油管内堵塞工具的制作方法

本发明涉及带压作业技术领域，尤其涉及一种油管内堵塞工具。

背景技术：

油、气井带压作业是指井筒在密封状态下进行的修井作业，作业过程压力可控、无污染且利于储层保护储层，是一种环保、无污染的作业技术。随着各油田对油层保护、环境保护的高度重视及带压作业技术的逐步完善，带压作业技术得到了快速发展，带压作业装置的种类也越来越多，例如，钢丝绳式带压作业装置、带压起下钻装置和橇装式液压带压作业装置等。带压作业时油、套环空压力主要通过防喷器组控制，油管压力主要通过机械投堵进行控制，因而需要一种油管内堵塞工具来满足堵塞需求。

目前，按投送方式上可分为水力泵送、钢丝投送、自由投送等方式；按密封方式上分为反向皮碗与管柱内壁过盈配合、机械作用压缩胶筒、井压压缩胶筒等方式；按座挂方式上分为滑块、锚瓦、座落短节以及弹簧片卡接箍缝隙等方式。

从形式上看，内堵塞工具已趋于完善，基本能够满足各种管柱结构的堵塞需要，但相关技术中的内堵塞工具存在投堵深度误差大、座挂、密封稳定性差、不可捞等缺点，还需进一步改进优化。

技术实现要素：

本发明提供一种用于带压作业的油管内堵塞工具，以解决相关技术的不足，可依靠井筒压力自行座封、锚定,同时具有可打捞功能。所述技术方案如下：

一种用于带压作业的油管内堵塞工具，包括解封销钉、上端帽、解封矛杆、胶筒压盖、第一密封圈、密封胶筒、中心管、联动柱塞、第二密封圈、胶筒涨封锥形体、胶筒涨封推环、第一连接轴、锚瓦锥形基座、锁定销钉、座封销钉、卡瓦、锥形体、锚瓦推进环、第二连接轴、变径导向头。解封矛杆穿装在中心管内，通过解封销钉固定在上端帽上。上端帽固定在中心管上，第一密封圈套装在解封矛杆上以便与中心管密封。通过套装在中心管上，胶筒压盖将密封胶筒限位在中心管上。中心管为中空管体，管体上设置第一键槽型通孔和第二键槽型通孔。联动柱塞穿装在中心管的下端内，并套装第二密封圈以便与中心管密封。联动柱塞、解封矛杆和中心管形成密封腔体。胶筒涨封锥形体套装在中心管上，上端抵靠密封胶筒，下端抵靠胶筒涨封推环。第一连接轴穿过胶筒涨封推环的通孔、第一键槽型通孔和联动柱塞的通孔，与胶筒涨封推环固定连接。胶筒涨封推环套装在中心管上，通过第一连接轴与联动柱塞连接并同步运动。联动柱塞通过座封销钉与中心管固定连接。锁定销钉穿过锚瓦锥形基座的通孔而穿装在中心管上，锚瓦锥形基座通过锁定销钉套装并固定在中心管上，座封销钉穿过中心管，穿装在联动柱塞上，限制联动柱塞与中心管相对运动。卡瓦周向布置在中心管的周围，镶嵌在锚瓦锥形基座与锥形体之间，锥形体套装在中心管上，锚瓦推进环套装在中心管上并抵靠锥形体，第二连接轴穿过锚瓦推进环的通孔、第二键槽型通孔和联动柱塞的通孔，与锚瓦推进环固定连接，变径导向头连接在中心管上。

可选地，中心管的上端和下端都是螺纹结构，上端帽通过螺纹连接在中心管上，变径导向头通过螺纹连接在中心管上。

可选地，第一连接轴，与胶筒涨封推环焊接在一起，第二连接轴与锚瓦推进环焊接在一起，锁定销钉与锚瓦锥形基座焊接在一起。

可选地，解封销钉通过螺纹旋紧在上端帽上。

可选地，锚瓦锥形基座和锥形体靠近卡瓦的一侧都设有键槽，卡瓦镶嵌在锚瓦锥形基座和锥形体的键槽上。

可选地，锚瓦锥形基座和锥形体上都设有四个梯形键槽。

可选地，卡瓦为双向卡瓦，卡瓦数量为四片。

可选地，还包括套装在卡瓦上的环形弹性部件，用于将卡瓦固定在中心管上。

可选地，座封销钉穿装在联动柱塞上的柱形凹槽内。

可选地，解封矛杆的顶部均匀设置多个单向阶梯形凹槽，便于打捞油管内堵塞工具。

可选地，根据预定的投送深度安装不同直径的座封销钉。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

在油田进行带压作业修井时，将该工具投送到油管预定深度，可依靠井筒压力自行座封、锚定，实现油管内堵塞，有效封闭、控制油管内压力，配合井口防喷器组，实现井筒压力控制，在井筒密封状态下完成修井作业。同时具有可捞功能，座封、座挂深度可调且稳定性能好，满足了带压修井作业管柱内投堵需求，具有较好的推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述的用于带压作业的油管内堵塞工具的结构示意图。

图中的附图标记分别表示：

1、解封销钉，2、上端帽，3、解封矛杆，4、胶筒压盖，5、第一密封圈，6、密封胶筒，7、中心管，8、联动柱塞，9、第二密封圈，10、胶筒涨封锥形体，11、胶筒涨封推环，12、第一连接轴，13、锚瓦锥形基座，14、锁定销钉，15、座封销钉，16卡瓦，17、环形弹性部件，18、锥形体，19、锚瓦推进环，20、第二连接轴，21、变径导向头。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供了一种用于带压作业的油管内堵塞工具，包括解封销钉1、上端帽2、解封矛杆3、胶筒压盖4、第一密封圈5、密封胶筒6、中心管7、联动柱塞8、第二密封圈9、胶筒涨封锥形体10、胶筒涨封推环11、第一连接轴12、锚瓦锥形基座13、锁定销钉14、座封销钉15、卡瓦16、锥形体18、锚瓦推进环19、第二连接轴20、变径导向头21。

其中，将解封矛杆3从中心管7的上端穿装在其内，将解封销钉1穿过上端帽2侧壁上的通孔，固定在解封销钉1上，这样通过解封销钉1将解封矛杆3固定在上端帽2上。

可选地，解封销钉1通过螺纹旋紧在上端帽2上。上端帽2固定在中心管7上。可选地，中心管7的上端是螺纹结构，上端帽2通过螺纹连接在中心管7上。第一密封圈5套装在解封矛杆3上以便与中心管7密封。胶筒压盖4和密封胶筒6套装在中心管7上，胶筒压盖4将密封胶筒6限位在中心管7上。中心管7为中空管体，在管体的中部偏下的位置上依次设置第一键槽型通孔和第二键槽型通孔，并间隔开一定的距离。

联动柱塞8从中心管7的下端穿装在其内，并套装第二密封圈9以便与中心管7密封，这样联动柱塞8、解封矛杆3和中心管7以及第一密封圈5和第二密封圈9形成一个密封腔体。胶筒涨封锥形体10套装在中心管7上，上端抵靠密封胶筒6，下端抵靠胶筒涨封推环11。将第一连接轴12穿过胶筒涨封推环11的通孔、第一键槽型通孔和联动柱塞8的通孔，与胶筒涨封推环11固定连接。胶筒涨封推环11套装在中心管7上，通过第一连接轴12与联动柱塞8连接并同步运动。联动柱塞8通过座封销钉15与中心管7固定连接。

锁定销钉14穿过锚瓦锥形基座13的通孔而穿装在中心管7上，锚瓦锥形基座13通过锁定销钉14套装并固定在中心管7上。座封销钉15穿过中心管7，穿装在联动柱塞8上，限制联动柱塞8与中心管7相对运动。

当将油管内堵塞工具下行到预定深度时，预定深度的油管内压力大于座封销钉15的剪切力与常压腔的压力之和时，联动柱塞8与中心管7发生相对位移，切断座封销钉15。可选地，座封销钉15穿装在联动柱塞8上的柱形凹槽内。

卡瓦16周向布置在中心管7的周围，镶嵌在锚瓦锥形基座13与锥形体18之间。可选地，锚瓦锥形基座13和锥形体18靠近卡瓦16的一侧都设有键槽，卡瓦16镶嵌在锚瓦锥形基座13和锥形体18的键槽上。可选地，锚瓦锥形基座13和锥形体18上都设有四个梯形键槽。

可选地，卡瓦16为双向卡瓦，卡瓦数量为四片。可选地，还包括套装在卡瓦16上的环形弹性部件17，用于将卡瓦16固定在中心管7上。例如，该环形弹性部件17可以为环形弹簧。锥形体18套装在中心管7上，锚瓦推进环19套装在中心管7上并抵靠锥形体18。第二连接轴20穿过锚瓦推进环19的通孔、第二键槽型通孔和联动柱塞8的通孔，与锚瓦推进环19固定连接。

座封销钉15剪断之后，在井压作用下，联动柱塞8继续与中心管7发生相对位移，带动胶筒涨封推环11推动胶筒涨封锥形体10，挤压密封胶筒6，实现座封。同时带动锚瓦推进环19推动锥形体18，推动双向卡瓦16发生径向位移，座挂在油管内壁上，实现座挂锚定，完成密封、锚定过程。变径导向头21连接在中心管7上。

可选地，中心管7的下端是螺纹结构，变径导向头21通过螺纹连接在中心管7上。可选地，第一连接轴12与胶筒涨封推环11焊接在一起，第二连接轴20与锚瓦推进环19焊接在一起，锁定销钉14与锚瓦锥形基座13焊接在一起以实现牢固连接。可选地，解封矛杆3的顶部均匀设置多个单向阶梯形凹槽，便于打捞油管内堵塞工具。可选地，根据预定的投送深度安装不同直径的座封销钉15。

油井作业时具体操作如下，本发明实施例提供的用于带压作业的油管内堵塞工具，根据预定的投送深度安装不同直径的座封销钉15，在采油树主阀门上连接安装堵塞工具专用投送防喷管，将该工具安装在防喷管内。打开主阀门，该工具依靠自重投入油管内。

当工具下行到预定深度时，预定深度的油管内压力大于座封销钉15的剪切力与常压腔的压力之和时(如未正常座封,可在井口采用泵车增加压力,直至工具座封)，联动柱塞8与中心管7发生相对位移，切断座封销钉15。在井压作用下，联动柱塞8继续与中心管7发生相对位移，带动胶筒涨封推环11推动胶筒涨封锥形体10，挤压密封胶筒6，实现座封，封闭工具与油管环空。同时带动锚瓦推进环19推动锥形体18，推动双向卡瓦16发生径向位移，座挂在油管内壁上，实现座挂锚定，完成密封、锚定过程。

当需要打捞解封该工具时，从井口利用钢丝绞车带震击器及专用打捞工具至工具顶部，打捞解封矛杆3，后上提钢丝震击，解封锚杆3产生向上位移，当上提及震击力大于解封销钉1的剪切力时，剪断解封销钉1，解封锚杆3继续上行，第一密封圈5离开中心管7，失去密封功能，解封矛杆3、中心管7及联动柱塞8形成的密封腔失效，联动柱塞8两侧压力平衡，其单向推力解除，座封及锚定力同时解除，同时进一步上提钢丝，在钢丝的上提作用力下，解除锚瓦锁定，解除胶筒座封，继续上提钢丝，将该工具带出地面。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本发明实施例提供的用于带压作业油管内堵塞工具，在油田进行带压作业修井时，将该工具投送到油管预定深度，依靠井压座封、锚定，实现油管内堵塞，有效封闭、控制油管内压力，座封、锚定深度可调且稳定性能好，同时具有可打捞功能，满足了带压修井作业管柱内投堵需求，具有较好的推广价值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。