专利名称：尾管固井复合钻杆胶塞的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种尾管固井复合钻杆胶塞，属于石油天然气工业井下固井工具 的制造技术领域，用于油气田油气井等井尾管固井，用来隔离复合钻杆内的流体、清洁钻杆 内壁、实施碰压和实现控制下水泥塞长度。
背景技术：
在油气田钻井过程中，进行尾管固井时，为控制和保证下水泥塞长度，防止水泥浆 替空，在钻杆内使用钻杆胶塞隔离水泥浆和钻井液等流体，当钻杆胶塞被顶替到尾管悬挂 器位置时，与预先装在悬挂器内的空心套管胶塞复合，用复合后的组合胶塞实现水泥浆与 钻井液等流体在尾管内的隔离和最后碰压，以达到准确控制下水泥塞的长度。纵观国际国 内尾管悬挂器的胶塞碰压系统，常常由于钻杆的水眼和本体内径尺寸相差较大，既要保证 钻杆胶塞能顺利通过钻杆水眼和本体，又要保证钻杆胶塞在钻杆本体和水眼内有良好的隔 离作用，对于单一的5〃钻杆和372〃钻杆送尾管固井，要实现这些功能，难度较小，各厂家 的产品基本上都能满足现场的要求，也有少数厂家设计生产的钻杆胶塞，其通过性和隔离 效果不好，有时导致发生恶性事故。同时，由于钻杆和套管生产的壁厚有允许误差，按一定 的壁厚计算钻杆和尾管内容积，与其实际内容积有一定误差；现场施工人工计量和仪表计 量也不很准确，常常存在误差；尾管下水泥塞经常很短，其容量很小，允许替量误差很小，按 计量方式控制下水泥塞长度，存在较大的施工风险。为减小施工风险，提高施工的准确度，特别对于深井、超深井尾管固井，经常使用 复合钻杆(如5" X372〃、572〃 X5〃 X372〃等)下送尾管进行固井，由于复合钻杆的 内径由多种钻杆(2种或3种)的本体内径和水眼内径组合而成，其尺寸相差特别大，因而不 能顺利通过复合钻杆的各内径段，也不能对各内径段实现良好的密封隔离，尾管悬挂器现 场使用中下水泥塞的长度不能准确控制，固井质量佳。
发明内容本实用新型的目的是克服现有技术中钻杆胶塞存在的上述问题，提供一种尾管固 井复合钻杆胶塞，本实用新型用于复合钻杆送尾管固井时，既能顺利通过复合钻杆的各内 径段，又能对各内径段实现良好的密封隔离，以实现尾管悬挂器现场使用中下水泥塞的长 度控制，进而提高固井质量。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下一种尾管固井复合钻杆胶塞，包括胶塞芯和和胶塞芯上的胶盘，其特征在于所述 胶盘包括第一胶盘、第二胶盘、第三胶盘、第四胶盘和第五胶盘，第一胶盘和第四胶盘的规 格相同，第二胶盘、第三胶盘和第五胶盘的规格相同。所述胶塞芯包括前部锥面、与锥面成一体的柱面和与柱面连接的后部胶塞芯杆， 胶盘设置在胶塞芯杆上。所述第一胶盘的规格小于第二胶盘的规格。[0009]所述第一胶盘和第四胶盘的最大外径为75士2mm，边沿厚度为5士 1mm，第二胶盘、 第三胶盘和第五胶盘的最大外径为125 士 2mm，外缘部分的边沿厚度为4士 1mm。所述胶盘间距按胶塞褶皱时不互相重叠进行分布。采用本实用新型的优点在于一、本实用新型的胶盘包括第一胶盘、第二胶盘、第三胶盘、第四胶盘和第五胶盘， 第一胶盘和第四胶盘的规格相同，第二胶盘、第三胶盘和第五胶盘的规格相同，用于复合钻 杆送尾管固井时，既能顺利通过复合钻杆的各内径段，又能对各内径段实现良好的密封隔 离，以实现尾管悬挂器现场使用中下水泥塞的长度控制，进而提高固井质量。二、本实用新型中，胶塞芯的前部包括锥面和与锥面成一体的柱面，在钻杆内运行 时具有引导作用。三、本实用新型应用在5〃 X372〃和572〃 X5" X31//复合钻杆内，均具有良 好的密封隔离作用和通过性，能准确碰压和控制下水泥塞长度。四、本实用新型设计合理，结构简单，性能可靠，在尾管固井多次使用，隔离效果良 好，能准确控制下水泥塞长度，防止计量误差导致尾管替空，对于提高尾管固井施工质量很 有好处。五、本实用新型能顺利通过复合钻杆，与钻杆内流体运行速度一致，密封隔离良 好，碰压准确。六、本实用新型通过特殊尺寸结构的胶盘和合理的线性组合分布的5个胶盘，增 强了胶塞与复合钻杆的密封隔离效果。
图1为本实用新型结构示意图图中标记为1、胶塞芯，2、第五胶盘，3、第四胶盘，4、第三胶盘，5、第二胶盘，6、第
一胶盘。
具体实施方式
一种尾管固井复合钻杆胶塞，包括胶塞芯和和胶塞芯上的胶盘，所述胶盘包括第 一胶盘、第二胶盘、第三胶盘、第四胶盘和第五胶盘，第一胶盘和第四胶盘的规格相同，第二 胶盘、第三胶盘和第五胶盘的规格相同。本实用新型的优选实施方式为，胶塞芯包括前部锥面、与锥面成一体的柱面和与 柱面连接的后部胶塞芯杆，胶盘设置在胶塞芯杆上。本实用新型的又一优选实施方式为，第一胶盘的规格小于第二胶盘的规格。其中， 第一胶盘和第四胶盘的最大外径为75士2mm，边沿厚度为5士 1mm，第二胶盘、第三胶盘和第 五胶盘的最大外径为125 士 2mm，外缘部分的边沿厚度为4士 1mm。另外，胶盘间距按胶塞褶皱时不互相重叠进行分布。以下对本实用新型作具体说明本实用新型主要由胶塞芯和橡胶胶盘组成，胶塞芯杆与橡胶胶盘通过模压一次硫 化衬胶而成。胶塞芯的前部为锥面和柱面的组合头部，在钻杆内运行时起引导作用，同时导 入尾管悬挂器的空心套管胶塞内，并于空心套管胶塞密封；后面部分为衬胶的胶塞芯杆，其表面加工为螺纹或燕尾槽状，以固定橡胶，防止胶盘从胶塞芯杆上滑脱。胶盘通过芯部联接 部分与胶塞芯杆连接，芯部联接部分橡胶把胶盘牢牢地固定在胶塞芯杆上，并支撑胶盘；胶 盘有大小两种，大胶盘3个，小胶盘2个，从头部至尾部胶盘按小、大、大、小、大组合分布。 小胶盘最大外径为75士2mm，边沿厚度为5士 1mm，横截面收缩角为5°。大胶盘最大外径 为125士2mm，大胶盘芯部与小胶盘相同；外缘部分其边沿厚度为4士 1mm，横截面扩张角为 3° ；胶盘两部分以0 20°流线型过渡。胶盘间距按胶塞褶皱时不互相重叠进行分布。 复合钻杆胶塞芯的锥面头部，引导胶塞通过钻杆及水眼，并进入空心套管胶塞内 部。复合钻杆胶塞在大尺寸钻杆(572"、5")本体内，第二胶盘、第三胶盘和第五胶盘的 边缘部分发生部分褶皱，在其外缘特殊横截面结构张力作用下，贴在钻杆本体内壁上，对流 体起良好的密封隔离，其芯部、第一胶盘和第四胶盘的形状均不褶皱。复合钻杆胶塞在大 尺寸钻杆(572〃、5〃)的水眼和小尺寸钻杆(372〃)的本体内，第二胶盘、第三胶盘和第 五胶盘边缘部分全部褶皱，其芯部、第一胶盘和第四胶盘的边沿部分发生少量的褶皱，所有 胶盘均贴在相应的水眼和本体内壁，实现对流体的密封隔离。当复合钻杆胶塞从大尺寸钻 杆(572"、5")水眼进入其本体时，第二胶盘和第三胶盘褶皱部分，特别是外缘褶皱部分， 在胶盘外缘特殊横截面结构张力作用下，能迅速张开，第五胶盘出水眼时，第二胶盘和第三 胶盘已张开贴在本体内壁上，使胶塞尽快减速，并与钻杆内流体运行速度保持一致，起到良 好的密封隔离作用。在372〃钻杆内，第二胶盘、第三胶盘和第五胶盘外缘部分胶盘全部褶 皱，能顺利通过372"钻杆本体和水眼；第二胶盘、第三胶盘和第五胶盘的芯部和第一胶盘 和第四胶盘通过大量或少量褶皱，实现对372"钻杆本体和水眼的密封，起到对管内流体的 隔1 °
权利要求1.一种尾管固井复合钻杆胶塞，包括胶塞芯和和胶塞芯上的胶盘，其特征在于所述 胶盘包括第一胶盘、第二胶盘、第三胶盘、第四胶盘和第五胶盘，第一胶盘和第四胶盘的规 格相同，第二胶盘、第三胶盘和第五胶盘的规格相同。
2.根据权利要求1所述的尾管固井复合钻杆胶塞，其特征在于所述胶塞芯包括前部 锥面、与锥面成一体的柱面和与柱面连接的后部胶塞芯杆，胶盘设置在胶塞芯杆上。
3.根据权利要求1或2所述的尾管固井复合钻杆胶塞，其特征在于所述第一胶盘的 规格小于第二胶盘的规格。
4.根据权利要求3所述的尾管固井复合钻杆胶塞，其特征在于所述第一胶盘和第四 胶盘的最大外径为75士2mm，边沿厚度为5士 1mm，第二胶盘、第三胶盘和第五胶盘的最大外 径为125 士 2mm，外缘部分的边沿厚度为4士 1mm。
5.根据权利要求4所述的尾管固井复合钻杆胶塞，其特征在于所述胶盘间距按胶塞 褶皱时不互相重叠进行分布。
专利摘要本实用新型公开了一种尾管固井复合钻杆胶塞，包括胶塞芯和和胶塞芯上的胶盘，所述胶盘包括第一胶盘、第二胶盘、第三胶盘、第四胶盘和第五胶盘，第一胶盘和第四胶盘的规格相同，第二胶盘、第三胶盘和第五胶盘的规格相同。本实用新型用于复合钻杆送尾管固井时，既能顺利通过复合钻杆的各内径段，又能对各内径段实现良好的密封隔离，以实现尾管悬挂器现场使用中下水泥塞的长度控制，进而提高固井质量。
文档编号E21B33/134GK201924879SQ20112004800
公开日2011年8月10日 申请日期2011年2月25日 优先权日2011年2月25日
发明者先勇, 刘运楼, 唐欣, 陈玉书 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司