CN111852368A - 一种坐封装置和包含其的管串 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种坐封装置和包含其的管串，该坐封装置包括本体；套设在本体的外壁上的套筒，在套筒的外壁上周向间隔式设置有容纳槽；能嵌设在容纳槽中的坐封挡块；能限定坐封挡块的位置的锁定组件，其中，锁定组件能将坐封挡块限定在容纳槽中而在解除限定后坐封挡块能相对于容纳槽径向突出，该坐封装置具有锁定组件，其能保证在上提提拉管判断丢手是否成功过程中，该坐封装置的坐封挡块处于锁定状态，从而不会激活封隔器提前坐封，而当丢手判断结束后，才能解锁锁定组件以解除对坐封挡块的限定，从而保证在固井结束后封隔器可顺利坐封。

Description

一种坐封装置和包含其的管串

技术领域

本发明涉及油气井施工技术领域，具体涉及一种坐封装置和包含其的管串。

背景技术

在油气井施工技术领域中，封隔器是固完井现场作业的常用工具，主要用于封隔管柱与套管之间的环空，防止后期固井水泥失效造成的环空气窜的现象。

在使用过程中，封隔器与尾管悬挂器配合使用。通常，封隔器坐封是在悬挂器坐挂并完成固井作业后进行。而悬挂器坐挂后会验证丢手成功与否。在验证过程中，需要上提整个管串通过悬重验证是否丢手。现有技术中，在上提管串过程中经常发生封隔器在固井前提前坐封，造成环空封闭无法实现固井作业。

由此，发明一种坐封装置和包含其的管串以避免封隔器提前坐封是亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种坐封装置和包含其的管串。该坐封装置具有锁定组件，其能保证在上提提拉管判断丢手是否成功过程中，该坐封装置的坐封挡块处于锁定状态，从而不会激活封隔器提前坐封。而当丢手判断结束后，才能解锁锁定组件以解除对坐封挡块的限定，从而保证在固井结束后封隔器可顺利坐封。通过该坐封装置能效保证丢手判断的安全性，从而使得该坐封装置尤其适用于海洋平台固井作业等由于外界因素使管柱上下浮动过大造成封隔器提前坐封的情况以及轻尾管丢手作业判断。

根据本发明的一方面，提出了一种坐封装置，包括：

筒状的本体，

套设在本体的外壁上的套筒，在套筒的外壁上周向间隔式设置有容纳槽，

能嵌设在容纳槽中的坐封挡块，

能限定坐封挡块的位置的锁定组件，其中，锁定组件能将坐封挡块限定在容纳槽中而在解除限定后坐封挡块能相对于容纳槽径向突出。

在一个实施例中，锁定组件具有：

套设在本体的下端外壁上的锁定筒，锁定筒的上端周向间隔式设置锁定肋，

设置在坐封挡块上的能与锁定肋匹配式连接的燕尾槽，

其中，锁定筒能相对于本体轴向运动以使得锁定肋脱出燕尾槽。

在一个实施例中，锁定筒与本体选择性连接，锁定筒的内壁上构造第一台阶面以与设置在本体的外壁上的第二台阶面之间形成液腔，并在本体的壁上设置有能连通液腔与本体的内腔的传压孔。

在一个实施例中，在锁定筒的下端套设有卡簧套，并在锁定筒与卡簧套之间设置有卡簧，在本体的外壁上设置有能与卡簧配合的卡簧槽。

在一个实施例中，在坐封挡块与本体之间设置能在解除对坐封挡块的限定后推动其径向移动的弹性件。

在一个实施例中，坐封挡块上设置从内到外的通孔，弹性件能在通孔中延伸并嵌入到本体的壁内，在通孔的外侧开口封堵式设置螺钉。

在一个实施例中，在容纳槽的开口的上下两端设置轴线相对式延伸的第一延伸部，在坐封挡块的上下两端设置能与第一延伸部卡接的第二延伸部。

在一个实施例中，坐封挡块的外壁面与上端面之间通过斜面连接。

在一个实施例中，在本体的下端设置筒状的下接头。

根据本发明的另一方面，提供一种管串，包括：

回接筒，

设置在回接筒的下端的封隔器，

设置在封隔器下端的悬挂器，

能延伸到回接筒的内腔中的提拉管，

能设置在回接筒的内腔中并连接于提拉管的下端的上述的坐封装置，

设置在坐封装置的下接头的下端的丢手，

丢手能与封隔器选择性连接。

与现有技术相比，本发明的优点在于，坐封装置具有锁定组件，其能保证在上提提拉管判断丢手是否成功过程中，该坐封装置的坐封挡块处于锁定状态，从而不会激活封隔器提前坐封。而当丢手判断结束后，才能解锁锁定组件以解除对坐封挡块的限定，从而保证在固井结束后封隔器可顺利坐封。通过该坐封装置能效保证丢手判断的安全性，从而使得该坐封装置尤其适用于海洋平台固井作业等由于外界因素使管柱上下浮动过大造成封隔器提前坐封的情况以及轻尾管丢手作业判断。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：

图1显示了根据本发明的一个实施例的第一状态的坐封装置；

图2为来自图1的A-A剖；

图3显示了根据本本发明的一个实施例的锁定筒的立体图；

图4显示了根据本本发明的一个实施例的坐封挡块的立体图；

图5显示了根据本发明的一个实施例的第二状态的坐封装置；

图6显示了根据本本发明的一个实施例的入井状态的管串；

图7显示了根据本本发明的一个实施例的悬挂器坐挂状态的管串；

图8显示了根据本本发明的一个实施例的判断丢手状态的管串；

图9显示了根据本本发明的一个实施例的促动封隔器坐封状态的管串；

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步说明。

图1显示了根据本发明的一个实施例的坐封装置。如图1所示，坐封装置100包括本体1、套筒2、坐封挡块3和锁定组件。其中，本体1为筒状，主要起到支撑和连接作用。套筒2套设在本体1的外壁上。在套筒2的外壁上周向间隔式设置有容纳槽21。坐封挡块3嵌设在容纳槽21中，用于在需要封隔器300坐封时，卡接在回接筒200的上端面上以促动回接筒200移动使得封隔器300坐封。锁定组件设置在本体1的外壁上，在该锁定组件锁定过程中，坐封挡块3相对于容纳槽21的位置不动，而在解除锁定的过程中，坐封挡块3能相对于容纳槽21径向突出。

通过设置锁定组件，在验证丢手过程中，可以使得坐封挡块3保持锁定状态。只有丢手成功后，在需要封隔器300进行坐封的时候，才解除锁定组件的锁定，以使得坐封挡块3被解除限定，而相对于容纳槽21径向突出运动。由此，该坐封装置100通过锁定组件能主动控制坐封挡块3的位置，避免验证丢手中坐封挡块3径向突出进而使得封隔器提前坐封的问题。并且，在这种结构中，坐封装置100能提出回接筒200，大大增加了丢手验证的上提距离，降低了固井作业风险。

在一个实施例中，锁定组件具有锁定筒4。锁定筒4套设在本体1的下端外壁上，自身为筒状。并且，锁定筒4的上端周向间隔式设置锁定肋41，如图3所示。同时，在坐封挡块3上设置周向贯穿的燕尾槽31，如图2所示。锁定肋41轴向向上延伸，穿过容纳槽21的下端面而与燕尾槽31配合实现卡接。这种卡接方式能非常牢固限定坐封挡块3的位置。

锁定筒4能相对于本体1轴向运动，以使得锁定肋41脱出燕尾槽31，从而解除对坐封挡块3的限定。结构上，锁定筒4的内壁上构造第一台阶面42。同时本体1的外壁上构造第二台阶面11。在锁定筒4套设在本体1的外壁上后，在第一台阶面42与第二台阶面11之间形成液腔43。另外，在本体1的壁上设置有传压孔12，其能连通液腔43与本体1的内腔。另外，通过设置剪切销钉7而将锁定筒4选择性设置在本体1上。上述设置使得在向本体1的内腔中泵送压力液的时候，液体通过传压孔12进入到液腔43中。压力作用到第一台阶面42上，当压力达到剪切销钉7的剪切压力后，该剪切销钉7被剪断。之后，液压力促动锁定筒4轴向向下移动，直到锁定肋41脱出燕尾槽31而解除对坐封挡块3的锁定。上述设置通过液压力的方式促动锁定筒4运动，而解除了锁定组件的锁定，结构简单，易于实现。

在锁定筒4的下端套设有卡簧套5。在锁定筒4与卡簧套5之间设置有卡簧6。同时，在本体1的外壁上设置有能与卡簧6配合的卡簧槽13。在锁定筒4轴向向下运动过程中，卡簧套5和卡簧6跟随其向下运动，直至卡簧6运动到卡簧槽13处并与其配合，而限定锁定筒4进一步下移，此时，锁定肋41已经完全脱出燕尾槽31。这种设置能限定锁定筒4的位置，保证了后续坐封安全。

在坐封挡块3与本体1之间设置弹性件9，如图2所示。在解除对坐封挡块3的限定后，该弹性件9促动坐封挡块3径向移动，如图5所示。具体地，坐封挡块3的周向两侧上分别设置从内到外的通孔33。例如为弹簧的弹性件9放入通孔33后，延伸到并嵌入到本体1的壁内。在通孔33的外侧开口封堵式设置螺钉10。在锁定筒4与坐封挡块3锁定状态下，弹簧受压缩。而在解锁坐封挡块3后，在弹簧的弹力作用下，能促动坐封挡块3径向向外运动。为了保证力的均匀性，进而保证坐封挡块3的运动稳定性，在周向上设置三个坐封挡块3，在各坐封挡块3的周向两侧均设置有通孔33。例如，在坐封挡块3上设有四个通孔33，如图4所示。

在一个实施例中，在容纳槽21的开口的上下两端设置轴线相对式延伸的第一延伸部22。同时，在坐封挡块3的上下两端设置能与第一延伸部22卡接的第二延伸部32。在受到弹簧力使得坐封挡块3径向运动时，第一延伸部22与第二延伸部32卡接，从而限定了坐封挡块3的位置，避免其由容纳槽21内脱出。优选地，坐封挡块3的外壁面与上端面之间通过斜面连接。这种设置一方面能保证坐封挡块3很容易地安装到容纳槽21内，另一方面能保证坐封挡块3相对于容纳槽21径向运动，避免第一延伸部22卡住坐封挡块3的主体部分而使得坐封挡块3不能径向脱出的问题。

另外，在本体1的下端设置筒状的下接头8，用于连接丢手装置600。

本申请还涉及管串900。如图6所示，管串900包括回接筒200、设置在回接筒200的下端的封隔器300、设置在封隔器300下端的悬挂器400、能延伸到回接筒200的内腔中的提拉管500、上述的坐封装置100和丢手装置600。其中，坐封装置100能设置在回接筒200的内腔中，并连接于提拉管500的下端。丢手装置600的上端与坐封装置100的下接头8连接，下端与封隔器300选择性连接。

在使用过程中，先将管串900送入到井筒中，如图6所示。

然后，促动悬挂器400坐挂在外层套管上，如图7所示。当然，悬挂器400坐挂方式可以通过投球憋压实现。需要注意的是，在这种情况下，悬挂器400坐挂压力要小于坐封装置100的剪切销钉7的剪切压力。

接着，需要将丢手装置600与封隔器300分离实现丢手。且在丢手后需要上提提拉管500验证丢手完成。根据本发明的坐封装置100可以被提出回接筒200。并且在提出过程中，由于锁定组件的运作使得坐封挡块3不会径向突出而压回接筒200造成封隔器300提前坐封，如图8所示。由此，具有这种结构的管串900大大增加了丢手验证的上提距离，降低了固井作业风险。

再有，丢手验证结束后，将整个管串900重新放回至原位置。并通过打压方式解除坐封装置100的锁定，锁定筒4下移使得锁定肋41脱出燕尾槽31。此时坐封挡块3失去锁定，在弹簧的作用下，坐封挡块3抵在回接筒200内表面。

最后，当固井过程结束后，上提管串900直至坐封装置100被提出回接筒200。此时坐封挡块3在弹簧的作用下弹出，继续下放直至坐封挡块3压在回接筒200的上端面上，继续施加压力使封隔器300坐封，完成环空封堵及整个固井作业过程，如图9所示。

在海洋作业平台进行固井作业过程中，由于海浪作用使平台上下浮动，传统封隔器坐封装置在悬挂器丢手后可能由于管柱的上下浮动造成封隔器坐封挡块提前弹出，使封隔器提前坐封无法固井。本坐封装置100可控制坐封挡块3的运作，大大降低了封隔器300提前坐封的风险，提高了固井作业的安全性。

以上仅为本发明的优选实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种坐封装置，其特征在于，包括：

筒状的本体，

套设在所述本体的外壁上的套筒，在所述套筒的外壁上周向间隔式设置有容纳槽，

能嵌设在所述容纳槽中的坐封挡块，

能限定所述坐封挡块的位置的锁定组件，其中，所述锁定组件能将所述坐封挡块限定在所述容纳槽中而在解除限定后所述坐封挡块能相对于所述容纳槽径向突出。

2.根据权利要求1所述的坐封装置，其特征在于，所述锁定组件具有：

套设在所述本体的下端外壁上的锁定筒，所述锁定筒的上端周向间隔式设置锁定肋，

设置在所述坐封挡块上的能与所述锁定肋匹配式连接的燕尾槽，

其中，所述锁定筒能相对于所述本体轴向运动以使得所述锁定肋脱出所述燕尾槽。

3.根据权利要求2所述的坐封装置，其特征在于，所述锁定筒与所述本体选择性连接，所述锁定筒的内壁上构造第一台阶面以与设置在所述本体的外壁上的第二台阶面之间形成液腔，并在所述本体的壁上设置有能连通所述液腔与所述本体的内腔的传压孔。

4.根据权利要求2或3所述的坐封装置，其特征在于，在所述锁定筒的下端套设有卡簧套，并在所述锁定筒与所述卡簧套之间设置有卡簧，在所述本体的外壁上设置有能与所述卡簧配合的卡簧槽。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的坐封装置，其特征在于，在所述坐封挡块与所述本体之间设置能在解除对所述坐封挡块的限定后推动其径向移动的弹性件。

6.根据权利要求5所述的坐封装置，其特征在于，所述坐封挡块上设置从内到外的通孔，所述弹性件能在所述通孔中延伸并嵌入到所述本体的壁内，在所述通孔的外侧开口封堵式设置螺钉。

7.根据权利要求1到6中任一项所述的坐封装置，其特征在于，在所述容纳槽的开口的上下两端设置轴线相对式延伸的第一延伸部，在所述坐封挡块的上下两端设置能与所述第一延伸部卡接的第二延伸部。

8.根据权利要求7所述的坐封装置，其特征在于，所述坐封挡块的外壁面与上端面之间通过斜面连接。

9.根据权利要求1到8中任一项所述的坐封装置，其特征在于，在所述本体的下端设置筒状的下接头。

10.一种管串，其特征在于，包括：

回接筒，

设置在所述回接筒的下端的封隔器，

设置在所述封隔器下端的悬挂器，

能延伸到所述回接筒的内腔中的提拉管，

能设置在所述回接筒的内腔中并连接于所述提拉管的下端的根据权利要求1到9中任一项所述的坐封装置，

设置在所述坐封装置的下接头的下端的丢手，

所述丢手能与所述封隔器选择性连接。

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