专利名称：用于水平井尾管固井的胶塞系统的制作方法
用于水平井尾管固井的胶塞系统
技木领域
本发明涉及石油钻井中固井技术所用的一种胶塞系统，进一步地说，是涉及一种用于由水平井尾管、双级注水泥器及管外封隔器组合固井方式的胶塞系统。
背景技术：
在石油钻井领域，筛管完井较好地发挥了地层的产能，在产层单一，没有其它水层的情况下，不用下入封隔器或环空注水泥。但大多情况下需要在筛管顶部注水泥，而且为了防止水泥浆下沉，保证环空封隔效果，往往需要在筛管顶部加上管外封隔器，同时还需要一个液压式双级注水泥器，且多数情况下整个管串还属于尾管，也就是说还需要一个尾管悬挂器。如塔北油田的许多水平井均采用这种完井方式。另外，对于存在漏层情况的井，也常采用这种同时使用尾管悬挂器、双级注水泥器及管外封隔器的完井方式。如胜利油田、藏北油田等曾多次采用这种方式。这种完井方式的管串排列方式为(见图l):浮鞋49
+筛管44 (或者是尾管串45) +盲板48 +管外封隔器42 +双级注水泥器41 +浮箍43 +尾管串45 +尾管胶塞47+尾管悬挂器50。其作业程序是管串下到预定位置后，灌满泥浆，开泵憋压，座挂悬挂器，继续憋压，座封封隔器，在憋压打开双级注水泥器之后，倒扣，注水泥，替浆，碰压，最后靠浮箍来防回压，双级注水泥器无法关闭。这种方法为盲板与浮箍共同作用来实现双级注水泥器打开及浮箍代替关闭的结构形式，虽然现场使用较多，但出现的问题也不少，如在塔指、塔河油田都出现过下钻过程中双级注水泥器提前打开或在低压下打开的情况。其原因可能系液力冲击引起，由于管串下端为盲板，上端为浮箍，其间管内形成一个相对密闭的压力"死腔"，下套管过程中的多次液力冲击，往往造成双级注水泥器提前打开。
5在此基础上，现场对于管串组合进行调整，去掉了双级注水泥器上面的浮箍，用尾管胶塞去关闭双级注水泥器循环孔。管串排列方式为(见图2):筛管
44 +盲板48 +管外封隔器42 +双级注水泥器41 +尾管胶塞47 +尾管悬挂器50。这种方法使用盲板与尾管胶塞塞共同作用来实现双级注水泥器打开及关闭的结
构形式，在使用过程中，其成功率有所提高，但仍存在以下问题①由于盲板存在，当管串遇阻时，不能通过循环解阻；②由于盲板的存在，在管串入井过
程中，双级注水泥器提前打开的情况时有发生。
以上所述现有技术两种结构均用到盲板的结构，其整体在下入过程中容易实现压力激荡，而使双级注水泥器出现提前打开的现象。为了避免液力冲击提前打开双级注水泥器，有的双级注水泥器生产厂家改变了打开套的打开方向，但这不是解决问题的根本途径，总之，目前还没有解决这个问题的较好的办法。
发明内容
要彻底杜绝液力压力冲击问题，必须解决密闭压力腔问题，也就是说去掉
盲板。但是，去掉盲板后，又将面临一个新问题，就是在水平井中如何建立
压力，以便座挂悬挂器、座封封隔器及打开双级注水泥器。在整个管串中，液压式双级注水泥器、管外封隔器处于水平段，因此憋压座应位于筛管的顶部即
整个管串的下部，如果按常规方式投球，即使泵送，球也不易到达憋压座位置；另外，由于投球要经过双级注水泥器内套，双级注水泥器内套的内径变化大，投球容易与双级注水泥器发生碰撞而提前打开双级注水泥器的传压孔。为此，本发明通过设计一套专用的胶塞系统，在去掉盲板的情况下，即可解决水平井中憋压问题，又能防止双级注水泥器的提前关闭问题。
本发明的目的在于提供一套胶塞系统，应用于水平井筛管固井或漏失井固井，得以取消盲板从而改变常规固井方式，避免了由盲板带来的问题或隐患。
本发明所述的一种用于水平井尾管固井的胶塞系统，包括胶塞总成和憋压座。其中胶塞总成连接在尾管送入工具中心管的下端。本发明中憋压座位置与现有技术中憋压座的位置相同，位于筛管上面的套管接箍内。与套管接箍上下连接的套管之间有一定的间隙，憋压座则靠上下两个套管压紧固定。
其中所述胶塞总成包括以同一轴线、从上向下顺序连接在一起的尾管关闭胶塞及下胶塞。所述尾管关闭胶塞和下胶塞均为圆筒式结构。
其中尾管关闭胶塞上端与尾管送入工具中心管下端相连接，在憋压到一定程度时，尾管关闭胶塞可与尾管送入工具中心管脱离。尾管关闭胶塞筒体内壁的最小直径大于投球直径，使得投球能够直接通过尾管关闭胶塞而到达下胶塞。
其中所述下胶塞上端与尾管关闭胶塞下端相连接。下胶塞内孔中设有挡球
器，挡球器采用现有技术中常见的结构，如中国专利ZL02288900.0中所提到的挡球器等。在挡球器下端的下胶塞内孔孔径渐变至小于球直径，能够将球挡在下胶塞内孔中。当投球挡在下胶塞内孔中，开始憋压。当憋压到一定程度时，下胶塞可与尾管关闭胶塞脱离。下胶塞下端外壁上还设有密封圈和卡环，可与憋压座锁紧密封。
其中所述憋压座，为一圆筒式结构。其内壁中部设有一小锥面，小锥面的下端，内孔壁上设有一槽；当胶塞总成中的下胶塞脱离尾管关闭胶塞后，运行至此位置，下胶塞外壁上的卡环将卡进憋压座内壁的槽中，下胶塞外壁上的密封圈将与憋压座内壁中部的小锥面贴合密封，由此下胶塞与憋压座锁紧并密封，可起到憋压作用。
在以上基础上本发明胶塞系统的更优选方案描述如下
本发明的胶塞系统，还包括有接头和连接套。接头和连接套均为圆筒式结构。接头和连接套的内壁最小直径均大于投球直径，使得投球能够直接通过。以上所述胶塞总成中的尾管关闭胶塞通过接头和连接套与尾管送入工具中心管
相连接尾管送入工具中心管的下端套入接头筒体上端，并以螺纹连接；接头筒体下端套入连接套筒体上端并以螺纹连接；连接套筒体下端的内壁上设有斜
面式抬肩，在所述尾管关闭胶塞筒壁上端同一横截面位置设有若干通孔，通孔中嵌入挡块，尾管关闭胶塞通过挡块卡在上述连接套筒体下端内壁的斜面式抬肩上，从而和尾管送入工具中心管相连接。接头与连接套可与送入工具固井后一起提出。
以上所述的尾管关闭胶塞包括有本体、内套和尾管关闭胶塞导向头，三者均为圆筒式结构。本体筒体的下端套入尾管关闭胶塞导向头上端，之间通过螺纹连接。所述尾管关闭胶塞导向头优选为一下端外壁呈倒锥面结构的圆筒结构，倒锥面结构起到导向作用。通过导向作用，在钻杆胶塞与尾管胶塞复合后，钻杆胶塞与尾管胶塞在泥浆的顶替作用下，可将尾管关闭胶塞在双级注水泥器内套内居中。
所述本体内孔中套有内套，内套外壁与本体内壁为间隙式配合，其相套部分设有密封。本体与内套的筒体上部通过剪钉连接在一起。尾管关闭胶塞内套下端面位于尾管关闭胶塞本体下端面的上方，且为倒锥面。所述本体筒体的上端在与内套相套的部分，其筒壁上在同一横截面位置设有若干通孔，通孔中嵌入挡块，本体通过挡块卡在所述连接套筒体下端内壁的斜面式抬肩上，以防止尾管关闭塞本体提前脱落。所述接头筒体下端的内壁上设有上抬肩，上抬肩以下的接头筒体内径与尾管关闭胶塞内套上端外径相同；当尾管关闭胶塞本体卡在连接套内壁下端的斜面式抬肩上，接头下端旋入连接套内壁时，尾管关闭胶塞内套上端套入接头筒体下端，接头下端内壁上台肩顶在内套的上端面，从而将本体固定。尾管关闭胶塞内套上端外壁与接头筒体下端内壁形成间隙式配合，并设有密封。
现有技术中钻杆胶塞主要作用是隔离水泥浆及泥浆、并刮削钻杆内壁，在泥浆的压力作用下，当钻杆胶塞与尾管胶塞复合后一起下行顶替尾管中的水泥浆。在本发明的胶塞系统中所述尾管关闭胶塞内套筒体内壁的下部设有一倒锥面，倒锥面之下的内套内壁与将要下行至此的钻杆胶塞导向头外壁形成间隙式配合。当钻杆胶塞在泥浆压力的推动作用下下行进入尾管关闭胶塞，钻杆胶塞导向头穿出内套下端面后，导向头上的卡簧弹开，卡在内套的下端面的倒锥面上，防止钻杆胶塞倒退，同时内套下端内壁与钻杆胶塞的导向头外壁上的密封圈形成密封。
以上所述的尾管关闭胶塞的本体外壁还可以套有一个或一个以上尾管关闭 胶塞胶腕，在其下行过程起扶正作用，使尾管关闭胶塞的导向头在下行过程中 不会与双级注水泥器发生碰撞。该胶碗采用硫化胶，胶碗碗口向上，碗口外径 尺寸根据尾管规格尺寸而定，并大于尾管内径。
以上所述尾管关闭胶塞导向头的外壁上还可以设置有一环状碟形胶圈。碟 口向上，起单向密封作用。碟形胶圈外径根据双级注水泥器内套尺寸而定，大 于双级注水泥器内套内径。当尾管关闭塞运行至与双级注水泥器的关闭塞座复 合后，碟形胶圈在泥浆和压力的作用下与关闭塞座内圆柱面形成密封，建立压 力剪断关闭塞座与关闭套连接的剪钉，从而在注完水泥后自行关闭双级注水泥 器循环孔，实现关闭动作。
本发明胶塞系统的胶塞总成中，所述下胶塞包括外套、心轴及下胶塞导向 头，三者均为圆筒式结构。所述外套的筒体上端套在尾管关闭胶塞导向头内孔 里，通过销钉连接。外套的筒体上端外壁与尾管关闭胶塞导向头内孔内壁为间 隙式配合，其相套部分设有密封。所述心轴筒体的上端套入外套筒体的下端， 并以螺纹连接，外套筒体下端与心轴筒体上端的相套部分设有密封。外套内壁 中部、心轴的上端面上方设有挡球器。心轴筒体的上端内壁为一倒锥面，锥面 上端内径大于球外径，锥面下端内径小于球外径，能够将投球挡在此处，顺利 捕捉投球，并将其固定在下胶塞内，直至下胶塞运行至憋压座位置。当投球挡 在下胶塞内孔中，开始憋压。当憋压到一定程度时，下胶塞外套上端与尾管关 闭胶塞导向头内孔相连接的销钉被剪断，从而使下胶塞与尾管关闭胶塞脱离能 够下行。心轴筒体的下端套入下胶塞导向头的上端并以螺纹连接，心轴筒体下 端与下胶塞导向头上端的相套部分设有密封。下胶塞导向头外壁上设置有下胶 塞导向头密封圈，其下方设有卡环，可以与憋压座锁紧并密封，同时实现密封、 憋压作用，并具有防回压作用。下胶塞导向头优选为一筒体下端外壁呈倒锥面 的圆筒结构，倒锥面结构的下端起到导向作用。以上所述的下胶塞心轴的外壁上还可以套有一个或一个以上下胶塞胶腕， 可在其下行过程起扶正作用，使下胶塞在下行过程中不会与双级注水泥器发生 碰撞。该胶碗采用硫化胶，胶碗碗口向上，碗口外径尺寸大于尾管内径。本发 明胶塞系统中所述的憋压座其内孔上端可设计为一大锥面，配合所述下胶塞导 向头插入憋压座。
采用本发明的胶塞系统在水平井尾管固井时，其作业程序为将尾管下到设 计位置，从井口投球，当球到达下胶塞位置，压力上升，进行座挂作业(或者 通过机械方式进行座挂)；座挂成功后，继续憋压剪断下胶塞与尾管关闭胶塞导 向头连接的销钉，下胶塞抓紧球并与其一同下行，穿过尾管、双级注水泥器及 管外封隔器到达憋压座位置。压力上升，座封封隔器；继续憋压，打开双级注
水泥器循环孔，进行注水泥作业。当水泥浆注入完毕后，压入钻杆胶塞，当钻 杆胶塞在泥桨压力作用下到达尾管关闭胶塞位置，两胶塞复合在一起，剪断尾 管关闭胶塞的内套筒体上部与本体连接的剪钉，内套下行至尾管关闭胶塞导向 头内，其上端面运行至本体的挡块之下，挡块在泥浆等压力的作用下向本体的 筒体内收縮，此时尾管关闭塞与连接套脱离并带着钻杆胶塞一起下行顶替尾管 中的水泥浆。当与钻杆胶塞复合的尾管关闭塞到达双级注水泥器位置时，关闭 循环孔。从而完成封隔器座封、悬挂器座挂、双级打开关闭等固井操作。
本发明的胶塞系统能轻松实现尾管的下入，实施憋压，顺利完成座挂悬挂器、 座封封隔器及打开双级注水泥器等动作。本发明的胶塞系统用于水平井尾管固 井，解决了现有技术尾管下入过程中遇阻不能循环、在多套工具组合固井的情 况下容易导致某套工具的失效、双级注水泥器提前打开以及循环孔不能关闭等 问题。使用本胶塞系统可保证尾管的顺利下入及每套工具顺利实现各自的功能， 从而提高了固井的可靠性和固井效率，为现场水平井固井、漏失井固井解决难 题，具有极大的推广应用前景。Pft图i兑明
图1为现有技术中一种完井方法的管串排列方式示意图。
图2为现有技术中另一种完井方法的管串排列方式示意图。
图3为采用本发明的胶塞系统的完井方法的管串排列方式示意图。
图4为现有技术中钻井胶塞结构示意图。
图5为本发明胶塞系统中接头、连接套及胶塞总成的结构示意图。 图6为本发明胶塞系统中憋压座结构示意图。
具体实施例方式
下面结合实施例，进一步说明本发明。
图5所示为本发明胶塞系统中的接头10、连接套20及胶塞总成中的尾管关 闭胶塞30和下胶塞40的连接结构。接头10和连接套20均为圆筒式结构。接 头10和连接套20的内壁最小直径均大于投球27的直径。接头10上下两端外 壁上均带有螺纹，接头IO上端部分与尾管送入工具中心管的下端以螺纹连接， 其下端部分与连接套20的内壁以螺纹连接。连接套20内壁的下端设有斜面式 抬肩8。
如图5所示尾管关闭胶塞30包括有本体13、内套9和尾管关闭胶塞导向头 26，三者均为圆筒式结构。所述本体13筒体的上端在与内套9相套的部分，其 筒壁上在同一横截面位置设有若干通孔，通孔中嵌入挡块7，尾管关闭胶塞的本 体13通过挡块7卡在上述连接套20内壁下端的斜面式抬肩8上。本体13内孔 中套有内套9，内套9外壁与本体13内壁为间隙式配合。在其相套部分，内套 外壁上设有密封圈实现密封。本体13与内套9的筒体上部通过剪钉12连接在 一起。所述接头10筒体下端的内壁上设有上抬肩6，上抬肩6以下的接头10筒 体内径与尾管关闭胶塞内套9上端外径相同；当尾管关闭胶塞本体13卡在连接 套20内壁下端的斜面式抬肩8上，接头10下端旋入连接套20内壁时，尾管关 闭胶塞内套9上端套入接头筒体10下端，接头10下端内壁上台肩6顶在内套9的上端面，从而将本体13固定。尾管关闭胶塞内套9上端外壁与接头10筒体 下端内壁形成间隙式配合，并设有密封。本体13下端外壁上设有螺纹，尾管关 闭胶塞导向头26上端的内壁设有与其配合的螺纹，由此本体13下端与尾管关 闭胶塞导向头26上端通过螺纹连接。在本体13筒体下端与尾管关闭胶塞导向 头26上端相套部分，于本体13外壁上设有密封圈实现密封。尾管关闭胶塞导 向头26为一下端外壁呈倒锥面的圆筒结构。尾管关闭胶塞的本体13外壁套有 整体硫化的尾管关闭胶塞胶腕14，由若干个碗口组成。胶碗14碗口向上，碗口 外径尺寸大于尾管内径，可在其下行过程起扶正作用，同时也具有刮削泥浆和 密封作用。尾管关闭胶塞导向头26的外壁上还设置有一环状碟形胶圈21，碟 口向上，外径尺寸大于双级注水泥器内套内径。当尾管关闭胶塞30运行至与双 级注水泥器关闭塞座复合后，碟形胶圈21在泥浆和压力的作用下与关闭塞座内 圆柱面形成单向密封，剪断关闭塞座与关闭套相连接的剪钉，从而实现关闭双 级注水泥器的动作。
如图5所示下胶塞40包括外套23、心轴32及下胶塞导向头37，三者均为 圆筒式结构。所述外套23的上端套在尾管关闭胶塞导向头26内孔里，通过销 钉25连接。外套23的上端外壁与尾管关闭胶塞导向头26内孔内壁为间隙配合， 通过外套23上端外壁上设有密封圈实现密封。外套23下端内壁上设有螺纹， 可与心轴32上端外壁上的螺纹配合，使外套23和心轴32螺纹连接。外套23 与心轴32相套部分，于外套23内壁上设有密封圈实现密封。外套23内孔中部、 心轴32的上面设有挡球器24。心轴32筒体上端内壁为一倒锥面，锥面上端内 径大于投球27外径，锥面下端内径小于投球27外径，可顺利捕捉投球27，并 将其固定在下胶塞40内。当投球27挡在下胶塞40内孔中，开始憋压。当憋压 到一定程度时，下胶塞外套23上端与尾管关闭胶塞导向头26内孔相连接的销 钉25被剪断，从而使下胶塞40与尾管关闭胶塞30脱离能够下行，直至憋压座 位置。心轴32下端外壁上设有螺纹，下胶塞导向头37上端的内壁设有与其配 合的螺纹，由此心轴32下端与下胶塞导向头37上端通过螺纹连接。下胶塞导向头37与心轴32相套部分，于心轴32外壁上设有密封圈实现密封。下胶塞导 向头37外壁上设置有下胶塞导向头密封圈35，其下方设有卡环36，可以与憋 压座锁紧并密封，同时实现密封、憋压作用，并具有防回压作用。下胶塞导向 头37为一下端外壁呈倒锥面的圆筒结构。下胶塞心轴32的外壁上套有整体硫 化的下胶塞胶腕31，可在其下行过程起扶正作用。胶碗碗口向上，碗口外径尺 寸碗口外径尺寸大于尾管内径。
图4为现有技术中常规钻杆胶塞101,其前端为钻杆胶塞导向头l，钻杆胶 塞导向头1上设有钻杆胶塞密封圈2，其下方设有卡簧3。图5中的尾管关闭胶 塞内套9内壁的下部设有一倒锥面，倒锥面之下的内套9内径等于钻杆胶塞导 向头上密封圈的外径。当注入水泥浆完毕压入钻杆胶塞101后，在泥浆压力推 动下，钻杆胶塞运行到胶塞系统时，钻杆胶塞导向头1进入到胶塞系统中尾管 关闭胶塞30内的内套9中。此时钻杆胶塞导向头1头部的倒锥面卡在内套9内 部的倒锥面上起限位作用，卡簧3运行到内套9呈倒锥面的下端面17下，卡簧 3张开，防止倒退，钻杆胶塞密封圈2与内套9下端内壁形成密封。
图6为本发明胶塞系统中的憋压座103。憋压座103其内孔上端设计有一大 锥面，配合所述下胶塞导向头37插入憋压座。憋压座103内孔中部设有小锥面 38，其下端设有槽39，当下胶塞40运行至此位置，卡环36将卡进槽39中，密 封圈35将与锥面38密封。
如图3所示，为采用本发明的胶塞系统的完井方法的管串排列方式筛管 44+浮箍43 +憋压座103+套管接箍104 +管外封隔器42 +双级注水泥器41+尾 管串45 +本发明胶塞系统(尾管关闭胶塞30和下胶塞40)十尾管送入工具中 心管46+尾管悬挂器50。所述包括尾管关闭胶塞30和下胶塞40的胶塞总成与 尾管送入工具中心管46下端相连接。憋压座103设置在套管之间的套管接箍104 内。采用本发明的胶塞系统在水平井尾管固井时，其作业程序为将尾管下到 设计位置，从井口投球，当球到达下胶塞40内的挡球器内，压力上升，进行座 挂作业(或者通过机械方式进行座挂)；座挂成功后，继续憋压剪断下胶塞外套23上端与尾管关闭胶塞导向头26内孔相连接的销钉25，下胶塞40抓紧球并与 其一同下行，穿过尾管串45、双级注水泥器41及管外封隔器42到达憋压座103 位置。压力继续上升，座封封隔器；继续憋压，打开双级注水泥器41循环孔， 进行注水泥作业。当水泥浆注入完毕后，压入钻杆胶塞101，当钻杆胶塞到达尾 管关闭胶塞位置，两胶塞复合。憋压，剪断尾管关闭塞内套9与本体13连接的 剪钉12，内套9下行至尾管关闭胶塞导向头26内，内套9上端面运行至挡块7 之下，挡块7在泥浆等压力的作用下向本体13的筒体内收縮，此时尾管关闭胶 塞30与连接套20脱离并带着钻杆胶塞101 —起下行顶替尾管中的水泥浆。当 与钻杆胶塞101复合的尾管关闭胶塞30与双级注水泥器41的关闭塞座复合， 憋压剪断关闭塞座与关闭套的关闭剪钉，从而关闭循环孔，完成整体固井。
本发明提供胶塞系统，改变目前采用的盲板式固井方式，以及浮箍替代双级 注水泥器关闭的固井方式，从而避免液力冲击导致的双级注水泥器提前打开现 象的发生。其中胶塞总成的下胶塞的作用是捕捉投球，建立压力实施悬挂器座 挂，继续憋压，剪断销钉并携带投球安全地通过双级注水泥器内套，顺利到达 憋压座位置，建立压力，以便实施座封及双级注水泥器的打开作业，同时，也 可作为第一级水泥的顶替胶塞；尾管关闭胶塞除用于固定下胶塞、顶替尾管内 的水泥浆以外，还用于永久关闭双级注水泥器循环孔。
权利要求
1. 一种用于水平井尾管固井的胶塞系统，包括胶塞总成和憋压座[103]，胶塞总成连接在尾管送入工具中心管[46]的下端，憋压座[103]位于筛管[44]上面的套管接箍[104]内；其特征在于其中所述胶塞总成包括以同一轴线、从上向下顺序连接在一起的尾管关闭胶塞[30]及下胶塞[40]，所述尾管关闭胶塞[30]和下胶塞[40]均为圆筒式结构；其中尾管关闭胶塞[30]上端与尾管送入工具中心管[46]下端相连接，尾管关闭胶塞[30]筒体内壁的最小直径大于投球[27]直径；下胶塞[40]上端与尾管关闭胶塞[30]下端通过销钉[25]连接，下胶塞内孔中设有挡球器[24]，在挡球器[24]下端的下胶塞[40]内孔孔径渐变至小于投球[27]直径，能够将投球[27]挡在下胶塞[40]下端的内孔中，下胶塞[40]下端外壁上设有密封圈[35]和卡环[36]；其中所述憋压座[103]，为一圆筒结构，其内壁中部设有一小锥面[38]，小锥面[38]的下端，内孔壁上设有一槽[39]；当胶塞总成中的下胶塞[40]运行至此位置，下胶塞[40]外壁上的卡环[36]将卡进憋压座[103]内壁的槽[39]中，下胶塞[40]外壁上的下胶塞密封圈[35]将与憋压座[103]内壁的小锥面[38]贴合密封，由此下胶塞[40]与憋压座[103]锁紧并密封。
2. 根据权利要求1所述的胶塞系统，其特征在于包括有接头[10]和连接套[20]， 接头[10]和连接套[20]均为圆筒式结构，接头[10]和连接套[20]的内壁最小直径均 大于投球[27]直径；所述胶塞总成中的尾管关闭胶塞[30]通过接头[10]和连接套 [20]与尾管送入工具中心管[46]相连接尾管送入工具中心管[46]的下端套入接 头[10]筒体上端，并以螺纹连接；接头[10]筒体下端套入连接套[20]筒体上端并 以螺纹连接；连接套[20]筒体下端的内壁上设有斜面式抬肩[8],在所述尾管关闭 胶塞[30]筒壁上端同一横截面位置设有若干通孔，通孔中嵌入挡块[7]，尾管关闭 胶塞[30]通过挡块[7]卡在上述连接套[20]筒体下端内壁的斜面式抬肩[8]上，从而 和尾管送入工具中心管[46]相连接。
3. 根据权利要求2所述的胶塞系统，其中特征在于所述尾管关闭胶塞包括有本 体[13]、内套[9]和尾管关闭胶塞导向头[26]，三者均为圆筒式结构；本体[13]的 筒体下端套入尾管关闭胶塞导向头[26]上端，之间通过螺纹连接；本体[13]内孔 中套有内套[9]，内套[9]外壁与本体[13]内壁为间隙式配合，其相套部分设有密 封；本体[13]与内套[9]的筒体上部通过剪钉[12]连接在一起；尾管关闭胶塞内套 [9]下端面位于尾管关闭胶塞本体[13]下端面的上方，且为倒锥面；所述本体[13] 筒体的上端在与内套[9]相套的部分，其筒壁上在同一横截面位置设有若干通孔， 通孔中嵌入挡块[7]，本体[13]通过挡块[7]卡在所述连接套[20]筒体下端内壁的斜 面式抬肩[8]上；所述接头[10]筒体下端的内壁上设有上抬肩[6]，上抬肩[6]以下 的接头[10]筒体内径与尾管关闭胶塞内套[9]上端外径相同；当尾管关闭胶塞本体 [13]卡在连接套[20]内壁下端的斜面式抬肩[8]上，接头[10]下端旋入连接套[20] 内壁时，尾管关闭胶塞内套[9]上端套入接头筒体[10]下端，接头[10]下端内壁上 台肩[6]顶在内套[9]的上端面，尾管关闭胶塞内套[9]上端外壁与接头[10]筒体下 端内壁形成间隙式配合，并设有密封；内套[9]筒体内壁的下部设有一倒锥面， 倒锥面之下的内套[9]内壁与将要下行至此的钻杆胶塞导向头[1]外壁形成间隙式 配合，当钻杆胶塞[101]下行进入尾管关闭胶塞[30]，钻杆胶塞导向头[l]穿出内 套[9]下端面后，导向头[1]上的卡簧[3]弹开，卡在内套[9]的下端面上，防止钻杆 胶塞[101]倒退，同时内套[9]下端内壁与钻杆胶塞导向头[1]外壁上的钻杆胶塞导 向头密封圈P]形成密封。
4. 根据权利要求3所述的胶塞系统，其中所述尾管关闭胶塞本体[13]外壁套有 一个或一个以上尾管关闭胶塞胶腕[14]，胶碗碗口向上，碗口外径尺寸大于尾管 内径。
5. 根据权利要求3所述的胶塞系统， 下端外壁呈倒锥面结构。
6. 根据权利要求3所述的胶塞系统，其中所述尾管关闭胶塞导向头[26]筒体的 其中所述尾管关闭胶塞导向头[26]的外壁上设置有一环状碟形胶圈[21]，碟口向上，外径尺寸大于双级注水泥器内套内径。
7. 根据权利要求1所述的胶塞系统，其中所述胶塞总成中的下胶塞[40]包括外 套[23]、心轴[32]及下胶塞导向头[37]，三者均为圆筒式结构；所述外套[23]的筒 体上端套在尾管关闭胶塞导向头[37]内孔里，通过销钉[25]连接，外套[23]的筒 体上端外壁与尾管关闭胶塞导向头[37]内孔内壁为间隙式配合，其相套部分设有 密封；所述心轴[32]筒体的上端套入外套[23]筒体的下端，并以螺纹连接，外套 [23]筒体下端与心轴[32]筒体上端的相套部分设有密封；外套[23]内壁中部、心 轴[32]的上端面上方设有挡球器[24]，心轴[23]筒体的上端内壁为一倒锥面，锥 面上端内径大于投球[27]外径，锥面下端内径小于投球[27]外径，能够将投球[27] 挡在此处；心轴[32]筒体的下端套入下胶塞导向头[37]的上端并以螺纹连接，其 相套部分设有密封；下胶塞导向头[37]外壁上设置有下胶塞导向头密封圈[35]， 其下方设有卡环[36]。
8. 根据权利要求7所述的胶塞系统，其中所述下胶塞心轴[32]的外壁上套有一 个或一个以上下胶塞胶腕[31]，胶碗碗口向上，碗口外径尺寸大于尾管内径。
9. 根据权利要求7所述的胶塞系统，其中所述下胶塞导向头[37]筒体的下端外 壁呈倒锥面结构。
10. 根据权利要求1所述的胶塞系统，其中所述的憋压座[103]为一圆筒结构，其 内壁上端为一大锥面，配合所述下胶塞导向头[37]插入憋压座[103]。
全文摘要
本发明提供一种用于水平井尾管固井的胶塞系统，涉及钻井技术领域。其包括胶塞总成和憋压座。胶塞总成包括以销钉方式相连的尾管关闭胶塞及下胶塞，尾管关闭胶塞通过接头和连接套与尾管送入工具中心管相连接。下胶塞内孔中设有挡球器，可捕捉投球、建立压力、实施悬挂器座挂；之后脱离尾管关闭胶塞，通过双级注水泥器内套，到达位于筛管上面的套管接箍内的憋压座并锁紧密封，以实施座封及打开双级注水泥器；尾管关闭胶塞可与钻杆胶塞锁紧密封，建立压力，脱离中心管，顶替尾管内水泥浆，并永久关闭双级注水泥器循环孔。本胶塞系统可保证尾管顺利下入及每套工具顺利实现功能，避免双级注水泥器提前打开或无法关闭等问题，提高固井可靠性和效率。
文档编号E21B33/134GK101482001SQ200810056050
公开日2009年7月15日 申请日期2008年1月11日 优先权日2008年1月11日
发明者姜向东, 秦金立, 陈武君, 马兰荣, 马开华 申请人:中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院