防砂充填装置的制造方法
【专利摘要】本申请公开一种防砂充填装置，包括：纵长延伸的中心管，其管壁上设有通孔；套设于所述中心管外的封隔机构；套设于所述中心管外的推动件，其位于所述封隔机构的下方；所述推动件与所述中心管之间设有锁紧件，所述锁紧件的外壁设有与所述推动件内壁相配合的沿所述中心管延伸方向排布的多个卡齿，所述卡齿能够防止所述推动件下行；所述推动件与所述中心管之间设有与所述通孔连通的环空，所述推动件上设有受力部，所述受力部在所述环空内打压时受到推动力，从而所述推动件上行推动所述封隔机构锚定坐封；连接所述中心管的泄砂机构，其能够在所述封隔机构锚定坐封后泄砂。本申请提供的防砂充填装置能够保证其封隔坐挂效果，不易发生封隔坐挂失效问题。
【专利说明】
防砂充填装置
技术领域
[0001]本申请涉及油田完井工具技术领域，尤其涉及一种防砂充填装置。
【背景技术】
[0002]直井或特殊井的钻井后在完井施工作业过程中，经常需要对井各段位进行加砂充填作业。此施工工艺需要一种可与套管内壁配合使用，不影响后期采油等施工作业的新型工具。
[0003]但是，常规的防砂充填工具依靠其卡环限位来防止胶筒和卡瓦缩回，其具体原理是通过移动卡环卡入至限位槽内将卡环限位，这就使得一旦出现限位环进入不了限位槽，压力一降低胶筒和卡瓦回缩导致封隔坐挂不牢固，从而会从环空泄压使其充填失败，可以看出，常规的防砂充填工具存在着容易封隔坐挂失效的问题。
【实用新型内容】
[0004]鉴于现有技术的不足，本申请提供一种防砂充填装置，以能够保证其封隔坐挂效果，不易发生封隔坐挂失效问题。
[0005]为达到上述目的，本申请提供一种防砂充填装置，包括:
[0006]纵长延伸的中心管，其管壁上设有通孔；
[0007]套设于所述中心管外的封隔机构；
[0008]套设于所述中心管外的推动件，其位于所述封隔机构的下方;所述推动件与所述中心管之间设有锁紧件，所述锁紧件的外壁设有与所述推动件内壁相配合的沿所述中心管延伸方向排布的多个卡齿，所述卡齿能够防止所述推动件下行;所述推动件与所述中心管之间设有与所述通孔连通的环空，所述推动件上设有受力部，所述受力部在所述环空内打压时受到推动力，从而所述推动件上行推动所述封隔机构锚定坐封；
[0009]连接所述中心管的泄砂机构，其能够在所述封隔机构锚定坐封后泄砂。
[0010]作为一种优选的实施方式，所述中心管的下端连接有下接头;所述泄砂机构包括设于所述中心管内的球座以及设于所述下接头的壁上的泄砂孔，所述球座将所述泄砂孔封堵;所述球座能够承接阀球，在打压到预定压力时所述球座下移打开所述泄砂孔。
[0011]作为一种优选的实施方式，所述球座与所述下接头通过第一剪切销钉连接。
[0012]作为一种优选的实施方式，所述下接头内部设有连接所述球座的座套，所述座套与所述球座之间设有弹簧，所述弹簧在所述球座下移时提供回复力。
[0013]作为一种优选的实施方式，所述推动件与所述中心管通过第二剪切销钉连接。
[0014]作为一种优选的实施方式，所述封隔机构包括锚定单元及坐封单元。
[0015]作为一种优选的实施方式，所述中心管的上端连接有上接头;所述锚定单元包括与所述上接头连接的上连接套、与所述坐封单元连接的下连接套以及位于所述上连接套与所述下连接套之间的卡瓦。
[0016]作为一种优选的实施方式，所述上连接套通过第三剪切销钉连接所述中心管。
[0017]作为一种优选的实施方式，所述坐封单元包括连接所述下连接套及所述推动件的胶筒座、位于所述胶筒座上胶筒。
[0018]作为一种优选的实施方式，所述下连接套与所述中心管通过第四剪切销钉连接。
[0019]通过以上描述可以看出，本申请所提供的防砂充填装置通过在中心管及推动件之间设置防止推动件下移的锁紧件，锁紧件通过设有沿所述中心管延伸方向排布的多个卡齿，使得推动件仅能逐个卡齿卡合进行上移且无法下移，进而有效保证了防砂充填装置的封隔坐挂效果，不易发生封隔坐挂失效问题。
[0020]参照后文的说明和附图，详细公开了本实用新型的特定实施方式，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解，本实用新型的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本实用新型的实施方式包括许多改变、修改和等同。
[0021 ]针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
[0022]应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
【附图说明】
[0023]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1是本申请一种实施方式所提供的防砂充填装置结构示意图；
[0025]图2是图1所示防砂充填装置的锁紧件部分示意图。
【具体实施方式】
[0026]为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
[0027]需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0028]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0029]请参考图1、图2所示，本申请一种实施方式所提供的一种防砂充填装置，包括:纵长延伸的中心管2，其管壁上设有通孔19;套设于所述中心管2外的封隔机构;套设于所述中心管2外的推动件14，其位于所述封隔机构的下方;所述推动件14与所述中心管2之间设有锁紧件13，所述锁紧件13的外壁设有与所述推动件14内壁相配合的沿所述中心管2延伸方向排布的多个卡齿，所述卡齿能够防止所述推动件14下行;所述推动件14与所述中心管2之间设有与所述通孔19连通的环空17，所述推动件14上设有受力部18，所述受力部18在所述环空17内打压时受到推动力，从而所述推动件14上行推动所述封隔机构销定坐封;连接所述中心管2的泄砂机构，其能够在所述封隔机构锚定坐封后泄砂。
[0030]在本实施方式中，所述中心管2的下端连接有下接头25。所述泄砂机构包括设于所述中心管2内的球座22以及设于所述下接头25的壁上的泄砂孔21。球座22为管状，其与中心管2可以同轴设置。所述球座22将所述泄砂孔21封堵;所述球座22能够承接阀球26，在打压到预定压力时所述球座22下移打开所述泄砂孔21。所述球座22与所述下接头25通过第一剪切销钉23连接。
[0031]较佳的，所述阀球26可以为可溶解低密度球，其密度比充填液低。阀球26在投球后48小时开始溶解，容易实现防砂填充装置的反排工作，若反排不成功，阀球2648小时后开始溶解，从开始溶解起72小时溶解结束可以不留任何残渣，溶解结束后再执行反排即可。
[0032]所述推动件14内部的下部扩径形成台阶，同时与中心管2形成环空17。所述台阶的下端面即为所述受力部18。下接头25的上部外侧缩径形成伸入部20，该伸入部20伸入环空17中，伸入部20与推动件14的内壁及中心管2的外壁互相密封贴合，进而将环空17密闭形成密闭环空17，该环空17与通孔19连通。
[0033]所述锁紧件13设于推动件14与中心管2之间，其可以为套状。锁紧件13的外壁设有与所述推动件14内壁相配合的沿所述中心管2延伸方向排布的多个卡齿，所述卡齿能够防止所述推动件14下行。如图2所示，与推动件14卡合的卡齿可以为向上倾斜的卡齿，推动件14仅能向上逐级逐个卡合各个卡齿且无法后退下移。当然，推动件14的内壁同样设有卡齿。具体的，锁紧件13可以为双向倒齿环(未示出)，即锁紧件13的内外壁面均设有卡齿。其中，双向倒齿环外齿与推动件14的上部内侧的齿面啮合，双向倒齿环的内齿与中心管2中部齿面啮合限位，防止推动件14下行，以较好的保持。
[0034]如图1所示，球座22的下端外侧与下接头25中部内侧固定连接在一起。具体的，所述下接头25中部内部可以固设有连接所述球座22的座套24，所述座套24与所述球座22之间可以设有弹簧，所述弹簧在所述球座22下移时提供回复力。球座22的上端为喇叭形状，弹簧位于该喇叭端及座套24的上端面之间。具体的，座套24的下端外侧与下接头25中端内侧可以通过螺纹固定安装在一起。所述推动件14与所述中心管2通过第二剪切销钉15连接。第二剪切销钉15同时具备防止推动件14与中心管2相对转动的功能。
[0035]所述封隔机构包括锚定单元及坐封单元。所述锚定单元可以执行锚定动作，所述坐封单元可以执行坐封动作，所述防砂充填工具在锚定坐封后将油井内密封分隔开，进而利于油井的加砂工作。
[0036]所述中心管2的上端连接有上接头I。在防砂时，中心管2的上端内侧反扣与其上部的工具的倒扣接头连接，在解封时，上接头I内侧通过马牙扣与上部的工具连接。所述锚定单元可以包括与所述上接头I连接的上连接套6、与所述坐封单元连接的下连接套9以及位于所述上连接套6与所述下连接套9之间的卡瓦8。
[0037]具体的，所述上接头I的下端的外侧与所述上连接套6的上端内侧固定安装在一起。同时，所述上连接套6通过第三剪切销钉5连接所述中心管2。第三剪切销钉5同时具备防止上连接套6与中心管2相对转动的功能。中心管2的上端外侧可以设有环形凹槽3，伸缩块4用O型密封圈或环形弹簧固定在中心管2的中上部，伸缩块4上下被上接头I和上连接套6限位。
[0038]所述卡瓦8内外限位于中心管2和卡瓦连接套7之间，卡瓦8与卡瓦连接套7之间可以被压缩弹簧(未示出)抵死。卡瓦8上下被下连接套9和推动件14限位。所述下连接套9可以与所述中心管2通过第四剪切销钉10连接。下连接套9与上连接套6均设有与卡瓦相配合的锥形部，当下连接套9剪断第四剪切销钉10后，下连接套9上移，锥形部挤出卡瓦8，卡瓦8挤出后完成锚定。
[0039]所述坐封单元包括连接所述下连接套9及所述推动件14的胶筒座11、位于所述胶筒座11上胶筒12。胶筒座11包括位于胶筒12两端的压环，推动件14通过压环可以压缩胶筒12使其膨胀坐封。
[0040]为了增加密封性，所述上接头I与中心管2、中心管2与推动件14、中心管2与下接头25、推动件14与下接头25、下接头25与球座22之间均安装有密封圈。具体的，所述上接头I中部内侧与中心管2上端外侧之间安装有密封圈;所述中心管2下端外侧与推动件14上端内侧之间安装有密封圈;所述中心管2下端外侧与下接头25上端内侧之间安装有密封圈;所述推动件14下端内侧与下接头25上端外侧之间安装有密封圈;所述下接头25上端内侧与球座22外侧之间安装有密封圈。
[0041]现场使用时，将本申请防砂充填装置与相应加砂充填工具串联后送入井内，下至设计层位。投入阀球26并开加压栗循环，当阀球26循环至目的位置(球座22)时，由于循环堵死，液体通过中心管2上的通孔19流入到环空17中，环空17憋压作用于受力部18推动推动件14上行。在推动件14上移推动作用下，挤压胶筒12膨胀密封并上移。在推动件14与胶筒12的共同上移挤压下，卡瓦连接套7内的卡瓦外压至套管壁上，同时卡瓦牙齿吃入到套管壁内，这样，整个防砂充填装置起到了悬挂密封下部工具的作用。继续憋压，当压力剪断第一剪切销钉23，压力推动球座22下行，密封住的泄砂孔21此时打开。此时，可进行下一步的加砂作业。过滤后的液体通过工具孔道流入到环空17中，加砂充填结束，中心管2压力上升，继续憋压，中心管2又将泄砂孔21堵住，然后中心管2倒扣丢手，取出上部管串，防砂充填工具及以下的工具管串留到井内。当需要取出防砂充填工具时，端口带马牙扣的连接管串下压一定吨位，让其马牙扣吃入到上接头I上部内侧的马牙扣中啮合，上提管串，剪断第二剪切销钉15，这时，胶筒12上行解封，卡瓦8在弹簧力的作用下回缩离开套管壁，继续上提管串，伸缩块4上提至环形凹槽3时，在O型密封圈或环形弹簧力的作用下，伸缩块4收缩到环形凹槽3中，此时，可将下部管串全部提出井口。
[0042]通过以上描述可以看出，本实施方式所提供的防砂充填装置通过在中心管2及推动件14之间设置防止推动件14下移的锁紧件13，锁紧件13通过设有沿所述中心管2延伸方向排布的多个卡齿，使得推动件14仅能逐个卡齿卡合进行上移且无法下移，进而有效保证了防砂充填装置的封隔坐挂效果，不易发生封隔坐挂失效问题。
[0043]本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从I到90，优选从20至IJ80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。
[0044]除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。
[0045]披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。
[0046]多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。
[0047]应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的实用新型主题的一部分。
【主权项】
1.一种防砂充填装置，其特征在于，包括: 纵长延伸的中心管，其管壁上设有通孔； 套设于所述中心管外的封隔机构； 套设于所述中心管外的推动件，其位于所述封隔机构的下方;所述推动件与所述中心管之间设有锁紧件，所述锁紧件的外壁设有与所述推动件内壁相配合的沿所述中心管延伸方向排布的多个卡齿，所述卡齿能够防止所述推动件下行;所述推动件与所述中心管之间设有与所述通孔连通的环空，所述推动件上设有受力部，所述受力部在所述环空内打压时受到推动力，从而所述推动件上行推动所述封隔机构锚定坐封； 连接所述中心管的泄砂机构，其能够在所述封隔机构锚定坐封后泄砂。2.如权利要求1所述的防砂充填装置，其特征在于:所述中心管的下端连接有下接头；所述泄砂机构包括设于所述中心管内的球座以及设于所述下接头的壁上的泄砂孔，所述球座将所述泄砂孔封堵;所述球座能够承接阀球，在打压到预定压力时所述球座下移打开所述泄砂孔。3.如权利要求2所述的防砂充填装置，其特征在于:所述球座与所述下接头通过第一剪切销钉连接。4.如权利要求3所述的防砂充填装置，其特征在于:所述下接头内部设有连接所述球座的座套，所述座套与所述球座之间设有弹簧，所述弹簧在所述球座下移时提供回复力。5.如权利要求4所述的防砂充填装置，其特征在于:所述推动件与所述中心管通过第二剪切销钉连接。6.如权利要求5所述的防砂充填装置，其特征在于:所述封隔机构包括锚定单元及坐封单元。7.如权利要求6所述的防砂充填装置，其特征在于:所述中心管的上端连接有上接头；所述锚定单元包括上连接套、下连接套以及位于所述上连接套与所述下连接套之间的卡瓦。8.如权利要求7所述的防砂充填装置，其特征在于:所述上连接套通过第三剪切销钉连接所述中心管。9.如权利要求8所述的防砂充填装置，其特征在于:所述坐封单元包括连接所述下连接套及所述推动件的胶筒座、位于所述胶筒座上胶筒。10.如权利要求9所述的防砂充填装置，其特征在于:所述下连接套与所述中心管通过第四剪切销钉连接。
【文档编号】E21B43/02GK205532516SQ201620094020
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月29日
【发明人】江文, 王涛, 吴威, 马英, 王飞, 李虎平
【申请人】中国石油天然气集团公司, 中国石油集团钻井工程技术研究院, 北京康布尔石油技术发展有限公司