转动迫使不转动的上锥体10相对中心管组件发生轴向移动，中心管组件每转动一圈，上锥体10移动一个螺距，从而形成向下挤压牙块13和下锥体14的挤压力，挤压力最终使胶筒15横向膨胀坐封，牙块13双向锚定于套管上。

坐封后，外侧通过胶筒15密封，内侧通过芯杆组件封堵，内外密封均十分可靠；理由是：首先，胶筒15的弹力是通过卡块19锁定的，而不直接作用在解封剪钉20上，由于卡块19的横截面远大于解封剪钉20，所以卡块19可承受的剪切力远大于解封剪钉20，从而使胶筒15密封更加可靠；其次，芯杆组件由下而上插入到中心管组件内进行封堵，芯杆组件下部(芯杆下接头21)直径大于上部(芯杆4)直径，所以即便井压较大，芯杆组件也无法向上串动，因此内侧封堵也十分可靠。

本申请坐封后丢手前可通过上提和回放管柱的方法进行锚定的可靠性验证，具体为：上提管柱，上提拉力等于管柱重力加验锚力，如果上提拉力不能使管柱不发生移动则证明锚定可靠；通过观察的方式进行封堵有效性判定，具体为：观察井口溢流，如果溢流停止，则证明胶筒15密封良好。

本实用新型的解封、打捞过程：下入带有打捞头22的管柱，上中心管3上端的滑动销25从开放滑道28进入封闭滑道26，完成打捞对接，打捞过程中，打捞头22对解封承压头2施加向下的冲压力，迫使芯杆4及芯杆下接头21下行，由于解封剪钉20能够承受的剪切力不大，所以解封剪钉20遭到冲击破坏，芯杆下接头21失去与中心管组件的连接而下行，下行越过卡块19后，由于芯杆4的外径小于芯杆下接头21的外径，所以卡块19可向内移动，在胶筒5复位弹力的作用下，胶筒下挡环18通过斜面推动卡块19向内移动，使得胶筒下挡环18与中心管组件之间的连接解除，胶筒15复原，牙卡13缩入护套11内，本申请完成解封、打捞出井。由于解封承压头2卡在中心管组件内侧，所以芯杆组件不会落入井下，所以本申请可全部打捞出井，重新装配后可重复使用。

Claims (4)

1.一种机械式暂堵桥塞，其特征在于：包括桥塞本体和用于坐封、打捞桥塞本体的专用工具，所述的桥塞本体包括中心管组件、芯杆组件、摩擦锚定组件、胶筒（15）、胶筒下挡环（18）和卡块（19），所述的芯杆组件由下向上密封插装于中心管组件内，所述的摩擦锚定组件、胶筒（15）和胶筒下挡环（18）均套于中心管组件外侧，摩擦锚定组件、胶筒（15）和胶筒下挡环（18）由上到下依次排列并相互抵靠，胶筒下挡环（18）通过卡块（19）与中心管组件连接；所述的芯杆组件包括芯杆（4）和直径大于芯杆（4）的芯杆下接头（21），所述的芯杆（4）通过密封圈（17）与中心管组件密封配合，芯杆下接头（21）的上部插入到中心管组件内并与中心管组件通过解封剪钉（20）连接，所述的卡块（19）内侧穿过中心管组件后抵靠在芯杆下接头（21）上，卡块（19）的外侧与胶筒下挡环（18）通过斜面配合；

所述的摩擦锚定组件包括摩擦组件和锚定组件，所述的摩擦组件位于锚定组件上方，摩擦组件上方的中心管组件上设置用于对摩擦组件上行限位的肩台，摩擦组件包括载体（5）、摩擦块（6）、摩擦弹簧（7），摩擦块（6）安装于载体（5）上，摩擦弹簧（7）位于载体（5）与摩擦块（6）之间，在摩擦弹簧（7）的弹力作用下摩擦块（6）具有伸出载体（5）抵靠在套管内壁的趋势；所述的锚定组件包括护套（11）、上锥体（10）、牙块（13）、下锥体（14）和牙块弹簧（12），所述的上锥体（10）和牙块（13）位于护套（11）内侧，所述的牙块（13）位于上锥体（10）与下锥体（14）之间并分别与上下锥体锥面配合，所述的牙块弹簧（12）位于护套（11）与牙块（13）之间，在牙块弹簧（12）的弹力作用下牙块（13）具有缩入护套（11）内的趋势，上锥体（10）处对应的护套（11）侧壁加工有护套（11）轴向长孔，穿过长孔向上锥体（10）连接限位螺钉（9），从而限制护套（11）与上锥体（10）的相对转动，并允许护套（11）与上锥体（10）发生长孔长度范围的轴向移动，护套（11）的上部与所述的载体（5）连接，所述的上锥体（10）和中心管组件螺纹连接；

所述的中心管组件包括上中心管（3）和下中心管（16），下中心管（16）外径小于上中心管（3），从而二者连接处形成台阶（24），所述的下锥体（14）通过台阶（24）限位，从而避免下锥体（14）向上串；

所述的芯杆组件上端连接有解封承压头（2），解封承压头（2）处对应的中心管组件内侧加工有扩径段，解封承压头（2）位于扩径段内，解封承压头（2）外径大于中心管组件的最小内径，解封承压头（2）上部加工成锥形结构，锥形结构的小径端位于上方。

2.根据权利要求1所述的一种机械式暂堵桥塞，其特征在于：所述的专用工具包括投送头（1）和打捞头（22），所述的投送头（1）下部侧壁加工有间隔设置的封闭滑道（26）、开放滑道（28）和斜滑道（27），开放滑道（28）的上端通过斜滑道（27）与封闭滑道（26）的中部连通，上中心管（3）的上部周向固定连接有滑动销（25），所述的滑动销（25）通过开放滑道（28）滑入封闭滑道（26）内，当滑动销（25）位于封闭滑道（26）的上端时，此时的解封承压头（2）未受到来自投送头（1）内侧施加向下的力；所述的打捞头（22）下部侧壁加工有间隔设置的封闭滑道（26）、开放滑道（28）和斜滑道（27），开放滑道（28）的上端通过斜滑道（27）与封闭滑道（26）的中部连通，上中心管（3）的上部周向固定连接有滑动销（25），所述的滑动销（25）通过开放滑道（28）滑入封闭滑道（26）内，当解封承压头（2）上端受到来自投送头（1）内侧施加向下的力时，滑动销（25）位于封闭滑道（26）内并与封闭滑道（26）上端存有距离。

3.根据权利要求2所述的一种机械式暂堵桥塞，其特征在于：所述投送头（1）或打捞头（22）的开放滑道（28）下端称之为滑道壶口（29），每两相邻滑道壶口（29）之间的部分形成三角尖，其中一个三角尖向下延伸的长度大于其他三角尖。

4.根据权利要求2所述的一种机械式暂堵桥塞，其特征在于：所述的投送头（1）或打捞头（22）下部的滑道段外侧固接有聚拢固定环（23）。

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