不压井作业钢丝投送式油管内堵塞器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及油田井下作业中所用的一种不压井作业钢丝投送式油管内堵塞器。该堵塞器中投送固定套下面的芯轴段上从上至下依次套装锚定卡瓦、卡瓦限位套、花瓣压盘、座封胶套、单面压盘、防倒扣套筒、防倒扣瓦牙、卸扣封头及液压活塞，其中上述的卸扣封头位于防倒扣套筒下端孔并与其连接，而防倒扣瓦牙位于防倒扣套筒的孔内，并与芯轴上的马牙扣配合；上述液压活塞的下端连接定位锚，液压活塞外套装活塞套筒，活塞套筒与定位锚穿有剪切销钉，定位锚的下端连接封头螺帽，而定位锚的侧壁槽内铰接定位锚爪。该堵塞器可以充分对封堵胶筒进行压缩，保证堵塞器整体在井筒内的竖直放行稳定性。
【专利说明】不压井作业钢丝投送式油管内堵塞器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及在油田的油、水井不压井作业施工中，对井下油管内部进行封堵，防止井下高压油、水喷出造成井喷事故的不压井作业钢丝投送式油管内堵塞器。
【背景技术】
[0002]目前国内封堵井下套管、油管的各型堵塞器类产品很多，但多数是钻采和其他施工使用的，不适用于油、水井不压井作业使用。只有少数几种堵塞器产品是应用于不压井作业的，具体有水利输送式、重力投送式、钢丝投送式、电缆桥塞式等。其中，水力水输送式、重力投送式油管堵塞器是利用高压水流或产品自重进行井下投放，存在投放位置不准确、中途易遇阻及封堵油管可靠性差的缺点；电缆桥塞式堵塞器工艺性能优良，技术先进，但作业成本高，基本应用于气井，油、水井作业费用不足以支付；钢丝投送式堵塞工艺使用的较为广泛，可实现油管内全油管封堵，计量准确，安全性高。目前分为拉力式及压差式两种工作方式。拉力式是完全利用钢丝的拉力实现压缩胶筒进行封堵，存在过于依赖钢丝拉力，压缩力不足和易造成钢丝断裂、工具掉井等问题；压差式是利用堵塞器内部的低压腔和井内高压形成压力差，推动压缩胶筒，实现封堵油管功能；综合比较压差式较为可靠。但由于井下环境复杂，在实际施工中，现有压差式钢丝投堵堵塞器封堵效果并不理想，常发生无法座封或封不稳定的情况，一次封堵成功率不足60%，需要反复投送封堵才能成功；同时，由于在胶筒设计上存在无法适应井下高温的问题，遇到温度超过70°C的水井，胶筒容易失效，使封堵失败。
实用新型内容
[0003]为了解决上述封堵成功率不足及胶筒耐高温失效的问题，本实用新型提供一种不压井作业钢丝投送式油管内堵塞器。该堵塞器可以充分对封堵胶筒进行压缩，保证堵塞器整体在井筒内的竖直放行稳定性。
[0004]本实用新型的技术方案是:一种不压井作业钢丝投送式油管内堵塞器，包括芯轴及上端连接的投送固定套，芯轴的中部壁上带有马牙扣，在上述投送固定套下面的芯轴段上从上至下依次套装锚定卡瓦、卡瓦限位套、花瓣压盘、座封胶套、单面压盘、防倒扣套筒、防倒扣瓦牙、卸扣封头及液压活塞，其中上述的卸扣封头位于防倒扣套筒下端孔并与其连接，而防倒扣瓦牙位于防倒扣套筒的孔内，并与芯轴上的马牙扣配合；上述液压活塞的下端连接定位锚，液压活塞外套装活塞套筒，活塞套筒与定位锚穿有剪切销钉，定位锚的下端连接封头螺帽，而定位锚的侧壁槽内铰接定位锚爪。
[0005]上述的座封胶套为两段，中间置有套装在芯轴上的双面压盘。
[0006]本实用新型的有益效果是:上述方案中，在保证最小设计外形直径42mm、最小芯轴直径15mm的前提下，使活塞环面积达到582mm2，每兆帕产生压力达0.57KN ;同时活塞行程达166mm，加长压差系统，可以充分对封堵胶筒进行压缩，提高封堵成功率；此外，采用下部定位锚方式定位，将锚定卡瓦设计在上部，保证堵塞器整体在井筒内的竖直放行稳定性，确保封堵成功。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为本实用新型的结构示意图。
[0008]图中1-芯轴，2-投送固定套，3-锚定卡瓦，4-卡瓦限位套，5-花瓣压盘，6-座封胶套，7-双面压盘，8-单面压盘，9-防倒扣套筒，10-卸扣封头，11-液压活塞，12-活塞套筒，13-定位锚，14-定位锚爪，15-固定螺帽，16-封头螺帽，17-0形密封圈，18-防倒扣瓦牙，19-剪切销钉。
【具体实施方式】
[0009]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0010]如图1所示，该不压井作业钢丝投送式油管内堵塞器包括芯轴1，芯轴I的上端螺纹连接投送固定套2，投送固定套2的上端带有径向孔，用于与钢丝工具通过固定销连接，芯轴I的中部壁上带有马牙扣，芯轴I的下端螺纹连接固定螺帽15，其中，在上述投送固定套下面的芯轴段上从上至下依次套装锚定卡瓦3、卡瓦限位套4、花瓣压盘5、座封胶套6、双面压盘7、单面压盘8、防倒扣套筒9、防倒扣瓦牙18、卸扣封头10及液压活塞11，其中上述的卸扣封头10位于防倒扣套筒9下端孔并与其螺纹连接，而防倒扣瓦牙18位于防倒扣套筒9的孔内，并与芯轴I上的马牙扣配合；上述液压活塞11的下端螺纹连接定位锚13，液压活塞11外套装活塞套筒12，活塞套筒12与定位锚13间穿有剪切销钉19，定位锚13的下端连接封头螺帽16，而定位锚13的侧壁槽内铰接定位锚爪14。上述的芯轴I与座封胶套6、单面压盘8、防倒扣套筒9接触的轴段上带有马牙扣，用于防止堵塞过程中部件向作用力方向反向倒扣。
[0011]作为优选，上述的座封胶套6为两段，中间置有套装在芯轴I上的双面压盘7。
[0012]此外，为了提高该堵塞器的密封性能，上述的芯轴I与液压活塞11间、液压活塞11与塞套筒12及定位锚13间均置有O形密封圈。
[0013]为了延长胶筒封堵时间，在胶筒原料内增加四丙氟，使胶筒抗高温能力、抗老化能力增加，可在150°C温度以下长期工作。
[0014]堵塞过程如下:
[0015]1.投堵施工时，利用钢丝工具将该堵塞器下入施工井油管内，下放钢丝将堵塞器下至预堵塞井段，上提钢丝，堵塞器定位锚爪14向上卡在油管接箍内部；
[0016]2.继续上提钢丝，剪切销钉19受活塞套筒12与液压活塞11间产生的液压推力与钢丝上提的拉力双重合力作用，当合力增加到固定值时，剪切销钉19被剪断；
[0017]3.活塞套筒12受液压推力作用，向上依次推动部件卸扣封头10、防倒扣瓦牙18、防倒扣套筒9、单面压盘8、座封胶套6与双面压盘7、花瓣压盘5及卡瓦限位套4上行；
[0018]4.卡瓦限位套4上行过程中，锚定卡瓦3从卡瓦限位套4的坡形槽中滑出，逐渐卡死在油管内壁，使堵塞器固定在堵塞位置；
[0019]5.卡瓦限位套4上行至极限位置固定后，活塞套筒12受液压推力继续上行，座封胶套6在双面压盘7和单面压盘8的作用下，同时发生轴向压缩变形和径向膨胀变形。当其径向膨胀至直径62mm时，膨胀密封在油管内壁，将井内压力封死，达到封堵目的。座封胶套6在轴向继续被压缩至极限时，防倒扣瓦牙18卡死在芯轴I上，堵塞器各部件停止相对运动；
[0020]6.继续加力上提钢丝，钢丝工具与堵塞器投送固定套2的固定销剪断，钢丝工具提出井筒，堵塞器留在井筒内继续封堵油管。
[0021]该堵塞器在保证最小设计外形直径42mm、最小芯轴直径15mm的前提下，使活塞环面积达到582mm2，每兆帕产生压力达0.57KN ;同时活塞行程达166mm，加长压差系统，可以充分对封堵胶筒进行压缩，提高封堵成功率；此外，采用下部定位锚方式定位，将锚定卡瓦设计在上部，保证堵塞器整体在井筒内的竖直放行稳定性，确保封堵成功。
【权利要求】
1.一种不压井作业钢丝投送式油管内堵塞器，包括芯轴(I)及上端连接的投送固定套(2)，芯轴(I)的中部壁上带有马牙扣，其特征在于:在上述投送固定套下面的芯轴(I)段上从上至下依次套装锚定卡瓦(3)、卡瓦限位套(4)、花瓣压盘(5)、座封胶套(6)、单面压盘(8)、防倒扣套筒(9)、防倒扣瓦牙(18)、卸扣封头(10)及液压活塞(11)，其中上述的卸扣封头(10)位于防倒扣套筒(9)下端孔并与其连接，而防倒扣瓦牙(18)位于防倒扣套筒(9)的孔内，并与芯轴(I)上的马牙扣配合；上述液压活塞(11)的下端连接定位锚(13)，液压活塞(11)外套装活塞套筒(12)，活塞套筒(12)与定位锚(13)穿有剪切销钉(19)，定位锚(13)的下端连接封头螺帽(16)，而定位锚(13)的侧壁槽内铰接定位锚爪(14)。
2.根据权利要求1所述的不压井作业钢丝投送式油管内堵塞器，其特征在于:上述的座封胶套(6 )为两段，中间置有套装在芯轴(I)上的双面压盘(7 )。
【文档编号】E21B33/128GK204163682SQ201420312875
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】王晓萍, 朱磊, 温少启, 鲍煦峰, 高盈 申请人:中国石油天然气集团公司, 大庆石油管理局, 大庆油田井田实业公司