一种封隔器配套的坐封球座的制作方法

本实用新型实施例涉及一种封隔器领域，尤其涉及一种封隔器配套的坐封球座。

背景技术：

封隔器是在井筒中把不同的油层、水层分隔开并承受一定压差的井下工具，用以把上部地层、钻井液与测试层隔离。在对油气井进行修井措施如注气作业时需要在井内下入封隔器，以便保护环空套管及控制套压。封隔器在使用过程中主要处于坐封和解封两种状态，封隔器坐封有多种方式，使用坐封球座是目前常用可靠的一种技术，该技术将坐封球座安放于封隔器以下的位置，坐封时向封隔器内投入坐封球加压，随着油管内压力升高到一定值，稳压一段时间后封隔器坐封。

对于采用一次性管柱施工的直井，投入相配尺寸的钢球，钢球由于自重会顺利落入球座口并与球座的内锥面配合，加压后即可使封隔器坐封，然后继续打压，在此作业中，由于球座内部无台阶限位机构，容易导致坐封球离开球座内锥面后会连同内筒一起掉落井底，形成井底落鱼，给后期修理井底带来不利影响，甚至会造成卡钻的风险。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的在于提供一种可有效地防止密封套和球座落入井内的封隔器配套的坐封球座。

为实现上述目的，本实用新型实施例的一种封隔器配套的坐封球座的具体技术方案为：包括呈筒状的坐封球座主体、安装在该坐封球座主体内并通过剪切销与其相对固定的剪切滑套、设置在该剪切滑套上并用以与坐封球相配合的球座，其特征在于，在所述坐封球座主体上设有台阶面部，在所述剪切滑套上设有与该台阶面部相对置的滑套台阶面部，所述封隔器解封时，经由所述滑套台阶面部与所述台阶面部相抵接来限定所述球座和所述剪切滑套相对于所述坐封球座主体的移动范围。

采用这种技术方案，封隔器解封时，高压流体依次推动置于所述球座上的所述坐封球、所述球座、所述剪切滑套相对于所述坐封球座主体移动，在该推力作用下，所述剪切销被剪断，则所述球座和所述剪切滑套相对于所述坐封球座主体朝向所述台阶面部所在侧移动，在该移动过程中，利用所述滑套台阶面部与所述台阶面部相抵接可以拦截所述密封套、所述球座，阻止两者继续移动，进而防止所述密封套和所述球座在高压流体推动下落入井内形成井底落鱼，可有效地降低修井作业期间因所述密封套和所述球座落井而带来的卡钻的风险。

优选的，在所述坐封球座主体的内侧设置有位于所述剪切滑套下方的第一台阶部，由该第一台阶部的水平面部构成所述台阶面部，由所述剪切滑套的底端端面构成所述滑套台阶面部。

采用这种方案，所述剪切滑套相对于所述坐封球座主体进行相对移动过程中，当所述剪切滑套的底端端面抵靠在第一台阶部的水平面部时，可以阻止所述密封套、所述球座继续移动，进而防止所述密封套和所述球座在高压流体推动下落入井内形成井底落鱼，可有效地降低修井作业期间因所述密封套和所述分瓣球座落井而带来的卡钻的风险。

优选的，所述坐封球座主体由上接头和套置在该上接头的底端内侧的下接头构成，由所述下接头的顶端端面构成所述台阶面部，在所述剪切滑套的外侧形成有位于所述下接头的上方的滑套外台阶部，由该滑套外台阶部的水平面部构成所述滑套台阶面部。

采用这种方案，所述剪切滑套相对于所述坐封球座主体进行相对移动过程中，当所述剪切滑套的滑套外台阶部的水平面部抵靠在下接头的顶端端面时，可以阻止所述密封套、所述球座继续移动，进而防止所述密封套和所述球座在高压流体推动下落入井内形成井底落鱼，可有效地降低修井作业期间因所述密封套和所述分瓣球座落井而带来的卡钻的风险。

优选的，在所述球座的顶端设置有用以对所述球座与所述坐封球座主体之间的安装间隙进行密封的座圈和位于该座圈上方、用以将所述座圈压紧在所述球座上的密封套。

采用这种技术方案，利用所述密封套能把所述座圈压紧并抵靠在所述球座上，以增加所述座圈与所述球座的配合紧密性，由此使所述座圈能够更好地对所述球座与所述坐封球座主体之间的安装间隙进行密封，确保封隔器坐封时的气密性，进而保证所述坐封球落到所述球座之后可以顺利封堵。

优选的，所述座圈是横截面呈圆环形、纵截面呈折边状的密封件，所述球座为分瓣球座，所述座圈的其中一折边部位于所述密封套与所述分瓣球座的顶端端面之间，其另一折边部紧贴所述分瓣球座的瓣部斜面设置。

采用这种技术方案，封隔器坐封时，利用所述座圈可对所述球座与所述坐封球座主体内壁面之间的安装间隙以及所述分瓣球座的相邻瓣部之间的安装间隙进行密封，确保封隔器坐封时的气密性

优选的，在所述密封套与所述座圈之间还夹设有密封垫。

采用这种技术方案，利用所述密封垫能够帮助所述座圈实现所述密封套与球座之间的密封，提高密封等级，弥补加工精度不足而造成的影响。

优选的，在所述坐封球座主体的内侧设置有紧贴所述密封套的顶端设置的挡圈。

采用这种技术方案，所述挡圈使所述密封套始终处于密封位置，以保证后期作业能够正常完成，同时，还有利于提高密封等级。

优选的，所述坐封球为铝合金球。

采用这种技术方案，使所述坐封球在后期处理时容易被破碎，可有效地降低修井作业期间因所述坐封球落井而带来的卡钻风险。

优选的，在所述上接头的内侧形成有位于所述下接头的上方的上接头台阶部，所述上接头的位于该上接头台阶部的水平面部以下的部分朝向径向外侧凹进形成凹部，所述剪切滑套的位于所述滑套外台阶部的水平面部以上的部分置于该凹部内。

采用这种技术方案，所述剪切滑套的位于所述滑套外台阶部的水平面部以上的突出部分可以置于所述上接头的位于下接头上方的凹部内，避免该突出部分占用坐封球座主体内部的空间，有利于压缩坐封球座的尺寸，使其结构更加紧凑。

由上，本实用新型实施例的一种封隔器配套的坐封球座的优点在于：封隔器解封时，能够防止所述密封套和所述球座在高压流体推动下落入井内形成井底落鱼，可有效地降低修井作业期间因所述密封套和分瓣球座落井而带来的卡钻的风险。另外，由于所述密封套、密封垫、座圈、球座与坐封球座主体实现整体密封，可保证投球憋压时球座与坐封球座主体配合面及接缝处不会出现压力渗漏，进而提高密封等级。

附图说明

图1为本实用新型实施例的封隔器配套的坐封球座的结构示意图。

具体实施方式

为了更好的了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型的一种封隔器配套的坐封球座做进一步详细的描述。

如图1所示，其示为本实用新型实施例的一种封隔器配套的坐封球座，该坐封球座主要用于液压封隔器的坐封，连接于作业管柱最下部，可根据作业要求的不同设置不同的剪销值。坐封球座包括用以与上部管柱连接的上接头1和用以与下部管柱连接的下接头7，上接头1的下端与下接头7的上部连接，由上接头1和下接头7所构成的两端贯通的筒状结构构成坐封球座主体，在该坐封球座主体内主要设置有自上而下依次排布的密封套2、座圈3、分瓣球座4、剪切滑套6。

其中，上接头1整体呈两端贯通的筒状，在该上接头1的上端内表面一体形成有用以实现与上部管柱连接的第一螺纹丝扣14，在上接头1的下部内表面一体形成有用以实现与下接头7连接的第二螺纹丝扣15，在上接头1的下部内侧沿其周向一体形成有朝向径向外侧凹进的上接头台阶部16，该上接头台阶部16的竖直面部沿上接头1的轴向朝下延伸至上接头1的底端，由上接头台阶部16的水平面部构成上接头台阶面部，由上接头1的位于该上接头台阶部16的水平面部以下的部分形成凹部。在上接头1的内表面上沿上接头1的圆周方向开设有朝向径向外侧凹进的上接头凹槽17，在纵向(本实施方式中与其轴向为同一方向)上，上接头凹槽17位于第一螺纹丝扣14与上接头台阶面部之间且靠近上部设置，下述密封机构中的挡圈10配置在该上接头凹槽17内。

下接头7亦整体呈两端贯通的筒状，在该下接头7的上部外表面一体形成有用以实现与上接头1连接的第三螺纹丝扣18，在下接头7的下端外表面一体形成用以实现与外筒连接的第四螺纹丝扣19。在下接头7的上部一体形成有沿下接头7的圆周方向设置、朝向径向外侧凹进的第一台阶部20，该第一台阶部20的竖直面部沿下接头7的轴向朝上延伸至下接头7的顶端，由第一台阶部20的水平面部构成第一台阶面部201。参照图1所示，上接头1与下接头7处于装配状态下，上接头1的下端套置在下接头7的上端外侧，上接头1通过第二螺纹丝扣15与第三螺纹丝扣18相旋接来与下接头7连接，特别地，下接头7的顶端与上接头台阶部16的上接头台阶面部在纵向上相距一定距离，即两者在纵向上相间隔设置，由此，在上接头1的内侧于下接头7的顶端处形成第二台阶部22，由下接头7的顶端端面构成该第二台阶部22的水平面部，为了描述方便，将第二台阶部22的水平面部定义为第二台阶面部。

另外，参照图1所示，在上接头1的下端内表面与下接头7的上端外表面之间还设置有用以对两者间的装配间隙进行密封的第一O形密封圈12。

剪切滑套6整体呈两端贯通的筒状，在剪切滑套6的上端内侧沿其圆周方形一体形成有朝向其径向外侧凹进的滑套内台阶部21，该滑套内台阶部21的竖直面部沿剪切滑套6的轴向朝上延伸至剪切滑套6的顶端，由滑套内台阶部21的水平面部构成滑套内台阶面部。在剪切滑套6的下端内侧沿其圆周方形一体形成有朝向其径向内侧凹进的滑套外台阶部23，该滑套外台阶部23的竖直面部沿剪切滑套6的轴向朝下延伸至剪切滑套6的底端，由滑套外台阶部23的水平面部构成滑套外台阶面部，其中，该滑套外台阶面部位于滑套内台阶面部的下方。参照图1所示，剪切滑套6的位于滑套外台阶部23的水平面部以上的部分置于上接头1的凹部内，剪切滑套6的顶端抵接在上接头台阶面部上，其下部通过剪断销8与下接头7连接，该剪切滑套6与下接头7通过剪切销8实现相对固定，此时，滑套内台阶面部与上接头台阶面部相对，滑套外台阶面部与下接头7上的第二台阶面部在纵向上相对置，剪切滑套6的底端端面位于下接头7的第一台阶面部上方且两者相对置。

分瓣球座4包括一呈圆环状的基部和形成在该基部上端并沿基部的圆周方向均匀分布的多个瓣部，其中，基部内径大于坐封球13的外径以允许后者通过前者。在瓣部的上端一体形成有楔形部，该楔形部的平面部位于瓣部的顶端，楔形部的斜面部位于瓣部的内侧。在分瓣球座4的下部内侧开设有沿其周向设置、朝向径向外侧凹进的弹簧槽，在该弹簧槽内配置有复位弹簧5，本实施方式中，复位弹簧5由现有技术中的圆柱螺旋弹簧来构成。在工具装配时，分瓣球座4先均匀排布装进装配工装中，装配过程保证分瓣球座4的坐落球面断面平齐，然后将复位弹簧5装入分瓣球座4内的弹簧槽内，然后将分瓣球座4整体装入上接头1对应位置，并使分瓣球座4的下端面与剪切滑套6的滑套内台阶面部贴紧并相抵接，由此实现分瓣球座4的相对固定。

密封套2整体呈两端贯通的筒状，密封套2紧贴上接头1的内表面设置，它的底端与分瓣球座4的顶端(具体为瓣部的顶端亦即楔形部的平面部)相抵接，它的顶端通过嵌装在上接头凹槽17内的挡圈10与上接头内表面密封，利用挡圈10来密封密封套2与上接头内表面这两者之间的装配间隙。

在密封套2的底端与分瓣球座4的顶端这两者之间设置有自上而下依次设置的密封垫9和座圈3。其中，密封垫9为圆环形的垫片，通常起密封作用。座圈3为铜座圈，它是横截面呈圆环形、纵截面呈折边状的密封件，参照图1所示，座圈3的其中一折边部位于密封垫9与分瓣球座4的端面(即瓣部的楔形部的平面部)之间，由该折边部构成座圈台阶面部；另一折边部紧贴分瓣球座4的楔形部的斜面部设置，通过座圈3对分瓣球座4的相邻瓣部之间的间隙、分瓣球座4与上接头1内表面这两者之间的安装间隙进行密封。

另外，参照图1所示，在上接头1的内表面与密封套2的外表面之间还设置有用以对两者间的装配间隙进行密封的第二O形密封圈11。

本实施方式中，与分瓣球座4配套设置的坐封球13采用铝合金材质来制成，由此，使坐封球13具有后期处理易破碎的特点。

下面结合上述结构描述对封隔器的坐封和解封的工作原理进行简单地描述。

在正常作业时，剪切滑套6与下接头7通过剪切销8实现位置相对固定，挡圈10、密封套2、密封垫9、座圈3、分瓣球座4自上而下依次相抵接设置。

封隔器需要坐封时，从与上接头1连接的上部管柱的上端投入相应的坐封球13(本实施方式为铝合金球)，坐封球13下落后坐落于座圈3上，继续打压，坐封球13挤压座圈3，利用座圈3对分瓣球座4与上接头1内壁面之间的安装间隙以及分瓣球座4的相邻瓣部(具体为相邻瓣部的分瓣断面)之间的安装间隙进行密封；同时，利用密封套2与座圈3的中间端面(即座圈台阶面部)挤压密封垫9，使密封套2、密封垫9、座圈3、分瓣球座4与上接头1实现整体密封，由此实现封隔器坐封、流道封堵。

在完成封堵解封时，高压流体推动坐封球13、分瓣球座4和剪切滑套6一同下行，剪切滑套6相对于下接头7相对移动产生剪切力，在该剪切力作用下，剪切销8被剪断，则在高压流体推动下，坐封球13、分瓣球座4和剪切滑套6继续一同下行，当剪切滑套6的滑套外台阶面部抵接在第二台阶部22的水平面部上、剪切滑套6的底端端面抵接在第一台阶面部201时，利用该第一台阶面部201和第二台阶面部阻挡剪切滑套6继续下行，则分瓣球座4和剪切滑套6停止下行，同步地，分瓣球座4在完全脱离其原安装位置之后在复位弹簧5的弹性力作用下开始弹性扩张，则坐封球13进入分瓣球座4内并穿过分瓣球座4而继续下行，直至掉入井底。

采用上述坐封球座主要具有如下技术效果：

第一、由于在下接头7上设置有在纵向上与剪切滑套6的底端端面相抵靠的第一台阶面部201和在纵向上与剪切滑套6的滑套外台阶面部相抵靠的第二台阶面部，封隔器解封时，利用该第一台阶面部201和第二台阶面部可以拦截密封套2、分瓣球座4，阻止密封套2和分瓣球座4继续下行，进而防止密封套2和分瓣球座4在高压流体推动下落入井内形成井底落鱼，可有效地降低修井作业期间因密封套2和分瓣球座4落井而带来的卡钻的风险；

第二、由于在分瓣球座4上设置有与分瓣球座4的上端面相配合的座圈3，封隔器坐封时，利用座圈3可对分瓣球座4与上接头1内壁面之间的安装间隙以及分瓣球座4的相邻瓣部(具体为相邻瓣部的分瓣断面)之间的安装间隙进行密封，确保封隔器坐封时的气密性，进而保证坐封球13落到分瓣球座4之后可以顺利封堵；

第三、由于在座圈3上方设置有与座圈3相抵靠的密封套2，利用该密封套2能把座圈3抵靠在分瓣球座4上，由此增加座圈3与分瓣球座4的配合紧密性，以防止座圈3脱离分瓣球座4；

第四、由于在密封套2与座圈3之间增设有密封垫9，利用该密封垫9能够帮助座圈3实现密封套2与分瓣球座4之间的密封，提高密封等级，弥补加工精度不足而造成的影响；

第五、由于在上接头1的内侧于密封套2的顶端处设置有挡圈10，在正常作业下，挡圈10使密封套2始终处于密封位置，以保证后期作业能够正常完成；

第六、本实施方式中，密封套2、密封垫9、座圈3、分瓣球座4与上接头1实现整体密封，保证投球憋压时分瓣球座4与上接头1配合面及接缝处不会出现压力渗漏。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。