专利名称：可回收桥塞的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油田用井下封堵工具，尤其是可回收封堵工具。
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。可回收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，对目的层实施临时性封堵、永久性封堵、选择性封堵等。可回收桥塞也可以根据施工需要进行挤灰作业，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。该桥塞座封后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、适用范围广的可回收桥塞。
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，可回收桥塞，由座封及锚定机构、锁定及解封机构、密封及防粘机构组成，其特征在于，包括(1)座封及锚定机构，由上接头1、连接头5、芯轴8、卡瓦锥体9、卡瓦10、卡瓦筒11等组成，上接头1与连接头5之间用销钉18连接，连接头5下端与芯轴8之间用螺纹连接，芯轴8上部设有环型槽作为“弱点”，以控制桥塞的座封力，卡瓦10的外表面有一组方向相反的齿，齿尖角α为85-100°，卡瓦锥体9与卡瓦10之间用燕尾槽作滑动连接，卡瓦10嵌装在卡瓦筒11的开窗孔中，卡瓦锥体9的锥度为β为8-10°，卡瓦两侧面与卡瓦外平面的夹角为γ为28-35°；(2)锁定及解封机构，由解封套2、锁块3、锁套4、开口锁环6、芯轴8、卡瓦锥体9等组成，锁套4套装在卡瓦锥体9中，两者以“弧形”的锁块3相连接，锁块3的横截面为矩形和梯形的组合体，其矩形部份装在卡瓦锥体9的矩形窗孔内，梯形部份装在锁套4的梯形凹槽内，解封套2内径等于锁块3的外径，开口锁环6的外表面与的锁套[4]内侧设有相同齿距的单向粗锯齿螺纹，开口锁环6的内侧与芯轴8的外侧设有相同的单向细锯齿螺纹，解封套2的上部设有用于解封的反扣螺纹；(3)密封及防粘机构，由胶筒12、滑套13、密封芯轴15、防粘层16等组成，胶筒12套装在密封芯轴15上，滑套13装在密封芯轴15内，以“O”形圈14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，密封芯轴15的下部为锥形，其表面设有防粘层16，防粘层用硫化胶皮制造。
2.根据权利要求1所述的可回收桥塞，其特征在于所述的可回收桥塞的密封芯轴15可简化为封闭芯轴19和贯通芯轴20，桥塞可方便地改装成芯轴封闭的常规桥塞和芯轴贯通的掛壁式桥塞。
3.根据权利要求1所述的可回收桥塞，其特征在于所述的可回收桥塞的密封芯轴15、胶筒12也可以位于卡瓦10的上方，改装成芯轴封闭的常规桥塞。
可回收桥塞的工作过程是座封将可回收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1向下运动剪断销钉18，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6与芯轴8外侧的单向细锯齿螺纹相互啮合，桥塞内部结构自锁。当座封工具产生的拉力超过心轴上“弱点”的抗拉极限时，“弱点”被拉断，连接头5随着座封工具起出地面，可回收桥塞座封在井下预定位置。
需要进行挤灰作业时，下入插管工具，插入可回收桥塞，打开滑套开关13进行挤灰作业，挤灰结束后，上提管柱拔出插管，待灰浆凝固。
解封下入专门的解封工具，抓住解封套2并缓慢上提，剪断销钉，锁块3滑出锁套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，其总成随解封工具起出地面，桥塞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座封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芯轴上的“弱点”控制，确保桥塞安全座封，同时，座封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，挤灰作业时，水泥凝固后仍可安全取出。
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用专门的解封工具进行，桥塞解封按锁定机构、密封机构、锚定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，即可方便地改装成芯轴封闭的常规桥塞和芯轴贯通掛壁式桥塞，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。
附图的图面说明如下图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2)的结构示意图；图4是本实用新型(实施例3)的结构示意图；图5是桥塞锁定机构的局部放大图；图6是桥塞解封机构的局部放大图；图7是桥塞解封机构的局部放大图。
图中各标号的说明如下上接头1 解封套2锁块3 锁套4连接头5 开口锁环6 限位套7芯轴8卡瓦锥体9 卡瓦10 卡瓦筒11 胶筒12滑套13 “O”形圈14 密封芯轴15 防粘层16防砂胶皮17 销钉18 封闭芯轴19 贯通芯轴20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5、图6、图7。可回收桥塞，由座封及锚定机构、锁定及解封机构、密封及防粘机构组成，其特征在于，包括(1)座封及锚定机构，由上接头1、连接头5、芯轴8、卡瓦锥体9、卡瓦10、卡瓦筒11等组成，上接头1与连接头5之间用销钉18连接，防止桥塞在井筒中起下时发生中途座封，连接头5下端与芯轴8之间用螺纹连接，芯轴8上部设有环型槽作为“弱点”，以正确控制桥塞的座封力，卡瓦10的外表面有一组方向相反的齿，齿尖角α为85-100°，卡瓦锥体9与卡瓦10之间用燕尾槽作滑动连接，卡10嵌装在卡瓦筒11的开窗孔中，卡瓦锥体9的锥度为β为8-10°，卡瓦两侧面与卡瓦外平面的夹角为γ为28-35°，座封时，卡瓦锥体[9]推动卡瓦10咬紧套管壁，由于卡瓦锥体9、卡瓦10、卡瓦外筒11的巧妙结合，使得桥塞在工作时，承受的工作压差越大，它与套管间的锚定越紧，因此，该桥塞锚定机构具有良好的双向锁定性能，可以承受较大的工作压差；(2)锁定及解封机构，由解封套2、锁块3、锁套4、开口锁环6、芯轴8、卡瓦锥体9等组成，锁套4套装在卡瓦锥体9中，两者以“弧形”的锁块3相连接，锁块3的横截面为矩形和梯形的组合体，其矩形部份装在卡瓦锥体9的矩形窗孔内，梯形部份装在锁套4的梯形凹槽内，解封套2内径等于锁块3的外径，开口锁环6的外表面与的锁套4内侧设有相同齿距的单向粗锯齿螺纹，开口锁环6的内侧与芯轴8的外侧设有相同的单向细锯齿螺纹，解封套2的上部设有用于解封的反扣螺纹，解封时，上提解封套2，使锁块3失去外支承，锁块3随之滑出卡瓦锥体9的梯形槽，桥塞解除自锁而解封；(3)密封及防粘机构，由胶筒12、滑套13、密封芯轴15、防粘层16等组成，胶筒12套装在密封芯轴15上，滑套13装在密封芯轴15内，以“O”形圈14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，密封芯轴15的下部为锥形，其表面设有防粘层16，胶筒12位于桥塞的下部，卡瓦机构处于防砂胶皮17与胶筒12之间，这样，挤灰作业时，灰浆不会进入卡瓦机构，防粘层用硫化胶皮制造，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。
本实用新型还可以这样来实施(实施例2)，参见图1、图2、图3所述的可回收桥塞的密封芯轴15可简化为封闭芯轴19，桥塞可方便地改装成芯轴封闭的常规桥塞，主要用于常规封堵作业；密封芯轴15也可简化为密封芯轴20，桥塞可方便地改装成芯轴贯通的掛壁式桥塞，可以与其它井下工具配合使用，主要用于选择性封堵作业。
本实用新型还可以这样来实施(实施例3)，参见图1、图4可回收桥塞的密封芯轴15、胶筒12也可以位于卡瓦10的上方，改装成芯轴封闭的常规桥塞，这样，桥塞具有更强的承受正向压力的能力，而且更容易解封，主要用于油、水井压裂作业。
权利要求1.可回收桥塞，由座封及锚定机构、锁定及解封机构、密封及防粘机构组成，其特征在于，包括(1)座封及锚定机构，由上接头[1]、连接头[5]、芯轴[8]、卡瓦锥体[9]、卡瓦[10]、卡瓦筒[11]等组成，上接头[1]与连接头[5]之间用销钉[18]连接，连接头[5]下端与芯轴[8]之间用螺纹连接，芯轴[8]上部设有环型槽作为“弱点”，以控制桥塞的座封力，卡瓦[10]的外表面有一组方向相反的齿，齿尖角α为85-100°，卡瓦锥体[9]与卡瓦[10]之间用燕尾槽作滑动连接，卡瓦[10]嵌装在卡瓦筒[11]的开窗孔中，卡瓦锥体[9]的锥度为β为8-10°，卡瓦两侧面与卡瓦外平面的夹角为γ为28-35°；(2)锁定及解封机构，由解封套[2]、锁块[3]、锁套[4]、开口锁环[6]、芯轴[8]、卡瓦锥体[9]等组成，锁套[4]套装在卡瓦锥体[9]中，两者以“弧形”的锁块[3]相连接，锁块[3]的横截面为矩形和梯形的组合体，其矩形部份装在卡瓦锥体[9]的矩形窗孔内，梯形部份装在锁套[4]的梯形凹槽内，解封套[2]内径等于锁块[3]的外径，开口锁环[6]的外表面与的锁套[4]内侧设有相同齿距的单向粗锯齿螺纹，开口锁环[6]的内侧与芯轴[8]的外侧设有相同的单向细锯齿螺纹，解封套[2]的上部设有用于解封的反扣螺纹；(3)密封及防粘机构，由胶筒[12]、滑套[13]、密封芯轴[15]、防粘层[16]等组成，胶筒[12]套装在密封芯轴[15]上，滑套[13]装在密封芯轴[15]内，以“O”形圈[14]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，密封芯轴[15]的下部为锥形，其表面设有防粘层[16]，防粘层用硫化胶皮制造。
2.根据权利要求1所述的可回收桥塞，其特征在于所述的可回收桥塞的密封芯轴[15]可简化为封闭芯轴[19]和贯通芯轴[20]，桥塞可方便地改装成芯轴封闭的常规桥塞和芯轴贯通的掛壁式桥塞。
3.根据权利要求1所述的可回收桥塞，其特征在于所述的可回收桥塞的密封芯轴[15]、胶筒[12]也可以位于卡瓦[10]的上方，改装成芯轴封闭的常规桥塞。
专利摘要可回收桥塞，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、密封及防粘机构等三大部分组成，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，该桥塞座封后可用专用工具将其取出，经简单保养后重复使用。该桥塞只需更换密封心轴，即可方便地改装成挤灰桥塞、常规桥塞和掛壁式桥塞，用于油、气、水井临时性或永久性封堵和选择性封堵。该桥塞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。
文档编号E21B33/134GK2835545SQ20052007323
公开日2006年11月8日 申请日期2005年7月4日 优先权日2005年7月4日
发明者徐建 申请人:徐建