分级箍用可降压力的关闭胶塞的制作方法

本实用新型涉及石油天然气勘探开发行业固完井工具技术领域，特别涉及一种分级箍用可降压力的关闭胶塞。

背景技术：

分级箍是固完井作业最常使用的固完井工具之一，在使用分级箍的过程中关闭胶塞是必不可少的配套工具。当二级水泥浆被顶替到分级箍位置后，必须通过关闭胶塞推动分级箍内的关闭套，将循环孔彻底关闭，分级注水泥施工作业方算结束。利用分级箍进行固完井作业是目前石油天然气行业勘探开发油气井中较为普遍的方法，尤其是深井或超深井全井下套管都要用到分级箍。由于施工工艺的需要，将全井下入的套管要进行两次注水泥作业将其封固，按照固井设计通常将分级箍接在全井套管的中部。当第一级注水泥施工作业完成后，一级胶塞碰压到管串下端的碰压座上，分级箍与碰压座之间就形成了一段密闭空间。当进行二级注水泥施工时需将分级箍上的循环孔打开，注完二级水泥浆后，要借助关闭胶塞推动关闭套再将循环孔关闭。在关闭过程中当关闭套刚盖住循环孔后继续下行就需要压缩一级注水泥时已经形成的密闭空间内的钻井液，此时循环孔未被彻底关闭，关闭套还需向下有一段位移。由于液体分子之间的间隙很小，且理论上液体是不可压缩的，因此在关闭胶塞推动分级箍内的关闭套下行欲将循环孔关闭时，尽管施工压力很高，但关闭胶塞下行位移有限，出现不能将循环孔有效关闭的现象。而在现场施工过程中，一旦出现不能关闭循环孔的问题，后续就只能采用蹩压候凝的方式，固井质量受到严重影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种解决传统关闭胶塞在关闭胶塞推动关闭套下行位移有限导致循环孔不能有效的关闭问题的分级箍用可降压力的关闭胶塞。

为此，本实用新型技术方案如下：

一种分级箍用可降压力的关闭胶塞，包括胶塞体和紧密套装在所述胶塞体外侧的硫化橡胶体；其中，所述胶塞体中心开设有通孔，且上部通孔内径大于下部的通孔内径；在所述胶塞体顶端内侧和底端内侧分别设有端盖和堵头，使胶塞体内部形成一封闭的腔体，且堵头通过自胶塞体外壁对称设置的两个压力控制销将堵头固定在胶塞体上。

进一步地，所述端盖螺纹连接在所述胶塞体顶端内壁上。通过胶塞体的顶端通孔通过设置有螺纹连接的端盖，实现便于装配堵头和整体硫化橡胶的目的。

进一步地，在所述端盖的顶面上开设有两个对称设置的工具槽。

进一步地，所述胶塞体顶端内壁向内凹陷形成有环形台阶，使所述端盖的底面压配在所述环形台阶的上端面上。

进一步地，所述堵头的顶端外壁设有环形凸台，所述胶塞体底端内壁上形成有环形台阶，使所述堵头的环形凸台的下端面压配在所述胶塞体底端内壁上的环形台阶的上端面上。

进一步地，在位于压力控制销下方的堵头的外壁上各设置有一个密封圈，使所述堵头与所述胶塞体之间形成密封。

该分级箍用可降压力的关闭胶塞将传统关闭胶塞内部胶塞体内部掏空并通过设置端盖和堵头使其内部形成一封闭空腔，同时封堵在胶塞体底端通孔处的堵头通过压力控制销与胶塞体固定为一体，并设置密封圈加以密封形成一个压力控制阀，压力的大小可按施工压力通过调节压力控制销的剪切力实现调节。当关闭胶塞推动关闭套不能完全关闭循环孔时，此时液体压力使压力控制销被突然剪断，堵头连同被压缩的钻井液进入到胶塞体的内空腔中，液体压力突然释放，关闭胶塞能够在压力作用下继续下移彻底关闭循环孔。

综上所述，与现有关闭胶塞相比，该分级箍用可降压力的关闭胶塞解决了传统关闭胶塞在关闭胶塞推动关闭套下行位移有限导致循环孔不能有效的关闭的问题，施工成功率大大提高，有效保证了固井质量。

附图说明

图1为传统使用的分级箍用关闭胶塞的结构示意图；

图2为本实用新型的分级箍用可降压力的关闭胶塞的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明，但下述实施例绝非对本实用新型有任何限制。

如图1所示为传统使用的分级箍用关闭胶塞的结构示意图，包括胶塞体3和紧密套装在胶塞体3外侧的硫化橡胶体1，其用于分级箍内在关闭循环孔时很容易出现由于关闭胶塞下行位移有限，出现不能将循环孔有效关闭的问题。

因此，本申请在不改变传统关闭胶塞外观结构的基础上，对其中的胶塞体3的结构进行改进设计，以克服现有的循环孔不能实现有效关闭的问题。

该改进后的分级箍用可降压力的关闭胶塞，如图2所示，包括胶塞体3和一体胶注于胶塞体3底端外壁的环形凸台上方的硫化橡胶体1；其中，

胶塞体3中心开设有通孔4，且通孔4的上部内径大于下部内径；通过在胶塞体3顶端和底端分别设有端盖2和堵头5，使胶塞体3内部形成一封闭的腔体；

胶塞体3顶端内壁向内凹陷形成有环形台阶8，使螺纹连接在胶塞体3顶端内壁上的端盖2的底面压配在环形台阶8的上端面上；同时，为了便于将端盖2拧装在胶塞体3顶端内壁上，在端盖2的顶面上开设有两个对称设置的工具槽，实现通过将工具插装在工具槽内转动端盖2，将其拧紧在胶塞体3顶端内壁上；

堵头5插装在胶塞体3底端通孔处；堵头5的顶端外壁设有环形凸台，胶塞体3底端内壁上形成有环形台阶，且堵头5的环形凸台底端与胶塞体3的环形台阶顶端加工为能够相互配合的锥面，使堵头5的环形凸台的下端面完全压配在胶塞体3底端内壁上的环形台阶的上端面上，堵头5只能相对于胶塞体3上行运动；

堵头5通过自胶塞体3外壁对称设置的两个压力控制销6将堵头5固定在胶塞体3上；同时，为保证堵头5与胶塞体3之间的密封性良好，在位于压力控制销6下方的堵头5的下侧外壁上设置有一个密封圈7，使堵头5与胶塞体3之间形成密封。其中，两个压力控制销6为剪切销钉，其发生剪断时的承压值一般设定为传统胶塞最大承压压力值。

该分级箍用可降压力的关闭胶塞的工作原理如下所述：

当该分级箍用可降压力的关闭胶塞被顶替到分级箍位置时，在压力作用下关闭胶塞推动关闭套下行，实施对分级箍循环孔的关闭；当压力达到传统胶塞的压力时，关闭套尽管还没有彻底将循环孔关闭，但关闭套已经下移了一段距离；此时堵头5与胶塞体3之间的压力控制销6承压达到上限值被剪断，堵头5连同被压缩的钻井液进入到胶塞体内部的空腔中，使一级注水泥时形成的密闭空间内的钻井液高压被突然释放；此时可继续打压，随着压力的升高，关闭套继续下移，当再次达到原来的高压时，分级箍内的关闭套已完全下行至循环孔处，将循环孔彻底关闭；此时井口放压，环空内的水泥浆也不会返回到管内，分级注水泥施工作业结束。