一种大通径免处理井下高压暂堵装置的制作方法

[0001]
本实用新型属于油气田储层改造技术领域，尤其涉及一种大通径免处理井下高压暂堵装置。


背景技术：

[0002]
在现有技术的油、气田开发中，油气井连续油管压裂施工完成后为了实现快速投产，往往需要带压设备配合下生产管柱。而带压作业技术难度大，施工风险高，利用带压设备配合下生产管柱，往往造成其他高风险井等停，不利于油气资源的快速开发。目前，针对此情况，出现了两种基于传统桥塞形式的井下暂堵方案，一种为采用内部设置暂堵塞的可捞式桥塞，电缆座封在井筒内部暂堵井下高压，再采用常压下钻工艺正常下入生产管柱，后期下打捞钻将桥塞取出；另一种方案为采用内部设置暂堵塞的全可溶式桥塞，后期无需处理全部溶解便可实现井筒全通径。但可捞式暂堵桥塞在作业时对工具可靠性要求较高，因此施工风险较大，并且随着生产时间加长，后期捞取难度也逐渐增大，不利用后续井筒作业；全可溶式暂堵桥塞无需后期特殊处理即可保持井筒全通径，但由于目前可溶材料性能的限制，承压能力受限，中心管内径也往往较小，不利于后续施工，大量使用可溶部件受不同工况因素干扰也较大，影响施工安全。
[0003]
为此，针对目前油气井连续油管压裂施工完成后暂堵井下高压实现井口常压下生产管柱的需求，需要开发一种结构可靠、操作简单、内通径大、后期免处理的井下高压暂堵工具，从而提高油气田改造施工效率和作业安全性。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型提供了一种大通径免处理井下高压暂堵装置，目的在于提供一种结构可靠、操作简单、内通径大、后期免处理的井下暂堵装置，从而提高油气田改造施工效率和作业安全性。
[0005]
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
[0006]
一种大通径免处理井下高压暂堵装置，包括丢手机构、封卡机构、暂堵塞、支撑座和固定件；所述丢手机构下端与暂堵塞内侧壁可拆卸连接，丢手机构上部外侧壁与封卡机构上端面接触；所述支撑座套接在暂堵塞下端外侧壁并通过固定件固定；所述的封卡机构设置在丢手机构的外周，封卡机构下端连接在支撑座上部与暂堵塞之间的间隙内且与暂堵塞间通过密封件密封。
[0007]
所述的丢手机构包括丢手杆和应力棒；所述的丢手杆和应力棒上下设置，应力棒上下两端外侧壁分别与丢手杆和暂堵塞的内侧壁丝扣连接。
[0008]
所述的丢手杆是由上下两段圆柱组成的中空柱状体，上端圆柱外径大于下段圆柱外径，上端圆柱长度小于下段圆柱长度；所述的封卡机构上端面与丢手杆的上下两段圆柱的衔接处接触。
[0009]
所述的应力棒是中部开有用于拉断的环状槽的柱状体。
[0010]
所述的封卡机构包括活动套、卡瓦、锥体、第二防座剪钉、护伞、护环、胶筒和中心管；所述的活动套、卡瓦、锥体、护伞、护环和胶筒均套接在中心管外；所述的胶筒套接在中心管中部，护环、护伞、锥体和卡瓦以胶筒为中心向两侧依次对称设置；所述的锥体通过第二防座剪钉与中心管固定；所述活动套与位于上部的卡瓦接触，并通过第一防座剪钉与中心管固定；所述中心管上端与丢手机构接触，中心管下端连接在支撑座与暂堵塞之间的间隙内且与暂堵塞间通过密封圈密封。
[0011]
所述的锥体、护伞、护环和胶筒采用的是可溶材料制成。
[0012]
所述中心管的管径≥50mm且与生产用油管内径尺寸一致。
[0013]
所述的暂堵塞是由外径不同的上下两段柱状体构成的一体结构；上段柱状体为中空柱状体且其外径小于下段柱状体，上下两段柱状体衔接处设置有倾斜的接触台肩面；所述支撑座为中空柱状体，支撑座内侧壁中部设置有与所述接触台肩面匹配的凸台。
[0014]
所述的固定件采用的是启动剪钉。
[0015]
有益效果：
[0016]
(1)本实用新型通过丢手机构、封卡机构、暂堵塞、支撑座和固定件有机组合而成。丢手机构下端与暂堵塞内侧壁连接，支撑座套接在暂堵塞下端外侧壁并通过固定件固定，且支撑座上部与暂堵塞之间具有间隙；的封卡机构套接在丢手机构外周，封卡机构上端与丢手机构接触，封卡机构下端连接在支撑座上部与暂堵塞之间的间隙内且与暂堵塞间密封。本实用新型使用了简单的工具结构，实现了井筒高压可靠暂堵。
[0017]
(2)本实用新型丢手结构采用应力棒的技术方案，使得丢手载荷可调。
[0018]
(3)本实用新型的中心管通径较大，使后期排液及过油管作业顺畅进行，保证了施工的安全。
[0019]
(4)本实用新型的锥体、护伞、护环和胶筒采用的是可溶材料，施工结束后工具自行溶解失效，后续无需特殊处理即可实现井筒全通径。
[0020]
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0021]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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。
[0022]
图1是本实用新型的结构示意图；
[0023]
图2是本实用新型工作时的初始状态示意图；
[0024]
图3是本实用新型工作时封堵状态示意图；
[0025]
图4是本实用新型工作时泵开状态示意图；
[0026]
图5是本实用新型工作时自解除状态示意图；
[0027]
图6是本实用新型应力棒的剖面示意图。
[0028]
图中：1-丢手杆；2-活动套；3-第一防座剪钉；4-卡瓦；5-锥体； 6-第二防座剪钉；
7-护伞；8-护环；9-胶筒；10-中心管；11-应力棒； 12-密封圈；13-暂堵塞；14-支撑座；15-启动剪钉；16-套管；17-座封工具推筒；18-座封工具接头；19-环状槽。
具体实施方式
[0029]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0030]
实施例一：
[0031]
根据图1-6所示的一种大通径免处理井下高压暂堵装置，包括丢手机构、封卡机构、暂堵塞13、支撑座14和固定件；所述丢手机构下端与暂堵塞13内侧壁可拆卸连接，丢手机构上部外侧壁与封卡机构上端面接触；所述支撑座14套接在暂堵塞13下端外侧壁并通过固定件固定；所述的封卡机构设置在丢手机构的外周，封卡机构下端连接在支撑座14上部与暂堵塞13之间的间隙内且与暂堵塞13间通过密封件密封。
[0032]
优选的是所述的固定件采用的是启动剪钉15。
[0033]
在实际使用时，将大通径免处理井下高压暂堵工具上端与现有技术的座封工具接头丝扣连接，座封工具上设置的推筒安装到位后与封卡机构接触，座封工具上端连接电缆至井口；封卡机构在座封工具推力作用下向下移动，完成与套管16内侧壁的接触、卡紧，并挤压密封，达到预定载荷后丢手机构上部一部分丢手。暂堵塞13与封卡机构配合实现密封，此时整个工具处于封堵井筒工作状态。当井筒作业完成后，油气井安装井口设施，连接泵车向井筒内泵注压力，达到设计压力后，暂堵塞13受向下的活塞力，剪断固定件即启动剪钉15，暂堵塞13下落入井底，则油气井正常排液投产。
[0034]
暂堵塞13通过启动剪钉15与支撑座14安装在一起，向上限位，向下剪断启动剪钉15即可打开。固定件采用启动剪钉15，使得更换快速方便，并且可通过调节数量及尺寸控制暂堵塞13的泵开载荷。
[0035]
本实用新型通过简单的结构工具，实现了井筒高压可靠暂堵。本实用新型的中心管通径不小于50mm，使后期排液及过油管作业顺畅进行，保证了施工的安全。
[0036]
实施例二：
[0037]
根据图1-3、图6所示的一种大通径免处理井下高压暂堵装置，与实施例一不同之处在于：所述的丢手机构包括丢手杆1和应力棒 11；所述的丢手杆1和应力棒11上下设置，应力棒11上下两端外侧壁分别与丢手杆1和暂堵塞13的内侧壁丝扣连接。
[0038]
进一步的是所述的应力棒11是中部开有用于拉断的环状槽19的柱状体。
[0039]
在实际使用时，当封卡机构在座封工具推力作用下向下移动，完成与套管16内侧壁的接触、卡紧，并挤压密封，达到预定载荷后，丢手杆1将应力棒11中部设置的薄弱点处即环状槽19处拉断，工具完全丢手。
[0040]
在具体应用时，应力棒11采用的是现有技术，采用应力棒11能够通过应力棒11设置的尺寸来调节丢手载荷。
[0041]
本实用新型采用本技术方案，使得工具不仅连接方便，而且强度满足要求。采用丢手结构且丢手结构中设置应力棒的技术方案，使得丢手载荷可调。
[0042]
采用本实用新型的技术方案，充分利用了丢手结构尺寸的改变使丢手载荷可调的特性，并使工具整体尺寸短小，充分利用了丢手结构尺寸的改变使丢手载荷可调的特性。
[0043]
实施例三：
[0044]
根据图1-5所示的一种大通径免处理井下高压暂堵装置，与实施例一不同之处在于：所述的封卡机构包括活动套2、卡瓦4、锥体5、第二防座剪钉6、护伞7、护环8、胶筒9和中心管10；所述的活动套2、卡瓦4、锥体5、护伞7、护环8和胶筒9均套接在中心管10 外；所述的胶筒9套接在中心管10中部，护环8、护伞7、锥体5和卡瓦4以胶筒9为中心向两侧依次对称设置；所述的锥体5通过第二防座剪钉6与中心管10固定；所述活动套2与位于上部的卡瓦4接触，并通过第一防座剪钉3与中心管10固定；所述中心管10上端与丢手机构接触，中心管10下端连接在支撑座14上部与暂堵塞13之间的间隙内且与暂堵塞13间密封。
[0045]
在实际使用时，当大通径免处理井下高压暂堵工具下放到设计深度后，活动套2在座封工具推力作用下向下移动，推动并撑开以胶筒9为中心对称设置的卡瓦4，使卡瓦4与锥体5相对滑移并撑开卡住套管16内侧壁，同时护伞7在锥体5推动下撑开填补工具与套管间的环形缝隙，与护环8一起将压缩后的胶筒9进一步压实，最终胶筒 9与套管16内侧壁及中心管10紧密接触，形成可靠的挤压密封，达到预定载荷后，丢手机构在薄弱点处拉断，工具完全丢手，中心管 10内部通道由暂堵塞13与中心管10紧密配合实现密封，此时整个工具处于封堵井筒工作状态。
[0046]
本实用新型的技术方案，中心管10通径较大，使后期排液及过油管作业顺畅进行，保证了施工的安全。
[0047]
实施例四：
[0048]
根据图1和图5所示的一种大通径免处理井下高压暂堵装置，与实施例一不同之处在于：所述的中心管10与丢手机构之间设置有密封圈12。
[0049]
在实际使用时，密封圈12的设置，使得暂堵塞13与中心管10 具有较好的密封效果，且成本较低。
[0050]
实施例五：
[0051]
根据图1、图3和图4所示的一种大通径免处理井下高压暂堵装置，与实施例一不同之处在于：所述的锥体5、护伞7、护环8和胶筒9采用的是可溶材料制成。
[0052]
优选的是中心管10的管径≥50mm且与生产用油管内径尺寸一致。
[0053]
在实际使用时，锥体5、护伞7、护环8和胶筒9采用可溶金属制成的技术方案，在油气井正常排液投产一段时间内，可溶部件锥体 5、护伞7、护环8和胶筒9便逐渐溶解失效，最终工具残余部分自行落入井底，设计的后续无需特殊处理即可实现井筒全通径。
[0054]
中心管10具备管径≥50mm的较大通径，且与生产油管内径一致，使后期排液及过油管作业顺畅进行，保证了施工的安全。
[0055]
本实施例中的可溶材料采用的是现有技术。
[0056]
实施例六：
[0057]
根据图1、图4和图5所示的一种大通径免处理井下高压暂堵装置，与实施例一不同之处在于：所述的暂堵塞13是由外径不同的上下两段柱状体构成的一体结构；上段柱状体为中空柱状体且其外径小于下段柱状体，上下两段柱状体衔接处设置有倾斜的接触台肩面；所述支撑座14为中空柱状体，支撑座14内侧壁中部设置有与所述接触台肩面匹配的凸
台。
[0058]
在实际使用时，支撑座14与暂堵塞13采用本技术方案，使得丢手机构传递给暂堵塞13的丢手载荷全部作用于支撑座14，避免了封卡机构的中心管10受力，从而突破了材料性能的限制。
[0059]
实施例七：
[0060]
一种大通径免处理井下高压暂堵装置的暂堵方法，包括如下步骤
[0061]
步骤一：将大通径免处理井下高压暂堵工具的丢手杆1上端与座封工具接头丝扣连接，座封工具上设置的推筒安装到位后与活动套2 上部端面接触，座封工具上端连接电缆至井口；
[0062]
步骤二：活动套2在座封工具推力作用下向下移动，推动并撑开以胶筒9为中心对称设置的卡瓦4，使卡瓦4与锥体5相对滑移并撑开卡住套管16内侧壁，同时护伞7在锥体5推动下撑开填补工具与套管16间的环形缝隙，与护环8一起将压缩后的胶筒9进一步压实，胶筒9与套管16内侧壁及中心管10紧密接触，形成可挤压密封，达到预定载荷后丢手杆1将应力棒11中部的环状槽19处拉断，工具完全丢手，中心管10内部通道由暂堵塞13及密封圈12配合实现密封；
[0063]
步骤三：当井筒作业完成后，油气井安装井口设施，连接泵车向井筒内泵注压力，达到设计压力后，暂堵塞13受向下的活塞力，剪断启动剪钉15，暂堵塞13下落入井底，则油气井正常排液投产；
[0064]
步骤四：油气井正常排液投产后，锥体5、护伞7、护环8和胶筒9逐渐溶解失效，最终工具残余部分自行落入井底。
[0065]
本实用新型解决了小井眼井筒暂堵井下高压实现井口常压下钻的技术问题，通过一种结构可靠、操作简单的大通径免处理井下高压暂堵工具，实现了在暂堵井筒内部高压后井口正常下入生产管柱，井筒内憋压打掉暂堵器内部的暂堵塞13，可联通排液采气通道，最终工具在井筒环境内自行溶解，无需后续处理即可实现井筒全通径，提高了油气井排液采气投产的作业安全性和施工效率。
[0066]
综上所述，本实用新型通过丢手机构、封卡机构、暂堵塞、支撑座和固定件有机组合而成。丢手机构下端与暂堵塞内侧壁连接，支撑座套接在暂堵塞下端外侧壁并通过固定件固定，且支撑座上部与暂堵塞之间具有间隙；的封卡机构套接在丢手机构外周，封卡机构上端与丢手机构接触，封卡机构下端连接在支撑座上部与暂堵塞之间的间隙内且与暂堵塞间密封。本实用新型使用了简单的工具结构，实现了井筒高压可靠暂堵。
[0067]
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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
[0068]
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0069]
在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。
[0070]
以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型将不会被限制于本文
所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。