1.本实用新型涉及石油勘探技术领域,尤其涉及一种坐封接头。
背景技术:2.坐封接头是一种用于坐封封隔器的井下装置,坐封接头和封隔器配合使用,进而实现将油气水层分割成互不干扰的独立系统,从而实现分层开采、配注、完井等目的。坐封接头设置在封隔器的底端,坐封接头的内部设置有球座和球体,球座内部设置有内孔,球体的半径大于内孔的半径,从井口向坐封接头内加压,当坐封接头内压力升高到预设值,稳压一段时间后,球体即可靠封堵球座的内孔的顶端,如此,实现坐封封隔器。
3.在实际的石油生产作业中,石油生产一段时间后,由于地质等原因易导致地层石油的低产或不出产,此时,往往需要压井后起出完井管柱,进而继续钻探来增加井的深度,提高石油的产量。在继续钻探前,需要继续从井口向坐封接头内加压,使得球体在压力作用下推动球座从坐封接头的底端掉落到井底,进而实现继续钻探。
4.然而,球体和球座为金属材质,继续钻探作业时,掉落在井底的球体和球座会对继续钻探的工具造成干扰,使得钻探作业变难,工作效率降低,甚至需要单独采用如钻具的打捞工具对球体和球座进行打捞,而继续打捞球座和球体会使得钻探作业时间增加,工作效率进一步降低。
技术实现要素:5.鉴于上述问题,本实用新型提供一种坐封接头,用于提升钻探作业的工作效率。
6.为了实现上述目的,本实用新型实施例提供如下技术方案:
7.本实用新型实施例提供一种坐封接头,用于安装在封隔器的底端,包括:
8.本体,本体呈管状,本体的顶端用于与封隔器的底端连接;
9.球座,球座呈管状,球座同轴的密封设置在本体内,球座的顶端距离本体的顶端预设距离;
10.球体,球体位于本体内,球体抵靠在球座的顶端,以封堵球座内的内孔,以及在受到向球座底端的力后,推动球座从本体的底端脱离本体;
11.其中,球座和球体均为非金属件。
12.与现有技术相比,本实用新型提供的坐封接头具有如下优点:
13.在本实用新型实施例提供的坐封接头中,坐封接头使用时,安装在封隔器的底端,坐封接头中,管状的本体内部同轴的密封设置有管状的球座,球体位于本体内,且抵靠在球座的顶端,如此,实现封堵球座内的内孔,也即实现对封隔器的坐封;当球体受到向球座底端的力后,例如从井口向坐封接头内加压后,球体能够推动球座从本体的底端脱离本体,球座和球体掉落在井底中,此时,坐封接头的本体内的内孔通畅,便于后续继续钻探作业;而球座和球体均为非金属件,即使球座和球体掉落在井底中,在继续钻探作业时,球座和球体对钻具的干扰作用比金属的球座和球体也小,继续钻探作业的效率得到提升。
14.作为本实用新型实施例坐封接头的一种改进,球座和球体均采用树脂材料制备。
15.本实用新型实施例的坐封接头,树脂材料制备的球体和球座耐冲击性好,硬度较高,还具有一定的耐腐蚀性,树脂材料制备的球体和球座在受力后,可以有一定的变形,使得球体更加可靠的封堵球座的内孔,促使封隔器的坐封作业顺利完成。
16.作为本实用新型实施例坐封接头的一种改进,球座通过套体设置在本体内,套体呈管状,套体套装在球座的外侧,套体套接在本体的内侧。
17.本实用新型实施例的坐封接头,球座通过呈管状的套体设置在本体内,套体,套体套装在球座的外侧,套体套接在本体的内侧,可以实现将球座安装在本体内。
18.作为本实用新型实施例坐封接头的一种改进,本体包括首尾相连的第一管段和第二管段,第一管段的内径大于第二管段的内径,第一管段和第二管段的连接处形成台阶;
19.套体的底端抵靠在台阶上。
20.本实用新型实施例的坐封接头,第一管段的内径大于第二管段的内径,第一管段和第二管段的连接处形成台阶,套体的底端抵靠在台阶上,能够限定套体向本体的底端移动。
21.作为本实用新型实施例坐封接头的一种改进,第一管段还设置有定位槽,定位槽中设置有定位件,定位件凸出于定位槽;
22.套体的顶端抵靠在定位件上。
23.本实用新型实施例的坐封接头,第一管段上的定位槽中设置有定位件,定位件凸出于定位槽,套体的顶端抵靠在定位件上,能够限定套体向本体的顶端移动。
24.作为本实用新型实施例坐封接头的一种改进,定位槽为与第一管段同轴设置的环形槽,环形槽的槽口朝向本体的轴线;
25.定位件为卡簧。
26.本实用新型实施例的坐封接头,定位槽为与第一管段同轴设置的环形槽,环形槽的槽口朝向本体的轴线,定位件为卡簧,可以实现卡簧安装在定位槽中,且安装简单方便。
27.作为本实用新型实施例坐封接头的一种改进,套体上设置有第一销孔,球座上设置有第二销孔,第一销孔和第二销孔中插装有销轴,以将套体和球座连接。
28.本实用新型实施例的坐封接头,采用销轴将套体和球座连接,不仅可以使得套体和球座连接,而且可以在从井口向坐封接头内继续加压时,销轴受剪切作用断裂,使得套体和球座减除连接。
29.作为本实用新型实施例坐封接头的一种改进,球座的底端凸出于套体的底端外,球座的底部的外侧壁与第二管段的内侧壁密封连接。
30.本实用新型实施例的坐封接头,球座的底端凸出于套体的底端外,球座的底部的外侧壁与第二管段的内侧壁密封连接,能够使得向坐封接头内加压时,坐封接头内的压力保持。
31.作为本实用新型实施例坐封接头的一种改进,球座的底部的外侧壁上设置有密封槽,密封槽呈与球座同轴的环状,密封槽内设置有密封圈,密封圈的外侧壁与第二管段相抵接,以使球座的底部的外侧壁与第二管段的内侧壁密封连接。
32.本实用新型实施例的坐封接头,采用在球座上设置密封槽,在密封槽中设置密封圈的方式,能够实现本体和球座之间的密封,密封方式简单可靠。
33.作为本实用新型实施例坐封接头的一种改进,球座内的内孔包括锥孔段和与锥孔段的小端连接的圆孔段,锥孔段的大端为球座的顶端。
34.本实用新型实施例的坐封接头,球体与锥孔段的内侧壁抵靠,锥孔段可以使得球体可靠的封堵球座内的内孔。
35.除了上面所描述的本实用新型实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外,本实用新型提供的坐封接头所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果,将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。
附图说明
36.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为本实用新型实施例提供的坐封接头的半剖视图。
38.附图标记说明:
39.10:本体;
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11:台阶;
40.12:第一管段;
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13:第二管段;
41.14:定位槽;
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20:球座;
42.21:第二销孔;
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22:密封槽;
43.23:导向侧壁;
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24:锥孔段;
44.25:圆孔段;
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30:球体;
45.40:套体;
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41:第一销孔;
46.50:销轴;
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60:定位件;
47.70:密封圈。
具体实施方式
48.为了使本实用新型实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,均属于本实用新型保护的范围。
49.在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“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实用新型和简化描述,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实用新型的限制。
50.此外,术语“第一”、“第二”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。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
51.坐封接头是一种用于坐封封隔器的井下装置,坐封接头和封隔器配合使用,进而实现将油气水层分割成互不干扰的独立系统,从而实现分层开采、配注、完井等目的。
52.相关技术中,坐封接头设置在封隔器的底端,坐封接头的内部设置有球座和球体,球座内部设置有内孔,球体的半径大于内孔的半径,从井口向坐封接头内加压,当坐封接头内压力升高到预设值,稳压一段时间后,球体即可靠封堵球座的内孔的顶端,如此,实现坐封封隔器。
53.在实际的石油生产作业中,石油生产一段时间后,由于地质等原因易导致地层石油的低产或不出产,此时,往往需要压井后起出完井管柱,进而继续钻探来增加井的深度,提高石油的产量。在继续钻探前,需要继续从井口向坐封接头内加压,使得球体在压力作用下推动球座从坐封接头的底端掉落到井底,进而实现继续钻探。
54.然而,球体和球座为金属材质,继续钻探作业时,掉落在井底的球体和球座会对继续钻探的工具造成干扰,使得钻探作业变难,工作效率降低,甚至需要单独采用如钻具的打捞工具对球体和球座进行打捞,而继续打捞球座和球体会使得钻探作业时间增加,工作效率进一步降低。
55.为了解决掉落在井底的金属的球体和球座对钻探工具的干扰,导致钻探工作效率低的问题,本实用新型实施例提供一种坐封接头,其通过在管状的本体内设置管状的球座,并使本体内的球体抵靠球座的顶端,进而实现球体封堵球座内的内孔,同时通过将球座和球体均设置成非金属件,使得即使球座和球体掉落到井底,非金属件的球座和球体对继续钻探作业中的钻探工具的干扰作用也减小,进而提升钻探作业的工作效率。
56.本实施例的坐封接头,在实际使用时,安装在封隔器的底端,用于对封隔器进行坐封。
57.如图1所示,本实施例的坐封接头包括本体10,本体10呈管状,本体10的顶端用于与封隔器的底端连接,具体例如,本体10的顶端和封隔器的底端螺纹连接。其中,本体10的顶端指坐封接头在使用状态下的顶端,也即,如图1中的左端,封隔器的底端同样指封隔器在使用状态下的底端。
58.如图1所示,本实施例的坐封接头还包括球座20,球座20也呈管状,球座20同轴的密封设置在本体10内,球座20的顶端距离本体10的顶端预设距离,球座20的顶端指坐封接头在使用状态下的顶端,也即,如图1中的左端。
59.如图1所示,本实施例的坐封接头还包括球体30,球体30的半径小于本体10内的内孔的半径,且球体30的半径大于球座20内的内孔的半径,球体30位于本体10内的靠近本体10的顶端的位置,球体30抵靠在球座20的顶端。
60.本实施例的坐封接头对封隔器的坐封具体为,从井口向坐封接头内加压,球体30受到向球座20底端的压力,球体30在该压力下即可靠封堵球座20内的内孔,进而实现对封隔器的坐封。
61.在实际的石油生产作业中,由于地质等原因导致地层石油的低产或不出产,需要继续钻探作业,以进行储层改造和放喷求产作业,而继续钻探作业前,需要将坐封接头的本
体10内的内孔打通,以便于继续钻探。具体将本体10内的内孔打通的方式为:从井口向坐封接头内继续加压,球体30受到向球座20底端的压力,球体30在该压力下推动球座20从本体10的底端脱离本体10,进而掉落在井底,如此,实现打通本体10内的内孔。
62.本实施例的坐封接头中,球座20和球体30均为非金属件,在继续钻探作业时,相对金属材质的球座20和球体30,井底的球座20和球体30对钻具的干扰作用小,钻探作业相对容易,钻探时间缩短,钻探工作效率提高。
63.值得说明的是,地层内会存在天然磁场,天然磁场可以将处于天然磁场内部的金属件进行磁化,进而使得金属件具有一定的磁性,现有技术中,将金属材质的球体30从井口置于坐封接头的本体10内时,球体30会经过封隔器外侧的金属的套体40,金属材质的球体30会被磁化后的套体40吸引,使得球体30无法可靠封堵球座20内的内孔,进而导致封隔器无法可靠坐封,而本实施例中,球体30和球座20均采用非金属件,球体30可以可靠的封堵球座20内的内孔,进而实现对封隔器的可靠的坐封。
64.在本实施例提供的坐封接头中,坐封接头使用时,安装在封隔器的底端,坐封接头中,管状的本体10内部同轴的密封设置有管状的球座20,球体30位于本体10内,且抵靠在球座20的顶端,如此,实现封堵球座20内的内孔,也即实现对封隔器的坐封;当球体30受到向球座20底端的力后,例如从井口向坐封接头内加压后,球体30能够推动球座20从本体10的底端脱离本体10,球座20和球体30掉落在井底中,此时,坐封接头的本体10内的内孔通畅,便于后续继续钻探作业;而球座20和球体30均为非金属件,即使球座20和球体30掉落在井底中,在继续钻探作业时,球座20和球体30对钻具的干扰作用比金属的球座20和球体30也小,继续钻探作业的效率得到提升。
65.本实施例的坐封接头,球座20和球体30均为非金属件,以在继续钻探作业中,井底的非金属的球座20和球体30对钻探作业中的钻具的干扰作用小。其中,非金属件的球座20和球体30具体例如可以是,采用树脂材料制备成型的球座20和球体30,树脂材料具体例如可以是聚甲醛、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚酰亚胺等,树脂材料制备的球体30和球座20耐冲击性好,硬度较高,还具有一定的耐腐蚀性,此外,树脂材料制备的球体30和球座20在受力后,可以有一定的变形,进而使得球体30更加可靠的封堵球座20的内孔,促使封隔器的坐封作业顺利完成,因此,本实施例将球体30和球座20的材料优选为树脂。当然,除了可以采用树脂材料制备球体30和球座20以外,球座20和球体30还可以采用例如玻璃钢、陶瓷等非金属材料制备,采用例如玻璃钢、陶瓷等非金属材料制备的球座20和球体30,对继续钻探作业中的钻具的干扰同样比金属的球座20和球体30低,进而同样能够提升钻探作业的工作效率。
66.如图1所示,可能的实施例中,球座20通过套体40设置在本体10内,套体40呈管状,套体40套装在球座20的外侧,套体40套接在本体10的内侧,采用套体40可以实现将球座20安装在本体10内。继续钻探前,从井口向坐封接头内继续加压,球体30在该压力下推动球座20从本体10的底端脱离本体10,套体40和球座20之间的连接解除,套体40和本体10之间的连接保持,套体40保留在本体10的内孔中。
67.如图1所示,本实施例的坐封接头,套体40和球座20之间的连接具体为,套体40上设置有第一销孔41,第一销孔41的孔深方向垂直套体40的长度方向,球座20上设置有第二销孔21,第二销孔21的孔深方向垂直球座20的长度方向,第一销孔41和第二销孔21中插装有销轴50,以将套体40和球座20连接。继续钻探前,从井口向坐封接头内继续加压,球体30
在该压力下推动球座20向本体10的底座方向移动,球座20在移动过程中,销轴50的一端在第二销孔21中,销轴50的另一端在第一销孔41中,由于第二销孔21的位置随球座20移动,第一销孔41的位置随套体40固定,所以销轴50在球座20移动过程中被剪断,球座20和球体30从本体10的底端脱离本体10,套体40保留在本体10的内孔中。
68.封隔器坐封时,从井口向坐封接头内加压,销轴50承受来自该压力、球体30重力以及球座20重力的剪切作用,使得球座20固定在本体10内,球体30封堵球座20的内孔,销轴50在封隔器坐封时,需要具有一定的延展性;此外,销轴50位于地层中,需要具有一定的耐腐蚀形,进而使得球座20可靠固定在本体10内;而铜具有一定的延展性以及耐腐蚀性,因此,本实施例的销轴50材质优选为铜。
69.如图1所示,本实施例的坐封接头,套体40和本体10之间的连接具体为,套体40的底端抵靠在本体10的台阶11上,套体40的顶端抵靠在与本体10连接的定位件60上,如此,实现套体40和本体10的连接。
70.如图1所示,其中,套体40的底端抵靠在本体10的台阶11上具体为:本体10包括首尾相连的第一管段12和第二管段13,第一管段12的内径大于第二管段13的内径,第一管段12和第二管段13的连接处形成台阶11,套体40的底端抵靠在台阶11上,如此,限定套体40向本体10的底端移动。继续钻探前,从井口向坐封接头内继续加压,球体30在该压力下推动球座20向本体10的底座方向移动,套体40的底端抵靠在台阶11上,套体40相对本体10固定设置,销轴50的一端位于套体40的第一销孔41中,销轴50的另一端位于移动的球座20的第二销孔21中,销轴50在球座20相对套体40移动的过程中被剪断,球座20和球体30从本体10的底端脱离本体10,套体40保留在本体10的内孔中。
71.如图1所示,套体40的顶端抵靠在与本体10连接的定位件60上具体为:本体10的第一管段12设置定位槽14,定位槽14中设置有定位件60,定位件60凸出于定位槽14,套体40的顶端抵靠在定位件60上,如此,限定套体40向本体10的顶端移动。其中,定位槽14例如可以是与第一管段12同轴设置的环形槽,环形槽的槽口朝向本体10的轴线,定位件60例如可以是卡簧,如此,实现卡簧安装在定位槽14中,且安装简单方便。当然,在别的实施例中,定位槽14可以是多个,且多个定位槽14均布在第一管段12的同一高度位置,定位件60例如可以是与定位槽14适配的定位杆,如此,也可以实现定位件60安装在定位槽14中。
72.本实施例的坐封接头,置于本体10内且底端抵靠在台阶11上的套体40,存在受地层压力作用,进而向本体10顶端移动的可能,例如,当地层向上的压力,大于从井口向坐封接头内加压的压力时,套体40会向本体10的顶端移动,而在本体10上设置定位件60,且使得套体40的顶端抵靠定位件60,可以有效的避免套体40向本体10顶端移动。
73.本实施例的坐封接头,对封隔器进行坐封,以及继续钻探前,均需要从井口向坐封接头内加压,为此,需要将本体10和球座20之间可靠密封。
74.如图1所示,本体10和球座20之间可靠密封的具体方式:球座20的底端凸出于套体40的底端外,球座20的底部的侧壁与第二管段13之间密封连接,如此,使得向坐封接头内加压时,坐封接头内的压力保持。更具体地,球座20的底部的侧壁上设置有密封槽22,密封槽22呈与球座20同轴的环状,密封槽22内设置有密封圈70,密封圈70的外侧壁与第二管段13相抵接,以使球座20的底部的侧壁与第二管段13之间密封连接。密封槽22的数量和密封圈70的数量相等,密封槽22的数量和密封圈70的数量可以为多个,以使得本体10和球座20之
间的密封更加可靠。采用在球座20上设置密封槽22,在密封槽22中设置密封圈70的方式,实现本体10和球座20之间的密封,密封方式简单可靠。
75.如图1所示,本实施例的坐封接头,球座20从本体10的顶端安装在本体10内,球座20的底端外侧设置有导向侧壁23,导向侧壁23从球座20的顶端到球座20的底端向球座20的内部倾斜设置,在球座20的底端外侧设置导向侧壁23,可以使得球座20插入本体10内时更加方便,提高装配效率。
76.如图1所示,本实施例的坐封接头,球座20内的内孔包括锥孔段24和与锥孔段24的小端连接的圆孔段25,锥孔段24的大端为球座20的顶端,也即,球座20内的内孔的顶端为喇叭状,球体30的半径至少应大于锥孔段24的小端的半径,球体30与锥孔段24的内侧壁抵靠,锥孔段24可以使得球体30可靠的封堵球座20内的内孔。
77.在本实用新型中,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,也可以是电连接或彼此可通讯;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,除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。
78.在本实用新型中,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。
79.在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
80.本说明书中各实施例或实施方式采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。
81.最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,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实用新型各实施例技术方案的范围。