專利名稱：液壓坐封式小通徑油管橋塞的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液壓坐封式小通徑油管橋塞，屬于油田高壓注水井帶壓作業(yè)技術領域。
背景技術：
長慶油田屬低滲透油藏，主要采用超前注水方式開發(fā)。注水井的注水壓力逐年高升，大多數(shù)井壓力介于10 21MPa之間。為了保證注水效果，需要對注水井進行周期檢串或修井作業(yè)。目前，高壓注水井已逐步推廣應用帶壓作業(yè)技術，但由于早期國內(nèi)注水井的管柱設計中未配套對應的井下工具，導致帶壓作業(yè)起管柱前必須投油管橋塞或堵塞器封堵油管，然后才能拆卸井口及安裝帶壓作業(yè)裝置，進行起管串作業(yè)。至2011年底，長慶油田注水井數(shù)已超過10000 口，其中分層注水工藝已達到2600余口。近年來，為了有效解決油層縱向上非均質性矛盾及部分區(qū)塊儲層物性上的差異，滿足不同油藏、不同開發(fā)層系對能量的需求，逐步推廣了分層注水工藝，以控制高滲透層的注水量，加強中、低滲透層的注水量。但分層注水工藝管柱中設計了配水器、封隔器等小通徑井下工具，在每次投放常規(guī)的油管橋塞或堵塞器時，只能封堵到小通徑井下工具以上，小通徑井下工具的數(shù)量決定投放次數(shù)，極大地增加了施工成本，降低了施工效率，不適宜規(guī)模推廣應用。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種液壓坐封式小通徑油管橋塞，其剛體外徑小，封堵范圍大，能降低地面操作難度，滿足過小通徑井下工具封堵油管的要求。本實用新型的具體技術方案如下:丟手接頭外壁下部穿入卡套，內(nèi)壁底端鎖爪抓住連接頭，連接頭內(nèi)壁螺紋連接貫穿整體橋塞中心的芯軸頂端，并通過緊定螺釘固定。卡套外壁設有內(nèi)六角螺釘，卡套內(nèi)壁通過底端卡槽連接定位支撐座。定位支撐座外壁凹槽內(nèi)設有由開口銷連接的、被壓入扭簧的卡爪。定位塊設在定位支撐座下方，其內(nèi)錐底面接觸芯軸臺階錐面。設有內(nèi)、外壁密封圈的密封端蓋外壁螺紋連接外筒，外筒內(nèi)壁下端與連接套螺紋連接。連接套下方為松套在芯軸上的彈性限位套，連接套外壁下端螺紋連接剪切套。剪切套通過剪銷連接芯軸中部擴徑密封段的剪銷槽，剪切套內(nèi)壁下端螺紋連接鎖環(huán)外筒。鎖環(huán)外筒內(nèi)壁下端螺紋連接卡瓦上座，卡瓦上座頂端孔內(nèi)設有帶馬牙扣的鎖片以及其上方的鎖環(huán)彈簧?？ㄍ呱献路绞且来翁籽b在芯軸上的卡瓦(帶固定彈簧)、卡瓦下座、膠筒座、膠筒護套、邊膠筒、中心膠筒和隔環(huán)，芯軸底端螺紋連接螺母。與卡瓦上座、卡瓦和卡瓦下座位置對應的芯軸的外壁上設有馬牙扣。本實用新型油管橋塞的剛體外徑小，可順利通過配水器、封隔器等小通徑井下工具。油管橋塞為三膠筒結構，采用橋式密封機理，可封堵范圍大，膠筒最大膨脹量可達50%以上，適應溫度范圍廣，承壓高?？蓸O大降低油管橋塞在下放過程中的遇阻和遇卡機率，增強通過性能。能大幅降低地面操作難度，用較小的作用力打開油管橋塞空氣腔的液壓孔，推動芯軸上移，帶動卡瓦錨定油管并壓縮膠筒封堵油管。

圖1為液壓坐封式小通徑油管橋塞結構示意圖。
具體實施方式
參照圖1對本實用新型的實施例進一步說明:實施例:本小通徑油管橋塞主要由丟手接頭1、連接頭2、卡套3、緊定螺釘4、內(nèi)六角螺釘
5、定位支撐座6、卡爪7、定位塊8、開口銷9、扭簧10、密封圈11、密封端蓋12、外筒13、芯軸14、連接套15、彈性限位套16、剪切套17、剪銷18、鎖環(huán)外筒19、鎖環(huán)彈簧20、鎖片21、卡瓦上座22、卡瓦23、固定彈簧24、卡瓦下座25、膠筒座26、膠筒護套27、邊膠筒28、中心膠筒29、隔環(huán)30和螺母31等組成:丟手接頭I外壁下部穿入卡套3，內(nèi)壁底端鎖爪抓住連接頭2，連接頭2內(nèi)壁螺紋連接貫穿整體橋塞中心的芯軸14頂端，并通過緊定螺釘4固定。卡套3外壁設有內(nèi)六角螺釘5，卡套3內(nèi)壁底端卡槽連接定位支撐座6。定位支撐座6外壁凹槽內(nèi)設有由開口銷9連接的、被壓入扭簧10的卡爪7。定位塊8設在定位支撐座6下方，其內(nèi)錐底面接觸芯軸14臺階錐面。設有內(nèi)、外壁密封圈11的密封端蓋12外壁螺紋連接外筒13，外筒13內(nèi)壁下端與連接套15螺紋連接。連接套15下方為松套在芯軸14上的彈性限位套16，連接套15外壁下端螺紋連接設有徑向液壓孔32的剪切套17。剪切套17通過剪銷18與芯軸14中部擴徑密封段的剪銷槽連接，剪切套17內(nèi)壁下端螺紋連接鎖環(huán)外筒19。鎖環(huán)外筒19內(nèi)壁下端螺紋連接卡瓦上座22，卡瓦上座22頂端孔內(nèi)設有帶馬牙扣的鎖片21以及其上方的鎖環(huán)彈簧20。卡瓦上座22下方是依次套裝在芯軸14上的、卡瓦23 (帶固定彈簧24)、卡瓦下座25、膠筒座26、膠筒護套27、邊膠筒28、中心膠筒29和隔環(huán)30，芯軸14底端螺紋連接螺母31。與卡瓦上座22、卡瓦23和卡瓦下座25位置對應的芯軸14的外壁上設有馬牙扣。本實用新型液壓坐封式小通徑油管橋塞的安裝過程如下:將兩個密封圈裝入芯軸14中部擴徑密封段的凹槽內(nèi)，再將剪切套17從芯軸14上端穿下，用剪銷18連接于芯軸14擴徑密封段剪銷槽內(nèi)。將彈性限位套16和連接套15依次從芯軸14上端穿下，將連接套15螺紋連接剪切套17。將外筒13從芯軸14上端穿下，與連接套15螺紋連接。在密封端蓋12內(nèi)孔和外壁凹槽裝入密封圈11，然后，將其從芯軸14上端穿下，與外筒13螺紋連接。在鎖環(huán)外筒19內(nèi)、外裝入密封圈后，將其從芯軸14下端上穿，與剪切套17螺紋連接。將鎖環(huán)彈簧20和卡瓦上座22依次從芯軸14下端上穿，分開鎖環(huán)彈簧20與卡瓦上座22，將2 3個鎖片21裝入卡瓦上座22頂端孔內(nèi)，再將卡瓦上座22沿芯軸14上推，與鎖環(huán)外筒19螺紋連接。將3片卡瓦23沿芯軸14外圓壓好，裝入固定彈簧24并上推，抵住卡瓦上座22下錐面。將卡瓦下座25、兩個膠筒座26、兩個膠筒護套27、兩個邊膠筒28、中心膠筒29和兩個隔環(huán)30依次從芯軸14下端上穿，最后將螺母31與芯軸14下端螺紋連接。螺母31要有一定的預緊力，但不能使卡瓦23、邊膠筒28和中心膠筒29的最大外徑大于剛體外徑。將定位塊8從芯軸14上端穿下。把壓入扭簧10的三個卡爪7摁入定位支撐座6的三個外壁凹槽內(nèi)，穿上且打開開口銷9，將定位支撐座6從芯軸14上端穿下。將連接頭2與芯軸14頂端螺紋連接，并給予一定的預緊力，再將丟手接頭I下端的鎖爪爪住連接頭2。將一片卡套3的下端卡入定位支撐座6圓周卡槽內(nèi)，上端裝入丟手接頭1，用緊定螺釘4固定，再將另一片卡套3卡入，旋入內(nèi)六角螺釘5，即可實現(xiàn)該油管橋塞的正常工作。本實用新型液壓坐封式小通徑油管橋塞的工作過程如下:(I)油管橋塞的投送該油管橋塞投送時采用鋼絲作業(yè)方式，下井工具串自下而上依次設計為:油管橋塞+震擊器+加重桿+繩帽，下放過程中投送工具串和油管橋塞的最大剛體外徑為38_ 42_，可順利通過配水器、封隔器等小通徑井下工具。( 2 )油管橋塞的定位油管橋塞投放至井筒內(nèi)設計位置時(一般為下配以下)，上提鋼絲，此時油管橋塞的卡爪7 (由于設計了扭簧10，因此卡爪7在下放過程中始終與油管內(nèi)壁接觸，上提時可張開)錨定在配水器及封隔器等小通徑井下工具下端或任何一個油管接箍處(最大張開外徑為76mm),實現(xiàn)油管橋塞的準確定位。(3)油管橋塞的丟手工具定位后，繼續(xù)上拉鋼絲，使得震擊器反復震擊(一般為I 3次)，剪銷18被剪斷，連接頭2被丟手接頭I拉動，上移出卡套3，丟手接頭I與連接頭2脫開實現(xiàn)丟手。與此同時，定位塊8被芯軸14錐面臺階沿徑向擠出，并將卡爪7鎖定，使其一旦上提定位即不可回收，實現(xiàn)油管橋塞準確而可靠地定位在設計的位置。(4)油管橋塞的坐封當工具丟手后，芯軸14上移，恰好將剪切套17上的液壓孔32讓出，此時，井液從該孔進入剪切套17與芯軸14擴徑密封段以下的環(huán)空，推動芯軸14繼續(xù)上移。由于芯軸14下端與螺母31螺紋連接，因此，螺母31帶動邊膠筒28、中心膠筒29、卡瓦23整體上移，最終使得卡瓦23錨定油管內(nèi)壁，兩邊膠筒28抱緊芯軸14并密封，中心膠筒29被壓縮，密封油管壁，并壓緊密封兩個邊膠筒28，形成油管橋式密封。在芯軸14上移過程中，在鎖環(huán)彈簧20作用下，鎖片21與芯軸14下部馬牙扣咬合，實現(xiàn)自鎖。當井內(nèi)設計投放橋塞位置的井筒內(nèi)液壓力(為井口壓力與水柱產(chǎn)生的靜壓力之和，其中井口壓力直接可以從壓力表讀出，水柱產(chǎn)生的靜壓力經(jīng)驗值為每100米水柱產(chǎn)生IMPa壓力)達到10 15MPa時(對應封堵范圍為44_ 64_)，即可使油管橋塞坐封；若壓力高于15MPa時，芯軸14受到彈性限位套16的阻力不能繼續(xù)上移，此時，膠筒剛好在油管內(nèi)壓縮到位，從而實現(xiàn)高壓情況下的膠筒保護。本油管橋塞能在溫度O 90°C環(huán)境下承壓21MPa。
權利要求1.一種液壓坐封式小通徑油管橋塞，其特征在于: 丟手接頭(I)外壁下部穿入卡套(3)，內(nèi)壁底端鎖爪抓住連接頭(2)，連接頭(2)內(nèi)壁螺紋連接貫穿整體橋塞中心的芯軸(14)頂端，并通過緊定螺釘(4)固定；卡套(3)外壁設有內(nèi)六角螺釘(5),卡套(3)通過底端卡槽連接定位支撐座(6);定位支撐座(6)外壁凹槽內(nèi)設有由開口銷(9)連接的、被壓入扭簧(10)的卡爪(7);定位塊(8)設在定位支撐座(6)下方，其內(nèi)錐底面接觸芯軸(14)臺階錐面； 設有內(nèi)、外壁密封圈(11)的密封端蓋(12)外壁螺紋連接外筒(13)，外筒(13)內(nèi)壁下端與連接套(15)螺紋連接；連接套(15)外壁下端螺紋連接剪切套(17)，彈性限位套(16)松套在芯軸(14)上；剪切套(17)通過剪銷(18)連接芯軸(14)中部擴徑密封段的剪銷槽，剪切套(17)內(nèi)壁下端螺紋連接鎖環(huán)外筒(19)； 鎖環(huán)外筒(19)內(nèi)壁下端螺紋連接卡瓦上座(22)，卡瓦上座(22)頂端孔內(nèi)設有帶馬牙扣的鎖片(21)以及其上方的鎖環(huán)彈簧(20);卡瓦上座(22)下方是依次套裝在芯軸(14)上的卡瓦(23)、卡瓦下座25、膠筒座(26)、膠筒護套(27)、邊膠筒(28)、中心膠筒(29)和隔環(huán)(30)，卡瓦(23)上設有固定彈簧(24);芯軸(14)底端螺紋連接螺母(31)，與卡瓦上座(22)、卡瓦(23)和卡瓦下座(25)位置對應的芯軸(14)的外壁上設有馬牙扣。
2.如權利要求1所述的液壓坐封式小通徑油管橋塞，其特征在于油管橋塞的最大剛體外徑為38mm 42mm,油管橋塞最大張開外徑為76mm,封堵范圍為44mm 64mm,膠筒最大膨脹量達到50%以上， 能在溫度O 90°C環(huán)境下承壓21MPa。
專利摘要本實用新型公開了一種液壓坐封式小通徑油管橋塞，是為滿足過小通徑井下工具封堵油管的要求而設計的，包括貫穿整體橋塞中心的芯軸、連接丟手接頭的連接頭和卡套、連接卡套的定位支撐座、連接定位支撐座的卡爪、連接密封端蓋和連接套的外筒、連接剪切套和卡瓦上座套的鎖環(huán)外筒、設在卡瓦內(nèi)的鎖環(huán)彈簧和鎖片、套裝芯軸上的卡瓦、固定彈簧、卡瓦下座、膠筒座、膠筒護套、邊膠筒、中心膠筒和隔環(huán)以及連接芯軸底端的螺母等。本實用新型油管橋塞的剛體外徑小，三膠筒的封堵范圍大，承壓高；定位與錨定分開實現(xiàn)，可極大降低下放的遇阻和遇卡機率；能用較小的地面作用力打開油管橋塞的液壓孔，大幅降低地面的操作難度。
文檔編號E21B33/134GK203081398SQ201220593379
公開日2013年7月24日 申請日期2012年11月12日 優(yōu)先權日2012年11月12日
發(fā)明者劉江波, 慕立俊, 桂捷, 王效明, 王治國, 白小佩, 任勇, 張華光 申請人:中國石油天然氣股份有限公司