一种用于刮管冲砂工艺的液压可控式分流接头的制作方法

本发明涉及一种接头，更具体的说，是涉及一种用于刮管冲砂工艺的液压可控式分流接头。

背景技术：

刮管冲砂作业是完井阶段的基础性作业步骤，是确保完井后续作业步骤正常进行的关键。采用合适的刮管工艺技术，不但能够提高刮管质量，避免完井后续作业过程中复杂情况甚至井下事故的发生，而且能够提高整个完井阶段的作业效率，缩短完井作业周期，降低完井作业成本。为了避免刮管管柱砂卡，现场冲砂时一般都是采用反循环。由于环空液流对沉砂的冲击力比较小，反循环冲砂的效率比较低，有些情况下根本无法将沉砂冲离井底，此时就不得不起出刮管管柱，然后专门下一趟光钻杆管柱进行冲砂，如此两趟管柱就增加了完井作业周期，在此背景下，刮管冲砂一体化工艺应运而生，无论是目前使用的需要多趟下入的双层管刮管冲砂工艺还是刮管冲砂一体化工艺均连有分流接头，目前的分流接头的分流通道属于常开状态，在冲砂过程中将套管内的冲砂液引入内外层管柱之间，实现分流，并完成冲砂工艺，由于分流接头属于常开，因此无法对下面的封隔器进行验封，如果不对封隔器验封，地面上无法确定封隔器是否坐封完全，且如果封隔器未坐封完全出现泄漏，冲砂液虽然也会从预计的通道返出，但冲砂液会穿过封隔器外侧，进入封隔层，如果封隔层是储层，则出现污染储层的情况，而刮管冲砂一体化工艺对应的分流接头，在冲砂时可通过液压来实现外层管柱的开启，在需要对下方封隔器进行验封时也可通过液压将其关闭，解决了目前冲砂工艺中遇到的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种用于刮管冲砂工艺的液压可控式分流接头，可通过向内层管柱打液压的方式控制工具的开启和关闭，实现油套环空与外层管柱的连通和关闭。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的一种用于刮管冲砂工艺的液压可控式分流接头，包括外层管柱和由油管构成的内层管柱，所述外层管柱包括连接于内层管柱上端外侧设置有传压孔的传压短节，所述传压短节下端连接有活塞，所述活塞沿圆周设置有内分流孔和轨道，所述活塞下端连接有弹簧套筒，所述活塞外部套设有带外分流孔的分流外筒，所述分流外筒、活塞和传压短节之间密闭形成与传压孔连通的活塞腔，所述分流外筒下部依次连接有外筒、连接管和与外管柱连接的变扣短节，所述外筒设置有沿轨道滑行的轨道钉，所述外筒和弹簧套筒之间设置有弹簧。

所述传压短节上端设置有外螺纹，下端设置有用于连接内层管柱的内螺纹。

所述弹簧套筒上端设置有用于连接活塞的外螺纹，下端外侧固定设置有防脱环。

所述外筒上端设置有用于连接分流外筒的外螺纹，下端设置有用于连接连接管的内螺纹，所述外筒设置有轨道钉孔。

所述变扣短节上端设置有用于连接连接管的内螺纹，下端设置有用于连接外管柱的内螺纹。

所述弹簧采用碟簧，所述弹簧上下两端分别设置有弹簧挡圈。

所述连接管和弹簧套筒之间设置有浮动活塞。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

(1)本发明作为刮管冲砂一体化工艺的重要工具，本发明可通过向内层管柱打液压的方式控制工具的开启和关闭，实现油套环空与外层管柱的连通和关闭；

(2)本发明通过一次打压和泄压，液压力通过传压孔传递至活塞腔，推动活塞向下运动，活塞压缩弹簧，内分流孔与外分流孔对正，油套环空与外层管柱连通，经过二次打压和泄压，活塞依靠弹簧力向上运动，内分流孔与外分流孔错位，油套环空与外层管柱关闭；

(3)本发明开启时可保证冲砂时的液体从油套环空进入外层管柱内，最终从内层管柱返出，实现冲砂过程；

(4)本发明在关闭时可实现与外层管柱连接的封隔器的验封操作，从而通过液压变化得到封隔器的密封情况，保证刮管冲砂一体化工艺的顺利实施。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中内层管柱结构示意图；

图3是本发明中传压短节的结构示意图；

图4是本发明中活塞的结构示意图；

图5是本发明中活塞上轨道的展开图；

图6是本发明中弹簧套筒的结构示意图；

图7是本发明中防脱环的结构示意图；

图8是本发明中分流外筒的结构示意图；

图9是本发明中外筒的结构示意图；

图10是本发明中轨道钉的结构示意图；

图11是本发明中连接管的结构示意图；

图12是本发明中变扣短节的结构示意图；

图13是本发明中外管柱结构示意图；

图14是本发明中碟簧单体的结构示意图；

图15是本发明中弹簧挡圈的结构示意图；

图16是本发明中浮动活塞的结构示意图。

附图标记:1传压短节；1-1传压孔；2分流外筒；2-1外分流孔；3活塞；3-1内分流孔；3-2轨道；4轨道钉；5外筒；5-1轨道钉孔；6弹簧套筒；7弹簧挡圈；8弹簧；9浮动活塞；10连接管；11防脱环；12变扣短节；13内层管柱；14外管柱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

本发明的一种用于刮管冲砂工艺的液压可控式分流接头，为刮管冲砂一体化工艺管柱的重要组成部分，该工艺一般使用双层管结构，本发明涉及的分流接头的开启和关闭控制着油套环空与外层管柱的连通和关闭，该工具需要在冲砂时开启，对进行与外管柱连接的封隔器的验封操作时关闭。

如图1所示，一种用于刮管冲砂工艺的液压可控式分流接头，整体为双层管结构，包括内层管柱13和外层管柱，其中，如图2所示，所述内层管柱13为上端设置有外螺纹的油管，所述外层管柱为具有液压可控功能的工具本体，所述外层管柱由传压短节1、分流外筒2、活塞3、轨道钉4、外筒5、弹簧套筒6、弹簧挡圈7、弹簧8、浮动活塞9、连接管10、防脱环11、变扣短节12等组成。

如图3所示，所述传压短节1上端设置有外螺纹，可与上部管柱螺纹连接，起连接作用，螺纹下端设置有O圈槽，可通过O型圈与分流外筒2的密封面密封，所述传压短节1中间部位设置有传压孔1-1，可实现内层管柱13与活塞腔的压力传递，传压短节1下端设置有内螺纹，可与内层管柱13螺纹连接，起连接作用。

所述传压短节1下端外侧设置有活塞3，且活塞3上端面位于传压孔1-1下部，如图4所示，所述活塞3上端内外壁处均设计有O圈槽，外O圈槽通过O型圈实现与分流外筒2密封面的密封，内O圈槽通过O型圈实现与传压短节1的密封。所述活塞3中间部位沿圆周设计有四个内分流孔3-1，可通过液压的方式控制内分流孔3-1的开启和关闭，实现工具内外的连通，内分流孔3-1上下两端分别设计有O圈槽，可通过O型圈实现与分流外筒2的密封。所述活塞3中后部位设计有O圈槽，可通过O型圈实现与外筒5密封面的密封。所述活塞3后部专门设计有轨道3-2，如图5所示，所述轨道3-2有四个特殊位置，分别为位置a、位置b、位置c、位置d。所述活塞3下端尾部设置有内螺纹，可与弹簧套筒6螺纹连接，螺纹后部为密封面，可通过O型圈实现与弹簧套筒6的密封。

如图6所示，所述弹簧套筒6上端设置有外螺纹，可与活塞3螺纹连接，螺纹后部设计有O圈槽，可通过O型圈实现与活塞3的密封，弹簧套筒6下端设计有外螺纹，可与防脱环11螺纹连接。如图7所示，所述防脱环11内壁设计有内螺纹，可与弹簧套筒6螺纹连接，起防止内部零件脱落井底的作用。

所述活塞3外部套设有分流外筒2，如图8所示，所述分流外筒2上部为密封面，可通过O型圈实现与传压短节1的密封，通过O型圈实现与活塞3的密封，所述分流外筒2中间部分设置有外分流孔2-1，可通过液压的方式控制该外分流孔2-1与活塞3上的内分流孔3-1的连通与闭合，实现工具内外的连通，所述分流外筒2下端设计有内螺纹，可与外筒5螺纹连接。所述分流外筒2、活塞3和传压短节1之间密闭形成与传压孔1-1连通的活塞腔。

所述分流外筒2下部依次连接有外筒5、连接管10和与外管柱14连接的变扣短节12。如图9所示，所述外筒5上端设置有外螺纹，可与分流外筒2螺纹连接，中部设置有轨道钉孔5-1，可实现与轨道钉4的连接，所述外筒5下端设计有内螺纹，可与连接管10螺纹连接，尾部的密封面通过O型圈实现与连接管10的密封。所述轨道钉孔5-1内设置有轨道钉4，如图10所示，所述轨道钉4下端设置有外螺纹，可与外筒5螺纹连接，螺纹之前设计有O圈槽，可通过O型圈实现与外筒5的密封，所述轨道钉4上端与活塞3特殊设计的轨道3-2配合，可沿轨道3-2滑行，起导向作用。

如图11所示，所述连接管10上下两端均设置有外螺纹及O圈槽，上端与外筒5螺纹连接，通过O型圈与外筒5密封，下端与变扣短节12螺纹连接，通过O型圈密封。如图12所示，所述变扣短节12上端设置有内螺纹，可与连接管10螺纹连接，下端设置有内螺纹，可与双层管柱的外管柱14连接，所述外管柱14上端设置有外螺纹，如图13所示。

所述外筒5和弹簧套筒6之间设置有弹簧8，所述弹簧8采用碟簧，碟簧单体结构如图14所示。所述弹簧8上下两端分别设置有弹簧挡圈7，如图15所示，所述弹簧挡圈7套在弹簧套筒6上，实现弹簧力的传递。所述连接管10和弹簧套筒6之间设置有浮动活塞9，如图16所示，所述浮动活塞9内外壁均设计有O圈槽，外部通过O圈实现与连接管10的密封，内部通过O型圈实现与弹簧套筒6的密封，具有平衡弹簧8所处腔体里的压力平衡功能。

本发明的用于刮管冲砂工艺的液压可控式分流接头随同冲砂管柱一并下入待冲砂的井中，刮管冲砂一体化工艺管柱最下端为单流阀，可完成内层管柱的憋压。在进行冲砂操作时，为保证本发明工具的开启，即油套环空与外层管柱连通，可通过泥浆泵对工艺管柱内打压。

液压力通过传压短节1上的传压孔1-1，传递至传压短节1、分流外筒2和活塞3密闭形成的活塞腔。液压推动活塞3向下运动，活塞3压缩弹簧8，使弹簧8储能，通过轨道钉4和特殊设计的轨道3-2(如图5)，控制活塞3的运动。轨道钉4初始位置为位置a，此时本发明处于关闭状态，第一次打压，活塞3向下轴向运动，由于轨道3-2为倾斜设计，迫使活塞3在轴向运动的同时并径向转动，轨道钉4处于位置b，此时泥浆泵泄压，活塞3依靠弹簧8弹力作用反向运动，并转动，轨道钉4处于位置c处，活塞3上的内分流孔3-1与分流外筒2上的外分流孔2-1对正，此时油套环空与外层管柱连通，本发明开启，可进行冲砂作业。

待冲砂操作完成后(轨道钉4初始位置为位置c)，通过泥浆泵对工艺管柱内打压，活塞3轴向运动并径向转动(轨道钉4由位置c变为位置d)，此时泥浆泵泄压，活塞3依靠弹簧8弹力作用反向运动，并转动(轨道钉4处于位置a')，a'位置活塞3上的内分流孔3-1与分流接头2上的外分流孔2-1错位，此时油套环空与外层管柱关闭，可进行后续的封隔器验封操作。通过液压及弹簧8的共同作用保障活塞3按照设计需求往复运动，控制本发明的开启和关闭。

尽管上面结合附图对本发明的功能及工作过程进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。