尾管悬挂器胶塞的制作方法

文档序号:16230981发布日期:2018-12-11 21:15阅读:518来源:国知局
尾管悬挂器胶塞的制作方法

本实用新型属于石油固井设备技术领域,更具体地说,是涉及一种尾管悬挂器胶塞。



背景技术:

液压式尾管悬挂器是石油钻探领域的一种重要固井工具,其中的球座是实现憋压操作的重要零部件,现有的液压式尾管悬挂器使用的球座,在普通使用环境下能够满足使用要求,但是在一些尺寸较大的尾管作业中,当井斜较大甚至是水平井时,由于球座位置一般位于靠近井底部位,球座位置的井斜角通常是最大的,在施工作业时经常会出现坐封球无法到达球座密封位置,造成无法憋压的事故,给后续施工造成很大困难。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种尾管悬挂器胶塞,以解决现有技术中存在的在井斜较大的施工条件下,坐封球难以到球座密封位置导致无法有效憋压的达技术问题。

为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是:提供一种尾管悬挂器胶塞,包括:用于与中心管下端连接的皮碗套筒机构、上端设于所述皮碗套筒机构下端内部且与所述皮碗套筒机构插接的支撑套筒、设于所述支撑套筒内且用于与所述支撑套筒滑动配合的内滑套、用于固定所述支撑套筒和所述内滑套的第一剪钉、贯穿所述支撑套筒上端侧壁并位于所述内滑套上端外周且外侧用于与所述皮碗套筒机构内壁在上下方向上卡接的锁紧块、与所述支撑套筒下端固接且套装于所述内滑套外周并与所述内滑套在上下方向上滑动配合的胶塞套筒机构、设于所述胶塞套筒机构内且用于与所述胶塞套筒机构滑动配合的球座及用于固定所述胶塞套筒机构和所述球座的第二剪钉,还包括用于依次穿过所述中心管、所述皮碗套筒机构且滑动到所述内滑套中的钻杆胶塞,所述钻杆胶塞的前端设有第一卡台,所述内滑套的前端内壁上设有用于与所述第一卡台在上下方向上卡接的第二卡台;所述内滑套外侧壁上设有第三卡台,所述胶塞套筒机构内侧壁上设有用于与所述第三卡台在上下方向上卡接的第四卡台;所述胶塞套筒机构下端面封闭,所述胶塞套筒机构内部设有胶塞空腔,所述胶塞空腔下端设有用于容纳所述球座且与所述胶塞空腔连通的花篮空腔,所述胶塞套筒机构下端部侧壁上设有用于与所述花篮空腔连通的导流通槽,所述球座内设有沿上下方向贯通的导流通孔,所述导流通槽的上端面与所述花篮空腔底端面的间距大于所述球座在上下方向上的长度。

进一步地,所述导流通槽围绕所述花篮空腔的中轴设有四个,所述导流通槽为条形槽,且所述导流通槽的长轴平行于上下方向。

进一步地,所述胶塞套筒机构包括胶塞本体、套装于所述胶塞本体外周且上端与所述支撑套筒下端抵接的第一皮碗、套设于所述第一皮碗上的护环及套设于所述胶塞本体外周且与所述第一皮碗下端抵接的皮碗固定套;所述皮碗固定套和所述胶塞本体之间通过螺纹结构连接,所述皮碗固定套上还设有贯穿所述皮碗固定套侧壁且内端与所述胶塞本体抵接的紧钉;所述胶塞空腔及所述花篮空腔均设于所述胶塞本体内;所述第三卡台设于所述胶塞空腔内。

进一步地,所述胶塞本体外周设有位于所述皮碗固定套下方的第一卡环容纳槽,所述第一卡环容纳槽内设有第一卡环;所述第二剪钉位于所述第一卡环容纳槽下方;所述球座外周设有沿所述球座轴向分布的多个第一密封环槽,所述第一密封环槽内设有用于与所述胶塞空腔内壁抵接的第一密封环。

进一步地,所述内滑套下端外周设有第二密封环槽,所述第二密封环槽内设有用于与所述胶塞本体内壁抵接的第二密封环;所述第二密封环槽位于所述第三卡台下方。

进一步地,所述支撑套筒包括上筒体及位于所述上筒体下方的下筒体,所述下筒体的外径大于所述上筒体的外径;所述上筒体侧壁上设有用于容纳所述锁紧块的锁紧通孔;所述下筒体内侧设有用于容纳所述胶塞本体上端部的胶塞容纳环槽,且所述胶塞容纳环槽与所述胶塞本体之间通过螺纹连接件固定;所述第一皮碗的上端与所述下筒体的下端抵接。

进一步地,所述内滑套的外壁上设有第二卡环容纳槽,所述第二卡环容纳槽内设有用于与所述支撑套筒内壁抵接的第二卡环;所述内滑套上端设有第三密封环槽,所述第三密封环槽内设有用于与所述皮碗套筒机构内壁抵接的第三密封环,所述第三密封环位于所述支撑套筒上方。

进一步地,所述锁紧块的外壁上设有向外开口的梯形的锁紧槽,所述锁紧槽开口的宽度大于所述锁紧槽槽底的宽度,所述皮碗套筒机构的内壁上设有用于与所述锁紧槽卡接配合的梯形的锁紧凸起;所述第一剪钉位于所述锁紧块下方。

进一步地,所述锁紧块的外周设有两个沿上下方向间隔分布的梯形凸起,两个所述梯形凸起之间形成所述锁紧槽;所述皮碗套筒机构内设有用于分别容纳所述梯形凸起的梯形凹槽,两个所述梯形凹槽之间形成所述锁紧凸起。

进一步地,所述皮碗套筒机构包括用于与所述中心管下端螺纹连接的接箍、用于与所述接箍下端螺纹连接的连接管、套装于所述连接管外周且上端与所述接箍下端抵接的隔环、套装于所述连接管外周且用于所述隔环下端抵接的第二皮碗及套设于所述连接管外周且用于与所述第二皮碗下端抵接的皮碗护套;所述连接管下端外壁设有用于与所述皮碗护套下端抵接的定位凸台;所述连接管的内壁在上下方向与所述锁紧块卡接;所述连接管的下端内侧设有用于与所述支撑套筒上端插接配合的环形插槽。

本实用新型提供的尾管悬挂器胶塞的有益效果在于:与现有技术相比,本实用新型尾管悬挂器胶塞,在完井作业中管串下入到位后,从井口投入坐封球,坐封球从中心管依次经过皮碗套筒机构、内滑套,并最终到达在球座位置,随后井口注入水泥浆加压,剪切力剪断剪断悬挂器液缸上的剪切销钉,同时推动卡瓦上行以坐挂悬挂器;判断坐挂成功后继续加压,剪切力剪断第二剪钉,坐封球与球座一起下落到花篮空腔内,在被胶塞套筒机构的底端卡住后,导流通槽与花篮空腔连通,进而使尾管悬挂器胶塞内再一次形成泥浆循环通道,同时开泵循环,注入水泥浆,然后从井口水泥头内释放钻杆胶塞以顶替泥浆,当钻杆胶塞下落至内滑套中并与内滑套卡接后,起压剪断第一剪钉,推动钻杆胶塞和内滑套同时下移,内滑套下移到一定位置后锁紧块内端不被内滑套阻挡而释放锁紧块,锁紧块回缩,然后继续顶替,胶塞套筒机构连同支撑套筒一起从皮碗套筒机构上脱落,与钻杆胶塞一起下行,至管串底部胶塞座位置后碰压,完成整个工作过程。本实用新型提供的尾管悬挂器胶塞,通过将球座设置于胶塞套筒机构内靠近悬挂器的位置,能有效减少坐封球的下落距离,投球后能在更短的时间内使坐封球坐落在球座上,坐封球能更加容易的落入球座密封位置,使得坐封球憋压操作更加可靠,有效提高悬挂器在大斜度井施工条件下的坐挂成功率;在内滑套外周设置能够与皮碗套筒机构卡接的锁紧块,在坐封球憋压的时候内滑套不发生位移,防止胶塞套筒机构提前脱落,进而保证后续钻杆胶塞能够有效的与内滑套配合进行憋压,以使胶塞套筒机构在坐挂后能有效脱落。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例,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为本实用新型实施例提供的尾管悬挂器胶塞的使用状态示意图一;

图2为图1的A部放大图;

图3为图1的B部放大图;

图4为图1的局部放大图一;

图5为图1的局部放大图二;

图6为本实用新型实施例提供的尾管悬挂器胶塞的使用状态示意图二;

图7为本实用新型实施例提供的尾管悬挂器胶塞的使用状态示意图三;

图8为本实用新型实施例提供的尾管悬挂器胶塞的使用状态示意图四;

图9为本实用新型实施例提供的尾管悬挂器胶塞的使用状态示意图五;

图10为图8的C部放大图。

其中,图中各附图标记:

1-中心管;2-皮碗套筒机构;201-接箍;202-连接管;203-隔环;204-第二皮碗;205-皮碗护套;206-定位凸台;3-支撑套筒;301-上筒体;302-下筒体;4-内滑套;5-第一剪钉;6-锁紧块;7-胶塞套筒机构;701-胶塞本体;702-第一皮碗;703-护环;704-皮碗固定套;705-紧钉;8-球座;9-第二剪钉;10-钻杆胶塞;11-第一卡台;12-第二卡台;13-第三卡台;14-第四卡台;15-胶塞空腔;16-花篮空腔;17-导流通槽;18-导流通孔;19-坐封球;20-第一卡环容纳槽;21-第一卡环;22-第一密封环槽;23-第一密封环;24-第二密封环槽;25-第二密封环;26-锁紧通孔;28-第二卡环容纳槽;29-第二卡环;30-第三密封环槽;31-第三密封环;32-锁紧槽;33-锁紧凸起;34-梯形凸起;35-梯形凹槽;36-三卡环容纳槽;37-第三卡环

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图10,现对本实用新型提供的尾管悬挂器胶塞进行说明。所述尾管悬挂器胶塞,包括用于与中心管1下端连接的皮碗套筒机构2、上端设于皮碗套筒机构2下端内部且与皮碗套筒机构2插接的支撑套筒3、设于支撑套筒3内且用于与支撑套筒3滑动配合的内滑套4、用于固定支撑套筒3和内滑套4的第一剪钉5、贯穿支撑套筒3上端侧壁并位于内滑套4上端外周且外侧用于与皮碗套筒机构2内壁在上下方向上卡接的锁紧块6、与支撑套筒3下端固接且套装于内滑套4外周并与内滑套4在上下方向上滑动配合的胶塞套筒机构7、设于胶塞套筒机构7内且用于与胶塞套筒机构7滑动配合的球座8及用于固定胶塞套筒机构7和球座8的第二剪钉9,还包括用于依次穿过中心管1、皮碗套筒机构2且滑动到内滑套4中的钻杆胶塞10,钻杆胶塞10的前端设有第一卡台11,内滑套4的前端内壁上设有用于与第一卡台11在上下方向上卡接的第二卡台12;内滑套4外侧壁上设有第三卡台12,胶塞套筒机构7内侧壁上设有用于与第三卡台13在上下方向上卡接的第四卡台14;胶塞套筒机构7下端面封闭,胶塞套筒机构7内部设有胶塞空腔15,胶塞空腔15下端设有用于容纳球座8且与胶塞空腔15连通的花篮空腔16,胶塞套筒机构7下端部侧壁上设有用于与花篮空腔16连通的导流通槽17,球座8内设有沿上下方向贯通的导流通孔18,导流通槽17的上端面与花篮空腔16底端面的间距大于球座8在上下方向上的长度。

尾管悬挂器胶塞与悬挂器顶端开口处连接,导流通孔18能在憋压之前与导流通槽17形成能够使泥浆流通的侧向流道。

本实用新型提供的尾管悬挂器胶塞,与现有技术相比,在完井作业中管串下入到位后,从井口投入坐封球19,坐封球19从中心管依次经过皮碗套筒机构2、内滑套4,并最终到达在球座8位置,随后井口注入泥浆加压,剪切力剪断剪断悬挂器液缸上的剪切销钉,同时推动卡瓦上行以坐挂悬挂器;判断坐挂成功后继续加压,剪切力剪断第二剪钉9,坐封球19与球座8一起下落到花篮空腔16内,在被胶塞套筒机构7的底端卡住后,导流通槽17与花篮空腔16连通,进而使尾管悬挂器胶塞内再一次形成泥浆循环通道,同时开泵循环,注入水泥浆,然后从井口水泥头内释放钻杆胶塞10以顶替水泥浆,当钻杆胶塞10下落至内滑套4中并与内滑套4卡接后,起压剪断第一剪钉5,推动钻杆胶塞10和内滑套4同时下移,内滑套4下移到一定位置后锁紧块6内端不被内滑套4阻挡而释放锁紧块6,锁紧块6回缩,同时内滑套4被第四卡台14卡住,然后继续顶替,胶塞套筒机构7连同支撑套筒3一起从皮碗套筒机构2上脱落,与钻杆胶塞10一起下行,至管串底部胶塞座位置后碰压,完成整个工作过程。本实用新型提供的尾管悬挂器,通过将球座8设置于胶塞套筒机构7内靠近悬挂器的位置,能有效减少坐封球19的下落距离,投球后能在更短的时间内使坐封球19坐落在球座8上,坐封球19能更加容易的落入球座8密封位置,使得坐封球19憋压操作更加可靠,有效提高悬挂器在大斜度井施工条件下的坐挂成功率,能够有效解决大尺寸尾管悬挂器的球座在大斜度井及水平井施工时球座密封不可靠的问题;在内滑套4外周设置能够与皮碗套筒机构2卡接的锁紧块6,在坐封球19憋压的时候内滑套4不发生位移,防止胶塞套筒机构7提前脱落,进而保证后续钻杆胶塞10能够有效的与内滑套4配合进行憋压,以使胶塞套筒机构7在坐挂后能有效脱落。

进一步地,请一并参阅图1、图5至图9,作为本实用新型提供的尾管悬挂器胶塞的一种具体实施方式,为保证球座8落到花篮空腔16后能建立顺畅的流通通道,导流通槽17围绕花篮空腔16的中轴设有四个,导流通槽17为条形槽,且导流通槽17的长轴平行于上下方向。

进一步地,请参阅图1至图10,作为本实用新型提供的尾管悬挂器胶塞的一种具体实施方式,胶塞套筒机构7包括胶塞本体701、套装于胶塞本体701外周且上端与支撑套筒3下端抵接的第一皮碗702、套设于第一皮碗702上的护环703及套设于胶塞本体701外周且与第一皮碗702下端抵接的皮碗固定套704;皮碗固定套704和胶塞本体701之间通过螺纹结构连接,皮碗固定套704上还设有贯穿皮碗固定套704侧壁且内端与胶塞本体701抵接的紧钉705;胶塞空腔15及花篮空腔16均设于胶塞本体701内;第三卡台13设于胶塞空腔15内。胶塞套筒机构7整体结构简单,且使用强度高。

进一步地,参阅图1、图5至图9,作为本实用新型提供的尾管悬挂器胶塞的一种具体实施方式,胶塞本体701外周设有位于皮碗固定套704下方的第一卡环容纳槽20,第一卡环容纳槽20内设有第一卡环21;第二剪钉9位于第一卡环容纳槽20下方,且第二剪钉9的中轴垂直于胶塞本体701的中轴,以使第二剪钉9能获得最大的剪切应力;球座8外周设有沿球座8轴向分布的多个第一密封环槽22,第一密封环槽22内设有用于与胶塞空腔15内壁抵接的第一密封环23。第一卡环21用于与悬挂器配合,防止悬挂器连插接到位后胶塞套筒机构7发生向上回退的现象,保证与悬挂器之间连接的可靠性。第一密封环23使球座8与胶塞本体701之间相对密封,仅在指定流通位置使泥浆通过,使用稳定性好。

进一步地,请参阅图1图3、图6至图9,作为本实用新型提供的尾管悬挂器胶塞的一种具体实施方式,内滑套4下端外周设有第二密封环槽24,第二密封环槽24内设有用于与胶塞本体701内壁抵接的第二密封环25;第二密封环槽24位于第三卡台13下方。第二密封环25使内滑套4与胶塞本体701之间相对密封,仅在指定流通位置使泥浆通过,使用稳定性好。

进一步地,请参阅图1、图2、图4、图6至图9,作为本实用新型提供的尾管悬挂器胶塞的一种具体实施方式,支撑套筒3包括上筒体301及位于上筒体301下方的下筒体302,下筒体302的外径大于上筒体301的外径;上筒体301侧壁上设有用于容纳锁紧块的锁紧通孔26;下筒体302内侧设有用于容纳胶塞本体701上端部的胶塞容纳环槽,且胶塞容纳环槽与胶塞本体701之间通过螺纹连接件固定;第一皮碗702的上端与下筒体302的下端抵接。支撑套筒3主要起到连接皮碗套筒机构2和胶塞套筒机构7的作用,其与胶塞套筒机构7之间固定连接,且与皮碗套筒机构2之间插接,同时还对锁紧块6具有导向作用,一旦锁紧块6沿支撑套筒3所导向的预设路径被释放,则支撑套筒3和胶塞套筒机构7共同脱离皮碗套筒机构2,支撑套筒3结构简单紧凑,起到承上启下的作用,能使最终的脱落有效进行。

进一步地,参阅图1、图2、图4、图6至图9,作为本实用新型提供的尾管悬挂器胶塞的一种具体实施方式,内滑套4的外壁上设有第二卡环容纳槽28,第二卡环容纳槽28内设有用于与支撑套筒3内壁抵接的第二卡环29;内滑套4上端设有第三密封环槽30,第三密封环槽30内设有用于与皮碗套筒机构2内壁抵接的第三密封环31,第三密封环31位于支撑套筒3上方。第二卡环29本身具有弹性,其在支撑套筒3内侧的时候处于被挤压的状态,胶塞本体701顶端设有用于容纳在自然状态下的第二卡环29的卡环容置槽,当内滑套4下行至指定位置后,第二卡环29被释放至胶塞本体701的卡环容置槽,第二卡环29的上端面能与卡环容置槽的上侧壁抵接,进而防止内滑套4回退。第三密封环槽30使内滑套4与皮碗套筒机构2之间相对密封,仅在指定流通位置使泥浆通过,使用稳定性好。

进一步地,请参阅图1、图2、图4、图6至图9,作为本实用新型提供的尾管悬挂器胶塞的一种具体实施方式,锁紧块6的外壁上设有向外开口的梯形的锁紧槽32,锁紧槽32开口的宽度大于锁紧槽32槽底的宽度,皮碗套筒机构2的内壁上设有用于与锁紧槽32卡接配合的梯形的锁紧凸起33;第一剪钉5位于锁紧块6下方。通过锁紧槽32和锁紧凸起33配合,使锁紧块6能有效在上下方向上与皮碗套筒机构2卡接,且只能沿皮碗套筒机构2的径向回退,使用稳定性好。

进一步地,请参阅图1、图2、图4、图6至图9,作为本实用新型提供的尾管悬挂器胶塞的一种具体实施方式,为进一步提高卡接的稳定性,提高卡接的接触面积,锁紧块6的外周设有两个沿上下方向间隔分布的梯形凸起34,两个梯形凸起34之间形成锁紧槽32;皮碗套筒机构2内设有用于分别容纳梯形凸起34的梯形凹槽35,两个梯形凹槽35之间形成锁紧凸起33。

进一步地,请参阅图1、图2、图4、图6至图9,作为本实用新型提供的尾管悬挂器胶塞的一种具体实施方式,皮碗套筒机构2包括用于与中心管1下端螺纹连接的接箍201、用于与接箍201下端螺纹连接的连接管202、套装于连接管202外周且上端与接箍201下端抵接的隔环203、套装于连接管202外周且用于隔环203下端抵接的第二皮碗204及套设于连接管202外周且用于与第二皮碗204下端抵接的皮碗护套205;连接管202下端外壁设有用于与皮碗护套205下端抵接的定位凸台206;连接管202的内壁在上下方向与锁紧块6卡接;连接管202的下端内侧设有用于与支撑套筒3上端插接配合的环形插槽。皮碗套筒机构2整体结构简单,且使用强度高。第二皮碗204用于与悬挂器本体之间形成密封,使用可靠性更好。

进一步地,作为本实用新型提供的尾管悬挂器胶塞的一种具体实施方式,钻杆胶塞10的刚性支撑构件、球座8均为铝合金构件,可钻性很高,坐封球19为铜球。

进一步地,请参阅图10,作为本实用新型提供的尾管悬挂器胶塞的一种具体实施方式,钻杆胶塞10的前端外周设有第三卡环容纳槽36,第三卡环容纳槽36内设有上端面用于与内滑套4下端面抵接的第三卡环37,第三卡环37可以弹性收缩,以防止钻杆胶塞10在通过第一卡台11和第二卡台12与内滑套7卡接到位后发生向上的回退现象。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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