CN2816340Y - 新型防顶防喷封井器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型防顶防喷封井器，它含有壳体和卡瓦，壳体为圆柱形中空腔体，其上下端分别设有连接法兰，连接法兰上设有安装孔，在壳体内壁上至少设有两个均布的向外侧壁倾斜的凹腔，该倾斜凹腔外侧壁为上部收敛的倾斜平面或圆锥面，其内侧壁为下部收敛的倾斜平面或圆锥面，在所述倾斜凹腔中放置有卡瓦，卡瓦的形状和倾斜凹腔的形状相匹配，使卡瓦向上移动的同时产生向内的移动，以环抱钻具，在卡瓦下端部和倾斜凹腔的底面之间放置有柔性囊体，该柔性囊体通过连通管与供气装置或供水装置连通。本实用新型广泛应用于修井、试油，可代替目前的封井器，能降低修井、试油施工的风险性，推广后，其产生的直接和间接的社会和经济效益十分显著。

Description

新型防顶防喷封井器

一.技术领域：本实用新型涉及一种封井器，特别是涉及一种新型防顶防喷封井器。

二.背景技术：在油田开发过程中，油、水井经过长期的生产，有些油井为了恢复地层压力和产能，需要把一些产量较低的油、水、气井进行短期的封闭，为防止井眼被破坏，临时封井常用的方法是井口附近灌注水泥帽进行处理，就是在油井的油层顶部和井口以下30～50米的位置，分段灌注封闭。但是随着勘探开发科技的进步，以及生产需要，有许多被认为无开采价值的井经过科学论证，重新评价认识，需要进行修复利用。这些封闭的油、水、气井还要重新打开，在打开这些井时，由于长时间的封闭和一些地下的因素(如地层压力串动、套管腐蚀损坏、地震等)，油层顶部和井口以下30～50米的水泥柱空间要聚集一股相当大的地层压力。当施工人员将井口以下30～50米的水泥柱钻开时，由于钻具的负荷较轻(一般在10根钻具以内)，强大的地层压力会将这些钻具喷出井筒，造成巨大的经济损失和安全事故。

此外，还有以下三类井容易发生上述事故：(1).一些事故井由于目前修井工艺技术还不成熟，被迫中途完井，进行临时封井处理。(2).一些生产井由于出盐严重，造成上部井段结盐被封堵，致使生产管柱被卡，需要进行维修作业。(3).一些长期停产井的井口被不法分子偷盗，井口被一些砖石及杂物填满。

三.实用新型的内容：

本实用新型的目的：克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、使用效果好、能够提高修井速度和修井安全系数的新型防顶防喷封井器。

本实用新型的技术方案：一种新型防顶防喷封井器，含有壳体和卡瓦，壳体为圆柱形中空腔体，其上下端分别设有连接法兰，连接法兰上设有安装孔，在壳体内壁上至少设有两个均布的向外侧壁倾斜的凹腔，该倾斜凹腔外侧壁为上部收敛的倾斜平面或圆锥面，其内侧壁为下部收敛的倾斜平面或圆锥面，在所述倾斜凹腔中放置有卡瓦，卡瓦的形状和倾斜凹腔的形状相匹配，使卡瓦向上移动的同时产生向内的移动，以环抱钻具，在卡瓦下端部和倾斜凹腔的底面之间放置有柔性囊体，该柔性囊体通过连通管与供气装置或供水装置连通。

所述卡瓦和倾斜凹腔上分别设有相匹配燕尾形导轨和燕尾槽，或方形导轨和方形导轨槽，以保证卡瓦的运动方向。

在壳体内壁上设有的均布倾斜凹腔为两个，或为三个，或为四个。

所述倾斜平面或圆锥面的母线与水平面的夹角为50～80°，倾斜凹腔外侧壁的下部为一垂直平面或圆柱面。

所述倾斜凹腔为整体式结构，或为组合式结构，在壳体下部的内壁上通过螺纹固定有一个中孔圆柱体，该圆柱体的上部外壁作为凹腔的内侧壁。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型能降低修井、试油施工的风险性，避免事故发生，减少经济损失，同时把安全生产的被动性改为主动性，试验证明，单井可避免事故损失10万元，一个采油队每年按施工15口井计算，可避免事故损失150万元，若全国石油行业均采用本实用新型，则经济效益十分明显。

2.本实用新型结构简单、使用效果好，并且操作方便，井内出现钻具上顶现象时，操作者打开击发器，向柔性囊体内充入气体或液体，柔性囊体膨胀，使卡瓦迅速弹出并与钻具外壁接触，靠磨擦随着钻具上行，由于凹腔外侧壁与卡瓦外表面相贴合，因此卡瓦向中心部位产生一种径向夹紧力，该径向夹紧力随着钻具上行会逐渐增大，从而卡住钻具并阻止钻具上行，达到抑制钻具被井内高压油气流顶出井筒的目的，避免因发生顶钻井喷事故，而造成的设备损失及人员伤亡，另外其结构简单，因此容易制造，成本较低。

3.本实用新型使用范围广，应用于修井、试油，可代替目前的封井器，具有很好的销售市场，推广后，其产生的直接和间接的社会和经济效益十分显著。

四.附图说明：

图1为新型防顶防喷封井器的结构示意图之一

图2为图1所示新型防顶防喷封井器的俯视图

图3为新型防顶防喷封井器的结构示意图之二

图4为图3所示新型防顶防喷封井器的俯视图

五.具体实施方式：

实施例一：参见图1和图2，图中，新型防顶防喷封井器的壳体2为圆柱形中空腔体，其上下端分别设有连接法兰，连接法兰上设有安装孔1，在壳体内壁上开有两个均布的向外侧壁倾斜的凹腔3，该倾斜凹腔3外侧壁为上部收敛的倾斜平面，其下部为一垂直面，倾斜凹腔3为组合式结构，在壳体2下部的内壁上通过螺纹固定有一个中孔圆柱体7，该圆柱体7的上部外壁作为倾斜凹腔3的内侧壁，在所述倾斜凹腔3中放置有卡瓦4，卡瓦4的形状和倾斜凹腔4的形状相匹配，使卡瓦4向上移动的同时产生向内的移动，以环抱钻具，在卡瓦4下端部和倾斜凹腔3的底面之间放置有柔性囊体5，该柔性囊体5为气囊，其通过连通管6与供气装置连通，根据需要该柔性囊体5为水囊，其通过连通管6与供水装置连通。卡瓦4和倾斜凹腔3上分别设有相匹配燕尾形导轨和燕尾槽8，以保证卡瓦4的运动方向。凹腔3上部的倾斜平面与水平面的夹角为50～80°(图示为70°)，根据需要，倾斜凹腔3也可为整体式结构，即在壳体内壁上直接加工出整个倾斜凹腔3，此时不需要匹配中孔圆柱体7。

钻塞施工前将该防喷器安装于井口大四通上，击发器(供气装置或供水装置的接通控制器)操作手柄置于施工人员方便操作的位置，上部安装钻塞用的钻盘，当井内出现钻具上顶现象时，井口操作人迅速打开击发器使位于卡瓦4下部的气囊5迅速膨胀，使卡瓦4迅速弹出，卡瓦4与钻具外壁磨擦随着钻具的上行，卡瓦4上行时，腔体3内部的70度倾角与卡瓦4外表面相贴合，使卡瓦4向中心部位产生一种径向夹紧力，径向夹紧力随着钻具上行会逐渐增大，从而卡住钻具并阻止钻具上行，达到抑制钻具被井内高压油气流顶出井筒的目的。另外还可在卡瓦4上端面安装有环形密封圈，卡瓦4上升时，倾斜凹腔3的外侧壁使环形密封圈向中间挤压，使其能够与卡瓦4中间的钻具紧密封，以防止漏油。

实施例二：参见图3和图4，图中编号与实施例一相同的，代表的意义相同，其工作过程也基本相同，相同之处不重述，不同之处在于：在壳体2内壁上开有四个均布的向外侧壁倾斜的凹腔3，该倾斜凹腔3外侧壁为上端部收敛的圆锥面，其下部为一圆柱面，倾斜凹腔3为组合式结构，在壳体2下部的内壁上通过螺纹固定有一个中孔圆柱体7，该圆柱体7的上部外壁作为倾斜凹腔3的内侧壁，在所述倾斜凹腔3中放置有卡瓦4，卡瓦4的形状和倾斜凹腔4的形状相匹配，使卡瓦4向上移动的同时产生向内的移动，依据结合锥面卡紧的原理，卡瓦4环抱钻具并阻止钻具上行，达到抑制钻具被井内高压油气流顶出井筒的目的。根据需要，倾斜凹腔3也可为整体式结构，即在壳体内壁上直接加工出整个倾斜凹腔3，此时不需要匹配中孔圆柱体7。

另外，卡瓦4和倾斜凹腔3上分别设有相互匹配的方形导轨和方形导轨槽8，以保证卡瓦4的运动方向。

实施例三：本实施例与实施例一基本相同，相同之处不重述，不同之处在于：在壳体2内壁上设有的均布倾斜凹腔3为三个，通过安装在倾斜凹腔3中的卡瓦4的向上和向内运动以达到抑制钻具被井内高压油气流顶出井筒的目的。根据需要，倾斜凹腔3也可为整体式结构，即在壳体内壁上直接加工出整个倾斜凹腔3，此时不需要匹配中孔圆柱体7。

改变倾斜凹腔和卡瓦的数量以及二者之间的接触面形状，或者改变倾斜凹腔和卡瓦之间的滑动导向结构能够组成多种实施例，均属本实用新型的变化范围，在此不一一详述。

Claims (5)

1.一种新型防顶防喷封井器，含有壳体和卡瓦，壳体为圆柱形中空腔体，其上下端分别设有连接法兰，连接法兰上设有安装孔，其特征是：在壳体内壁上至少设有两个均布的向外侧壁倾斜的凹腔，该倾斜凹腔外侧壁为上部收敛的倾斜平面或圆锥面，其内侧壁为下部收敛的倾斜平面或圆锥面，在所述倾斜凹腔中放置有卡瓦，卡瓦的形状和倾斜凹腔的形状相匹配，使卡瓦向上移动的同时产生向内的移动，以环抱钻具，在卡瓦下端部和倾斜凹腔的底面之间放置有柔性囊体，该柔性囊体通过连通管与供气装置或供水装置连通。

2.根据权利要求1所述的新型防顶防喷封井器，其特征是：卡瓦和倾斜凹腔上分别设有相匹配燕尾形导轨和燕尾槽，或方形导轨和方形导轨槽，以保证卡瓦的运动方向。

3.根据权利要求1或2所述的新型防顶防喷封井器，其特征是：在壳体内壁上设有的均布倾斜凹腔为两个，或为三个，或为四个。

4.根据权利要求3所述的新型防顶防喷封井器，其特征是：所述倾斜平面或圆锥面的母线与水平面的夹角为50～80°，倾斜凹腔外侧壁的下部为一垂直平面或圆柱面。

5.根据权利要求4所述的新型防顶防喷封井器，其特征是：所述倾斜凹腔为整体式结构，或为组合式结构，在壳体下部的内壁上通过螺纹固定有一个中孔圆柱体，该圆柱体的上部外壁作为凹腔的内侧壁。

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