一种可钻式可循环的高压充填防砂工具的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种可钻式可循环的高压充填防砂工具，它包括上接头、上中心管、内中心管、外中心管、坐封机构、锁紧锚定密封机构和充填机构，上接头、上中心管、内中心管依次内套接，在内中心管外套装外中心管，所述坐封机构、锁紧锚定密封机构和充填机构依次设置在上中心管、外中心管、内中心管处，其特征在于：所述坐封机构通过反扣螺纹与锁紧锚定密封机构连接，所述锁紧锚定密封机构包括从上至下依次设置的锁套、卡瓦、锥体、胶筒保护碗、胶筒、隔环，所述锁套与卡瓦互卡；在外中心管的外壁与锥体的内壁均设置有轴向键槽，在轴向键槽内设置有键。本实用新型能安全可靠的被取出，且取出效率高。
【专利说明】-种可钻式可循环的高压充填防砂工具
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种石油开采用的充填防砂工具，特别涉及一种可钻式可循环的 高压充填防砂工具。
【背景技术】
[0002] 石油开采中，油层出砂是影响油井正常生产的常见问题。为了解决油层出砂的问 题，国内外防砂界开展了大量研究，主要分为两大类，即机械防砂方法和化学防砂方法。
[0003] 可循环高压充填是机械防砂的主要方式之一，目前，国内采用的可循环高压充填 防砂工具均为可取式的。在现场应用中，虽然可以对地层进行高压充填并对筛套环空进行 循环充填，有效地达到了防砂的目的，但是该种工具长期在井筒中使用后，水垢、铁锈、砂等 很容易致使其某些解封机构失灵，导致打捞失败，一旦打捞失败，需要大修、套铣、磨铣等才 能将其拔出，处理起来将耗费大量的人力、物力，并且容易损伤套管。 实用新型内容
[0004] 本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中存在的技术问题提供 一种可钻式可循环的高压充填防砂工具，该工具能安全可靠的被取出，且取出效率高。
[0005] 本实用新型所采用的技术方案为：一种可钻式可循环的高压充填防砂工具，它包 括上接头、上中心管、内中心管、外中心管、坐封机构、锁紧锚定密封机构和充填机构，上接 头、上中心管、内中心管依次内套接，在内中心管外套装外中心管，所述坐封机构、锁紧锚定 密封机构和充填机构依次设置在上中心管、外中心管、内中心管处，其特征在于：所述坐封 机构通过反扣螺纹与锁紧锚定密封机构连接，所述锁紧锚定密封机构包括从上至下依次设 置的锁套、卡瓦、锥体、胶筒保护碗、胶筒、隔环，所述锁套与卡瓦互卡，所述锥体通过定位销 钉固定在外中心管上；在外中心管的外壁与锥体的内壁均设置有轴向键槽，在轴向键槽设 置有键，在锁套内固定有锁簧，所述锁簧与外中心管上设置的锁齿相配置。
[0006] 按上述技术方案，所述坐封机构包括上接头、上中心管、上外套、上连接套、内中心 管、启动活塞、反洗连接套，上接头、上中心管、内中心管依次内套接，所述上外套密封套装 在上接头与上中心管外，在上外套与上接头及上中心管的外壁之间形成第一环形空间，在 上中心管的上端设有与第一环形空间连通的第一过流孔使所述的上外套构成一级液压缸； 所述上外套、上连接套、反洗连接套依次外套接，所述启动活塞套装在内中心管外并位于上 连接套的下端，所述启动活塞通过启动销钉固定在反洗连接套上，在启动活塞上端的内壁 与内中心管的外壁间设置有第二环形空间，在内中心管上设置有与第二环形空间连通的第 二过流孔使该启动活塞构成二级液压缸，在内中心管的下端连接有销钉套，在销钉套内设 置有球座，所述球座通过冲砂通道开启销钉固定在销钉套上，在球座的上端设置的锥面配 置有钢球。
[0007] 按上述技术方案，所述启动活塞的上端为台阶状，在内中心管的上端设有凹槽，在 内中心管处的凹槽处设置防撞环，该防撞环与启动活塞的上端的的台阶处配合。
[0008] 按上述技术方案，所述充填机构包括下连接套，在下连接套的下端依次连接有桥 式充填通道、弹簧座，在桥式充填通道外设置有挡砂套，在桥式充填通道与内中心管之间设 置有滑套，在滑套与弹簧座之间设置有弹簧，弹簧的两端分别与滑套和弹簧座连接，在内中 心管的下端设置有充填通道，球座能封住该内中心管的充填通道。
[0009] 按上述技术方案，弹簧座的下端内套接有下接头，下接头内套接有冲管接头，冲管 接头的上端内壁为圆锥面；在下接头的下端外周套装有筛管接头，所述筛管接头通过丢手 销钉固定在下接头上。
[0010] 本实用新型所取得的有益效果为：1、将锁套及卡瓦、锥体设置在胶筒的上端，通过 钻铣的方式解封，使本实用新型取出可靠；2、由于锁套与卡瓦互卡，卡瓦坐封时卡瓦齿卡在 套管里面，因此锁套与卡瓦也是固定的，而锥体采用键固定防周向转动，使钻铣时间短，效 率高；3、通过设置弹簧与滑套连接，在完成地层的高压充填和筛套环空的循环充填后，取出 坐封机构后，滑套在弹簧的弹力的作用下，向上运动，将桥式充填通道的充填通道关闭，有 效的避免了生产过程中砂进入油管。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1为本实用新型结构示意图。
[0012] 图2为图1中的A-A剖视图。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0014] 图1为本实用新型提供的一种实施例的结构示意图，由图1可知，它包括坐封机 构、锁紧锚定密封机构和充填机构，所述坐封机构通过反扣螺纹与锁紧锚定密封机构连接， 充填机构通过螺纹与锁紧锚定密封机构连接。
[0015] 所述坐封机构包括上接头1、上中心管4、上外套3、上连接套5、内中心管9、启动活 塞7、反洗连接套10,上接头1、上中心管4、内中心管9依次内套接，所述上外套3套装在上 接头1与上中心管4外，上外套的内壁通过通过0型密封圈2与上接头1和上中心管4密 封配置，在上外套3与上接头1及上中心管4的外壁之间形成第一环形空间，在上中心管4 的上端设有与第一环形空间连通的第一过流孔使所述的上外套构成一级液压缸；所述上外 套3、上连接套5、反洗连接套10依次外套接，所述启动活塞7套装在内中心管9外并位于 上连接套5的下端，启动活塞7的内壁和外壁通过0型密封圈与内中心管9及反洗连接套 10密封配置，所述启动活塞7通过启动销钉8固定在反洗连接套10上，启动活塞上端的内 壁、上连接套5的内壁、内中心管9的外壁间围合形成第二环形空间，在内中心管9上设置 有与第二环形空间连通的第二过流孔使该启动活塞7构成二级液压缸，在内中心管9的下 端连接有销钉套28,在销钉套28内设置有球座30,所述球座30通过冲砂通道开启销钉29 固定在销钉套28上，在球座30的上端设置的锥面配置有钢球23,球座30下部安设有挡球 杆31。
[0016] 其中，启动活塞7的上端为台阶状，在内中心管9的上端设有凹槽，在内中心管9 处的凹槽处设置防撞环6,启动活塞7的台阶处及上连接套的下端面将防撞环6卡装固定。
[0017] 所述锁紧锚定密封机构包括外中心管15,所述外中心管15通过反扣螺纹固定套 接在内中心管9外，外中心管15的外周与反洗连接套10的内周通过密封套11密封配置， 在外中心管15外位于反洗连接套10的下端依次设置有锁套12、卡瓦16、锥体17、胶筒保护 碗19、胶筒20、隔环21，在锁套12内设置有锁簧14,锁簧14通过锁簧定位销钉13固定在 锁套12上，所述锁簧14与外中心管15上设置的锁齿相配置。锥体17通过定位销钉18固 定在外中心管15上，在外中心管15的外壁与锥体17的内部均设置有轴向键槽，在该轴向 键槽内设置有键38。其中，所述密封套11、锁套12、外中心管15、卡瓦16和锥体17均采用 可钻材料加工，比如铸铁材料。
[0018] 所述充填机构包括下连接套22,在下连接套22的下端依次连接有桥式充填通道 26、弹簧座32,在桥式充填通道26外设置有挡砂套24,在桥式充填通道26与内中心管9之 间设置有滑套25,在内中心管9的下端设置有充填通道，所述球座能封住内中心管9的充填 通道，在滑套25与弹簧座32之间设置有弹簧27,弹簧27的两端分别与滑套25和弹簧座 32连接。
[0019] 在弹簧座32的下端内套接有下接头33,下接头33内套接有冲管接头36,冲管接 头36的上端内壁为圆锥面；在冲管接头36的上端圆锥面处设置钢球34,；在下接头33的 下端外周套装有筛管接头37,所述筛管接头37通过丢手销钉35固定在下接头33上。
[0020] 在实际使用本实用新型的过程中，会在筛管接头37的下端接一个防砂筛管和丝 堵，在冲管接头36的下端接一个冲管，上接头1与油管连接。投入钢球23使坐封机构内部 憋压，液体从上中心管上的第一过流孔进入第一环形空间，使上外套3对上连接套5施加作 用力，同时，液体从中心管9上设有第二过流孔进入第二环形空间，启动活塞7在液压的作 用下下行，剪断启动销钉8,启动活塞7下行，从而让出释放空间，使防撞环6下落至启动活 塞7的台阶处，从而推动上连接套5向下运动；进一步提高坐封机构内部的压力，反洗连接 套10在一级液压缸和二级液压缸的液压作用下下行，依次推动锁套12、卡瓦16、锥体17、胶 筒保护碗19、胶筒20和隔环21，此时，定位销钉18剪断，使卡瓦16坐卡、胶筒20坐封，与 此同时，锁簧14上的锁齿和外中心管15外周设置的锁齿互锁，使卡瓦16保持坐卡状态、胶 筒20保持坐封状态。
[0021] 进一步提高坐封机构内部的压力，球座30在液压的作用下下行，剪断冲砂通道开 启销钉29,让出位于桥式充填通道26上的充填通道；关闭套管阀门，对地层进行高压充填， 此时携砂液全部进入地层；高压充填完成之后，打开套管阀门，对筛套环空进行循环充填， 此时，携砂液经充填通道进入筛套环空，砂被筛管挡在筛套环空，液体则经筛管、可钻式可 循环的高压充填防砂工具的桥式通道和油套环空返至地面。
[0022] 充填完成之后，正转油管，依次带动上接头1、上中心管4、内中心管9正转，使位于 内中心管9上的反扣脱扣，上提油管，将上接头1、上中心管4、内中心管9、销钉套28、球座 30、挡球杆31、钢球34、冲管接头36和冲管起出，此时滑套25在弹簧27的弹力作用下上行， 将位于桥式充填通道26上的充填通道关闭。
[0023] 当需要取出可钻式可循环的高压充填防砂工具留井部分时，采用钻铣方式使其解 封，首先下入套铣筒，将锁套12、卡瓦16和锥体17钻除，再下入普通的可退式捞矛，捞住外 中心管15内壁，上提即可将其打捞出井。在钻铣的过程中，由于锁套12与卡瓦16互卡，卡 瓦齿卡在套管里处于固定状态，锥体17通过键38与外中心管15配置，使锥体17在钻铣过 程中能周向固定，使本实用新型取出可靠，进一步提高了钻铣效率。
【权利要求】
1. 一种可钻式可循环的高压充填防砂工具，它包括上接头、上中心管、内中心管、外中 心管、坐封机构、锁紧锚定密封机构和充填机构，上接头、上中心管、内中心管依次内套接， 在内中心管外套装外中心管，所述坐封机构、锁紧锚定密封机构和充填机构依次设置在上 中心管、外中心管、内中心管处，其特征在于：所述坐封机构通过反扣螺纹与锁紧锚定密封 机构连接，所述锁紧锚定密封机构包括从上至下依次设置的锁套、卡瓦、锥体、胶筒保护碗、 胶筒、隔环，所述锁套与卡瓦互卡，所述锥体通过定位销钉固定在外中心管上；在外中心管 的外壁与锥体的内壁均设置有轴向键槽，在轴向键槽内设置有键，在锁套内固定有锁簧，所 述锁簧与外中心管上设置的锁齿相配置。
2. 根据权利要求1所述的一种可钻式可循环的高压充填防砂工具，其特征在于所述 坐封机构包括上接头、上中心管、上外套、上连接套、内中心管、启动活塞、反洗连接套，上接 头、上中心管、内中心管依次内套接，所述上外套密封套装在上接头与上中心管外，在上外 套与上接头及上中心管的外壁之间形成第一环形空间，在上中心管的上端设有与第一环形 空间连通的第一过流孔使所述的上外套构成一级液压缸；所述上外套、上连接套、反洗连接 套依次外套接，所述启动活塞套装在内中心管外并位于上连接套的下端，所述启动活塞通 过启动销钉固定在反洗连接套上，在启动活塞上端的内壁与内中心管的外壁间设置有第二 环形空间，在内中心管上设置有与第二环形空间连通的第二过流孔使该启动活塞构成二级 液压缸，在内中心管的下端连接有销钉套，在销钉套内设置有球座，所述球座通过冲砂通道 开启销钉固定在销钉套上，在球座的上端设置的锥面配置有钢球。
3. 根据权利要求2所述的一种可钻式可循环的高压充填防砂工具，其特征在于所述启 动活塞的上端为台阶状，在内中心管的上端设有凹槽，在内中心管处的凹槽处设置防撞环， 该防撞环与启动活塞的上端的台阶处配合。
4. 根据权利要求2或3所述的可钻式可循环的高压充填防砂工具，其特征在于所述充 填机构包括下连接套，在下连接套的下端依次连接有桥式充填通道、弹簧座，在桥式充填通 道外设置有挡砂套，在桥式充填通道与内中心管之间设置有滑套，在滑套与弹簧座之间设 置有弹簧，弹簧的两端分别与滑套和弹簧座连接，在内中心管的下端设置有充填通道，球座 能封住该内中心管的充填通道。
5. 根据权利要求4所述的可钻式可循环的高压充填防砂工具，其特征在于弹簧座的下 端内套接有下接头，下接头内套接有冲管接头，冲管接头的上端内壁为圆锥面；在下接头的 下端外周套装有筛管接头，所述筛管接头通过丢手销钉固定在下接头上。
【文档编号】E21B33/1295GK203905914SQ201420217515
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】孙志扬, 罗君, 薛家海, 江建平, 汪淼, 焦阳, 孔萍, 吴圣发, 徐冠军 申请人:中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司采油工艺研究院