CN108868689B - 清除尾管固井阻流环下部套管内水泥浆的尾管胶塞装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及尾管胶塞装置技术领域，是一种清除尾管固井阻流环下部套管内水泥浆的尾管胶塞装置，其包括胶塞芯轴、连接头、短接头、滑套、胶翼压帽、自锁环和锁环压帽；在胶塞芯轴的外壁上自上而下依次套装有至少两个的胶塞；每个胶塞均包括胶塞环和环形的胶塞翼，胶塞翼固定在胶塞环的外壁上；相邻两个胶塞环中：上方胶塞环的下部外壁与下方胶塞环的上部外壁上装有一个胶塞压环；连接头的下部内壁上设置有胶塞上内环槽。本发明结构合理而紧凑，使用方便，其可以有效的清除尾管固井作业中阻流环下端套管内的水泥浆，从而减少后期钻塞的工时，同时可以更好的保护阻流环下部套管，防止钻塞损坏套管内壁。
Description
技术领域
本发明涉及尾管胶塞装置技术领域，是一种清除尾管固井阻流环下部套管内水泥浆的尾管胶塞装置。
背景技术
目前市场现有的尾管固井工艺在碰压后，阻流环下部套管中为水泥浆，在后期钻塞过程中，钻除下部水泥塞的过程不仅需要一定的工时，同时在钻塞过程中将一定程度的损伤下部套管，将严重影响尾管固井质量。
发明内容
本发明提供了一种清除尾管固井阻流环下部套管内水泥浆的尾管胶塞装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决目前尾管固井在碰压后需要钻除阻流环下部的水泥塞，不仅费时，而且钻塞过程易损伤套管的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种清除尾管固井阻流环下部套管内水泥浆的尾管胶塞装置，包括胶塞芯轴、连接头、短接头、滑套、胶翼压帽、自锁环和锁环压帽；在胶塞芯轴的外壁上自上而下依次套装有至少两个的胶塞；每个胶塞均包括胶塞环和环形的胶塞翼，胶塞翼固定在胶塞环的外壁上；相邻两个胶塞环中：上方胶塞环的下部外壁与下方胶塞环的上部外壁上装有一个胶塞压环；连接头的下部内壁上设置有胶塞上内环槽，最上方胶塞上方的胶塞芯轴外壁与胶塞上内环槽上方的连接头内壁固定安装在一起，最上方胶塞环的上部位于胶塞上内环槽内，短接头的下部外壁上设置有滑行环槽，滑行环槽的下部外壁与连接头的上部内壁固定安装在一起，对应滑行环槽上部的的短接头上沿圆周径向分布有至少一个的流通孔，滑套的上部套装在短接头上，在滑行环槽上方的短接头与滑套之间固定安装有剪切销钉，对应流通孔上方滑套内壁上固定有滑行凸环，滑行凸环位于滑行环槽内，滑套的下部套装在连接头的上部外壁上，在短接头、滑套、滑行凸环和连接头之间形成的环形空腔内固定安装有能够轴向压缩的压缩弹簧，在流通孔上方的短接头内壁上设置有自锁上环槽；胶翼压帽的上部内壁上设置有胶塞下内环槽，最下方胶塞下方的胶塞芯轴外壁与胶塞下内环槽下方的胶翼压帽内壁固定安装在一起，最下方胶塞环的下部位于胶塞下内环槽内，在胶翼压帽的下部外壁上设置有自锁下环槽，在自锁下环槽内安装有自锁环，自锁环外壁上设置有齿尖朝上的倒齿，自锁环下方的自锁下环槽与能够将自锁环顶紧在自锁下环槽内的锁环压帽的上部内壁固定安装在一起。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述在胶塞芯轴的外壁上自上而下依次套装有至少四个至六个胶塞，在滑行环槽上方的短接头与滑套之间沿圆周径向均匀固定安装有六颗至八颗剪切销钉，对应滑行环槽上部的的短接头上沿圆周径向均匀分布有四个流通孔。
上述滑行凸环内壁上固定安装有密封圈，对应连接头的上部外壁的滑套下部内壁上固定安装有密封圈，在连接头与胶塞芯轴之间固定安装有密封圈，在胶塞芯轴与胶翼压帽之间固定安装有密封圈，自锁环上方的胶翼压帽外壁上固定安装有密封圈。
上述胶塞芯轴外壁与连接头内壁通过螺纹固定安装在一起，滑行环槽的下部外壁与连接头的上部内壁通过螺纹固定安装在一起，胶塞芯轴外壁与胶翼压帽内壁通过螺纹固定安装在一起，自锁下环槽与锁环压帽的上部内壁通过螺纹固定安装在一起。
本发明结构合理而紧凑，使用方便，其可以有效的清除尾管固井作业中阻流环下端套管内的水泥浆，从而减少后期钻塞的工时，同时可以更好的保护阻流环下部套管，防止钻塞损坏套管内壁。
附图说明
附图1为本发明最佳实施例的主视半剖视结构示意图。
附图2为本发明在碰压后，自锁环可与套管下部的阻流环形成自锁固定并且下入钻杆胶塞形成自锁后的主视半剖视结构示意图。
附图3为套管内憋压，促使滑套剪断剪切销钉，滑套推动压缩弹簧下行，露出流通孔，连通阻流环上下部，再注入一定量的隔离液，将阻流环下部的水泥浆顶替至尾管外环空的主视半剖视结构示意图。
附图4为在替除阻流环下部水泥浆后，井口开始泄压，滑套上行，形成反向密封的主视半剖视结构示意图。
附图中的编码分别为：1为胶塞芯轴，2为连接头，3为短接头，4为滑套，5为胶翼压帽，6为自锁环，7为锁环压帽，8为胶塞环，9为胶塞翼，10为胶塞压环，11为滑行环槽，12为流通孔，13为剪切销钉，14为滑行凸环，15为压缩弹簧，16为自锁上环槽，17为密封圈，18为钻杆胶塞。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
如附图1所示，该清除尾管固井阻流环下部套管内水泥浆的尾管胶塞装置包括胶塞芯轴1、连接头2、短接头3、滑套4、胶翼压帽5、自锁环6和锁环压帽7；在胶塞芯轴1的外壁上自上而下依次套装有至少两个的胶塞；每个胶塞均包括胶塞环8和环形的胶塞翼9，胶塞翼9固定在胶塞环8的外壁上；相邻两个胶塞环8中：上方胶塞环8的下部外壁与下方胶塞环8的上部外壁上装有一个胶塞压环10；连接头2的下部内壁上设置有胶塞上内环槽，最上方胶塞上方的胶塞芯轴1外壁与胶塞上内环槽上方的连接头2内壁固定安装在一起，最上方胶塞环8的上部位于胶塞上内环槽内，短接头3的下部外壁上设置有滑行环槽11，滑行环槽11的下部外壁与连接头2的上部内壁固定安装在一起，对应滑行环槽11上部的的短接头3上沿圆周径向分布有至少一个的流通孔12，滑套4的上部套装在短接头3上，在滑行环槽11上方的短接头3与滑套4之间固定安装有剪切销钉13，对应流通孔12上方滑套4内壁上固定有滑行凸环14，滑行凸环14位于滑行环槽11内，滑套4的下部套装在连接头2的上部外壁上，在短接头3、滑套4、滑行凸环14和连接头2之间形成的环形空腔内固定安装有能够轴向压缩的压缩弹簧15，在流通孔12上方的短接头3内壁上设置有自锁上环槽16；胶翼压帽5的上部内壁上设置有胶塞下内环槽，最下方胶塞下方的胶塞芯轴1外壁与胶塞下内环槽下方的胶翼压帽5内壁固定安装在一起，最下方胶塞环8的下部位于胶塞下内环槽内，在胶翼压帽5的下部外壁上设置有自锁下环槽，在自锁下环槽内安装有自锁环6，自锁环6外壁上设置有齿尖朝上的倒齿，自锁环6下方的自锁下环槽与能够将自锁环6顶紧在自锁下环槽内的锁环压帽7的上部内壁固定安装在一起。
自锁上环槽16用以与钻杆胶塞18上的自锁环配合；剪切销钉13的剪切值主要根据碰压值、滑行凸环14和滑套4下部两处的截面积差确定，并且具有一定的调节范围，一般取碰压值以上3MPa至5MPa,再根据滑行凸环14和滑套4下部两处的截面积差确定剪切销钉13的剪切值；在碰压后，自锁环6可与套管下部的阻流环形成自锁固定。
在固井后期碰压后，下入钻杆胶塞18，钻杆胶塞18上的自锁环进入自锁上环槽16形成自锁，如附图2所示，钻杆胶塞18与本发明形成复合胶塞，套管内憋压，促使滑套4剪断剪切销钉13，如附图3所示，滑套4推动压缩弹簧15下行，露出流通孔12，连通阻流环上下部，再注入一定量的隔离液，将阻流环下部的水泥浆顶替至尾管外环空，从而清除阻流环下部的水泥浆，这样既节约了后期钻塞的工时，又更好的保护了阻流环下部尾管完整性，在替除阻流环下部水泥浆后，如附图4所示，井口开始泄压，滑套4上行，形成反向密封。
本发明适用于油田尾管固井作业中，可以有效的清除尾管固井作业中阻流环下端套管内的水泥浆，从而减少后期钻塞的工时，同时可以更好的保护阻流环下部套管，防止钻塞损坏套管内壁。
可根据实际需要，对上述清除尾管固井阻流环下部套管内水泥浆的尾管胶塞装置作进一步优化或/和改进：
根据实际需要，在胶塞芯轴1的外壁上自上而下依次套装有至少四个至六个胶塞，在滑行环槽11上方的短接头3与滑套4之间沿圆周径向均匀固定安装有六颗至八颗剪切销钉13，对应滑行环槽11上部的的短接头3上沿圆周径向均匀分布有四个流通孔12。胶塞一般取四个至六个刮削效果佳；在考虑实际压力值的情况下，设置六颗至八颗剪切销钉13最为适宜；设置四个流通孔12，替浆工作进行的最为顺利。
如附图1所示，滑行凸环14内壁上固定安装有密封圈17，对应连接头2的上部外壁的滑套4下部内壁上固定安装有密封圈17，在连接头2与胶塞芯轴1之间固定安装有密封圈17，在胶塞芯轴1与胶翼压帽5之间固定安装有密封圈17，自锁环6上方的胶翼压帽5外壁上固定安装有密封圈17。滑行凸环14上的密封圈17和滑套4下部内壁上的密封圈17，能够保证在滑套4下行的工作过程中，依旧为滑套4和连接头2之间提供较为可靠的密封性，保证滑套4的顺利下行；连接头2与胶塞芯轴1之间密封圈17能够为连接头2与胶塞芯轴1之间提供有效的密封，胶塞芯轴1与胶翼压帽5之间的密封圈17能够为胶塞芯轴1与胶翼压帽5之间提供可靠的密封。
如附图1所示，胶塞芯轴1外壁与连接头2内壁通过螺纹固定安装在一起，滑行环槽11的下部外壁与连接头2的上部内壁通过螺纹固定安装在一起，胶塞芯轴1外壁与胶翼压帽5内壁通过螺纹固定安装在一起，自锁下环槽与锁环压帽7的上部内壁通过螺纹固定安装在一起。螺纹连接方便安装与拆卸。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
Claims (5)
1.一种清除尾管固井阻流环下部套管内水泥浆的尾管胶塞装置，其特征在于包括胶塞芯轴、连接头、短接头、滑套、胶翼压帽、自锁环和锁环压帽；在胶塞芯轴的外壁上自上而下依次套装有至少两个的胶塞；每个胶塞均包括胶塞环和环形的胶塞翼，胶塞翼固定在胶塞环的外壁上；相邻两个胶塞环中：上方胶塞环的下部外壁与下方胶塞环的上部外壁上装有一个胶塞压环；连接头的下部内壁上设置有胶塞上内环槽，最上方胶塞上方的胶塞芯轴外壁与胶塞上内环槽上方的连接头内壁固定安装在一起，最上方胶塞环的上部位于胶塞上内环槽内，短接头的下部外壁上设置有滑行环槽，滑行环槽的下部外壁与连接头的上部内壁固定安装在一起，对应滑行环槽上部的短接头上沿圆周径向分布有至少一个的流通孔，滑套的上部套装在短接头上，在滑行环槽上方的短接头与滑套之间固定安装有剪切销钉，对应流通孔上方滑套内壁上固定有滑行凸环，滑行凸环位于滑行环槽内，滑套的下部套装在连接头的上部外壁上，在短接头、滑套、滑行凸环和连接头之间形成的环形空腔内固定安装有能够轴向压缩的压缩弹簧，在流通孔上方的短接头内壁上设置有自锁上环槽；胶翼压帽的上部内壁上设置有胶塞下内环槽，最下方胶塞下方的胶塞芯轴外壁与胶塞下内环槽下方的胶翼压帽内壁固定安装在一起，最下方胶塞环的下部位于胶塞下内环槽内，在胶翼压帽的下部外壁上设置有自锁下环槽，在自锁下环槽内安装有自锁环，自锁环外壁上设置有齿尖朝上的倒齿，自锁环下方的自锁下环槽与能够将自锁环顶紧在自锁下环槽内的锁环压帽的上部内壁固定安装在一起。
2.根据权利要求1所述的清除尾管固井阻流环下部套管内水泥浆的尾管胶塞装置，其特征在于在胶塞芯轴的外壁上自上而下依次套装有至少四个至六个胶塞，在滑行环槽上方的短接头与滑套之间沿圆周径向均匀固定安装有六颗至八颗剪切销钉，对应滑行环槽上部的短接头上沿圆周径向均匀分布有四个流通孔。
3.根据权利要求1或2所述的清除尾管固井阻流环下部套管内水泥浆的尾管胶塞装置，其特征在于滑行凸环内壁上固定安装有密封圈，对应连接头的上部外壁的滑套下部内壁上固定安装有密封圈，在连接头与胶塞芯轴之间固定安装有密封圈，在胶塞芯轴与胶翼压帽之间固定安装有密封圈，自锁环上方的胶翼压帽外壁上固定安装有密封圈。
4.根据权利要求1或2所述的清除尾管固井阻流环下部套管内水泥浆的尾管胶塞装置，其特征在于胶塞芯轴外壁与连接头内壁通过螺纹固定安装在一起，滑行环槽的下部外壁与连接头的上部内壁通过螺纹固定安装在一起，胶塞芯轴外壁与胶翼压帽内壁通过螺纹固定安装在一起，自锁下环槽与锁环压帽的上部内壁通过螺纹固定安装在一起。
5.根据权利要求3所述的清除尾管固井阻流环下部套管内水泥浆的尾管胶塞装置，其特征在于胶塞芯轴外壁与连接头内壁通过螺纹固定安装在一起，滑行环槽的下部外壁与连接头的上部内壁通过螺纹固定安装在一起，胶塞芯轴外壁与胶翼压帽内壁通过螺纹固定安装在一起，自锁下环槽与锁环压帽的上部内壁通过螺纹固定安装在一起。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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Effective date of registration: 20201112 Address after: 100120 Beijing Xicheng District six laying Kang Applicant after: CHINA NATIONAL PETROLEUM Corp. Applicant after: CNPC Xibu Drilling Engineering Co.,Ltd. Address before: 834000 Drilling Engineering Research Institute, No. 98 Youyi Road, Karamay District, Karamay City, Xinjiang Uygur Autonomous Region Applicant before: CNPC Xibu Drilling Engineering Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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