一种封堵器、坐落短节以及配合设备的制作方法

本发明涉及油气井井下工具技术领域，具体涉及一种封堵器、坐落短节以及配合设备。

背景技术：

近年来，多级分段压裂测试已成为致密油气藏等非常规油气资源勘探开发的重要技术。而封隔器滑套多级分段压裂技术是重要的手段之一，已经广泛推广应用。

现有技术中，勘探测试井管柱最下端通常设置球座。测试过程中，如果需要测试最下端时，需要打掉球座芯子以进行底层测试。然后再封堵球座对剩余层段进行独立分层测试。而目前，对球座的有效封堵是本领域技术人员丞待解决的技术问题。

技术实现要素：

针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种封堵器、坐落短节以及配合设备。利用该封堵器能封堵与坐落短节之间的环空，以实现封堵位于坐落短节的下端的球座，从而有助于实现球座之上的分层测试。

根据本发明的第一方面，提出了一种坐封滑套，包括：

坐封启动器，

套设在所述坐封启动器的下端外侧的坐封锁定器，

设置在所述坐封启动器和所述坐封锁定器之间的防止所述坐封启动器相对于所述坐封锁定器向上运动的第一锁定装置，

设置在所述坐封锁定器的外壁上的胶筒，

设置在所述坐封锁定器的上端外侧且下端面与所述胶筒抵接的锁定钥匙，所述锁定钥匙的弹片轴向向上延伸，

设置在所述坐封锁定器的下端外侧且上端面与所述胶筒抵接的下接头，

所述下接头与所述坐封锁定器通过第三销钉连接，并且所述第三销钉径向突出以抵接所述坐封启动器的下端面。

在一个实施例中，还包括：

丢手接头，

设置在所述丢手接头的下端并通过第一销钉与所述丢手接头连接的外筒，所述外筒具有外直径大的筒状的上部分、外直径小的筒状的下部分和用于连接所述上部分和所述下部分的中间部分，在所述中间部分上设置有轴向延伸的避让槽，

其中，所述坐封启动器与所述外筒的下部分固定连接，并且所述锁定钥匙的弹片延伸到所述避让槽内。

在一个实施例中，在所述坐封锁定器和所述锁定钥匙之间设置用于防止所述坐封锁定器相对于所述锁定钥匙向下运动的第二锁定装置。

在一个实施例中，所述第二锁定装置具有设置在所述锁定钥匙的内壁上的第三棘齿和设置在所述坐封锁定器的上端的分辨弹片外壁上的第四棘齿。

在一个实施例中，在所述外筒的所述上部分的内腔中通过第二销钉设置活塞，同时，在所述外筒的下部分内腔中设置延伸到所述坐封启动器的内腔中的解封杆。

在一个实施例中，在所述活塞的上端设置朝向下端的第一台阶面，并在所述外筒的上部分的内腔中设置用于限定所述活塞的锁定块。

在一个实施例中，在所述下接头上设置内螺纹，同时，在所述坐封锁定器上设置与所述内螺纹轴向间隔的外螺纹，所述内螺纹位于所述外螺纹的上端侧。

根据本发明的第二方面，提供一种与上述封堵器配合的坐封短节，在所述坐封短节的内壁上构造有限位槽。

根据本发明的第三方面，提供一种配合设备，包括：

上述的封堵器，

上述的坐封短节，

以及打捞工具，

其中，在第一状态下，所述坐封短节被下入到井筒内，在第二状态下，所述封堵器被下入到所述坐封短节的内腔中，在第三状态下，利用打捞工具将所述封堵器提出所述坐封短节。

在一个实施例中，所述打捞工具包括：

解锁接头，

通过第四销钉设置在所述解封接头的下端的打捞外筒，在所述打捞外筒的壁上构造有槽，

设置在所述解封接头与所述打捞外筒之间的与所述解封接头固定连接的打捞爪，所述打捞爪的下端构造有与所述槽位置对应的卡定弹片。

与现有技术相比，本发明的优点在于，使用封堵器能封堵与坐落短节之间的环空，以实现封堵球座，从而有助于实现球座之上的分层测试。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：

图1显示了根据本发明的一个实施例的封堵器；

图2显示了根据本发明的一个实施例的封堵器的部分爆炸图；

图3显示了根据本发明的一个实施例的坐落短节；

图4显示了根据本发明的一个实施例的打捞工具；

图5显示了根据本发明的一个实施例的封堵器下入到坐落短节内的示意图；

图6显示了根据本发明的一个实施例的坐封启动器下移的示意图；

图7显示了根据本发明的一个实施例的封堵器在坐落短节内坐封的示意图；

图8显示了根据本发明的一个实施例的上提丢手接头后的示意图；

图9显示了根据本发明的一个实施例的将打捞工具下入坐落短节内的示意图；

图10显示了根据本发明的一个实施例的胶筒解封的示意图；

图11显示了根据本发明的一个实施例的打捞封堵器的示意图；

图12显示了根据本发明的一个实施例的包括坐落短节的管柱；

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步说明。

图1显示了根据本发明的封堵器100。如图1和2所示，该封堵器100包括坐封启动器9、坐封锁定器11、第一锁定装置10、胶筒12、锁定钥匙7和下接头14。其中，坐封启动器9在轴向上大体为筒状，用于带动坐封锁定器11移动而完成胶筒12的坐封。坐封锁定器11大体呈筒状，其能通过第一锁定装置10与坐封启动器9配合锁定而一起移动，从完成胶筒12的坐封。第一锁定装置10设置在坐封启动器9和坐封锁定器11之间，以使得坐封启动器9能相对于坐封锁定器11向下移动，而防止坐封启动器9能相对于坐封锁定器11向上移动。胶筒12设置在坐封锁定器11的外壁上，用于在力的挤压下变形而实现坐封封堵。锁定钥匙7套设在坐封锁定器11的上端外侧，其下端面与胶筒12抵接以限定胶筒12的位置。同时，锁定钥匙7的弹片71轴向向上延伸，用于与坐落短节200的限位槽201配合，从而限定锁定钥匙7的位置。下接头14设置在坐封锁定器11的下端外侧，其上端面与胶筒12抵接。同时，下接头14与坐封锁定器11通过第三销钉13连接。第三销钉13径向突出以抵接坐封启动器9的下端面。

封堵器100还包括丢手接头1和外筒5。丢手接头1用于与其它工具连接。外筒5通过第一销钉2与丢手接头1连接，并设置在丢手接头1的下端。外筒5具有外直径大的筒状的上部分51、外直径小的筒状的下部分52和用于连接上部分51和下部分52的中间部分53，在中间部分53上设置有轴向延伸的避让槽54。坐封启动器9与外筒5的下部分52固定连接。锁定钥匙7的弹片71延伸到避让槽54内，以使得锁定钥匙7和外筒5能相对移动。

本发明还涉及坐落短节200。如图3所示，坐落短节200为筒状结构，并在其内壁上构造有限位槽201。在压裂操作过程中，坐落短节200被随着管柱400一起下入到井筒中。

具有上述结构的封堵器100与坐落短节200配合能实现封堵作用。具体地，如图5所示，将该封堵器100下入到坐落短节200内。锁定钥匙7的弹片71伸入到限位槽201内，并与其配合，以限定锁定钥匙7的轴向位置。然后，施压于丢手接头1下压封堵器100，丢手接头1推动外筒5和坐封启动器9具有向下移动趋势，当压力达到一定值时，坐封启动器9剪断第三销钉13上部分，且丢手接头1与外筒5和坐封启动器9相对于坐封锁定器11下移，如图6所示。此时，第一锁定装置10起作用，以锁定坐封启动器9和坐封锁定器11。接着，上提丢手接头1，则丢手接头1带动外筒5和坐封启动器9一起向上运动，由于坐封启动器9和坐封锁定器11锁定在一起，则坐封启动器9带动坐封锁定器11向上运动，再由于坐封锁定器11与下接头14由第三销钉13固定连接，则下接头14也向上运动。此时，锁定钥匙7卡接在限位槽201内，则下接头14向上推动胶筒12以使得胶筒12径向膨胀而坐封在封堵器100与坐落短节200之间，如图7所示。从而，利用封堵器100能够封堵坐落短节200的内腔，以完成封堵位于坐落短节200下端的球座401的目的。

在胶筒12坐封完成后，上提送入封堵器100的送入工具，将第一销钉2剪断，以分离外筒5和丢手接头1，从而将丢手接头1提出坐落短节200，如图8所示。

为了限定胶筒12的位置，保证坐封的安全性，在坐封锁定器11和锁定钥匙7之间设置第二锁定装置15。优选地，如图2所示，在锁定钥匙7的下端的内壁上构造有第三棘齿72。而坐封锁定器11的上端构造为分辨弹片16，且在分辨弹片16的外侧壁上构造有第四棘齿73。在坐封锁定器11相对于锁定钥匙7上移的过程中，第三棘齿72和第四棘齿73配合。当胶筒12坐封完成后，第三棘齿72和第四棘齿73锁定，以防止坐封锁定器11相对应锁定钥匙7向下运动而解封胶筒12。

优选地，第一锁定装置10包括设置在坐封启动器9的外壁上的c型棘齿环74，以及设置在坐封锁定器11的内壁上的第一棘齿75。在坐封启动器9相对于坐封锁定器11下移过程中，c型棘齿环74与第一棘齿75配合以完成锁定的目的。

根据本发明，在外筒5的上部分的内腔中设置活塞4。活塞4通过第二销钉6设置在外筒5上。在坐封启动器9相对于坐封锁定器11下移过程中，活塞4跟着外筒5一起下移，以进入到锁定钥匙7的内腔中。另外，在外筒5的下部分内腔中设置延伸到坐封启动器9的内腔中的解封杆8。在活塞4的上端设置朝向下端的第一台阶面41。并在外筒5的上部分的内腔中设置用于限定活塞4的锁定块3。通过上述设置，在不需要胶筒12坐封的时候，可以通过下入打捞工具300(如图4所示)对胶筒12进行解封，并将封堵器100提出坐落短节200，详细论述见后文。

优选地，在下接头14上设置内螺纹(图中未示出)，同时，在坐封锁定器11上设置与内螺纹轴向间隔的外螺纹(图中未示出)，内螺纹位于外螺纹的上端侧。以备在后续，下接头14与坐封锁定器11之间的第三销钉13被剪断后，下接头14也不能从坐封锁定器11上脱落。

本发明还包括用于将封堵器100解封和提出坐落短节200的打捞工具300。如图4所示，打捞工具300包括解锁接头18、打捞外筒20和打捞爪21。其中，打捞外筒20通过第四销钉19设置在解封接头18的下端。且在打捞外筒20的壁上构造有内外连通的槽24。打捞爪21设置在解封接头18与打捞外筒20之间，且与解封接头18固定连接。并且，在打捞爪21的下端构造有卡定弹片23。卡定弹片23与槽24位置对应，以实现与活塞4的第一台阶面41配合。

本发明还涉及配合设备，其包括封堵器100、坐封短节200和打捞工具300。下面根据图1到12详细论述配合设备的工作过程。

首先，将坐封短节200设置在如图12所示的管柱400上，然后将管柱400下入到井筒内。在下入到位后，可以利用设置在坐封短节200下端的坐封滑套407进行循环洗井操作。在洗井结束后，井口投球，与坐封滑套407内的球座(图中未示出)复合。在向管柱400的内腔中泵送压力液，以使得封隔器404封隔所有的层位。继续提高油管402内的压力，打掉坐封滑套407内的球座以后续进行压裂操作。从第二段开始，依次通过开关滑套405进行压裂，直至所有层段压裂完成。

压裂结束后，由于坐封短节200的自身结构为大体的筒状，则不影响管柱400内部的全通径，从而有利于后期井下作业。同时，在后期压裂施工过程中，也由于坐封短节200的自身结构而不阻碍其他工具的继续下入。

在需要分层测试的时候，下入封堵器100封堵坐封滑套407所处的第一段，以对上层段进行单独测试。则通过送入工具将封堵器100下入到坐封短节200的内腔中。并使得锁定钥匙7的弹片71伸入到限位槽201内，并与其配合，以限定锁定钥匙7的轴向位置。

接着，施压于丢手接头1下压封堵器100，当压力达到一定值时，坐封启动器9剪断第三销钉13上部分，且丢手接头1与外筒5和坐封启动器9相对于坐封锁定器11下移，如图6所示。此时，第一锁定装置10起作用，以锁定坐封启动器9和坐封锁定器11。并且，此时，活塞4跟着外筒5一起下移，并移动到锁定钥匙7的弹片71处，以防止弹片71径向收缩，使得径向限定弹片71稳定地维持在限位槽201处，从而保证锁定钥匙7的位置。

再接着，上提丢手接头1，则丢手接头1带动外筒5和坐封启动器9一起向上运动，由于坐封启动器9和坐封锁定器11锁定在一起，则坐封启动器9带动坐封锁定器11向上运动，再由于坐封锁定器11与下接头14由第三销钉13固定连接，则下接头14也向上运动。此时，锁定钥匙7卡接在限位槽201内，则下接头14向上推动胶筒12以使得胶筒12径向膨胀而坐封在封堵器100与坐落短节200之间，如图7所示。从而，利用封堵器100能够封堵坐落短节200的内腔，以完成封堵位于坐落短节200下端的球座的目的。

在胶筒12坐封完成后，上提送入工具，将第一销钉2剪断，以分离外筒5和丢手接头1，从而将丢手接头1提出坐落短节200以使得胶筒12处于坐封状态，如图8所示。

在不需要胶筒12坐封的时候，可以通过下入打捞工具300对胶筒12进行解封，并将封堵器100提出坐落短节200。具体地，如图9所示，将打捞工具300下入到封堵器100的上方。打捞爪21的下端卡定弹片23与活塞4的上端的第一台阶面41配合，以实现卡定。打捞外筒20与外筒5抵接。施加向下的压力，第四销钉19被剪断，解锁接头18带动打捞爪21向下运动。向下运动过程中，解锁接头18推动活塞4。在推力的作用下，第二销钉6被剪断，则活塞4继续下移并作用于解封杆8上。解封杆8施力于下接头14，且在力作用下，第三销钉13被剪断。从而，下接头14相于锁定钥匙7下移。由此，胶筒12解封，如图10所示。此时，可上提打捞工具300，由于卡定弹片23与活塞4的上端的第一台阶面41配合，同时，由于下接头14与坐封锁定器11的螺纹配合，即便是下接头14相对坐封锁定器11下移，但不至于由坐封锁定器11上脱落，则封堵器100被打捞工具300提出坐落短节200，如图11所示。需要说明的是，在打捞封堵器100的时候，上提打捞工具300，活塞4先相对于锁定钥匙7上移，以解除活塞4对锁定钥匙7的弹片71的径向限制，以有助于后续弹片71径向收缩以将封堵器100提出坐落短节200。

利用该配合设备，不仅能实现封堵以完成分层测试。在封堵完成后，还能解封将封堵器100提出坐落短节200以不影响其他操作。

该配合设备不仅能应用在上述测试中，还可以在井下出水等情况下，用于封堵出水段等。

本申请中，方位用语“上”、“下”与封堵器100的实际工作方位为参照。

以上仅为本发明的优选实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。