專利名稱：新型防頂防噴封井器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種封井器，特別是涉及一種新型防頂防噴封井器。
二.
背景技術：
在油田開發(fā)過程中，油、水井經(jīng)過長期的生產，有些油井為了恢復地層壓力和產能，需要把一些產量較低的油、水、氣井進行短期的封閉，為防止井眼被破壞，臨時封井常用的方法是井口附近灌注水泥帽進行處理，就是在油井的油層頂部和井口以下30～50米的位置，分段灌注封閉。但是隨著勘探開發(fā)科技的進步，以及生產需要，有許多被認為無開采價值的井經(jīng)過科學論證，重新評價認識，需要進行修復利用。這些封閉的油、水、氣井還要重新打開，在打開這些井時，由于長時間的封閉和一些地下的因素(如地層壓力串動、套管腐蝕損壞、地震等)，油層頂部和井口以下30～50米的水泥柱空間要聚集一股相當大的地層壓力。當施工人員將井口以下30～50米的水泥柱鉆開時，由于鉆具的負荷較輕(一般在10根鉆具以內)，強大的地層壓力會將這些鉆具噴出井筒，造成巨大的經(jīng)濟損失和安全事故。
此外，還有以下三類井容易發(fā)生上述事故(1).一些事故井由于目前修井工藝技術還不成熟，被迫中途完井，進行臨時封井處理。(2).一些生產井由于出鹽嚴重，造成上部井段結鹽被封堵，致使生產管柱被卡，需要進行維修作業(yè)。(3).一些長期停產井的井口被不法分子偷盜，井口被一些磚石及雜物填滿。
三.實用新型的內容本實用新型的目的克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種結構簡單、使用效果好、能夠提高修井速度和修井安全系數(shù)的新型防頂防噴封井器。
本實用新型的技術方案一種新型防頂防噴封井器，含有殼體和卡瓦，殼體為圓柱形中空腔體，其上下端分別設有連接法蘭，連接法蘭上設有安裝孔，在殼體內壁上至少設有兩個均布的向外側壁傾斜的凹腔，該傾斜凹腔外側壁為上部收斂的傾斜平面或圓錐面，其內側壁為下部收斂的傾斜平面或圓錐面，在所述傾斜凹腔中放置有卡瓦，卡瓦的形狀和傾斜凹腔的形狀相匹配，使卡瓦向上移動的同時產生向內的移動，以環(huán)抱鉆具，在卡瓦下端部和傾斜凹腔的底面之間放置有柔性囊體，該柔性囊體通過連通管與供氣裝置或供水裝置連通。
所述卡瓦和傾斜凹腔上分別設有相匹配燕尾形導軌和燕尾槽，或方形導軌和方形導軌槽，以保證卡瓦的運動方向。
在殼體內壁上設有的均布傾斜凹腔為兩個，或為三個，或為四個。
所述傾斜平面或圓錐面的母線與水平面的夾角為50～80°，傾斜凹腔外側壁的下部為一垂直平面或圓柱面。
所述傾斜凹腔為整體式結構，或為組合式結構，在殼體下部的內壁上通過螺紋固定有一個中孔圓柱體，該圓柱體的上部外壁作為凹腔的內側壁。
本實用新型的有益效果1.本實用新型能降低修井、試油施工的風險性，避免事故發(fā)生，減少經(jīng)濟損失，同時把安全生產的被動性改為主動性，試驗證明，單井可避免事故損失10萬元，一個采油隊每年按施工15口井計算，可避免事故損失150萬元，若全國石油行業(yè)均采用本實用新型，則經(jīng)濟效益十分明顯。
2.本實用新型結構簡單、使用效果好，并且操作方便，井內出現(xiàn)鉆具上頂現(xiàn)象時，操作者打開擊發(fā)器，向柔性囊體內充入氣體或液體，柔性囊體膨脹，使卡瓦迅速彈出并與鉆具外壁接觸，靠磨擦隨著鉆具上行，由于凹腔外側壁與卡瓦外表面相貼合，因此卡瓦向中心部位產生一種徑向夾緊力，該徑向夾緊力隨著鉆具上行會逐漸增大，從而卡住鉆具并阻止鉆具上行，達到抑制鉆具被井內高壓油氣流頂出井筒的目的，避免因發(fā)生頂鉆井噴事故，而造成的設備損失及人員傷亡，另外其結構簡單，因此容易制造，成本較低。
3.本實用新型使用范圍廣，應用于修井、試油，可代替目前的封井器，具有很好的銷售市場，推廣后，其產生的直接和間接的社會和經(jīng)濟效益十分顯著。
四.

圖1為新型防頂防噴封井器的結構示意圖之一圖2為圖1所示新型防頂防噴封井器的俯視圖圖3為新型防頂防噴封井器的結構示意圖之二圖4為圖3所示新型防頂防噴封井器的俯視圖五.具體實施方式
實施例一參見圖1和圖2，圖中，新型防頂防噴封井器的殼體2為圓柱形中空腔體，其上下端分別設有連接法蘭，連接法蘭上設有安裝孔1，在殼體內壁上開有兩個均布的向外側壁傾斜的凹腔3，該傾斜凹腔3外側壁為上部收斂的傾斜平面，其下部為一垂直面，傾斜凹腔3為組合式結構，在殼體2下部的內壁上通過螺紋固定有一個中孔圓柱體7，該圓柱體7的上部外壁作為傾斜凹腔3的內側壁，在所述傾斜凹腔3中放置有卡瓦4，卡瓦4的形狀和傾斜凹腔4的形狀相匹配，使卡瓦4向上移動的同時產生向內的移動，以環(huán)抱鉆具，在卡瓦4下端部和傾斜凹腔3的底面之間放置有柔性囊體5，該柔性囊體5為氣囊，其通過連通管6與供氣裝置連通，根據(jù)需要該柔性囊體5為水囊，其通過連通管6與供水裝置連通?？ㄍ?和傾斜凹腔3上分別設有相匹配燕尾形導軌和燕尾槽8，以保證卡瓦4的運動方向。凹腔3上部的傾斜平面與水平面的夾角為50～80°(圖示為70°)，根據(jù)需要，傾斜凹腔3也可為整體式結構，即在殼體內壁上直接加工出整個傾斜凹腔3，此時不需要匹配中孔圓柱體7。
鉆塞施工前將該防噴器安裝于井口大四通上，擊發(fā)器(供氣裝置或供水裝置的接通控制器)操作手柄置于施工人員方便操作的位置，上部安裝鉆塞用的鉆盤，當井內出現(xiàn)鉆具上頂現(xiàn)象時，井口操作人迅速打開擊發(fā)器使位于卡瓦4下部的氣囊5迅速膨脹，使卡瓦4迅速彈出，卡瓦4與鉆具外壁磨擦隨著鉆具的上行，卡瓦4上行時，腔體3內部的70度傾角與卡瓦4外表面相貼合，使卡瓦4向中心部位產生一種徑向夾緊力，徑向夾緊力隨著鉆具上行會逐漸增大，從而卡住鉆具并阻止鉆具上行，達到抑制鉆具被井內高壓油氣流頂出井筒的目的。另外還可在卡瓦4上端面安裝有環(huán)形密封圈，卡瓦4上升時，傾斜凹腔3的外側壁使環(huán)形密封圈向中間擠壓，使其能夠與卡瓦4中間的鉆具緊密封，以防止漏油。
實施例二參見圖3和圖4，圖中編號與實施例一相同的，代表的意義相同，其工作過程也基本相同，相同之處不重述，不同之處在于在殼體2內壁上開有四個均布的向外側壁傾斜的凹腔3，該傾斜凹腔3外側壁為上端部收斂的圓錐面，其下部為一圓柱面，傾斜凹腔3為組合式結構，在殼體2下部的內壁上通過螺紋固定有一個中孔圓柱體7，該圓柱體7的上部外壁作為傾斜凹腔3的內側壁，在所述傾斜凹腔3中放置有卡瓦4，卡瓦4的形狀和傾斜凹腔4的形狀相匹配，使卡瓦4向上移動的同時產生向內的移動，依據(jù)結合錐面卡緊的原理，卡瓦4環(huán)抱鉆具并阻止鉆具上行，達到抑制鉆具被井內高壓油氣流頂出井筒的目的。根據(jù)需要，傾斜凹腔3也可為整體式結構，即在殼體內壁上直接加工出整個傾斜凹腔3，此時不需要匹配中孔圓柱體7。
另外，卡瓦4和傾斜凹腔3上分別設有相互匹配的方形導軌和方形導軌槽8，以保證卡瓦4的運動方向。
實施例三本實施例與實施例一基本相同，相同之處不重述，不同之處在于在殼體2內壁上設有的均布傾斜凹腔3為三個，通過安裝在傾斜凹腔3中的卡瓦4的向上和向內運動以達到抑制鉆具被井內高壓油氣流頂出井筒的目的。根據(jù)需要，傾斜凹腔3也可為整體式結構，即在殼體內壁上直接加工出整個傾斜凹腔3，此時不需要匹配中孔圓柱體7。
改變傾斜凹腔和卡瓦的數(shù)量以及二者之間的接觸面形狀，或者改變傾斜凹腔和卡瓦之間的滑動導向結構能夠組成多種實施例，均屬本實用新型的變化范圍，在此不一一詳述。
權利要求1.一種新型防頂防噴封井器，含有殼體和卡瓦，殼體為圓柱形中空腔體，其上下端分別設有連接法蘭，連接法蘭上設有安裝孔，其特征是在殼體內壁上至少設有兩個均布的向外側壁傾斜的凹腔，該傾斜凹腔外側壁為上部收斂的傾斜平面或圓錐面，其內側壁為下部收斂的傾斜平面或圓錐面，在所述傾斜凹腔中放置有卡瓦，卡瓦的形狀和傾斜凹腔的形狀相匹配，使卡瓦向上移動的同時產生向內的移動，以環(huán)抱鉆具，在卡瓦下端部和傾斜凹腔的底面之間放置有柔性囊體，該柔性囊體通過連通管與供氣裝置或供水裝置連通。
2.根據(jù)權利要求1所述的新型防頂防噴封井器，其特征是卡瓦和傾斜凹腔上分別設有相匹配燕尾形導軌和燕尾槽，或方形導軌和方形導軌槽，以保證卡瓦的運動方向。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的新型防頂防噴封井器，其特征是在殼體內壁上設有的均布傾斜凹腔為兩個，或為三個，或為四個。
4.根據(jù)權利要求3所述的新型防頂防噴封井器，其特征是所述傾斜平面或圓錐面的母線與水平面的夾角為50～80°，傾斜凹腔外側壁的下部為一垂直平面或圓柱面。
5.根據(jù)權利要求4所述的新型防頂防噴封井器，其特征是所述傾斜凹腔為整體式結構，或為組合式結構，在殼體下部的內壁上通過螺紋固定有一個中孔圓柱體，該圓柱體的上部外壁作為凹腔的內側壁。
專利摘要本實用新型公開了一種新型防頂防噴封井器，它含有殼體和卡瓦，殼體為圓柱形中空腔體，其上下端分別設有連接法蘭，連接法蘭上設有安裝孔，在殼體內壁上至少設有兩個均布的向外側壁傾斜的凹腔，該傾斜凹腔外側壁為上部收斂的傾斜平面或圓錐面，其內側壁為下部收斂的傾斜平面或圓錐面，在所述傾斜凹腔中放置有卡瓦，卡瓦的形狀和傾斜凹腔的形狀相匹配，使卡瓦向上移動的同時產生向內的移動，以環(huán)抱鉆具，在卡瓦下端部和傾斜凹腔的底面之間放置有柔性囊體，該柔性囊體通過連通管與供氣裝置或供水裝置連通。本實用新型廣泛應用于修井、試油，可代替目前的封井器，能降低修井、試油施工的風險性，推廣后，其產生的直接和間接的社會和經(jīng)濟效益十分顯著。
文檔編號E21B33/03GK2816340SQ20052003172
公開日2006年9月13日 申請日期2005年9月1日 優(yōu)先權日2005年9月1日
發(fā)明者付允杰, 陳華東 申請人:付允杰