固井用耐磨抗回流胶塞的制作方法

文档序号:15256466发布日期:2018-08-24 20:42阅读:322来源:国知局

本实用新型公开了一种用于油气田固井施工作业的耐磨抗回流胶塞,属于油气田井下作业工具。



背景技术:

在钻井工作完成以后,为了使今后能够顺利生产,需要进行固井作业,但是在实施固井作业之前,由于井内还有未返出地面的钻井泥浆,因此,实施常规固井作业,进行注水泥之前和之后,都需要使用胶塞将套管内的泥浆、注入的水泥浆以及顶替的泥浆分隔开,避免造成钻井泥浆和固井水泥浆的混浆,达到防止固井水泥浆被钻井泥浆污染的问题发生。放入井内的胶塞在固井泵注液体的推动下,从井口下行至碰压座处碰压,最终达到套管鞋处形成良好水泥封固质量的效果。

现有技术中,中国专利“200810102991.9”公开了一种防滑固井胶塞,所述防滑固井胶塞包括:塞头、底托、多级盘状翼和防滑层,在防滑层的下表面上分布有多个凹坑或突起。在注水泥作业中,防滑层的下表面与水泥接触,对于带有凹坑的防滑固井胶塞,水泥会填充进防滑层凹坑中。中国专利“CN203603840U”公开了一种固井用耐磨胶塞,所述固井用耐磨胶塞包括基座和胶塞体,所述胶塞体后部呈球体状或椭球状,前部呈筒状,胶塞体前部卡接在基座上,胶塞体前部外壁上设置有翼片。本实用新型进入套管内后,侧面与管壁接触面较大,且由于胶塞上部泵入液体的推动力,会始终保持侧面与管壁之间有较大的接触力和接触面积,形成磨损后的自动补偿效果。

现有固井胶塞,能够较好地实现注入的水泥浆与后面的泥浆的隔离,也能实现较好的碰压,但是,当浮箍使用失效时,由于环空水泥浆的密度一般都高于管内泥浆的密度,现场使用的胶塞不能阻碍水泥浆回流,专利“200810102991.9”公开了防滑固井胶塞和专利“CN203603840U”公开了固井用耐磨胶塞都是如此,造成下水泥塞超长,增加钻塞时间,同时环空上部水泥浆就会缺失,影响上部的固井质量,给以后的油井生产埋下了隐患。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述问题,提供一种固井用耐磨抗回流胶塞。本实用新型进入套管内后,侧面与管壁接触面较大,且由于胶塞后部注入液体的推动力,会始终保持侧面与管壁之间有较大的接触力和接触面积,磨损后的自动补偿,起到良好的隔离效果。同时,该胶塞与碰压座碰压后,密封头通过自锁齿与碰压座自锁并密封,能承受较大的回压,即使浮箍失效,也能防止水泥浆回流,从而保证水泥塞的准确控制,节约钻塞时间,提高固井质量。

为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案如下:

一种固井用耐磨抗回流胶塞,其特征在于:包括胶塞机构和碰亚机构,胶塞机构包括胶塞体、胶塞芯、自锁齿和密封头,胶塞体上设置有多个具有后倾角的翼片,胶塞体固定套设在胶塞芯上,密封头与胶塞芯固定连接,密封头上设置有自锁齿;碰亚机构包括碰压座和碰压浮箍,碰压座和碰压浮箍均轴向贯通,碰压座密封固定在碰压浮箍内,碰压座内壁上设置有与密封头上的自锁齿相配合的自锁结构。

所述胶塞芯外壁上间隔设置有多个环形槽,胶塞体对应环形槽设置有多个凸条,胶塞体通过凸条嵌入环形槽并硫化在胶塞芯上。

所述胶塞体后部呈球体或椭球体,前部呈柱体,柱体上间隔设置有多个有后倾角的翼片。

所述密封头通过螺纹连接在胶塞芯的前端,密封头前部为空心锥柱体,后端为封闭端,空心锥柱体的柱面上设置有环形槽,环形槽内设置有密封圈。

所述自锁齿呈圆柱状,自锁齿的内圆柱面前端呈喇叭状,自锁齿的外壁为锯齿形螺纹或多个等距的锯齿形槽。

所述碰压座内的自锁结构为锯齿形螺纹或多个等距的锯齿形斜槽。

采用本实用新型的优点在于:

一、本实用新型包括胶塞体、胶塞芯、密封头、自锁齿、碰压座和碰压浮箍等,所述胶塞体后部呈球体或椭球体,前部呈柱体,柱体柱面上间隔设置有多个有后倾角的翼片,该结构的有益效果是,胶塞体侧面与管管壁接触面较大,在液体的推动力作用下,会始终保持胶塞体侧面与管壁之间有较大的接触力和接触面积,且具有磨损补偿作用,从而提高胶塞的隔离和清洁效果,并且多个有后倾角的翼片具有居中扶正的作用,且摩阻较小。

二、本实用新型中,所述胶塞芯外壁上间隔设置有多个环形槽,前部外壁为锥柱体,胶塞体嵌入硫化在胶塞芯上,能使胶塞芯与胶塞体不分离,整体移动,保证隔离效果。

三、本实用新型中,所述密封头通过螺纹连接在胶塞芯的前端,所述密封头前部为空心,能减轻胶塞整体头部的重量,在水平井段可减缓胶塞体的翼片被套管壁偏磨,保证胶塞始终居中,提高隔离效果。

四、本实用新型中,所述胶塞芯和密封头前部外壁为锥柱体,所述碰压座为空心,内圆柱面的后端倒大角,该结构能引导胶塞进入碰压座,顺利实现碰压。

五、本实用新型中,所述密封头前部柱体上设置有密封圈,密封头的中部为小柱体,中部柱体小于前部柱体,两个柱体间通过锥面过度,所述自锁齿为空心薄壁筒体外壁为锯齿形螺纹或多个等距的锯齿形槽,且侧壁轴向设置有贯通缺口,自锁齿安装在密封头中部的小柱体上,碰压座通过螺纹和密封结构安装在碰压浮箍内,碰压座内壁圆柱面上还设置有锯齿形螺纹或多个等距的锯齿形斜槽,所述碰压座内壁圆柱面和圆柱面上的齿形与密封头相互配合,该结构的有益效果是,当胶塞与碰压座碰压时,自锁齿把密封头自锁在碰压座内,既实现正向密封碰压,还实现反向密封抗回流,保证水泥塞控制准确,起到节约钻塞时间和提高固井质量的作用。

附图说明

图1为本实用新型胶塞机构结构示意图;

图2为本实用新型碰亚机构结构示意图;

图3为本实用新型胶塞机构和碰亚机构碰压自锁后的结构示意图。

图中标记为:1、胶塞体,2、胶塞芯,3、自锁齿,4、密封头,5、密封圈,6、碰压座,7碰压浮箍。

具体实施方式

实施例1

一种固井用耐磨抗回流胶塞,包括胶塞机构和碰亚机构,胶塞机构包括胶塞体1、胶塞芯2、自锁齿3和密封头4,胶塞体1上设置有多个具有后倾角的翼片,胶塞体1固定套设在胶塞芯2上,密封头4与胶塞芯2固定连接,密封头4上设置有自锁齿3;碰亚机构包括碰压座6和碰压浮箍7,碰压座6和碰压浮箍7均轴向贯通,碰压座6密封固定在碰压浮箍7内,碰压座6内壁上设置有与密封头4上的自锁齿3相配合的自锁结构。

本实施例中,所述胶塞芯2外壁上间隔设置有多个环形槽,胶塞体1对应环形槽设置有多个凸条,胶塞体1通过凸条嵌入环形槽并硫化在胶塞芯2上。

本实施例中,所述胶塞体1后部呈球体或椭球体,前部呈柱体,柱体上间隔设置有多个有后倾角的翼片。

本实施例中,所述密封头4通过螺纹连接在胶塞芯2的前端,密封头4前部为空心锥柱体,后端为封闭端,空心锥柱体的柱面上设置有环形槽,环形槽内设置有密封圈5。

本实施例中,所述自锁齿3呈圆柱状,自锁齿3的内圆柱面前端呈喇叭状,自锁齿3的外壁为锯齿形螺纹或多个等距的锯齿形槽。

本实施例中,所述碰压座6内的自锁结构为锯齿形螺纹或多个等距的锯齿形斜槽。

实施例2

如图所示,一种固井用耐磨抗回流胶塞,包括胶塞体1、胶塞芯2、自锁齿3、密封头4、密封圈5、碰压座6、碰压浮箍7,胶塞体1通过多个环形凹槽硫化附着在胶塞芯2的后部,胶塞体1后部呈球体状或椭球状,前部呈柱体,且在柱体外壁上设置有多个有后倾角的翼片,胶塞芯2的前部外壁为锥柱体,密封头4套管螺纹连接在胶塞芯2的前部,密封头4的前部也为空心锥柱体,柱面上设置密封圈5,密封头4的中部为小柱体,密封头4中部小柱体与前部锥柱体锥面过度,自锁齿3为空心薄壁筒体,筒体内壁前端倒大角,筒体外壁为锯齿形螺纹或多个等距的锯齿形槽,筒体侧壁轴向设置有贯通缺口,自锁齿3安装在密封头4中部的小柱体上,碰压座6通过螺纹和密封结构安装在碰压浮箍7内,碰压座6内圆柱面的后端倒大角,内壁圆柱面上还设置有与密封头4配合的锯齿形螺纹或多个等距的锯齿形斜槽。

本实用新型在现场使用时,把图2所示的碰压机构设置在套管贯串上的人工井底位置,并连同套管下入到井中,然后进行固井施工,固井施工注水泥结束时,投入图1所示的胶塞机构,再替泥浆,胶塞运行到碰压浮箍7时,密封头4进入碰压座6内,自锁齿3卡在碰压座6内,如图3所示,密封头4与碰压座6实现双向密封,从而实现固井施工正向碰压和方向抗回流,固井施工结束。

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