一种胶塞通行控制装置及钻杆固井水泥头的制作方法

1.本实用新型涉及固井技术领域，特别涉及一种胶塞通行控制装置。本实用新型还涉及一种包含该胶塞通行控制装置的钻杆固井水泥头。


背景技术：

2.尾管固井法是常用的固井方法，尾管固井前，通常先将尾管管柱和尾管悬挂器按要求下入井眼，尾管管柱与井壁形成环形空间，在环形空间内注入水泥浆形成水泥环，使水泥环与套管和井壁形成胶结。尾管固井胶塞包括钻杆胶塞，钻杆胶塞位于钻杆固井水泥头最上部，当注水泥浆结束后，由钻杆固井水泥头释放钻杆胶塞，通过泵送压塞液(顶替液)推动钻杆胶塞下行与尾管悬挂器中心插管上的空心胶塞重合继续下行，直至碰压，固井结束。
3.目前尾管固井使用的钻杆固井水泥头，其钻杆胶塞均是通过两对称挡销或一贯通胶塞腔挡销进行固定和放行，使用时需要通过摇杆将两侧销钉退出后胶塞下行，这种挡销式胶塞固定装置使用过程中经常出现销钉退不到位问题，容易造成胶塞胶碗被销钉损坏密封不严，导致胶塞无法碰压。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种胶塞通行控制装置，以减小胶塞通过时容易损坏而发生密封不严的几率。
5.本实用新型的另一个目的在于提供一种包含该胶塞通行控制装置的钻杆固井水泥头，以减小胶塞破坏而密封不严的几率。
6.为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：
7.一种胶塞通行控制装置，包括：
8.壳体，所述壳体内部设置有移动腔，所述壳体的位于所述移动腔两侧的壳壁上设置有连通所述移动腔且同轴布置的通过孔；
9.移动板，可移动地设置于所述移动腔内，所述移动板开设有胶塞通孔，所述移动板相对所述移动腔的位置具有连通位置和阻挡位置，如果所述移动板处于所述连通位置，则所述胶塞通孔与所述通过孔匹配对应，使得胶塞通过，如果所述移动板处于阻挡位置，所述胶塞通孔与所述通过孔错开，使得所述胶塞无法通过；
10.驱动机构，与所述移动板驱动连接，用于驱动所述移动板在所述连通位置和所述阻挡位置之间移动。
11.优选地，在上述的胶塞通行控制装置中，所述驱动机构包括：
12.螺纹杆，所述螺纹杆的一端伸入所述移动腔中并与所述移动板轴向定位地转动连接，所述螺纹杆的另一端伸出所述壳体并与所述壳体上设置的螺纹孔螺纹连接；
13.转动施加部件，与所述螺纹杆伸出所述壳体的一端连接，用于驱动所述螺纹杆转动；
14.限位部件，固定于所述螺纹杆且位于所述移动腔内，当所述移动板移动至所述连
通位置时，所述限位部件与所述壳体的内壁接触限位，使得移动板无法继续移动。
15.优选地，在上述的胶塞通行控制装置中，所述转动施加部件为手动旋转轮。
16.优选地，在上述的胶塞通行控制装置中，所述壳体包括：
17.壳本体，所述移动腔设置于所述壳本体内，所述移动腔的一端敞口；
18.封盖，所述封盖密封固定于所述敞口，所述封盖设置有所述螺纹孔。
19.优选地，在上述的胶塞通行控制装置中，所述封盖与所述敞口通过螺纹固定，且所述封盖与所述壳本体之间设置有密封圈。
20.优选地，在上述的胶塞通行控制装置中，所述移动板为矩形板，所述移动腔为矩形腔。
21.本申请还提供了一种钻杆固井水泥头，包括：
22.第一连接组件，内部沿轴线贯通设置有胶塞腔，所述胶塞腔用于容置胶塞，所述胶塞腔的一端用于与压塞管线连通；
23.第二连接组件，内部沿轴线贯通设置有水眼，所述水眼和所述胶塞腔同轴线，所述水眼用于与水泥管线连通，所述第二连接组件还用于与钻杆连接；
24.如以上任一项所述的胶塞通行控制装置，所述胶塞通行控制装置设置于所述第一连接组件和所述第二连接组件之间，且所述胶塞通行控制装置的两个通过孔分别与所述胶塞腔和所述水眼密封连接。
25.优选地，在上述的钻杆固井水泥头中，所述第一连接组件包括：
26.第一本体，所述胶塞腔设置于所述第一本体；
27.盖板，密封固定于所述胶塞腔的远离所述胶塞通行控制装置的一端；
28.第一管连接头，设置于所述盖板，所述第一管连接头与所述胶塞腔连通，所述第一管连接头用于连接压塞管线。
29.优选地，在上述的钻杆固井水泥头中，所述第二连接组件包括：
30.第二本体，所述水眼设置于所述第二本体，所述第二本体用于连接钻杆；
31.第二管连接头，设置于所述第二本体，所述第二管连接头与所述水眼连通，所述第二管连接头用于连接水泥管线。
32.优选地，在上述的钻杆固井水泥头中，所述胶塞通孔与所述胶塞腔的内径相等。
33.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
34.本实用新型提供的胶塞通行控制装置包括壳体、移动板和驱动机构，壳体内部设置有移动腔，壳体的位于移动腔两侧的壳壁上设置有连通移动腔且同轴布置的通过孔；移动板可移动地设置于移动腔内，移动板开设有胶塞通孔，移动板相对移动腔的位置具有连通位置和阻挡位置，如果移动板处于连通位置，则胶塞通孔与通过孔匹配对应，使得胶塞通过，如果移动板处于阻挡位置，胶塞通孔与通过孔错开，使得胶塞无法通过；驱动机构与移动板驱动连接，用于驱动移动板在连通位置和阻挡位置之间移动。
35.使用时，通过驱动机构驱动移动板由阻挡位置移动至连通位置后，移动板的胶塞通孔与壳体的通过孔匹配对应，此时，外部的胶塞能够通过通过孔后，再通过胶塞通孔，从而实现了胶塞的通行，而当驱动机构驱动移动板移动至阻挡位置时，胶塞通孔与壳体的通过孔错开，外部的胶塞不能通过，且通过移动板承载胶塞。胶塞在通行的过程中，不存在现有技术中的销钉，因此，减小了胶塞在通行过程中出现破坏的几率。
36.本实用新型提供的钻杆固井水泥头包括第一连接组件、第二连接组件和本申请中的胶塞通行控制装置，第一连接组件的内部沿轴线贯通设置有胶塞腔，胶塞腔用于容置胶塞，胶塞腔的一端用于与压塞液管道连通；第二连接组件内部沿轴线贯通设置有水眼，水眼和胶塞腔同轴线，第二连接组件用于与水泥管线连通，第二连接组件还用于与钻杆连接；胶塞通行控制装置设置于第一连接组件和第二连接组件之间，且胶塞通行控制装置的两个通过孔分别与胶塞腔和水眼密封连接。
37.工作时，胶塞通行控制装置的移动板移动至阻挡位置，关闭压塞管线，打开水泥管线，水泥浆进入水眼并进入钻杆，进行水泥浆灌注，注水泥浆完成后，关闭水泥管线，之后，移动板移动至连通位置，胶塞腔、胶塞通孔和水眼连通，开启压塞管线，压塞液压动胶塞通过胶塞通孔进入水眼中，进行替浆作业。由于采用了本申请中的胶塞通行控制装置，因此，减小了胶塞在通行过程中被破坏的几率，从而保证了胶塞的密封性能，使替浆作业顺利完成。
附图说明
38.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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
39.图1为本实用新型实施例提供的一种钻杆固井水泥头的结构示意图；
40.图2为本实用新型实施例提供的一种胶塞通行控制装置的俯视结构示意图。
41.其中，1为第一连接组件、11为第一管连接头、12为盖板、13为胶塞腔、14为第一本体、2为胶塞通行控制装置、21为移动腔、22为移动板、23为胶塞通孔、24为螺纹杆、25为手动旋转轮、26为卡销、27为封盖、28为限位部件、29为壳体、3为第二连接组件、31为第二本体、32为第二管连接头、33为螺纹公头、34为水眼。
具体实施方式
42.本实用新型的核心是提供了一种胶塞通行控制装置，减小了胶塞通过时容易损坏而发生密封不严的几率。
43.本实用新型还提供了一种包含该胶塞通行控制装置的钻杆固井水泥头，减小了胶塞破坏而密封不严的几率。
44.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。
45.请参考图1和图2，本实用新型实施例提供了一种胶塞通行控制装置2，包括壳体29、移动板22和驱动机构；其中，壳体29内部设置有移动腔21，壳体29的位于移动腔21两侧的壳壁上设置有连通移动腔21且同轴布置的通过孔；移动板22可移动地设置于移动腔21内，移动板22的移动方向优选垂直于通过孔的轴线，移动板22开设有胶塞通孔23，移动板22相对移动腔21的位置具有连通位置和阻挡位置，如果移动板22处于连通位置，则胶塞通孔
23与通过孔匹配对应，即胶塞通孔23正对通过孔，能够使得胶塞通过，如果移动板22处于阻挡位置，胶塞通孔23与通过孔错开，移动板22的未设置胶塞通孔23的部位封堵通过孔，使得胶塞无法通过；驱动机构与移动板22驱动连接，用于驱动移动板22在连通位置和阻挡位置之间移动。
46.该胶塞通行控制装置2使用时，通过驱动机构驱动移动板22由阻挡位置移动至连通位置后，移动板22的胶塞通孔23与壳体29的通过孔匹配对应，此时，外部的胶塞能够通过通过孔后，再通过胶塞通孔23，从而实现了胶塞的通行，而当驱动机构驱动移动板22移动至阻挡位置时，胶塞通孔23与壳体29的通过孔错开，外部的胶塞不能通过，且通过移动板22承载胶塞。胶塞在通行的过程中，由于不存在现有技术中的销钉等容易破坏胶塞的结构，胶塞只需要通过胶塞通孔23，因此，减小了胶塞在通行过程中出现破坏而密封不严的几率。
47.进一步地，在本实施例中，驱动机构包括螺纹杆24、转动施加部件和限位部件28；其中，螺纹杆24的一端伸入移动腔21中并与移动板22轴向定位地转动连接，即螺纹杆24能够相对移动板22转动，但是螺纹杆24无法相对移动板22沿轴向移动，螺纹杆24带动移动板22一起轴向移动，具体地，螺纹杆24的一端插入移动板22的安装孔中，通过卡环将螺纹杆24的一端轴向定位于安装孔；螺纹杆24的另一端伸出壳体29并与壳体29上设置的螺纹孔螺纹连接；转动施加部件与螺纹杆24伸出壳体29的一端连接，用于驱动螺纹杆24转动；限位部件28固定于螺纹杆24且位于移动腔21内，当移动板22移动至连通位置时，限位部件28与壳体29的内壁接触限位，使得移动板22无法继续移动，具体地，限位部件28为限位板，限位杆焊接固定于螺纹杆24，限位杆随螺纹杆24一起转动。
48.该驱动机构使用时，通过转动施加部件对螺纹杆24施加扭矩，驱动螺纹杆24转动，由于螺纹杆24与壳体29的螺纹孔连接，因此，螺纹杆24相对壳体29沿轴向移动，而螺纹杆24的一端与移动板22轴向定位地转动连接，因此，螺纹杆24带动移动板22移动在移动腔21中沿螺纹杆24的轴向移动，通过转动施加部件对螺纹杆24施加不同方向的扭矩，实现了移动板22在移动腔21中的往复移动，当移动板移动至连通位置时，螺纹杆24上的限位部件28刚好与壳体29的内壁接触限位，使得螺纹杆24不能继续沿由阻挡位置至连通位置的方向移动，从而使得移动板22移动到位。
49.当然，驱动机构还可以为伸缩机构，如伸缩缸等，只要能够驱动移动板22在移动腔21中移动即可。
50.进一步地，在本实施例中，转动施加部件为手动旋转轮25，手动旋转轮25具有手柄，通过人工摇动手柄，驱动手动旋转轮25转动，手动旋转轮25带动螺纹杆24转动。当然，转动施加部件还可以为电机等。
51.更进一步地，在本实施例中，壳体29包括壳本体和封盖27，其中，壳本体的内部设置有移动腔21，移动腔21的一端敞口；封盖27密封固定于敞口，封盖27设置有与螺纹杆24配合的螺纹孔。如此设置，方便移动板22的安装和拆卸。
52.作为优化，在本实施例中，封盖27与敞口通过螺纹固定，且封盖27与壳本体之间设置有密封圈，提高封盖27与壳本体的密封固定性能，密封圈优选为o型密封圈，密封圈的数量可以为一个、两个、三个等更多个。
53.在本实施例中，移动板22为矩形板，相应地，移动腔21为矩形腔，方便实现移动板22在移动腔21中沿直线往复移动，移动板22与移动腔21的腔壁之间的间隙为2～3mm，方便
移动板22的往复移动。壳本体可以为圆形壳体或矩形壳体。
54.基于以上任一实施例所描述的胶塞通行控制装置2，本实用新型实施例还提供了一种钻杆固井水泥头，其包括第一连接组件1、第二连接组件3和如以上任一实施例所描述的胶塞通行控制装置2，其中，第一连接组件1的内部沿轴线贯通设置有胶塞腔13，胶塞腔13用于容置胶塞，胶塞腔13的一端用于与压塞管线连通；第二连接组件3的内部沿轴线贯通设置有水眼34，水眼34和胶塞腔13同轴线，水眼34用于与水泥管线连通，且允许胶塞通过，第二连接组件3还用于与钻杆连接；胶塞通行控制装置设置于第一连接组件1和第二连接组件3之间，且胶塞通行控制装置2的两个通过孔分别与胶塞腔13和水眼34密封连接。
55.该钻杆固井水泥头工作时，胶塞通行控制装置2的驱动机构驱动移动板22移动至阻挡位置，此时，第一连接组件1的胶塞腔13中存放有胶塞，由于移动板22将胶塞腔13、胶塞通孔23和水眼34断开连通，因此，胶塞被移动板22固定于胶塞腔13中，同时关闭压塞管线，打开水泥管线，水泥浆进入水眼34并进入钻杆，进行水泥浆灌注，注水泥浆完成后，关闭水泥管线，之后，驱动机构驱动移动板22移动至连通位置，胶塞腔13、胶塞通孔23和水眼34连通，开启压塞管线，压塞液进入胶塞腔13，压动胶塞通过胶塞通孔23进入水眼34中，进行压塞和替浆作业。由于采用了本申请中的胶塞通行控制装置2，因此，减小了胶塞在通行过程中被破坏的几率，从而保证了胶塞的密封性能，使替浆作业顺利完成。
56.进一步地，在本实施例中，胶塞通孔23与胶塞腔13的内径相等，避免胶塞通过时损坏胶塞胶碗，且通过胶塞通孔23对胶塞进行扶正，避免出现卡阻现象。
57.进一步地，在本实施例中，第一连接组件1包括第一本体14、盖板12和第一管连接头11；其中，第一本体14设置有胶塞腔13，第一本体14可以为管状结构；盖板12密封固定于胶塞腔13的远离胶塞通行控制装置2的一端，即设置于胶塞腔13的上端，具体可以为螺纹连接；第一管连接头11设置于盖板12，第一管连接头11与胶塞腔13连通，第一管连接头11用于连接压塞管线。
58.工作开始前，先打开盖板12，将胶塞放入第一本体14的胶塞腔13中，之后，盖上盖板12，将第一管连接头11与盖板12连接。第一管连接头11优选为由壬，方便与压塞管线的快速连接和拆卸。
59.在本实施例中，第二连接组件3包括第二本体31和第二管连接头32；其中，第二本体31设置有水眼34，第二本体31用于连接钻杆，具体地，第二本体31的远离胶塞通行控制装置2的一端，即第二本体31的下端设置有螺纹公头33，用于与下部钻杆的螺纹母头螺纹连接；第二管连接头32设置于第二本体31，第二管连接头32与水眼34连通，第二管连接头32用于连接水泥管线。
60.使用时，通过手动旋转轮25转动，将移动板22移动至左侧的阻挡位置，关闭胶塞通孔23，打开盖板12，将胶塞放入胶塞腔13，旋上盖板12，将钻杆固定水泥头通过第二本体31的螺纹公头33与下部钻杆串的螺纹母头连接并上紧，用液压钳紧扣至规定扭矩，将第一管连接头11固定紧密，将压塞管线和水泥管线及高压闸门分别连接在第一管连接头11和第二管连接头32上，开始固井施工。注水泥结束后关闭水泥管线闸门，反向转动手动旋转轮25，使移动板22向右移动至连通位置，胶塞通孔23中心线与胶塞腔13中心线重合，此时，限位部件28与壳体29内壁接触限位，手动旋转轮25不能继续转动，移动板22不能继续移动，移动板22移动到位，开启压塞管线闸门，开始进行压塞、替浆作业。
61.该钻杆固井水泥头由于采用了本申请中的胶塞通行控制装置2，因此，减小了胶塞通过时被破坏而密封不严的几率，保证了压塞和替浆作业顺利完成。
62.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
63.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，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特点相一致的最宽的范围。