CN107217997A - 可关闭自封循环封隔工具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可关闭自封循环封隔工具，包括位于自封防砂循环短节组件和密封短节组件，自封防砂循环短节组件和密封短节组件通过套在二者外壁的连接管连成一体；上接头接冲砂管柱至密封井口，下接头下端接冲砂管柱至砂面上方。自封防砂循环短节组件剪销剪断后，滑套可以轴向下行关闭循环短节。防砂套作用在于保护循环短节循环孔。自封阀可以通过蹩压打开，连通阀门上下端管道。密封短节组件与隔离管柱内壁贴合，封隔冲砂管柱和隔离管柱环空，阻止冲砂介质流通。冲砂介质从井口注入，经可关闭自封循环封隔工具上端冲砂管柱与隔离管柱环空，介质只能经循环短节循环孔进入冲砂管柱内，最后从冲砂头喷出，经隔离管柱与完井管柱环空返出井口。从而实现冲砂管柱接单根不停泵连续施工。
Description
技术领域
本发明涉及煤层气井冲砂技术，尤其是一种可关闭自封循环封隔工具。
背景技术
目前，国内煤层气井大多采用套管或筛管完井，其开采过程中煤灰随着煤层气进入井筒，逐渐堆积，影响产气量，需要定期进行冲砂洗井。国内现有的冲砂技术主要有连续油管冲砂技术和常规油管冲砂技术。
采用连续油管冲砂，设备配套成本高，不能取得良好的经济效益，而常规油管冲沙，冲砂介质通过井口油管注入，接单根需要停泵操作，冲砂过程不连续，此时煤粉回落，容易出现砂卡的风险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种可关闭自封循环封隔工具，可以不使用连续油管实现连续冲砂的技术。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种可关闭自封循环封隔工具，包括位于上方的自封防砂循环短节组件和位于下方的密封短节组件，自封防砂循环短节组件和密封短节组件通过套在二者外壁的连接管连成一体；
自封防砂循环短节组件包括上接头、循环短节、保护套、卡簧、密封圈、***片阀、活动套、密封圈、剪销、上接头、连接管与循环短节通过螺纹连接，并将通过间隙配合安装在循环短节外部的保护套固定，活动套安装在循环短节内上部，通过两组密封圈实现密封，活动套初始位置由剪销限定，活动套内部上端形成有外扩台阶，***片阀安装在活动套上端的外扩台阶中，通过两组密封圈实现密封，***片阀的顶端通过卡簧固定；在循环短节内壁下部设置有限位台，用于剪断剪销后控制活动套下行行程，在限位台和位于初始位置的保护套下端之间的循环短节本体上设计有沿轴向和周向均匀分布的循环孔，限位台挡住下行的活动套时，活动套下行关闭循环孔；
密封短节组件包括中心管、多个固定环、多个密封件和下接头，连接管、中心管、下接头之间螺纹连接，多个密封件采用过盈配合套在中心管上，相邻两个密封件之间、连接管与相邻密封件之间、下接头与相邻密封件之间分别设置固定环，并通过上、下接头拧紧限位；密封件为内部带有通孔的圆台，在圆台外壁的小直径底面端设置有外台阶，密封件内部的通孔结构为：与中心管外径过盈配合的圆孔，靠近圆台大直径底面端，圆孔依次连接有外扩的内台阶和喇叭口，圆台的外锥面为与隔离管柱密封的密封锥面，喇叭口为密封件提供挤压余量，固定环与外台阶和内台阶相匹配，外台阶和内台阶用于卡住固定环；
上接头接冲砂管柱至密封井口，下接头下端接冲砂管柱至砂面上方。
所述保护套与循环短节采用间隙配合，配合间隙0.05-0.1mm。
所述循环短节设计的循环孔孔径为5mm,沿周向和轴向均匀布列。
所述与隔离管柱接触的外锥面上设置有倒角，便于管柱上下活动时避免刮伤密封件上端面。
所述密封件采用添加石墨成分的高耐磨氟橡胶制成。
所述密封件共安装2个。
本发明的有益效果是：可使用常规油管实现连续冲砂工艺；节约连续油管冲砂成本。
附图说明
图1是本发明可关闭自封循环封隔工具的自封防砂循环短节组件的结构示意图。
图2是本发明可关闭自封循环封隔工具的密封短节组件的结构示意图。
图3是本发明可关闭自封循环封隔工具的密封短节组件的密封件的结构示意图。
图4是本发明可关闭自封循环封隔工具的工作时结构示意图。
图5是本发明可关闭自封循环封隔工具的关闭时结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
如图1-5所示，本发明的可关闭自封循环封隔工具，包括位于上方的自封防砂循环短节组件31和位于下方的密封短节组件32，自封防砂循环短节组件和密封短节组件32通过套在二者外壁的连接管30连成一体；
自封防砂循环短节组件31包括上接头1、循环短节2、保护套3、卡簧4、密封圈5、***片阀6、活动套7、密封圈8、剪销9、上接头1、连接管30与循环短节2通过螺纹连接，并将通过间隙配合安装在循环短节2外部的保护套3固定，活动套7安装在循环短节2内上部，通过两组密封圈8实现密封，活动套7初始位置由剪销9限定，活动套7内部上端形成有外扩台阶，***片阀6安装在活动套7上端的外扩台阶中，通过两组密封圈5实现密封，***片阀6的顶端通过卡簧4固定；在循环短节2内壁下部设置有限位台11，用于剪断剪销9后控制活动套7下行行程，在限位台11和位于初始位置的保护套3下端之间的循环短节2本体上设计有沿轴向和周向均匀分布的循环孔2-1，限位台11挡住下行的活动套7时，活动套7下行关闭循环孔2-1；
密封短节组件32包括中心管22、多个固定环、多个密封件24和下接头28，连接管30、中心管22、下接头28之间螺纹连接，多个密封件24采用过盈配合套在中心管22上，相邻两个密封件24之间、连接管30与相邻密封件24之间、下接头28与相邻密封件24之间分别设置固定环，并通过上、下接头拧紧限位；密封件24为内部带有通孔的圆台，在圆台外壁的小直径底面端设置有外台阶24-5，密封件24内部的通孔结构为：与中心管22外径过盈配合的圆孔24-6，靠近圆台大直径底面端，圆孔24-6依次连接有外扩的内台阶24-4和喇叭口24-2，圆台的外锥面24-3为与隔离管柱29密封的密封锥面，喇叭口24-2为密封件提供挤压余量，固定环与外台阶24-5和内台阶24-4相匹配，外台阶24-5和内台阶24-4用于卡住固定环；
上接头1接冲砂管柱至密封井口，下接头28下端接冲砂管柱至砂面上方。
所述保护套3与循环短节2采用间隙配合，配合间隙0.05-0.1mm。
所述循环短节2设计的循环孔2-1孔径为5mm,沿周向和轴向均匀布列。
所述与隔离管柱29接触的外锥面24-3上设置有倒角24-1，便于管柱上下活动时避免刮伤密封件上端面。
所述密封件24采用添加石墨成分的高耐磨氟橡胶制成。
所述密封件24共安装2个。
自封防砂循环短节组件31与冲砂管柱连接后，由于其***片阀6的封堵作用，冲砂介质不能通过井口冲砂管柱注入，只能从环空注入，然后从该工具循环孔进入下部冲砂管柱，实现冲砂。从而，实现冲砂过程接单根不停泵连续作业。需要从井口上部油管直接灌注冲砂时，可以关闭循环孔2-1，蹩压击穿***片阀6阀片使上下管柱连通。可以从井口上部油管直接灌注冲砂，需要蹩压剪断剪销9关闭循环孔2-1，继续蹩压击穿***片阀6阀片使上下管柱连通。
密封短节组件32与冲砂管柱连接后，由于其密封件24外锥面24-1与隔离管柱29内表面贴合密封，流体不能经过冲砂管柱与隔离管柱29之间的环空上下流动。密封件24采用添加石墨成分的高耐磨氟橡胶制成，具有耐高温耐磨效果。密封件24设计有外台阶24-5、内台阶24-4、喇叭口24-2、外锥面24-3。外台阶24-5、内台阶24-4用于固定环23、25、26、27的配合，外锥面24-3为与隔离管柱29密封的密封锥面。喇叭口24-2的设计为密封件提供挤压余量。外锥面24-3与上端面之间倒角24-1便于管柱上下活动时避免刮伤密封件上端面。该工具与冲砂管柱连接后，由于其密封件的密封作用，流体不能经过冲砂管柱与隔离管柱之间的环空上下流动。
二者联合作用时，上接头1接冲砂管柱至密封井口，下接头28下端接冲砂管柱至砂面上方。首先下入隔离管柱29并坐挂在井口，然后下入冲砂管柱并将可关闭自封循环封隔工具连接在冲砂管柱上，通过其设计的自封循环短节组件、密封短节组件，实现冲砂介质不通过井口油管注入，而通过冲砂管与隔离管柱29外环空注入，接单根时无需停泵，实现连续冲砂的功能。
冲砂介质从井口注入，经可关闭自封循环封隔工具上端冲砂管柱与隔离管柱环空，由于密封短节组件的作用，介质只能经循环短节循环孔进入冲砂管柱内，由于***片阀的封隔作用，使冲砂介质只能下行，最后从冲砂头喷出，经隔离管柱29与完井管柱35环空返出井口。从而实现冲砂管柱接单根不停泵连续施工。随着冲砂管柱不断下行，当密封短节组件下深超过隔离管柱下深时，密封失效。因此，当密封短节组件快要脱离隔离管柱失去密封效果时，关闭自封循环短接组件循环口，打开循环短节自封阀，然后再接入一套冲砂装置继续施工，直到冲砂结束。
综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。
Claims (6)
1.一种可关闭自封循环封隔工具，其特征在于，包括位于上方的自封防砂循环短节组件(31)和位于下方的密封短节组件(32)，自封防砂循环短节组件和密封短节组件(32)通过套在二者外壁的连接管(30)连成一体；
自封防砂循环短节组件(31)包括上接头(1)、循环短节(2)、保护套(3)、卡簧(4)、密封圈(5)、***片阀(6)、活动套(7)、密封圈(8)、剪销(9)、上接头(1)、连接管(30)与循环短节(2)通过螺纹连接，并将通过间隙配合安装在循环短节(2)外部的保护套(3)固定，活动套(7)安装在循环短节(2)内上部，通过两组密封圈(8)实现密封，活动套(7)初始位置由剪销(9)限定，活动套(7)内部上端形成有外扩台阶，***片阀(6)安装在活动套(7)上端的外扩台阶中，通过两组密封圈(5)实现密封，***片阀(6)的顶端通过卡簧(4)固定；在循环短节(2)内壁下部设置有限位台(11)，用于剪断剪销(9)后控制活动套(7)下行行程，在限位台(11)和位于初始位置的保护套(3)下端之间的循环短节(2)本体上设计有沿轴向和周向均匀分布的循环孔(2-1)，限位台(11)挡住下行的活动套(7)时，活动套(7)下行关闭循环孔(2-1)；
密封短节组件(32)包括中心管(22)、多个固定环、多个密封件(24)和下接头(28)，连接管(30)、中心管(22)、下接头(28)之间螺纹连接，多个密封件(24)采用过盈配合套在中心管(22)上，相邻两个密封件(24)之间、连接管(30)与相邻密封件(24)之间、下接头(28)与相邻密封件(24)之间分别设置固定环，并通过上、下接头拧紧限位；密封件(24)为内部带有通孔的圆台，在圆台外壁的小直径底面端设置有外台阶(24-5)，密封件(24)内部的通孔结构为：与中心管(22)外径过盈配合的圆孔(24-6)，靠近圆台大直径底面端，圆孔(24-6)依次连接有外扩的内台阶(24-4)和喇叭口(24-2)，圆台的外锥面(24-3)为与隔离管柱(29)密封的密封锥面，喇叭口(24-2)为密封件提供挤压余量，固定环与外台阶(24-5)和内台阶(24-4)相匹配，外台阶(24-5)和内台阶(24-4)用于卡住固定环；
上接头(1)接冲砂管柱至密封井口，下接头(28)下端接冲砂管柱至砂面上方。
2.根据权利要求1所述可关闭自封循环封隔工具，其特征在于，所述保护套(3)与循环短节(2)采用间隙配合，配合间隙0.05-0.1mm。
3.根据权利要求1所述可关闭自封循环封隔工具，其特征在于，所述循环短节(2)设计的循环孔(2-1)孔径为5mm,沿周向和轴向均匀布列。
4.根据权利要求1所述可关闭自封循环封隔工具，其特征在于，所述与隔离管柱(29)接触的外锥面(24-3)上设置有倒角(24-1)，便于管柱上下活动时避免刮伤密封件上端面。
5.根据权利要求1所述可关闭自封循环封隔工具，其特征在于，所述密封件(24)采用添加石墨成分的高耐磨氟橡胶制成。
6.根据权利要求1所述可关闭自封循环封隔工具，其特征在于，所述密封件(24)共安装2个。
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