一种抽油泵过桥施压坐封封隔器装置及应用方法与流程

本发明属于采用作业施工技术领域，具体涉及一种抽油泵过桥施压坐封封隔器装置及应用方法。

背景技术：

在石油天然气勘探开发过生产程中，各种封隔器应用非常广泛，在石油勘探开发生产等方面起着至关重要的作用。当前国内部分油田进入二次开发采油阶段，个别油田已经进入三次开发采油阶段，原油含水比例极高。为此，技术人员采用封隔器在不产油的层位实施卡水、堵水工艺，降低采出原油的含水量；但是，因抽油泵固定阀阻隔液体的原故，至今安装封隔器和下抽油泵仍无法实施一趟管柱的工艺方法，致使修井作业工期无法缩短，成本不能得到有效下降，不能满足修井作业精细化管理的要求。

因此，研究一种能够使安装封隔器和下抽油泵实施一趟管柱的工艺方法，缩短修井工期，降低修井成本、减少环境污染和安全隐患是石油勘探开发技术发展的必然趋势。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种抽油泵过桥施压坐封封隔器装置及应用方法，修井作业时安装封隔器与下抽油泵采用一趟管柱连接工艺，封隔器下部安装工艺尾管，封隔器上部依次安装工艺油管、抽油泵过桥施压坐封装置、改进的抽油泵固定阀、抽油泵。修井作业完成管串下井后，此时改进的固定阀阀球在抽油泵过桥施压坐封装置支撑下为开启状态，坐封封隔器需要的压井液通过抽油泵过桥施压坐封装置传至封隔器，此时地面泵车加压完成封隔器坐封；下抽油泵柱塞及杆柱与现有工艺相同，下至预定深度碰泵，柱塞下压球阀上部压杆推动阀球、顶杆、塞体下行剪断工艺定位顶丝，此时推簧伸长使顶杆远离阀座，阀球自由坐封，之后调柱塞防冲距，抽油泵正常运行。以此实现下抽油泵和坐封封隔器一趟管柱完成的工艺目的。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种抽油泵过桥施压坐封封隔器装置，包括抽油泵泵筒（1）、抽油泵柱塞（2）、抽油泵游动阀罩（3）、游动球阀副（4）、柱塞丝堵（5）、抽油泵下接箍（6）组成抽油泵总成，压杆工艺帽（7）对接抽油泵总成的柱塞丝堵（5），由抽油泵下接箍（6）紧固，压杆工艺帽（7）通过螺纹与球阀上部压杆（8）连接，底部与球阀副（11）的球阀接触，球阀压在顶杆（12）上；球阀上部压杆（8）外圆与固定阀罩（10）球腔内孔滑动配合，上端为外螺纹；固定阀罩（10）在上端面中心部位打孔，孔径与球阀上部压杆（8）外圆滑动配合，球阀复位弹簧（9）套装在球阀上部压杆（8）处，一端与球阀上部压杆（8）台肩接触，将球阀上部压杆（8）从固定阀罩（10）打孔处通过，压杆工艺帽（7）内螺纹与球阀上部压杆（8）上端外螺纹连接，阀球弧面与球阀上部压杆（8）下端面弧啮合，固定阀罩（10）下端内螺纹与固定阀异径接头（13）外螺纹连接紧固构成固定阀总成；顶杆（12）通过螺纹与顶杆调整螺帽（14）和连接顶杆接箍（15）连接，连接顶杆接箍（15）下端又与塞体（17）连接；顶杆（12）、顶杆调整螺帽（14）、连接顶杆接箍（15）、塞体（17）通过螺纹连接；塞体（17）与过桥传压接头（19）之间通过工艺定位顶丝（20）定位固定，塞体（17）与过桥传压接头（19）内部设有推簧（18），塞体（17）与过桥传压接头（19）之间有o型密封圈（21），过桥传压接头（19）外圆两端为外油管螺纹，上端外油管螺纹与变扣接头（16）内螺纹连接。

所述的压杆工艺帽（7）外径大于抽油泵直塞下端柱塞丝堵，对边加工有工艺扳口。

所述的顶杆（12）上端为弧面与固定阀球弧面一致，且穿过球阀副球座内孔并均布加工过液槽，顶杆中间部位有组装工艺扳口，下端有螺纹。

所述的顶杆调整螺帽（14）其内螺纹与顶杆（12）、连接顶杆接箍（15）、塞体（17）螺纹同一规格，两个端面分别与顶杆（12）和连接顶杆接箍（15）上端面接触，在外圆部位均布加工扳口。

所述的连接顶杆接箍（15）为通孔内螺纹，与顶杆（12）、塞体（17）螺纹同一规格，两个端面分别与顶杆调整螺帽（14）、塞体（17）接触，在外圆部位均布加工扳口。

所述的塞体（17）上端外螺纹与连接顶杆接箍（15）内螺纹连接，近螺纹外圆加长杆部位设有扳口，与过桥传压接头（19）滑动配合，推簧（18）安装塞体（17）与过桥传压接头（19）之间的空腔部位，塞体（17）外圆加工三道密封槽。

所述的过桥传压接头（19）外圆两端为油管螺纹，与塞体（17）间隙配合，内部o型密封圈（21），内孔末端设有安装工艺螺纹；在内孔与外圆之间的管壁部位对称加工两道月牙形通液槽。

一种抽油泵过桥施压坐封封隔器的应用方法，包括以下步骤：

完成管串下井后，泵车从井口处向管串内灌水，因抽油泵和过桥施压坐封装置连接时，过桥施压坐封装置的顶杆（12）支撑阀球为开启状态，管串内的水经阀球与阀座之间通道，经过桥传压接头（19）预设的两条月牙型过桥走液孔、工艺油管流至封隔器部位，地面泵车继续施压封隔器定位剪钉剪断，滑套移动封隔器坐封，此时停止加压观察管串连接质量，稳压一段时间后继续施压，封隔器滑套剪钉被剪断，封隔器以上油管和套管连通；完成管串下井、封隔器坐封、管串密封试验、油管套管连通检测后，按要求自上而下连接光杆、抽油杆、抽油泵柱塞，进行下杆柱工序，当抽油泵柱塞下到预定深度碰泵，所述的抽油泵柱塞下端的柱塞丝堵（5）冲击抽油泵过桥施压坐封封隔器装置的压杆工艺帽（7），同步推动与之相连的球阀上部压杆（8）、球阀副（11）的阀球、顶杆（12）、顶杆调整螺帽（14）、连接顶杆接箍（15）、塞体（17）下移，同步剪断设在过桥传压接头（19）与塞体（17）定位的工艺定位顶丝（20）；所述的过桥传压接头（19）腔内及塞体（17）上部控制弹簧同轴台肩部位的推簧（18）伸长使顶杆（12）远离球阀；所述的球阀副（11）在复位弹簧（9）推动下球阀副（11）关闭，所述改进后的固定阀总成恢复其原有功能，之后调柱塞防冲距，抽油泵正常运行，完成下抽油泵和坐封封隔器连接实施。

本发明的有益效果是：

1）在应用中为实现过桥施压功能，设计在固定阀罩中心部位打孔，球阀上部压杆在其中通过，在应用中固定阀既不影响原有功能，又能够辅助过桥传压，球阀复位弹簧推动阀球快速坐封提高泵效；

2）在应用中为避免碰泵时阀球能够使延轴线动作，工艺帽，其外径大于抽油泵直塞下端柱塞丝堵，对边加工有工艺扳口，易安装且牢固；球阀上部压杆下端弧面与固定阀球弧面一致，在应用中达到阀球延轴线动作的目的；

3）在应用中，由于顶杆为细长状且需要与塞体连接，顶杆上端弧面与阀球圆弧啮合，在外圆部位均布加工扳口易安装且牢固。顶杆下端螺纹通过顶杆调整螺帽、连接顶杆接箍与塞体连接，应用中同步推动塞体下移阀球坐封的目的；

4）为防止柱塞碰泵推动发球下移后塞体仍处于与阀球接触影响坐封效果，在塞体加长杆与控制弹簧同轴台肩部位安装推簧，碰泵时柱塞及杆柱重量将工艺定位顶丝达剪断，弹簧伸长距离可使顶杆上端远离球阀副，达到抽油泵固定阀正常坐封的目的；

5）为使过桥传压接头与塞体组装后实现过泵传压功能，组装调整好阀球与阀座距离后，从过桥传压接头两道月牙形通液槽之间的连接筋位置打孔，直至与塞体连接固定，此时副呈开启状态（交货状态），压井液从桥传压接头内孔与外圆之间的管壁两道月牙形通液槽流过达到向封隔器施压的目的。安装时塞体下部螺纹部位固定工装，旋转螺杆压紧推簧将塞体装入过桥传压接头，调整阀球与阀座距离后固定，达到此时压井液通过球阀副的目的；

本发明可以满足各种管式抽油泵过泵施压坐封封隔器一趟管柱完成的工艺要求。应用范围更广；

总之，本发明能够一趟管柱完成的工艺要求，有效缩短修井作业工期，有效降低修井成本，满足修井作业精细化管理的要求。

附图说明

图1为本发明的半剖面图；

图2为本发明的顶杆剖面图；

图3为本发明的顶杆调整螺帽的结构图；

图4为本发明的连接顶杆接箍的a-a剖视图图；

图5为本发明的工艺定位顶丝结构示意图。

其中，1为抽油泵泵筒；2为抽油泵柱塞；3为抽油泵游动阀罩；4为游动球阀副；5为柱塞丝堵；6为抽油泵下接箍；7为压杆工艺帽；8为球阀上部压杆；9为球阀复位弹簧；10为固定阀罩；11为球阀副；12为顶杆；13为固定阀异径接头；14为顶杆调整螺帽；15为连接顶杆接箍；16为变扣接头；17为塞体；18为推簧；19为过桥传压接头；20为工艺定位顶丝；21为o型密封圈。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进一步叙述。

如图1所示，一种抽油泵过桥施压坐封封隔器装置，包括抽油泵泵筒（1）、抽油泵柱塞（2）、抽油泵游动阀罩（3）、游动球阀副（4）、柱塞丝堵（5）、抽油泵下接箍（6）、压杆工艺帽（7）、球阀上部压杆（8）、球阀复位弹簧（9）、固定阀罩（10）、球阀副（11）、顶杆（12）、固定阀异径接头（13）、顶杆调整螺帽（14）、连接顶杆接箍（15）、变扣接头（16）、塞体（17）、推簧（18）、过桥传压接头（19）、工艺定位顶丝（20）、o型密封圈（21）。所述序号（1）至（6）为抽油泵总成，所述压杆工艺帽（7）外径大于抽油泵直塞下端柱塞丝堵，对边加工有工艺扳口；所述球阀上部压杆（8）下端弧面与固定阀球弧面一致，其外圆与固定阀罩（10）球腔内孔滑动配合，上端为外螺纹；固定阀罩（10）在上端面中心部位打孔，孔径与球阀上部压杆（8）外圆滑动配合，组装时先将球阀复位弹簧（9）套装在球阀上部压杆（8）处，一端与球阀上部压杆（8）台肩接触，将球阀上部压杆（8）从固定阀罩（10）打孔处通过，压杆工艺帽（7）内螺纹与球阀上部压杆（8）上端外螺纹连接，之后放入阀球，阀球弧面与球阀上部压杆（8）下端面弧啮合，之后安装阀座，将固定阀罩（10）下端内螺纹与固定阀异径接头（13）外螺纹连接紧固构成改进后的固定阀总成；所述顶杆（12）上端弧面与固定阀球弧面一致，最大直径部位小于球阀副球座内孔并加工过液槽，下端设有外螺纹，顶杆中间部位设有工艺扳口；所述顶杆调整螺帽（14）设内螺纹，外圆加工六等分工艺扳口；所述连接顶杆接箍（15）为内孔为通孔螺纹，外圆部位设有工艺扳口；所述塞体（17）上端设有外螺纹，在塞体加长杆处加工工艺扳口，下端最大外径处加工三道密封槽，临近最大外径上部设有控制弹簧同轴台肩；所述过桥传压接头（19）外圆两端为外油管螺纹，上端外油管螺纹与变扣接头（16）内螺纹连接，过桥传压接头内孔设有组装工艺螺纹、密封腔部分、过塞体加长杆扶正孔，在内孔与外螺纹之间的管壁部位，对边均布设有两条月牙型过桥走液孔，两条月牙型过桥走液孔之间预留连接筋。所述塞体（17）下端最大外径处加工三道密封槽套装o型密封圈（21），在临近最大外径上部的控制弹簧同轴台肩部位放入推簧（18），之后塞体加长杆部位通过过桥传压接头（19）过塞体加长杆扶正孔部位，利用工装将塞体（17）推入过桥传压接头（19）密封腔部分，此时推簧（18）呈压紧状态；在完成上述安装后，暂不卸下工装，在过桥传压接头（19）两条月牙型过桥走液孔之间预留的连接筋处打孔、攻丝之后安装工艺定位顶丝（20），在穿过过桥传压接头（19）扶正孔部位的塞体加长杆上端的外螺纹安装连接顶杆接箍（15）；所述顶杆（12）上端弧面与固定阀球弧面啮合，下端现装好顶杆调整螺帽（14）；完成以上组装后将已装好过桥传压接头（19）上端的外螺纹与变扣接头（16）的内螺纹连接试装，测量阀球与阀座的距离，得出数据卸下，按已测量好的数据，调整阀球与阀座的间距离，之后固定顶杆调整螺帽（14），由此构成抽油泵过桥施压坐封装置。

一种抽油泵过桥施压坐封封隔器的应用方法，修井实施管串连接工艺时，自上而下连接管柱为井口部分、油管、抽油泵、抽油泵过桥施压坐封装置、工艺油管、封隔器、尾管、丝堵等。完成管串下井后，泵车从井口处向管串内灌水，因抽油泵和过桥施压坐封装置连接时，过桥施压坐封装置的顶杆（12）支撑阀球为开启状态，管串内的水经阀球与阀座之间通道，经过桥传压接头（19）预设的两条月牙型过桥走液孔、工艺油管流至封隔器部位，地面泵车继续施压封隔器定位剪钉剪断，滑套移动封隔器坐封，此时停止加压观察管串连接质量，稳压一段时间后继续施压，封隔器滑套剪钉被剪断，封隔器以上油管和套管连通；完成管串下井、封隔器坐封、管串密封试验、油管套管连通检测后，按工艺要求自上而下连接光杆、抽油杆、抽油泵柱塞，进行下杆柱工序，当抽油泵柱塞下到预定深度碰泵，所述的抽油泵柱塞下端的柱塞丝堵（5）冲击抽油泵过桥施压坐封封隔器装置的压杆工艺帽（7），同步推动与之相连的球阀上部压杆（8）、球阀副（11）的阀球、顶杆（12）、顶杆调整螺帽（14）、连接顶杆接箍（15）、塞体（17）下移，同步剪断设在过桥传压接头（19）与塞体（17）定位的工艺定位顶丝（20）；所述的过桥传压接头（19）腔内及塞体（17）上部控制弹簧同轴台肩部位的推簧（18）伸长使顶杆（12）远离球阀；所述的球阀副（11）在复位弹簧（9）推动下球阀副（11）关闭，所述改进后的固定阀总成恢复其原有功能，之后调柱塞防冲距，抽油泵正常运行。以此实现下抽油泵和坐封封隔器一趟管柱完成的工艺目的。

修井作业完成管串下井后，此时球阀副（11）的阀球在顶杆总成顶杆（12）的支撑下为开启状态，坐封封隔器所需要的压井液通过抽油泵过桥施压坐封装置过桥传压接头（19）的两道月牙形通液槽之间传至封隔器，此时地面泵车加压完成封隔器坐封；下抽油泵柱塞及杆柱与现有工艺相同，下至预定深度碰泵，抽油泵柱塞（2）下压球阀上部压杆工艺帽（7）推动阀球向下，阀球推动顶杆总成下行，顶杆总成上的塞体（17）与过桥传压接头（19）相对运动剪断工艺定位顶丝（20），此时推簧（18）伸长使顶杆总成远离阀座，阀球自由坐封，之后调柱塞防冲距，抽油泵正常运行。以此实现下抽油泵和坐封封隔器一趟管柱完成的工艺目的。

所述的改进后的固定阀总成包括压杆工艺帽（7）、球阀上部压杆（8）、球阀复位弹簧（9）、固定阀罩（10）、球阀副（11）、固定阀异径接头（13）；所述压杆工艺帽（7）外径大于抽油泵直塞下端柱塞丝堵，对边加工有工艺扳口；所述球阀上部压杆（8）下端弧面与固定阀球弧面一致；所述球阀复位弹簧（9）为现有技术；所述固定阀罩（10）上端外圆设有油管螺纹，在上端面中心部位打孔，孔径与球阀上部压杆（8）外圆滑动配合，上端面偏心部位呈藕片状均布打油液流道孔与阀球腔连通，阀球腔下部依次为阀座位置、内孔螺纹；所述球阀副（11）为一个球阀和一个球座构成；所述固定阀异径接头（13）为现有技术。

所述的顶杆（12）、顶杆调整螺帽（14）、连接顶杆接箍（15）、塞体（17）通过螺纹连接组成顶杆总成。顶杆总成底部的塞体（17）与过桥传压接头（19）之间通过工艺定位顶丝（20）定位固定，塞体（17）与过桥传压接头（19）内部的推簧（18）处于压缩状态。

所述的顶杆（12）上端弧面与固定阀球弧面一致，最大直径部位小于球阀副球座内孔并均布加工过液槽，顶杆中间部位设有组装工艺扳口，下端设有外螺纹用于安装顶杆调整螺帽（14）和连接顶杆接箍（15）。

所述的顶杆调整螺帽（14）其内螺纹与顶杆（12）、连接顶杆接箍（15）、塞体（17）螺纹同一规格，两个端面分别与顶杆（12）台肩和连接顶杆接箍（15）上端面接触，在外圆部位均布加工扳口。

所述的连接顶杆接箍（15）为通孔内螺纹，与顶杆（12）、塞体（17）螺纹同一规格，两个端面分别与顶杆调整螺帽（14）、塞体（17）接触，在外圆部位均布加工扳口。

所述的塞体（17）上端外螺纹与连接顶杆接箍（15）内螺纹连接，近螺纹外圆加长杆部位设有扳口，螺纹台肩至控制弹簧同轴台肩部位的加长杆部位与过桥传压接头（19）孔滑动配合，推簧（18）安装塞体（17）控制弹簧同轴台肩与过桥传压接头（19）之间的空腔部位，近控制弹簧同轴台肩最大直径部位外圆加工三道密封槽，o型密封圈（21）置于其中，塞体（17）最大直径部位与过桥传压接头（19），通过o型密封圈（21）达到密封作用。

所述的过桥传压接头（19）外圆两端为油管螺纹，通孔与安装塞体（17）加长杆部位滑动配合，扩孔台肩部位与塞体（17）最大直径部位间隙配合，通过o型密封圈（21）达到密封作用，内孔末端设有安装工艺螺纹；在内孔与外圆之间的管壁部位对称加工两道月牙形通液槽。

所述的工艺定位顶丝是在组装定位后从过桥传压接头两道月牙形通液槽之间的连接筋位置打孔，直至与塞体连接固定。

如附图1、图2顶杆（12）在封隔器未坐封的时候将球阀副（11）的阀球顶离阀座实现油管管柱上下联通功能。在封隔器坐封完成后，下抽油泵碰泵后实现传递受力至塞体（17）完成工艺定位顶丝（20）剪切，使推簧（18）复位球阀副（11）的阀球落到阀座完成坐封功能。

如附图1、图3顶杆总成上的顶杆调整螺帽（14）的作用可以调节顶杆（12）与塞体（17）之间的距离并紧固连接。通过调节顶杆（12）拧入连接顶杆接箍（15）螺纹的多少来调节顶杆（12）与塞体（17）之间的距离，调好距离以后转动顶杆调整螺帽（14）实现连接螺纹紧固的作用。

如附图1、图4连接顶杆接箍（15）与顶杆（12）和塞体（17）之间起连接作用。在推簧（18）复位后顶杆总成下行，连接顶杆接箍（15）外端面在过桥传压接头（19）外端，限制使连杆总成不掉落井底。

如附图1、图5在封隔器未坐封前过桥传压接头（19）与塞体（17）通过工艺定位顶丝（20）实现限位。在推簧（18）复位后过桥传压接头（19）起到限制连接顶杆接箍（15）位移的作用。过桥传压接头（19）上的月牙形通液槽起到连通作用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本发明加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。