CN2707952Y - 可取式挤灰桥塞 - Google Patents

Abstract

可取式挤灰桥塞，属于油田用井下封堵工具。桥塞由座封及锚定机构、锁定及解封机构、滑套及防粘机构、插管及打捞机构等四大部分组成，该桥塞可用油管或电缆送进座封，内设自锁定机构，可实现可靠的双向密封，配备多功能插管，挤灰作业后，可将桥塞取出，经简单保养后重复使用。该桥塞只需更换密封心轴，即可方便地改装成常规桥塞(心轴封闭)和挂壁式桥塞(心轴贯通)，用于油、气、水井临时性或永久性封堵和选择性封堵，还可以与其它井下工具配合，进行生产井测试、油气层保护、不压井作业等。

Description

可取式挤灰桥塞

所属技术领域

本实用新型涉及一种油田用井下封堵工具，尤其是挤灰封堵作业后仍可取出的井下封堵工具。

背景技术

在油田勘探开发过程中，尤其是在试油、井下作业、油气层改造、地层测试、注采层位调整等施工过程中，经常需要用井下封堵工具对油、气、水层进行临时性或永久性的封堵，有时，需要挤水泥封堵射孔井段或挤水泥封堵套管外串槽进行二次固井。可取式挤灰桥塞是其中的一种可回收封堵工具，封堵施工时，将其下至井下预定位置，校准深度，由地面控制座封，可根据施工需要进行挤灰作业、临时性或永久性封堵和选择性封堵等，还可以与其它井下工具配合，进行生产井测试、油气层保护、不压井作业等。该桥塞可用专用工具将其取出，经简单保养后重复使用。

中国专利《可取式桥塞》(专利号：00 2 20245.x)公开了一种可用油管或电缆送进座封的可取式桥塞。这种桥塞功能齐全，性能稳定，可以与插管式滑套开关等井下工具配合使用，但不能用于挤灰作业，因为，水泥凝固后桥塞无法取出。中美合资四机赛瓦石油钻采设备有限公司(湖北、荆洲)生产的“WSRA”套阀式水泥承留器，造价低，结构简单，可用于二次挤水泥作业，但该工具主要存在以下不足：一是该工具采用整体式铸钢卡瓦结构，在大斜度井和水平井中使用时容易发生卡钻；二是挤水泥作业后，不能解封回收。

发明内容

本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足，提供一种结构简单、安全可靠、适用范围广的可取式挤灰桥塞。

本实用新型的目的可以通过以下的技术方案实现：参见图1，可取式挤灰桥塞，由座封及锚定机构、锁定及解封机构、滑套及防粘机构、插管及打捞机构组成，其特征在于，包括：

(1)座封及锚定机构，由连接头[1]、上接头[3]、心轴[4]、卡瓦锥体[9]、卡瓦[10]、卡瓦筒[11]等组成，连接头[1]与上接头[3]之间用销钉连接，连接头[1]下端与心轴[4]之间用螺纹连接，心轴[4]上部设有环型槽作为“弱点”，以控制桥塞的座封力，胶筒[12]位于桥塞的下部，卡瓦机构处于防砂胶皮[5]与胶筒[12]之间，上接头[3]的上部内台肩处设有豁口；

(2)锁定及解封机构，由开口锁环[2]、心轴[4]、解封套[6]、锁块[7]、锁套[8]等组成，心轴[4]套装在锁套[8]中，两者以“弧形”的锁块[7]相连接，锁块[7]的横截面为矩形和梯形的组合体，其矩形部份装在锁套[8]的矩形窗孔内，梯形部份装在心轴[4]的梯形凹槽内，解封套[6]内径等于锁块[7]的外径，开口锁环[2]的内侧与锁套[8]的外侧设有相同的单向锯齿螺纹，解封套[6]的外部设有用于打捞的反扣螺纹，解封套[6]的外台肩处设有凸台，与上接头[3]的上部内台肩处的豁口相对应；

(3)滑套及防粘机构，由滑套[13]、密封心轴[15]、防粘层[16]等组成，密封心轴[15]位于桥塞的下部，套装在胶筒[12]内，滑套[13]装在密封心轴[15]内，以“O”形圈与之保持密封，滑套[13]一端设有卡簧结构并设有导液孔，滑套[13]内侧设有环形槽，密封心轴[15]的下部为锥形，其表面设有防粘层[16]，防粘层用硫化胶皮或其他有机材料制造；

(4)插管及打捞机构，由球座[17]、打捞筒[18]、卡环[19]、弹簧[20]、打捞滑块[21]、插管总成[22]等组成，球座[17]装在插管总成[22]内侧，打捞筒[18]一端套装在插管总成[22]上部，并以“O”形圈保持密封，打捞筒[18]由液力推动，其行程由卡环[19]控制，插管总成[22]中部装有“O”或“V”密封圈，与心轴[4]内侧保持密封，插管总成[22]下部设有凸台，与滑套[13]内侧的环形槽相配合，打捞滑块[21]内侧设有与解封套[6]外侧相同的反扣螺纹，打捞滑块[21]与打捞筒[18]之间及打捞筒[18]与插管总成[22]之间均不能有相对转动。

本实用新型的目的还可以通过以下技术方案来实现：参见图2，图3，所述的密封心轴[15]可简化为密封心轴[15’]和密封心轴[15”]，桥塞可方便地改装成常规桥塞(心轴封闭)和掛壁式桥塞(心轴贯通)。

可取式挤灰桥塞的工作过程是：

座封：将可取式挤灰桥塞与座封工具相连接并下入井下预定位置，校准深度，启动座封工具，推动上接头[3]向下运动剪断销钉，卡瓦锥体[9]推动桥塞卡瓦[10]咬紧套管内壁，压缩桥塞胶筒[12]密封套管环形空间，同时开口锁环[2]、锁套[8]相互啮合，桥塞内部结构自锁，解封套[6]的外螺纹露出桥塞顶面。当拉力超过心轴上“弱点”的抗拉极限时，弱点被拉断，连接头[1]随着座封工具起出地面，可取式挤灰桥塞座封在井下预定位置。

挤灰：下入插管工具，插入可取式挤灰桥塞，打开滑套开关进行挤灰作业，挤灰作业结束后，上提管柱拔出插管，待灰浆凝固。

解封：灰浆初凝后，从地面向管柱内投球，使金属球座在球座[17]上，用泵车向管柱内打压，迫使球座[17下移，液压通过传压孔作用在打捞筒[18]上，打捞筒[18]随之下移并被卡簧[19]锁定，接着下放管柱，打捞筒[18]内的打捞滑块[21]抓住解封套[6]的外螺纹，并缓慢上提管柱，锁块[7]滑出心轴[4]的梯形槽，解除桥塞自锁，胶筒[12]收缩，卡瓦锥体[9]上行并带动卡瓦[10]退回卡瓦外筒[11]中，桥塞解封，其总成随插管工具起出地面，经简单保养后可重复使用。

本实用新型相比现有技术具有以下优点：

1.座封方式灵活：桥塞可以用电缆式送进工具或液压座封工具送进、座封，只要视具体井况选择座封工具即可。

2.座封控制准确：桥塞座封力由心轴上的“弱点”控制，确保桥塞安全座封，同时，送进工具在任何复杂情况下均能安全起出井筒。

3.防卡性能稳定：卡瓦部分采用内置式卡瓦结构，桥塞在井筒中起下时不易遇阻遇卡，可以在任意斜度的井中安全使用。桥塞的下部设置独特的防粘结结构，水泥凝固后仍可取出。

4.锚定机构独特：该桥塞利用卡瓦、卡瓦锥体、卡瓦外筒的巧妙结合，使单组卡瓦具有良好的双向承压能力，可适用于各种级别的套管。

5.解封机构可靠：桥塞解封既可多功能挤灰插管，也可以用专门的解封工具进行。桥塞解封按锁定机构、密封机构、卡瓦机构的顺序逐级进行，不管桥塞上下压力是否平衡，所需解封力均很小。

6、使用范围广泛：该桥塞配备多功能挤灰插管，可进行挤灰作业，待灰浆初凝后，直接用插管工具将桥塞取出，经简单保养后重复使用。该桥塞只需更换密封心轴，即可方便地改装成常规桥塞(心轴封闭)和掛壁式桥塞(心轴贯通)，用于油气水井的临时性或永久性封堵、选择性封堵、生产井测试、油气层保护、不压井作业等。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型(实施例1)的结构示意图；

图2是本实用新型(实施例2)的结构示意图；

图3是本实用新型(实施例3)的结构示意图；

图4是桥塞锁定机构的局部放大图；

图5是桥塞解封机构的局部放大图。

图中各标号的说明如下：

连接头[1]     开口锁环[2]  上接头[3]   心轴[4]      防砂胶皮[5]

解封套[6]     锁块[7]      锁套[8]     卡瓦锥体[9]  卡瓦[10]

卡瓦筒[11]    胶筒[12]     滑套[13]    O型圈[14]    密封心轴[15]

防粘层[16]    球座[17]     打捞筒[18]  卡环[19]     弹簧[20]

打捞滑块[21]  插管总成[22]

具体实施方式

结合附图详细说明本实用新型的实施例(实施例1)：参见图1、图4、图5。可取式挤灰桥塞，由座封及锚定机构、锁定及解封机构、滑套及防粘机构、插管及打捞机构组成，其特征在于，包括：

(1)座封及锚定机构，由连接头[1]、上接头[3]、心轴[4]、卡瓦锥体[9]、卡瓦[10]、卡瓦筒[11]等组成，连接头[1]与上接头[3]之间用销钉连接，连接头[1]下端与心轴[4]之间用螺纹连接，心轴[4]上部设有环型槽作为“弱点”，以控制桥塞的座封力，胶筒[12]位于桥塞的下部，卡瓦机构处于防砂胶皮[5]与胶筒[12]之间，这样，挤灰作业时，灰浆不会进入卡瓦机构，确保挤灰作业后桥塞能正常解封，上接头[3]的上部内台肩处设有豁口；

(2)锁定及解封机构，由开口锁环[2]、心轴[4]、解封套[6]、锁块[7]、锁套[8]等组成，心轴[4]套装在锁套[8]中，两者以“弧形”的锁块[7]相连接，锁块[7]的横截面为矩形和梯形的组合体，其矩形部份装在锁套[8]的矩形窗孔内，梯形部份装在心轴[4]的梯形凹槽内，解封套[6]内径等于锁块[7]的外径，开口锁环[2]的内侧与锁套[8]的外侧设有相同的单向锯齿螺纹，解封套[6]的外部设有用于打捞的反扣螺纹，解封套[6]的外台肩处设有凸台，与上接头[3]的上部内台肩处的豁口相对应，以防解封套[6]与上接头[3]之间有相对转动；

(3)滑套及防粘机构，由滑套[13]、密封心轴[15]、防粘层[16]等组成，密封心轴[15]位于桥塞的下部，套装在胶筒[12]内，滑套[13]装在密封心轴[15]内，以“O”形圈与之保持密封，滑套[13]一端设有卡簧结构并设有导液孔，滑套[13]内侧设有环形槽，密封心轴[15]的下部为锥形，其表面设有防粘层[16]，防粘层用硫化胶皮或其他有机材料制造，桥塞下部的水泥凝固后，防粘层与水泥粘结，当桥塞上提解封时，防粘层很容易被破坏，确保桥塞安全解封；

(4)插管及打捞机构，由球座[17]、打捞筒[18]、卡环[19]、弹簧[20]、打捞滑块[21]、插管总成[22]等组成，球座[17]装在插管总成[22]内侧，打捞筒[18]一端套装在插管总成[22]上部，并以“O”形圈保持密封，打捞筒[18]由液力推动，其行程由卡环[19]控制，插管总成[22]中部装有“O”或“V”密封圈，与心轴[4]内侧保持密封，插管总成[22]下部设有凸台，与滑套[13]内侧的环形槽相配合，打捞滑块[21]内侧设有与解封套[6]外侧相同的反扣螺纹，供桥塞解封时使用，当解封遇卡时，可以正转管柱，倒开反扣螺纹，打捞滑块[21]与打捞筒[18]之间及打捞筒[18]与插管总成[22]之间均不能有相对转动。

Claims (2)

1.可取式挤灰桥塞，由座封及锚定机构、锁定及解封机构、滑套及防粘机构、插管及打捞机构组成，其特征在于，包括：

(1)座封及锚定机构，由连接头[1]、上接头[3]、心轴[4]、卡瓦锥体[9]、卡瓦[10]、卡瓦筒[11]等组成，连接头[1]与上接头[3]之间用销钉连接，连接头[1]下端与心轴[4]之间用螺纹连接，心轴[4]上部设有环型槽作为“弱点”，以控制桥塞的座封力，胶筒[12]位于桥塞的下部，卡瓦机构处于防砂胶皮[5]与胶筒[12]之间，上接头[3]的上部内台肩处设有豁口；

(2)锁定及解封机构，由开口锁环[2]、心轴[4]、解封套[6]、锁块[7]、锁套[8]等组成，心轴[4]套装在锁套[8]中，两者以“弧形”的锁块[7]相连接，锁块[7]的横截面为矩形和梯形的组合体，其矩形部份装在锁套[8]的矩形窗孔内，梯形部份装在心轴[4]的梯形凹槽内，解封套[6]内径等于锁块[7]的外径，开口锁环[2]的内侧与锁套[8]的外侧设有相同的单向锯齿螺纹，解封套[6]的外部设有用于打捞的反扣螺纹，解封套[6]的外台肩处设有凸台，与上接头[3]的上部内台肩处的豁口相对应；

(3)滑套及防粘机构，由滑套[13]、密封心轴[15]、防粘层[16]等组成，密封心轴[15]位于桥塞的下部，套装在胶筒[12]内，滑套[13]装在密封心轴[15]内，以“O”形圈与之保持密封，滑套[13]一端设有卡簧结构并设有导液孔，滑套[13]内侧设有环形槽，密封心轴[15]的下部为锥形，其表面设有防粘层[16]，防粘层用硫化胶皮或其他有机材料制造；

(4)插管及打捞机构，由球座[17]、打捞筒[18]、卡环[19]、弹簧[20]、打捞滑块[21]、插管总成[22]等组成，球座[17]装在插管总成[22]内侧，打捞筒[18]一端套装在插管总成[22]上部，并以“O”形圈保持密封，打捞筒[18]由液力推动，其行程由卡环[19]控制，插管总成[22]中部装有“O”或“V”密封圈，与心轴[4]内侧保持密封，插管总成[22]下部设有凸台，与滑套[13]内侧的环形槽相配合，打捞滑块[21]内侧设有与解封套[6]外侧相同的反扣螺纹，打捞滑块[21]与打捞筒[18]之间及打捞筒[18]与插管总成[22]之间均不能有相对转动。

2.根据权利要求1所述的可取式挤灰桥塞，其特征在于：所述的密封心轴[15]可简化为密封心轴[15’]和密封心轴[15”]，桥塞可方便地改装成常规桥塞和掛壁式桥塞。

Images