CN220667508U - 一种自重式油管堵塞器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自重式油管堵塞器，包括：中心杆，自上而下依次设有中心杆变径凸起、中心杆大径段和中心杆小径段，中心杆小径段的外周安装有坐封机构且下端与导向头的上部相连；加重杆，置于中心杆的中心沉孔中；导向头，下端设有锥形头部，上部母螺纹与中心杆的下端公螺纹段相旋接；棘爪，位于导向头的中部长槽中，下端铰接在棘爪销轴上，上端通过棘爪可溶解销钉锁定在导向头的轴线上，棘爪销轴上套装有扭簧，扭簧向棘爪施加径向撑开的张力。斜推的下端通过可溶解销钉固定在中心杆上。皮碗喇叭口通过可溶解销钉与斜推的上端外锥面固定连接。修井需要堵塞管柱时，该自重式油管堵塞器能够顺利下行到位，且在管柱底部形成可靠密封，耐高压。

Description

一种自重式油管堵塞器

技术领域

本实用新型涉及一种井下堵塞工具，尤其涉及一种自重式油管堵塞器，属于采油井修井工具技术领域。

背景技术

油田管理后期多采用注水保持或恢复油层压力、增加地层能量，使油藏有较强的驱动力，以提高油藏的开采速度和采收率。随着注水压力不断提高，井下管柱故障不断，起管柱进行井下管柱维护，是必然选择。为保证安全生产，前期在进行作业施工前，需要进行放压或压井，再进行作业起下分层注水管柱。

以上生产方式存在许多问题，第一，采用高密度压井液压井造成作业施工成本上升；第二，压井易对地层造成污染，将地层压死；第三，还需要进行放压，造成施工周期增长，有时要1-2月，大幅度增加污水回收量，周边油井地层能量下降，同时打破了注采井网的平衡，作业完再次恢复地层能量费时又费力，并且压差变化大损坏套管。因此带压作业在油田逐渐推广，多采用投堵塞总成的方式对管柱进行密封，现在主要有两种方式：1、钢丝作业投堵塞器；2、重力自由投堵塞器。

以73mm油管完井的管柱为例，73mm油管内通径为62mm，配水器的内通径为46mm，封隔器的内通径为60mm—62mm。带压作业技术是在不压井、不泄压的状态下起下油管的井下作业技术，井下管柱内密封的核心是管柱内堵塞技术。目前，管柱的内堵塞常用油管堵塞器（外径最小56mm）进行封堵，但是对于管柱内存在严重结垢（以73mm油管为例，油管通径为62mm，结垢后有时通径仅为30mm）及配水器（内通径46mm）等小通径井下工具结垢后实际通径更小，管柱内径发生变化，致使油管堵塞器不能顺利投放至预定位置、密封不严、达不到预期封堵效果，更加不能够通过配水器到达管柱底部，导致反复投堵，喷出液体，污染环境，因此注水井带压作业迫切需要解决底部堵塞难题。

公开号为CN201539229U的中国实用新型专利，公开了一种带压作业预置式油管堵塞器，工作筒中心孔圆锥台面与中心杆圆锥台配合；中心杆的顶端有剪切帽；在中心杆圆锥台的下部外壁上套有密封胶筒和预密封胶筒，在预密封胶筒的下部有防护套；在中心杆的中心孔内有一个芯轴；在芯轴下部固定有连接销，连接销两端固定在防护套下端；中心杆的下端螺纹连接有堵塞芯，在连接销的下部有压缩弹簧，在堵塞芯下部有定位机构。

该带压作业预置式油管堵塞器存在以下问题：1、钢丝作业投堵塞器，需要地面设施配合、操作难度大，不能够准确判断是否到位；2、带压球座由于自身结构，堵塞器下行时，整个管柱是死腔，虽然堵塞器外直径小，但是管柱结垢严重，锁块下行时是撑开的，预密封胶筒可能提前撑开一些，增加下行阻力，死腔结垢阻碍堵塞器投不到位；3、堵塞器结构复杂，预密封胶筒的密封不可靠，上推力不够，导致密封胶筒耐压差；4、投堵限位筒没有防结垢处理。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种自重式油管堵塞器，修井需要堵塞管柱时，能够顺利下行到位，且在管柱底部形成可靠密封，耐高压。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种自重式油管堵塞器，包括：

中心杆，自上而下依次设有中心杆变径凸起、中心杆大径段和中心杆小径段，中心杆小径段的外周安装有坐封机构且下端与导向头的上部相连；

加重杆，置于所述中心杆的中心沉孔中；

导向头，下端设有锥形头部，上部母螺纹与所述中心杆的下端公螺纹段相旋接；

棘爪，位于所述导向头的中部长槽中，下端铰接在棘爪销轴上，上端通过棘爪可溶解销钉锁定在所述导向头的轴线上，所述棘爪销轴上套装有扭簧，所述扭簧向棘爪施加径向撑开的张力。

作为本实用新型的改进，所述坐封机构包括：

胶筒上隔环，抵靠在所述中心杆的上部外台肩下方；

压缩胶筒，上端嵌于在所述胶筒上隔环的下碗口中，下端嵌于胶筒中隔环的上碗口中；

胶筒中隔环，上端挤压所述压缩胶筒，下端为扩张式皮碗提供支撑；

扩张式皮碗，上端嵌于胶筒中隔环的下端环槽中，下部设有喇叭口；

斜推，上端外锥面插入所述扩张式皮碗下端的喇叭口中；

压缩弹簧，支撑在所述斜推的底部与所述导向头的上端口之间。

作为本实用新型的进一步改进，所述斜推的下端通过斜推可溶解销钉固定在所述中心杆上。

作为本实用新型的进一步改进，所述斜推的下端还通过斜推定位销钉固定在所述中心杆上。

作为本实用新型的进一步改进，所述扩张式皮碗的喇叭口通过皮碗可溶解销钉与所述斜推的上端外锥面固定连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述棘爪的上端还通过棘爪定位销钉锁定在所述导向头的轴线上。

作为本实用新型的进一步改进，所述导向头的上端通过导向头固定销钉与所述中心杆的下端锁定。

作为本实用新型的进一步改进，所述中心杆的上端中心旋接有堵头将所述加重杆封闭。

作为本实用新型的进一步改进，所述中心杆变径凸起的外径为42mm，所述中心杆大径段及其以下部位的外径为37mm。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：1、堵塞器能够顺利下到井底，且能够在投堵限位筒处准确停住；2、坐封后密封可靠，且耐高压；5、施工工艺简单，在不增加额外设备。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型自重式油管堵塞器的主视图；

图中：1.中心杆；1a.中心杆变径凸起；2.加重杆；3.胶筒上隔环；4.压缩胶筒；5.胶筒中隔环；6.扩张式皮碗；7.斜推；8.斜推可溶解销钉；9.斜推定位销钉；10.压缩弹簧；11.导向头固定销钉；12.棘爪可溶解销钉；13.棘爪定位销钉；14.棘爪；15.棘爪销轴；16.扭簧；17.导向头；18.堵头；19.皮碗可溶解销钉；20.皮碗定位销钉。

实施方式

在本实用新型的以下描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指装置必须具有特定的方位。

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。

如图1所示，本实用新型的自重式油管堵塞器包括：中心杆1、加重杆2、胶筒上隔环3、压缩胶筒4、胶筒中隔环5、扩张式皮碗6、斜推7、斜推可溶解销钉8、斜推定位销钉9、压缩弹簧10、导向头固定销钉11、棘爪可溶解销钉12、棘爪定位销钉13、棘爪14、销轴15、扭簧16、导向头17、堵头18、皮碗可溶解销钉19、皮碗定位销钉20。

中心杆1的上端设有直径Φ42mm的中心杆变径凸起1a，中心杆变径凸起1a的下方设有直径Φ37mm的中心杆大径段，中心杆大径段的下方设有中心杆小径段，中心杆小径段的外周安装有坐封机构且下端与导向头17的上部相连。坐封机构的外径也为Φ37mm，保证堵塞器在重力作用下能够下到位，实现堵塞功能。

沿中心杆1的轴线设有上端开口的中心沉孔，中心沉孔中放置有加重杆2，加重杆2采用铅做成，加快堵塞器下行速度。中心沉孔的上端旋接有螺孔且旋接有堵头18将加重杆2封闭。

中心杆1的下端公螺纹段与导向头17的上端母螺纹相旋接，导向头17的上端还通过导向头固定销钉11与中心杆1的下端锁定。导向头17的上部圆柱段外径也为Φ37mm，导向头17的下端设有锥形头部用于入井过程中的导向。

导向头17圆柱段的中部长槽中安装有棘爪14，棘爪14的下端铰接在棘爪销轴15上，棘爪销轴15的两端固定在导向头17中，入井过程中，棘爪14的自由端朝上，且上端通过棘爪可溶解销钉12锁定在导向头17的轴线上。出厂时，棘爪14的上端固定有棘爪定位销钉13。

棘爪销轴15上套装有扭簧16，扭簧16向棘爪14施加张力使其保持径向撑开的趋势；棘爪14收缩状态为与导向头17的轴线平行，棘爪14撑开状态为与导向头17的轴线垂直且设有限位。

坐封机构包括胶筒上隔环3、压缩胶筒4、胶筒中隔环5、扩张式皮碗6、斜推7和压缩弹簧10，胶筒上隔环3的顶部抵靠在中心杆大径段的台肩下方，为压缩胶筒4的上端提供支撑。

胶筒中隔环5位于压缩胶筒4与扩张式皮碗6之间，压缩胶筒4的上端嵌于在胶筒上隔环3的下碗口中，下端嵌于胶筒中隔环5的上碗口中。胶筒中隔环5的下端为扩张式皮碗6提供支撑，且传递向上的挤压力。

扩张式皮碗6的上端嵌于胶筒中隔环5的下端环槽中，下部的喇叭口压在斜推7的上端外锥面上。扩张式皮碗6的喇叭口通过皮碗可溶解销钉19与斜推7的上端外锥面固定连接。

斜推7的下端通过斜推可溶解销钉8和斜推定位销钉9固定在中心杆1上，压缩弹簧10支撑在斜推7的底部与导向头17的上端口之间。

斜推可溶解销钉8、棘爪可溶解销钉12、皮碗可溶解销钉19分别设计有加速溶解槽。出厂时，固定好斜推定位销钉9、棘爪定位销钉13和皮碗定位销钉20，保证工具的完整性。

下井前，先固定好斜推可溶解销钉8、棘爪可溶解销钉12、皮碗可溶解销钉19，保证可溶解销钉不被空气中水分提前氧化溶解，然后拆除固定好的斜推定位销钉9、棘爪定位销钉13和皮碗定位销钉20。

带压起管柱时，在井口往管柱内投入上述堵塞器，在下行过程中，棘爪14被棘爪可溶解销钉12固定，没有撑开，堵塞器的外直径为37mm，同时扩张式皮碗6与斜推7被斜推可溶解销钉8固定，扩张式皮碗6在下行过程中，没有被撑开的可能，因此堵塞器下行顺畅。堵塞器在重力作用下进入投堵限位筒内，堵塞器上端的Φ42mm中心杆变径凸起1a使得堵塞器下行遇阻，此时下行到位。

堵塞器下行到位后，棘爪可溶解销钉12因直径小先溶解，堵塞器下端的棘爪14释放，在扭簧16的扭力作用下棘爪14进入撑开状态，棘爪14的轴线垂直于导向头17的轴线，棘爪14的外端头从中部长槽中伸出，锁定在投堵限位筒的内壁。扩张式皮碗6具有遇水膨胀功能，斜推可溶解销钉8和皮碗可溶解销钉19逐渐溶解，斜推可溶解销钉8溶解后，压缩弹簧10推动斜推7上行，此时扩张式皮碗6已遇水膨胀，斜推7使得膨胀后的扩张式皮碗6的直径进一步扩张，实现了第一级密封。随着斜推7的进一步上行，压缩胶筒4也会产生变径即直径变大，实现第二级密封。

然后打开井口管柱的上端阀门，堵塞器在井底压力作用下，进一步加强双级密封，使得密封更可靠，耐压更大。井下压力越高或者井涌越大，效果越好，实现堵塞功能。井下管柱逐根起出井口进行维护，此过程中，管柱底部的中心孔道被堵塞器可靠封堵，不会造成带压井的井喷，或者在井口造成污水溢流，有效保护井口环境及保证作业安全。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点，非因此局限本实用新型的专利保护范围，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制。除上述实施例外，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还可以有其他实施方式。本实用新型还会有各种变化和改进，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

Claims (9)

1.一种自重式油管堵塞器，其特征在于，包括：

中心杆，自上而下依次设有中心杆变径凸起、中心杆大径段和中心杆小径段，中心杆小径段的外周安装有坐封机构且下端与导向头的上部相连；

加重杆，置于所述中心杆的中心沉孔中；

导向头，下端设有锥形头部，上部母螺纹与所述中心杆的下端公螺纹段相旋接；

棘爪，位于所述导向头的中部长槽中，下端铰接在棘爪销轴上，上端通过棘爪可溶解销钉锁定在所述导向头的轴线上，所述棘爪销轴上套装有扭簧，所述扭簧向棘爪施加径向撑开的张力。

2.根据权利要求1所述的自重式油管堵塞器，其特征在于，所述坐封机构包括：

胶筒上隔环，抵靠在所述中心杆的上部外台肩下方；

压缩胶筒，上端嵌于在所述胶筒上隔环的下碗口中，下端嵌于胶筒中隔环的上碗口中；

胶筒中隔环，上端挤压所述压缩胶筒，下端为扩张式皮碗提供支撑；

扩张式皮碗，上端嵌于胶筒中隔环的下端环槽中，下部设有喇叭口；

斜推，上端外锥面插入所述扩张式皮碗下端的喇叭口中；

压缩弹簧，支撑在所述斜推的底部与所述导向头的上端口之间。

3.根据权利要求2所述的自重式油管堵塞器，其特征在于，所述斜推的下端通过斜推可溶解销钉固定在所述中心杆上。

4.根据权利要求3所述的自重式油管堵塞器，其特征在于，所述斜推的下端还通过斜推定位销钉固定在所述中心杆上。

5.根据权利要求2所述的自重式油管堵塞器，其特征在于，所述扩张式皮碗的喇叭口通过皮碗可溶解销钉与所述斜推的上端外锥面固定连接。

6.根据权利要求2所述的自重式油管堵塞器，其特征在于，所述棘爪的上端还通过棘爪定位销钉锁定在所述导向头的轴线上。

7.根据权利要求2所述的自重式油管堵塞器，其特征在于，所述导向头的上端通过导向头固定销钉与所述中心杆的下端锁定。

8.根据权利要求1所述的自重式油管堵塞器，其特征在于，所述中心杆的上端中心旋接有堵头将所述加重杆封闭。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的自重式油管堵塞器，其特征在于，所述中心杆变径凸起的外径为42mm，所述中心杆大径段及其以下部位的外径为37mm。