CN217300649U - 一种高压充填工具总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于油气田井下工具技术领域，尤其涉及一种高压充填工具总成。其满足压裂、油套环空循环填充后不动管柱，利用反循环洗井将充填通道临时关闭。包括配套使用的工具总成本体及堵塞器，所述堵塞器包括堵塞器本体，堵塞器本体上部外壁设置有密封皮碗，堵塞器本体中间部分外壁设有卡圈；所述工具总成本体下入至井内预定位置后，堵塞器被投入至油管内，堵塞器置于总成本体内腔，所述卡圈为环状开槽机构，卡圈回弹，直径变小进入到所述总成本体的内剪切套内部，卡圈外壁尖状牙型与内剪切套上部内孔的尖状槽对接，堵塞器本体由内剪切套台肩限位。

Description

一种高压充填工具总成

技术领域

本实用新型属于油气田井下工具技术领域，尤其涉及一种高压充填工具总成。

背景技术

使用高压充填工具对措施层压裂、油套环空循环填砂后，需要将充填通道关闭，否则填充的砂会返排，造成填充防砂失败，现有技术所采用的高压充填工具的，关闭填充通道的方式为，上提管柱，该作业方式主要存在以下缺点：1、不采用滑动井口时：需要拆卸井口，敞口上提管柱关闭填充通道，倒管线洗井，费时，存在安全隐患，填砂反吐风险大，可能造成起管柱遇阻。

2、采用滑动井口时：填充时采用了高压水龙带作为压裂管线，填充后地层压力高，带压动管柱，存在安全隐患。

目前工具存在问题：①不采用滑动井口时：需要拆卸井口，敞口上提管柱关闭填充通道，倒管线洗井，费时，存在安全隐患，填砂反吐风险大，可能造成起管柱遇阻。②采用滑动井口时：充填时采用了高压水龙带作为压裂管线，充填后地层压力高，带压动管柱，存在安全隐患。

发明内容

本实用新型就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种高压充填工具总成。其克服了已有技术不足，满足压裂、油套环空循环填充后不动管柱，利用反循环洗井将充填通道临时关闭，等井内压力平衡允许拆井口后，将工具丢手并将填充通道永久关闭，规避应用高压水龙带做压裂管线、带压动管柱的安全隐患。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，包括配套使用的工具总成本体及堵塞器，其特征在于，所述堵塞器包括堵塞器本体，堵塞器本体上部外壁设置有密封皮碗，堵塞器本体中间部分外壁设有卡圈；所述工具总成本体下入至井内预定位置后，堵塞器被投入至油管内，堵塞器置于总成本体内腔，所述卡圈为环状开槽机构，卡圈回弹（所述卡圈采用弹性材质），直径变小进入到所述总成本体的内剪切套内部，卡圈外壁尖状牙型与内剪切套上部内孔的尖状槽对接，堵塞器本体由内剪切套台肩限位。

进一步地，所述堵塞器本体下部外壁设有密封胶套四。

进一步地，所述工具总成本体包括上接头、解封套、锁定套，解封套分别与上接头、锁定套螺纹连接，锁定套与提解套剪切销钉连接，锁定套设置有过液孔，锁定套与压套螺纹连接，锁定套与爪簧螺纹连接，爪簧上部设有过液孔。

锁定套下部内壁设有环槽，下锁簧装设到环槽内，解封套下端设有开口槽，缸套上部装设有销钉，销钉装设到开口槽内。

缸套上部内壁设有环槽，上锁簧装设到环槽内，缸套下端内壁设有螺纹，上压环与缸套螺纹连接。

爪簧上设有半圆形环槽，限位卡环装设到半圆形环槽内，副活塞装设到爪簧上，副活塞被限位到锁定套与限位卡环之间，副活塞下部设有螺纹孔，副活塞与上压环剪切销钉连接；

上压环上部设有卡块槽，爪簧上设有卡块槽，卡块装设到卡块槽内，卡块被副活塞限位到卡块槽内。

上锥体装设到上压环下部，台肩限位，胶筒装设到上压环上，胶筒被限位到上压环和上锥体之间；上锥体下部装设到卡瓦罩上部内腔，台肩限位，卡瓦罩上设有卡瓦槽，卡瓦装设到卡瓦槽内。

弹簧装设到卡瓦罩和卡瓦之间，下锥体上部装设到卡瓦罩下部内腔，台肩限位，卡瓦被限位到上锥体和下锥体之间，爪簧和下锥体螺纹连接；外通道和下锥体螺纹连接，密封胶套一和限位套装设到外通道上部内腔。

防转套和外通道螺纹连接，密封胶套一和限位套被防转套和外通道限位。

外通道中间部分设有填充通道，外通道内壁设有轴向过液孔，轴向过液孔和填充通道不干涉，密封胶套三装设到外通道下部内腔。

锁簧座和外通道螺纹连接，密封胶套三被锁簧座和外通道限位，锁簧座下部设有环槽，小锁簧装设到环槽内，外通道和下接头螺纹连接，下接头下部内壁设有环槽，卡簧装设到环槽内。

上接头和减阻限位套螺纹连接，挂接套上部外壁设有环槽，小钢球装设到环槽内，挂接套上部台肩装设到上接头下部台肩和减阻限位套上部台肩之间，挂接套被减阻限位套上部内腔台肩和爪簧内部台肩限位，挂接套中间部分设有坐封进液孔，挂接套中间部分外壁设有轴向过液通道，轴向过液通道和坐封进液孔不干涉。

挂接套和内通道螺纹连接，挂接套下部设有螺纹孔，内关闭滑套和挂接套剪切销钉连接，内剪切套装设到内关闭滑套上端部内孔，内剪切套和内关闭滑套剪切销定连接。

内剪切套上端内孔设有锁定齿，内关闭滑套上部外壁设有密封胶套二。

内通道和防转套滑键连接，内通道上部设有填充通道，内通道中间偏下部内孔设有限位台肩，内通道下部设有过液孔，内通道下部设有过液槽。

关闭滑套装设到内通道中间部分外壁，关闭滑套下部设有螺纹孔，关闭滑套和内通道剪切销钉连接，关闭滑套下部设有锁定螺纹，验封活塞上部内孔与关闭滑套下端接触限位，验封活塞下部设有螺纹孔，验封活塞和内通道剪切销定连接。

更进一步地，上接头下部外壁设有螺纹，解封套上端、上部内壁设有螺纹，锁定套上端外壁设有螺纹，解封套与上接头、锁定套螺纹连接；锁定套上部设有螺纹孔，锁定套中间部分设有过液孔；锁定套上部设有键槽，提解套中间部分外壁设有键槽，上滑键装设到键槽内，压套下端内壁设有螺纹，锁定套上部外壁设有螺纹，上滑键被压套固定在键槽内；锁定套下部设有键槽，爪簧上部外壁设有键槽，下滑键装设到键槽内。

更进一步地，所述的挂接套下部外壁设有螺纹，内通道上端内壁设有螺纹，挂接套和内通道螺纹连接，挂接套下部设有螺纹孔，内关闭滑套和挂接套剪切销钉连接，内剪切套装设到内关闭滑套上端部内孔，内剪切套和内关闭滑套剪切销定连接，内剪切套上端内孔设有锁定齿，内关闭滑套上部外壁设有密封胶套二；内通道上部设有填充通道，内通道中间偏下部内孔设有限位台肩，内通道下部设有过液孔，内通道下部设有过液槽。

更进一步地，所述下锥体下部外壁设有螺纹，外通道上端内壁设有螺纹；外通道下端内壁设有螺纹，下接头上部外壁设有螺纹。

更进一步地，内通道上部设有键块结构，防转套内壁设有键槽结构，键块插入键槽；进而内通道和防转套滑键连接。

与现有技术相比本实用新型有益效果。

本实用新型满足压裂、油套环空循环填充后不动管柱，利用反循环洗井将充填通道临时关闭，等井内压力平衡允许拆井口后；将工具丢手并将充填通道永久关闭，规避了采用滑动井口时，应用高压水龙带做压裂管线、带压动管柱的安全隐患。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1为充填工具-本体结构图。

图2为高压充填工具-堵塞器结构图。

图3为图1 A-A截面示意图。

图4为图1 B-B截面示意图。

图5是充填工具-本体的上半部分放大示意图。

图6是充填工具-本体的下半部分放大示意图。

图7是卡圈零件图。

具体实施方式

如图1-7所示，本实用新型总成工具本体包括：上接头1下部外壁设有螺纹，解封套4上端、上部内壁设有螺纹，锁定套5上端外壁设有螺纹，解封套4与上接头1、锁定套5螺纹连接，锁定套5上部设有螺纹孔，锁定套5和提解套8剪切销钉连接，锁定套5中间部分设有过液孔，锁定套5下部设有键槽，提解套8中间部分外壁设有键槽，上滑键7装设到键槽内，压套6下端内壁设有螺纹，锁定套5上部外壁设有螺纹，锁定套5和压套6螺纹连接，上滑键7被压套6固定在键槽内，锁定套5中间部分内壁设有螺纹，爪簧11上端外壁设有螺纹，爪簧11和锁定套5螺纹连接，锁定套5下部设有键槽，爪簧11上部外壁设有键槽，下滑键12装设到键槽内，爪簧11上部设有过液孔，锁定套5下部内壁设有环槽，下锁簧13装设到环槽内，解封套4下端设有开口槽，缸套9上部装设有销钉，销钉装设到开口槽内，缸套9上部内壁设有环槽，上锁簧10装设到环槽内，缸套9下端内壁设有螺纹，上压环17上部外壁设有螺纹，上压环17与缸套9螺纹连接，爪簧11上设有半圆形环槽，限位卡环15装设到半圆形环槽内，副活塞14装设到爪簧11上，副活塞14被限位到锁定套5与限位卡环15之间，副活塞14下部设有螺纹孔，副活塞14与上压环17剪切销钉连接，上压环17上部设有卡块槽，爪簧11上设有卡块槽，卡块16装设到卡块槽内，卡块16被副活塞14限位到卡块槽内，上锥体19装设到上压环17下部，台肩限位，胶筒18装设到上压环17上，胶筒18被限位到上压环17和上锥体19之间，上锥体19下部装设到卡瓦罩20上部内腔，台肩限位，卡瓦罩20上设有卡瓦槽，卡瓦21装设到卡瓦槽内，弹簧22装设到卡瓦罩20和卡瓦21之间，下锥体23上部装设到卡瓦罩20下部内腔，台肩限位，卡瓦21被限位到上锥体19和下锥体23之间，下锥体23上端内壁设有螺纹，爪簧11下部外壁设有螺纹，爪簧11和下锥体23螺纹连接，下锥体23下部外壁设有螺纹，外通道25上端内壁设有螺纹，外通道25和下锥体23螺纹连接，密封胶套一28和限位套27装设到外通道25上部内腔，外通道25上部内壁设有螺纹，防转套26上部外壁设有螺纹，防转套26和外通道25螺纹连接，密封胶套一28和限位套27被防转套26和外通道25限位，外通道25中间部分设有填充通道，外通道25内壁设有轴向过液孔，轴向过液孔和填充通道不干涉，密封胶套三39装设到外通道25下部内腔，外通道25下部内壁设有螺纹，锁簧座29上端外壁设有螺纹，锁簧座29和外通道25螺纹连接，密封胶套三39被锁簧座29和外通道25限位，锁簧座29下部设有环槽，小锁簧30装设到环槽内，外通道25下端内壁设有螺纹，下接头32上部外壁设有螺纹，外通道25和下接头32螺纹连接，下接头32下部内壁设有环槽，卡簧34装设到环槽内。

上接头1下部内壁设有螺纹，减阻限位套2下端外壁设有螺纹，上接头1和减阻限位套2螺纹连接，挂接套3上部外壁设有环槽，小钢球38装设到环槽内，挂接套3上部台肩装设到上接头1下部台肩和减阻限位套2上部台肩之间，挂接套3被减阻限位套2上部内腔台肩和爪簧11内部台肩限位，挂接套3中间部分设有坐封进液孔，挂接套3中间部分外壁设有轴向过液通道，轴向过液通道和坐封进液孔不干涉，挂接套3下部外壁设有螺纹，内通道24上端内壁设有螺纹，挂接套3和内通道24螺纹连接，挂接套3下部设有螺纹孔，内关闭滑套35和挂接套3剪切销钉连接，内剪切套37装设到内关闭滑套35上端部内孔，内剪切套37和内关闭滑套35剪切销定连接，内剪切套37上端内孔设有锁定齿，内关闭滑套35上部外壁设有密封胶套二36，挂接套3下部外壁设有螺纹，内通道24上端内壁设有螺纹，内通道24和挂接套3螺纹连接，内通道24上部设有键块结构，防转套26内壁设有键槽结构，键块插入键槽，内通道24和防转套26滑键连接，内通道24上部设有填充通道，内通道24中间偏下部内孔设有限位台肩，内通道24下部设有过液孔，内通道24下部设有过液槽，关闭滑套31装设到内通道24中间部分外壁，关闭滑套31下部设有螺纹孔，关闭滑套31和内通道24剪切销钉连接，关闭滑套31下部设有锁定螺纹，验封活塞33上部内孔与关闭滑套31下端接触限位，验封活塞33下部设有螺纹孔，验封活塞33和内通道24剪切销钉连接。

堵塞器本体41上部外壁设有密封皮碗43，堵塞器本体41中间部分设有卡圈42，堵塞器本体41下部外壁设有密封胶套四40。

本实用新型工作原理。

初坐封：将高压充填工具总成-本体（以下简称本体）下入到设计位置，从油管投入高压充填工具总成-堵塞器（以下简称堵塞器），油管打压将堵塞器送入到本体内腔，使堵塞器上的卡圈进入到本体的内剪切套内部，卡圈、堵塞器被锁定到内剪切套内部，继续打压，液体由挂接套的过液孔进入到爪簧的过液孔，进入到副活塞与上压环之间的空间，连接副活塞与上压环的剪切销钉被剪断，上压环被液压推动，带动上锥体向下动作，使卡瓦锚定，上压环继续向下动作，压缩胶筒坐封，卡瓦进一步锚定，控制初坐封压力，保证坐封充分的同时内关闭滑套不打开。

验封：初坐封后关闭油管，保持油管压力，油套环空打压，压力经由锁定套中间部分的进液孔、挂接套上部外壁上的轴向通道、外通道内壁的轴向通道传递到验封活塞上，停止打压，保持验封压力一定时间，若压力不降，说明工具验封成功，验封完成后继续油套环空打压，提高压力至验封活塞打开压力，压力突然降低说明验封活塞已打开。

完全坐封：继续油管打压，提高压力至内关闭滑套打开压力，压力突然降低说明内关闭滑套打开，填充通道开启。

挤压填充：将油套环空关闭，油管加入携砂液，携砂液由填充通道挤入地层。

循环填充：将油套环空敞开，油管加入携砂液，携砂液中的砂留到胶筒下方的油套环空中，液体经内通道上的过液孔、外通道内壁上的轴向通道、挂接套上部外壁的轴向通道、锁定套中间部分的过液孔返排到胶筒以上的油套环空中，返排到地面，当砂将信号筛管埋死时，地面泵车压力升高，排量降低，循环填充完成。

反循环洗井：循环填充完成后，油管敞开，油套环空泵入洗井液，洗井液经由锁定套中间部分的进液孔、挂接套上部外壁上的轴向通道、外通道内壁的轴向通道进入到工具内腔，由于堵塞器被锁定到内剪切套内部，内剪切套与内关闭滑套剪切销钉连接，堵塞器在液压的作用下带着内剪切套、内关闭滑套上行，内关闭滑套将填充通道临时关闭，压力升高将剪切销钉剪断，堵塞器带着内剪切套上行、由油管返排出井外。

丢手：井内压力平衡，允许动井口时将井口敞开，正旋管柱将提解套与锁定套之间的螺纹倒开，上提管柱，关闭滑套上行，将填充通道关闭。

解封：下入打捞工具与提解套对接，上提管柱，提解套带动锁定套、缸套、上压环、上锥体上行，封隔器解封、解卡。

本实用新型可以满足压裂、油套环空循环填充后不动管柱，利用反循环洗井将充填通道临时关闭，等井内压力平衡允许拆井口后，将工具丢手并将充填通道永久关闭，规避现有工具采用滑动井口时，应用高压水龙带做压裂管线、带压动管柱的安全隐患。

可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高压充填工具总成，包括配套使用的工具总成本体及堵塞器，其特征在于，所述堵塞器包括堵塞器本体（41），堵塞器本体（41）上部外壁设置有密封皮碗（43），堵塞器本体（41）中间部分外壁设有卡圈（42）；

堵塞器在所述工具总成本体下入至井内预定位置后，被投入至油管内、总成本体内腔中，所述卡圈（42）为环状开槽机构，卡圈（42）采用弹性材质，卡圈进入置总成本体的内剪切套（37）内时，堵塞器本体（41）由内剪切套（37）台肩限位。

2.根据权利要求1所述的一种高压充填工具总成，其特征在于：所述卡圈（42）外壁尖状牙型与内剪切套（37）上部内孔的尖状槽对接限位。

3.根据权利要求1所述的一种高压充填工具总成，其特征在于：所述堵塞器本体（41）下部外壁设有密封胶套四（40）。

4.根据权利要求1所述的一种高压充填工具总成，其特征在于：所述工具总成本体包括上接头（1）、解封套（4）、锁定套（5），解封套（4）分别与上接头（1）、锁定套（5）螺纹连接，锁定套（5）与提解套（8）剪切销钉连接，锁定套（5）设置有过液孔，锁定套（5）与压套（6）螺纹连接，锁定套（5）与爪簧（11）螺纹连接，爪簧（11）上部设有过液孔；

锁定套（5）下部内壁设有环槽，下锁簧（13）装设到环槽内，解封套（4）下端设有开口槽，缸套（9）上部装设有销钉，销钉装设到开口槽内；

缸套（9）上部内壁设有环槽，上锁簧（10）装设到环槽内，缸套（9）下端内壁设有螺纹，上压环（17）与缸套（9）螺纹连接；

爪簧（11）上设有半圆形环槽，限位卡环（15）装设到半圆形环槽内，副活塞（14）装设到爪簧（11）上，副活塞（14）被限位到锁定套（5）与限位卡环（15）之间，副活塞（14）下部设有螺纹孔，副活塞（14）与上压环（17）剪切销钉连接；

上压环（17）上部设有卡块槽，爪簧（11）上设有卡块槽，卡块（16）装设到卡块槽内，卡块（16）被副活塞（14）限位到卡块槽内；

上锥体（19）装设到上压环（17）下部，台肩限位，胶筒（18）装设到上压环（17）上，胶筒（18）被限位到上压环（17）和上锥体（19）之间；上锥体（19）下部装设到卡瓦罩（20）上部内腔，台肩限位，卡瓦罩（20）上设有卡瓦槽，卡瓦（21）装设到卡瓦槽内；

弹簧（22）装设到卡瓦罩（20）和卡瓦（21）之间，下锥体（23）上部装设到卡瓦罩（20）下部内腔，台肩限位，卡瓦（21）被限位到上锥体（19）和下锥体（23）之间，爪簧（11）和下锥体（23）螺纹连接；外通道（25）和下锥体（23）螺纹连接，密封胶套一（28）和限位套（27）装设到外通道（25）上部内腔；

防转套（26）和外通道（25）螺纹连接，密封胶套一（28）和限位套（27）被防转套（26）和外通道（25）限位；

外通道（25）中间部分设有填充通道，外通道（25）内壁设有轴向过液孔，轴向过液孔和填充通道不干涉，密封胶套三（39）装设到外通道（25）下部内腔；

锁簧座（29）和外通道（25）螺纹连接，密封胶套三（39）被锁簧座（29）和外通道（25）限位，锁簧座（29）下部设有环槽，小锁簧（30）装设到环槽内，外通道（25）和下接头（32）螺纹连接，下接头（32）下部内壁设有环槽，卡簧（34）装设到环槽内；

上接头（1）和减阻限位套（2）螺纹连接，挂接套（3）上部外壁设有环槽，小钢球（38）装设到环槽内，挂接套（3）上部台肩装设到上接头（1）下部台肩和减阻限位套（2）上部台肩之间，挂接套（3）被减阻限位套（2）上部内腔台肩和爪簧（11）内部台肩限位，挂接套（3）中间部分设有坐封进液孔，挂接套（3）中间部分外壁设有轴向过液通道，轴向过液通道和坐封进液孔不干涉；

挂接套（3）和内通道（24）螺纹连接，挂接套（3）下部设有螺纹孔，内关闭滑套（35）和挂接套（3）剪切销钉连接，内剪切套（37）装设到内关闭滑套（35）上端部内孔，内剪切套（37）和内关闭滑套（35）剪切销定连接；

内剪切套（37）上端内孔设有锁定齿，内关闭滑套（35）上部外壁设有密封胶套二（36）；

内通道（24）和防转套（26）滑键连接，内通道（24）上部设有填充通道，内通道（24）中间偏下部内孔设有限位台肩，内通道（24）下部设有过液孔，内通道（24）下部设有过液槽；

关闭滑套（31）装设到内通道（24）中间部分外壁，关闭滑套（31）下部设有螺纹孔，关闭滑套（31）和内通道（24）剪切销钉连接，关闭滑套（31）下部设有锁定螺纹，验封活塞（33）上部内孔与关闭滑套（31）下端接触限位，验封活塞（33）下部设有螺纹孔，验封活塞（33）和内通道（24）剪切销定连接。

5.根据权利要求4所述的一种高压充填工具总成，其特征在于：上接头下部外壁设有螺纹，解封套上端、上部内壁设有螺纹，锁定套上端外壁设有螺纹，解封套与上接头、锁定套螺纹连接；锁定套上部设有螺纹孔，锁定套中间部分设有过液孔；锁定套上部设有键槽，提解套中间部分外壁设有键槽，上滑键装设到键槽内，压套下端内壁设有螺纹，锁定套上部外壁设有螺纹，上滑键被压套固定在键槽内；锁定套下部设有键槽，爪簧上部外壁设有键槽，下滑键装设到键槽内。

6.根据权利要求4所述的一种高压充填工具总成，其特征在于：所述的挂接套（3）下部外壁设有螺纹，内通道（24）上端内壁设有螺纹，挂接套（3）和内通道（24）螺纹连接，挂接套（3）下部设有螺纹孔，内关闭滑套（35）和挂接套（3）剪切销钉连接，内剪切套（37）装设到内关闭滑套（35）上端部内孔，内剪切套（37）和内关闭滑套（35）剪切销定连接，内剪切套（37）上端内孔设有锁定齿，内关闭滑套（35）上部外壁设有密封胶套二（36）；内通道（24）上部设有填充通道，内通道（24）中间偏下部内孔设有限位台肩，内通道（24）下部设有过液孔，内通道（24）下部设有过液槽。

7.根据权利要求4所述的一种高压充填工具总成，其特征在于：所述下锥体（23）下部外壁设有螺纹，外通道（25）上端内壁设有螺纹；外通道（25）下端内壁设有螺纹，下接头（32）上部外壁设有螺纹。

8.根据权利要求4所述的一种高压充填工具总成，其特征在于：内通道（24）上部设有键块结构，防转套（26）内壁设有键槽结构，键块插入键槽。

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