孔内止水器的制造方法
【专利摘要】本实用新型属于钻井工程领域，特别涉及孔内止水器，使用更加方便，包括：钻杆、脱杆接头、动作接头、使用钢材或者铝材或者工程塑料加工的锥形卡块、膨胀橡胶塞、底板和中心螺杆；膨胀橡胶塞、锥形卡块、动作接头依次套接在中心螺杆上，中心螺杆上设有螺纹丝扣的一端与动作接头靠近锥形卡块的一端螺接；中心螺杆的另一端与底板固接；动作接头远离锥形卡块的一端与脱杆接头的一端螺接；脱杆接头的另一端与钻杆螺接；钻杆远离脱杆接头的一端设有与地面操控设备连接的连接端；还配置有金属卡料，所述金属卡料用于将所述锥形卡块卡在井孔的内壁。
【专利说明】孔内止水器
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于钻井工程领域，具体而言，涉及孔内止水器。
【背景技术】
[0002] 在中盐新干盐化有限公司对有问题的卤井进行疏通时，有的卤井井管堵塞或年久 破损，不能用于生产，需要报废。为防止井内卤水污染地下水及地表面，对报废卤井进行封 塞处理。之前，对报废卤井进行封塞处理时，由于时间紧迫或其他原因，卸压不彻底，有的卤 井井口有极少量的涌水(涌水量小于lm 3/h)，在注入水泥浆进行封塞时，井内的涌水都会把 注入井内的水泥浆顶出井外，封堵完全失败。
[0003] 现有的止水器进行封堵报废的钻井时，其长度一般在2-3米以上，重量在上百公 斤，使用时，止水器的底部要用很长的钻杆接触到井底或井内堵塞处，将其作为承力点，密 封井内所选位置时，还要在地面给予一定压力后才能封塞井管，达到止水目的，而且封孔 时，需将加压钻杆也封固在井内，造成材料的浪费。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种孔内止水器，以解决上述问题。
[0005] 在本实用新型实施例提供了一种孔内止水器，包括：钻杆、脱杆接头、动作接头、使 用钢材或者铝材或者工程塑料加工的锥形卡块、膨胀橡胶塞、底板和中心螺杆；
[0006] 所述脱杆接头、所述膨胀橡胶塞、所述锥形卡块均为中空结构；所述锥形卡块外径 大的一端，其内装有定位销；所述动作接头的两端分别设有内螺孔；
[0007] 所述中心螺杆的一端有螺纹丝扣，并在预设位置有键槽和定位孔；
[0008] 所述膨胀橡胶塞、所述锥形卡块、所述动作接头依次套接在所述中心螺杆上，所述 中心螺杆上设有螺纹丝扣的一端与所述动作接头靠近所述锥形卡块的一端螺接；所述中心 螺杆的另一端与所述底板固接；
[0009] 所述动作接头远离所述锥形卡块的一端与所述脱杆接头的一端螺接；所述脱杆接 头的另一端与所述钻杆螺接；所述钻杆远离所述脱杆接头的一端设有与地面操控设备连接 的连接端；
[0010] 所述钻杆与所述脱杆接头螺接的螺纹的螺旋方向，及所述动作接头与所述中心螺 杆螺接的螺纹的螺旋方向和所述钻杆的旋转方向均相同；所述脱杆接头与所述动作接头螺 接的螺纹的螺旋方向和所述钻杆的旋转方向相反；
[0011] 还配置有金属卡料，所述金属卡料用于将所述锥形卡块卡在井孔的内壁。
[0012] 本实用新型提供的孔内止水器，使用更加方便，使用时，不需要将止水器的底部延 伸至井底寻找着力点，而且也不需要有外界的持续压力来封塞井内所选位置。具体地， [0013] 将钻杆上的连接端与地面的操控设备连接，操控设备控制止水器下放至预设位 置，操控设备定位停止。此时从井口向井内或钻杆内投入金属卡料，金属卡料的最大尺寸略 大于锥形卡块与井的内壁之间的间隙的宽度，此时，投入的金属卡料会卡在锥形卡块与井 的内壁间隙之间。此时，操控设备启动，将止水器向上拉，锥形卡块口径较大的一端被金属 卡料卡紧在井管内，停止操控设备，止水器被固定在井内。之后，启动操控设备旋转所述钻 杆，此时钻杆、脱杆接头和动作接头一起同方向旋转，锥形卡块固定不动。动作接头旋转时， 带动中心螺杆向上移动，而中心螺杆和底板为一体，从而压缩橡胶塞膨胀，之后，继续旋转， 使橡胶塞密封井管后，动作接头不旋转，定位销插入定位孔，而钻杆和脱杆接头还在旋转， 因脱杆接头与动作接头连接丝扣方向和旋转方向相反，使脱杆接头和动作接头脱离，井管 内只留下动作接头、锥形卡块、膨胀橡胶塞、中心螺杆和底板。
[0014] 该止水器加工简易、实用性强。承力点锥形卡块上，不需要把孔底作为承力点，通 过将止水器下入井内预定深度，并投入卡料，将锥形卡块卡紧，之后压缩膨胀橡胶塞使其膨 胀，将井管塞紧，达到密封止水目的。而且也不需要从外界持续加压。
[0015] 从2013年7月至2014年3月，共封塞报废卤井8 口，其中封塞的4 口卤井涌水量 很大，据现场观测，卤井最大涌水量30m3/h，伴随的涌水压力为0. 2MPa左右。使用该止水器 能完全封堵涌水和涌水压力，成功地封塞了报废卤井，受到了业主的一致好评。
[0016] 该止水器适用于任意深度井管护壁的单井、对接井，特别是向地层目的层注压的 盐井、地热井、油井等。在地面短期内无法卸压或卸压不彻底时，使用该止水器能成功封 堵涌水和涌水压力，为以后用水泥浆等材料封塞报废井，创造了条件，节省了大量的卸压时 间，提1? 了封塞质量。
[0017] 进一步地，所述膨胀橡胶塞包括至少3块。
[0018] 进一步地，所述脱杆接头和所述中心螺杆的总长小于或等于1. 2米。
[0019] 进一步地，所述锥形卡块两端的口径之差为3-lOcm。
[0020] 进一步地，所述动作接头和所述脱杆接头的外径和所述锥形卡块的口径较小的一 端的外径相等；
[0021] 所述橡胶塞的外径比所述锥形卡块的口径较大的一端的外径小l_2mm。
[0022] 进一步地，所述脱杆接头的长度为13-15cm ;
[0023] 所述动作接头的长度，从井口投放金属卡料时，其长度为22cm，从所述钻杆内投放 金属卡料时，长度为32cm;
[0024] 所述锥形卡块的长度为20cm ;
[0025] 进一步地，所述动作接头与所述中心螺杆为丝扣连接，所述丝扣的长度与所述膨 胀橡胶塞密封止水时的压缩长度相等。
【专利附图】
【附图说明】
[0026] 图1为本实用新型一个实施例提供的孔内止水器的结构示意图；
[0027] 图2为本实用新型一个实施例提供的孔内止水器伸入井内投入卡料后的示意图；
[0028] 图3为本实用新型一个实施例提供的孔内止水器伸入井内被卡料卡紧后膨胀橡 胶塞开始膨胀的示意图；
[0029] 图4为本实用新型一个实施例提供的伸入井内的孔内止水器上脱杆接头脱离动 作接头后的示意图；
[0030] 1.钻杆，2.脱杆接头，3.动作接头，4.锥形卡块，5.膨胀橡胶塞，6.底板，7.中心 螺杆，8.金属卡料，9.井口。
【具体实施方式】
[0031] 下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
[0032] 本实用新型提供了下述实施例，详细介绍了孔内止水器，如图1至图4所示，包括： 钻杆1、脱杆接头2、动作接头3、使用钢材或者铝材或者工程塑料加工的锥形卡块4、膨胀橡 胶塞5、底板6和中心螺杆7 ;
[0033] 所述脱杆接头2、所述锥形卡块4、所述膨胀橡胶塞5均为中空结构；所述锥形卡块 4外径大的一端，其内装有定位销；所述动作接头3的两端分别设有内螺孔；
[0034] 所述中心螺杆7的一端有螺纹丝扣，并在预设位置有键槽和定位孔；；
[0035] 所述膨胀橡胶塞5、所述锥形卡块4、所述动作接头3依次套接在所述中心螺杆7 上，所述中心螺杆7上设有螺纹丝扣的一端与所述动作接头3靠近所述锥形卡块4的一端 螺接；所述中心螺杆7的另一端与所述底板6固接；
[0036] 所述动作接头3远离所述锥形卡块4的一端与所述脱杆接头2的一端螺接；所述 脱杆接头2的另一端与所述钻杆1螺接；所述钻杆1远离所述脱杆接头2的一端设有与地 面操控设备连接的连接端；
[0037] 所述钻杆1与所述脱杆接头2螺接的螺纹的螺旋方向，及所述动作接头3与所述 中心螺杆7螺接的螺纹的螺旋方向和所述钻杆1的旋转方向均相同；所述脱杆接头2与所 述动作接头3螺接的螺纹的螺旋方向和所述钻杆1的旋转方向相反；
[0038] 还配置有金属卡料8,所述金属卡料8用于将所述锥形卡块卡在井孔的内壁。
[0039] 本实用新型提供的孔内止水器，使用更加方便，使用时，不需要将止水器的底部延 伸至井底寻找着力点，而且也不需要有外界的持续压力来封塞井内所选位置。具体地，
[0040] 将钻杆1上的连接端与地面的操控设备连接，操控设备控制止水器下放至预设位 置，操控设备定位停止。此时从井口 9向井内或钻杆1内投入金属卡料8,金属卡料8的最 大尺寸略大于锥形卡块4与井的内壁之间的间隙的宽度，此时，投入的金属卡料8会卡在锥 形卡块4与井的内壁间隙之间。此时，操控设备启动，将止水器向上拉，锥形卡块4 口径较 大的一端被金属卡料8卡紧在井管内，停止操控设备，止水器被固定在井内。之后，启动操 控设备旋转所述钻杆1，此时钻杆1、脱杆接头2和动作接头3 -起同方向旋转，锥形卡块4 固定不动。动作接头3旋转时，带动中心螺杆7向上移动，而中心螺杆7和底板6为一体， 从而压缩橡胶塞膨胀，之后，继续旋转，使橡胶塞密封井管后，动作接头3不旋转，定位销插 入定位孔，而钻杆1和脱杆接头2还在旋转，因脱杆接头2与动作接头3连接丝扣方向和旋 转方向相反，使脱杆接头2和动作接头3脱离，井管内只留下动作接头3、锥形卡块4、膨胀 橡胶塞5、中心螺杆7和底板6。
[0041] 该止水器加工简易、实用性强。承力点锥形卡块4上，不需要把孔底作为承力点， 通过将止水器下入井内预定深度，并投入卡料8,将锥形卡块4卡紧，之后压缩膨胀橡胶塞5 使其膨胀，将井管塞紧，达到密封止水目的。而且也不需要从外界持续加压。
[0042] 从2013年7月至2014年3月，共封塞报废卤井8 口，其中封塞的4 口卤井涌水量 很大，据现场观测，卤井最大涌水量30m3/h，伴随的涌水压力为0. 2MPa左右。使用该止水器 能完全封堵涌水和涌水压力，成功地封塞了报废卤井，受到了业主的一致好评。
[0043] 该止水器适用于任意深度井管护壁的单井、对接井，特别是向地层目的层注压的 盐井、地热井、油井等。在地面短期内无法卸压或卸压不彻底时，使用该止水器能成功封 堵涌水和涌水压力，为以后用水泥浆等材料封塞报废井，创造了条件，节省了大量的卸压时 间，提1? 了封塞质量。
[0044] 根据上述实施例，本实用新型还做了进一步地改进：
[0045] 为了提高膨胀橡胶塞5在井管内任意深度塞紧的紧实度，优选地，所述膨胀橡胶 塞5包括至少3块。
[0046] 本实用新型提供的止水器的长度较短，相比现有的止水器轻便，使用性强，脱杆接 头2和所述中心螺杆7的总长小于或等于1. 2米。
[0047] 为了能够使用较少的卡料8就可以将锥形卡块4固定在井内，优选地，可以设置锥 形卡块4两端的口径之差为3-10cm。
[0048] 优选地，所述动作接头3和所述脱杆接头2的外径和所述锥形卡块4的口径较小 的一端的外径相等；
[0049] 所述膨胀橡胶塞5的外径比所述锥形卡块4的口径较大的一端的外径小l_2mm。
[0050] 优选地，所述脱杆接头2尺寸与上部连接的钻杆1尺寸有关，长度一般为13-15cm ; 所述动作接头3的长度，从井口投放金属卡料时，长度为22cm，从钻杆1内投放金属卡料时， 长度为32cm ;所述锥形卡块4的长度为20cm ;
[0051] 优选地，所述动作接头3和所述中心螺杆7为丝扣连接，其丝扣长度即为所述膨胀 橡胶塞5密封止水时的压缩长度；
[0052] 投放金属卡料卡紧所述锥形卡块后，旋转所述脱杆接头和所述动作接头，使所述 膨胀橡胶塞密封止水后，继续旋转，将前后产生两个动作：前面的动作是所述动作接头不能 再旋转（因所述中心螺杆丝扣已到底)，这时所述锥形卡块内的定位销插入所述中心螺杆的 定位孔内，以增加密封的稳定性。后面的动作是所述脱杆接头与所述动作接头螺接的螺纹 开始脱离。脱离后可进行水泥浆固孔工作。
[0053] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本 领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1. 孔内止水器，其特征在于，包括：钻杆、脱杆接头、动作接头、使用钢材或者铝材或者 工程塑料加工的锥形卡块、膨胀橡胶塞、底板和中心螺杆； 所述脱杆接头、所述膨胀橡胶塞、所述锥形卡块均为中空结构；所述锥形卡块外径大的 一端，其内装有定位销；所述动作接头的两端分别设有内螺孔； 所述中心螺杆的一端有螺纹丝扣，并在预设位置有键槽和定位孔； 所述膨胀橡胶塞、所述锥形卡块、所述动作接头依次套接在所述中心螺杆上，所述中心 螺杆上设有螺纹丝扣的一端与所述动作接头靠近所述锥形卡块的一端螺接；所述中心螺杆 的另一端与所述底板固接； 所述动作接头远离所述锥形卡块的一端与所述脱杆接头的一端螺接；所述脱杆接头的 另一端与所述钻杆螺接；所述钻杆远离所述脱杆接头的一端设有与地面操控设备连接的连 接端； 所述钻杆与所述脱杆接头螺接的螺纹的螺旋方向，及所述动作接头与所述中心螺杆螺 接的螺纹的螺旋方向和所述钻杆的旋转方向均相同；所述脱杆接头与所述动作接头螺接的 螺纹的螺旋方向和所述钻杆的旋转方向相反； 还配置有金属卡料，所述金属卡料用于将所述锥形卡块卡在井孔的内壁。
2. 根据权利要求1所述的孔内止水器，其特征在于， 所述膨胀橡胶塞包括至少3块。
3. 根据权利要求2所述的孔内止水器，其特征在于， 所述脱杆接头和所述中心螺杆的总长小于或等于1. 2米。
4. 根据权利要求3所述的孔内止水器，其特征在于， 所述锥形卡块两端的口径之差为3-lOcm。
5. 根据权利要求4所述的孔内止水器，其特征在于， 所述动作接头和所述脱杆接头的外径和所述锥形卡块的口径较小的一端的外径相 等； 所述膨胀橡胶塞的外径比所述锥形卡块的口径较大的一端的外径小l_2mm。
6. 根据权利要求1所述的孔内止水器，其特征在于， 所述脱杆接头的长度为13-15cm; 所述动作接头的长度，从井口投放金属卡料时，其长度为22cm，从所述钻杆内投放金属 卡料时，长度为32cm; 所述锥形卡块的长度为20cm。
7. 根据权利要求1所述的孔内止水器，其特征在于， 所述动作接头与所述中心螺杆为丝扣连接，所述丝扣的长度与所述膨胀橡胶塞密封止 水时的压缩长度相等。
【文档编号】E21B33/12GK203879444SQ201420157484
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】陆文祥 申请人:陆文祥