專(zhuān)利名稱(chēng)：雙向高壓可取式橋塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于油氣開(kāi)采井下作業(yè)領(lǐng)域的可承受雙向高壓的可取式橋塞。為
一種適用于分層試油、分層壓裂酸化、分層防砂、分層注水、分層生產(chǎn)及封閉水層、封閉干層 和封閉廢棄層等井下封層措施作業(yè)中，能夠承受雙向高壓的可取式橋塞。
背景技術(shù)：
在油田勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中，由于油、氣、水井中往往有多個(gè)層系，而且層系性質(zhì)差異 較大，為了更好的了解每個(gè)層系的不同特性，保證油田增收穩(wěn)產(chǎn)，油、氣、水井的封層、分層 措施作業(yè)必不可少。而油、氣、水井的封層、分層措施作業(yè)需要通過(guò)分層試油、分層壓裂酸 化、分層防砂、分層注水、分層生產(chǎn)及封閉水層、封閉干層和封閉廢棄層等措施作業(yè)管柱進(jìn) 行實(shí)施，橋塞是封層、分層措施作業(yè)管柱中的一個(gè)重要封堵機(jī)具。封層、分層措施作業(yè)上所 使用的橋塞可分為可鉆式(永久式)和可取式(可回收式)兩種，可鉆式橋塞需要取出時(shí) 只能通過(guò)鉆銑解封；而可取式橋塞的優(yōu)點(diǎn)是取出方便，尤其適用于暫時(shí)性封層，但常規(guī)的可 取式橋塞雙向承壓能力普遍較低，其應(yīng)用受到限制。 在中國(guó)專(zhuān)利CN200820010676. 9中公開(kāi)了一種高溫高壓可取式橋塞，由送進(jìn)工具、 坐卡封堵工具和解封工具組成，坐卡封堵工具部分設(shè)有雙向卡瓦錨定機(jī)構(gòu)和三膠筒密封， 三膠筒密封位于錨定機(jī)構(gòu)上方，用管柱輸送，液壓坐封，解封時(shí)用管柱下入專(zhuān)用打撈工具聯(lián) 接可回收橋塞，上提一定載荷解封，提出井筒。由于該橋塞下方承受的作用力通過(guò)卡瓦錨定 機(jī)構(gòu)直接作用于套管上，能承受單向壓力大；而反向壓力傳遞到鎖簧等鎖緊機(jī)構(gòu)上，由于鎖 簧等鎖緊機(jī)構(gòu)能承受的作用力較小，這樣使膠筒容易松弛，膠筒接觸應(yīng)力下降，承受反向壓 力就小，即雙向承壓能力低，其可承受的下壓差為50MPa，上壓差只有35MPa。且其卡瓦錨定 機(jī)構(gòu)直接暴露在井下，易被銹蝕，影響錨定性能，使其使用范圍受限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種能承
受雙向高壓、上下承壓均衡、使用性能可靠、且卡瓦不易銹蝕的可取式橋塞。
本發(fā)明為解決上述提出的問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為包括有助坐機(jī)構(gòu)、封堵機(jī)構(gòu)、
卡瓦錨定機(jī)構(gòu)、解封解卡機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的封堵機(jī)構(gòu)包括有上下間隔設(shè)置的上密封
膠筒組件和下密封膠筒組件，在上、下密封膠筒組件之間安設(shè)卡瓦錨定機(jī)構(gòu)，上密封膠筒組
件下接卡瓦錨定機(jī)構(gòu)的上錐體并與助坐機(jī)構(gòu)的下行組件相連，下密封膠筒組件上接卡瓦錨
定機(jī)構(gòu)的下錐體并與與助坐機(jī)構(gòu)的上行組件相連。 按上述方案，所述的下密封膠筒組件中部設(shè)置有與卡瓦錨定機(jī)構(gòu)相導(dǎo)通的單向泄 壓閥。 按上述方案，所述的助坐機(jī)構(gòu)包括有上接頭和球座以及上、下行組件，球座與上接 頭內(nèi)孔相接并設(shè)置有油孔，上行組件由活塞和與活塞相連的丟手接頭構(gòu)成，下行組件由活 塞套和與活塞套相連的外套構(gòu)成，活塞套上端通過(guò)坐封剪釘掛接在上接頭上，并由套接在上接頭上的防撞環(huán)鎖定，活塞套與球座組成活塞運(yùn)行的環(huán)腔。 按上述方案，所述卡瓦錨定機(jī)構(gòu)包括與上密封膠筒組件相連的上錐體，與下密封膠筒組件相連的下錐體，卡瓦套與上、下錐體相連接，卡瓦通過(guò)箍簧固定在卡瓦套與中部芯軸之間，緊貼在上錐體、下錐體上。 按上述方案，所述的封堵機(jī)構(gòu)包括與上行組件的丟手接頭下端通過(guò)丟手剪釘相連
的芯軸，芯軸向下延伸與最下端的下密封膠筒組件聯(lián)接，芯軸上部套接鎖芯，鎖芯下端與鎖
塊套連接，鎖塊套下端套接鎖塊座，鎖塊座上部側(cè)向開(kāi)口安設(shè)鎖塊與芯軸上的鎖槽相配置，
在鎖芯和鎖塊套外套接有鎖套；所述的上、下密封膠筒組件間隔安設(shè)在芯軸上下的最外面，
其中上密封膠筒組件套裝在鎖套外，包括上膠筒座和下膠筒座，在上下膠筒座之間安設(shè)上
密封膠筒，上膠筒座外周設(shè)置軸肩與下行組件的外套相接，下膠筒座外周設(shè)置軸肩與卡瓦
錨定機(jī)構(gòu)的上錐體相接；下密封膠筒組件包括與芯軸下端相連的單向泄壓閥閥套，閥套與
底座管34螺紋相連，底座管上端套接膠筒座，在底座管與膠筒座之間安設(shè)下密封膠筒，膠
筒座外周設(shè)置軸肩與卡瓦錨定機(jī)構(gòu)的下錐體相接，在底座管內(nèi)安設(shè)單向泄壓閥。 按上述方案，所述的解封解卡機(jī)構(gòu)包括撈筒和解封剪釘，撈筒安設(shè)在外套內(nèi)，下端
與鎖芯相連，鎖芯上端由解封剪釘鎖定在心軸上。 按上述方案，在上密封膠筒組件的上膠筒座內(nèi)安設(shè)內(nèi)鎖簧，內(nèi)鎖簧的內(nèi)孔設(shè)置內(nèi)鋸齒螺紋與鎖芯外設(shè)置的外鋸齒螺紋相嚙合，構(gòu)成上步進(jìn)鎖緊機(jī)構(gòu)；在鎖塊座的下部外周安設(shè)外鎖簧，外鎖簧的外周設(shè)置外鋸齒螺紋與鎖套下端內(nèi)孔設(shè)置的內(nèi)鋸齒螺紋相嚙合，構(gòu)成下步進(jìn)鎖緊機(jī)構(gòu)，由此構(gòu)成封堵機(jī)構(gòu)中的雙步進(jìn)鎖緊機(jī)構(gòu)。 本發(fā)明的有益效果在于1、采用上下間隔設(shè)置的兩組密封膠筒組件和上、下密封膠筒組件之間安設(shè)卡瓦錨定機(jī)構(gòu)，并配置雙步進(jìn)鎖緊機(jī)構(gòu)，能夠達(dá)到坐封后的承壓平衡，有效地將封隔件上、下液壓力對(duì)橋塞產(chǎn)生的作用力通過(guò)卡瓦錨定機(jī)構(gòu)全部轉(zhuǎn)移到套管上，實(shí)現(xiàn)承受雙向高壓能力，達(dá)到錨定密封后承載負(fù)荷大，承壓能力高，其最大上、下壓力均達(dá)到60MPa，且使用性能可靠；2、將卡瓦錨定機(jī)構(gòu)置于兩組密封膠筒之間，避免機(jī)械雜質(zhì)在卡瓦上堆積，避免卡瓦被腐蝕性介質(zhì)(如酸液、H^、(A等)銹蝕，保證卡瓦的長(zhǎng)期錨定性能和可靠取出，增加反復(fù)使用的期限，延長(zhǎng)了有效使用壽命，同時(shí)還擴(kuò)大了使用范圍；3、設(shè)置單向泄壓閥，使得兩組密封膠筒內(nèi)的隔離液卸壓，達(dá)到坐封的嚴(yán)實(shí)和牢靠。本發(fā)明具有安全性和可靠性高、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的截?cái)嗳室暯Y(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。 本發(fā)明包括有助坐機(jī)構(gòu)、封堵機(jī)構(gòu)、卡瓦錨定機(jī)構(gòu)、解封解卡機(jī)構(gòu)。其中助坐機(jī)構(gòu)和解封解卡機(jī)構(gòu)位于封堵機(jī)構(gòu)的上端，解封解卡機(jī)構(gòu)安設(shè)在助坐機(jī)構(gòu)的外套內(nèi)，卡瓦錨定機(jī)構(gòu)安設(shè)于封堵機(jī)構(gòu)的上、下密封膠筒組件之間。 所述的助坐機(jī)構(gòu)包括有上接頭1和球座5以及上、下行組件，球座與上接頭內(nèi)孔相接并設(shè)置有坐封孔35，上行組件由活塞6和與活塞相連的丟手接頭9構(gòu)成，丟手接頭側(cè)向開(kāi)孔安設(shè)鎖球8，由鎖球?qū)⑵涠ㄎ挥谇蜃?，下行組件由活塞套4和與活塞套相連的外套7構(gòu)成，活塞套上端通過(guò)坐封剪釘3掛接在上接頭上，并由套接在上接頭上的防撞環(huán)2鎖定，活塞套與球座組成活塞運(yùn)行的環(huán)腔。 所述的封堵機(jī)構(gòu)包括與上行組件的丟手接頭下端通過(guò)丟手剪釘12相連的芯軸ll，芯軸向下延伸與最下端的下密封膠筒組件聯(lián)接，芯軸上部套接鎖芯14，鎖芯下端與鎖塊套19連接，鎖塊套下端套接鎖塊座23，鎖塊座上部側(cè)向開(kāi)口安設(shè)鎖塊22與芯軸上的環(huán)形鎖槽相配置，在鎖芯和鎖塊套套接有鎖套17內(nèi)；所述的上、下密封膠筒組件間隔安設(shè)在芯軸上下的最外面，其中上密封膠筒組件包括上膠筒座15和下膠筒座20，在上下膠筒座之間安設(shè)上密封膠筒18，上密封膠筒組件套接在鎖套17上，上膠筒座外周設(shè)置軸肩與下行組件的外套7相接，內(nèi)孔與鎖套17螺紋連接，下膠筒座外周設(shè)置軸肩與卡瓦錨定機(jī)構(gòu)的上錐體21相接；下密封膠筒組件包括與芯軸下端相連的單向泄壓閥閥套29，閥套與底座管34螺紋相連，底座管上端套接膠筒座30，在底座管與膠筒座之間安設(shè)下密封膠筒31，膠筒座外周設(shè)置軸肩與卡瓦錨定機(jī)構(gòu)的下錐體27相接，在底座管內(nèi)安設(shè)單向泄壓閥，單向泄壓閥由閥套29和錐桿閥芯32構(gòu)成，閥套上端側(cè)向開(kāi)設(shè)與卡瓦錨定機(jī)構(gòu)導(dǎo)通的泄壓孔36，錐桿閥芯安設(shè)在閥套的閥腔中，下端的延伸段與彈簧33及底座管內(nèi)的彈簧座相配置。此外。在上密封膠筒組件的上膠筒座內(nèi)安設(shè)內(nèi)鎖簧16，內(nèi)鎖簧的內(nèi)孔設(shè)置內(nèi)鋸齒螺紋與鎖芯14外設(shè)置的外鋸齒螺紋相嚙合，構(gòu)成上步進(jìn)鎖緊機(jī)構(gòu)；在鎖塊座23的下部外周安設(shè)外鎖簧24，外鎖簧的外周設(shè)置外鋸齒螺紋與鎖套17下端內(nèi)孔設(shè)置的內(nèi)鋸齒螺紋相嚙合，構(gòu)成下步進(jìn)鎖緊機(jī)構(gòu)，由此構(gòu)成封堵機(jī)構(gòu)中的雙步進(jìn)鎖緊機(jī)構(gòu)。 所述卡瓦錨定機(jī)構(gòu)包括與上密封膠筒組件相連的上錐體21，與下密封膠筒組件相連的下錐體27，卡瓦套28與上、下錐體相套接，卡瓦25通過(guò)箍簧26固定在卡瓦套與中部芯軸之間，卡瓦可設(shè)置3 4塊，卡瓦內(nèi)錐弧面緊貼在上錐體、下錐體上。錨定機(jī)構(gòu)通過(guò)上錐體21、下錐體27與封堵機(jī)構(gòu)套接，位于封堵機(jī)構(gòu)的上、下密封膠筒組件之間。
所述的解封解卡機(jī)構(gòu)包括撈筒10和解封剪釘13，撈筒安設(shè)在助坐機(jī)構(gòu)的外套7內(nèi)，下端與鎖芯14螺紋相連，鎖芯上端由解封剪釘13鎖定在心軸上。 本發(fā)明的工作過(guò)程下入井內(nèi)預(yù)定位置后，投入鋼球，待鋼球坐在球座5上時(shí)，加液壓，液壓通過(guò)球座和丟手接頭9的坐封孔35作用在活塞6和外套7上，同時(shí)由于鎖球8的鎖定作用，外套帶動(dòng)活塞套4下行，剪斷坐封剪釘3，推動(dòng)上密封膠筒組件、內(nèi)鎖簧16、鎖套17、上錐體21下行，推開(kāi)卡瓦25 ;外套7、活塞套4繼續(xù)下行，鎖球8失去鎖定作用，活塞6帶動(dòng)丟手接頭9、芯軸11、鎖芯14、鎖塊座23、鎖塊22、鎖簧24、密封管29、底座管34、下密封膠筒組件上行，推開(kāi)卡瓦25 ;繼續(xù)加液壓，卡瓦繼續(xù)推開(kāi)，張開(kāi)鎖定，完成坐卡。提高液壓，活塞6繼續(xù)上行、外套7繼續(xù)下行，壓縮兩組膠筒，兩組膠筒之間的液體通過(guò)單向泄壓閥由閥套29上的泄壓孔36，流入到閥套內(nèi)，推動(dòng)錐桿閥芯32下行，流出橋塞，外鎖簧24和內(nèi)鎖簧16分別進(jìn)入鎖套17內(nèi)和鎖芯14外，外鎖簧24外部的鋸齒螺紋與鎖套17的內(nèi)部鋸齒螺紋嚙合，內(nèi)鎖簧16內(nèi)部的鋸齒螺紋與鎖芯14的外部鋸齒螺紋嚙合，形成兩組步進(jìn)鎖緊機(jī)構(gòu)，保證密封膠筒始終處于被壓縮狀態(tài)，膠筒封隔油、套管環(huán)形空間，完成坐封。繼續(xù)增加液壓，活塞6帶動(dòng)丟手接頭9繼續(xù)上行，剪斷丟手剪釘12，壓力突降，完成丟手。上提管柱和助坐機(jī)構(gòu)隨油管一起出井口。 打撈橋塞時(shí)，將專(zhuān)用打撈工具接在油管最下端，送進(jìn)井內(nèi)，快到橋塞位置時(shí)，可用水正反洗井，沖去橋塞撈筒10內(nèi)的沉砂，下放管柱，當(dāng)打撈工具抓住撈筒時(shí)，上提油管，剪斷解封剪釘13，拉動(dòng)撈筒10、鎖芯14上移，露出鎖塊22，芯軸11限位打開(kāi)，上密封膠筒失去壓縮力，恢復(fù)初始狀態(tài)，上錐體上移；在下密封膠筒的彈力作用下，底座管、密封管、芯軸下移，下密封膠筒失去壓縮力，恢復(fù)初始狀態(tài)，下錐體27下行，卡瓦失去內(nèi)支撐，在箍簧26的作用下，內(nèi)收，完成解卡。上提管柱可順利起出。
權(quán)利要求
一種雙向高壓可取式橋塞，包括有助坐機(jī)構(gòu)、封堵機(jī)構(gòu)、卡瓦錨定機(jī)構(gòu)、解封解卡機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的封堵機(jī)構(gòu)包括有上下間隔設(shè)置的上密封膠筒組件和下密封膠筒組件，在上、下密封膠筒組件之間安設(shè)卡瓦錨定機(jī)構(gòu)，上密封膠筒組件下接卡瓦錨定機(jī)構(gòu)的上錐體并與助坐機(jī)構(gòu)的下行組件相連，下密封膠筒組件上接卡瓦錨定機(jī)構(gòu)的下錐體并與與助坐機(jī)構(gòu)的上行組件相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向高壓可取式橋塞，其特征在于所述的下密封膠筒組件中 部設(shè)置有與卡瓦錨定機(jī)構(gòu)相導(dǎo)通的單向泄壓閥。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙向高壓可取式橋塞，其特征在于所述的助坐機(jī)構(gòu)包括 有上接頭和球座以及上、下行組件，球座與上接頭內(nèi)孔相接并設(shè)置有油孔，上行組件由活塞 和與活塞相連的丟手接頭構(gòu)成，下行組件由活塞套和與活塞套相連的外套構(gòu)成，活塞套上 端通過(guò)坐封剪釘掛接在上接頭上，并由套接在上接頭上的防撞環(huán)鎖定，活塞套與球座組成 活塞運(yùn)行的環(huán)腔。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙向高壓可取式橋塞，其特征在于所述卡瓦錨定機(jī)構(gòu)包 括與上密封膠筒組件相連的上錐體，與下密封膠筒組件相連的下錐體，卡瓦套與上、下錐體 相連接，卡瓦通過(guò)箍簧固定在卡瓦套與中部芯軸之間，緊貼在上錐體、下錐體上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙向高壓可取式橋塞，其特征在于所述的封堵機(jī)構(gòu)包括與上 行組件的丟手接頭下端通過(guò)丟手剪釘相連的芯軸，芯軸向下延伸與最下端的下密封膠筒組 件聯(lián)接，芯軸上部套接鎖芯，鎖芯下端與鎖塊套連接，鎖塊套下端套接鎖塊座，鎖塊座上部 側(cè)向開(kāi)口安設(shè)鎖塊與芯軸上的鎖槽相配置，在鎖芯和鎖塊套外套接有鎖套；所述的上、下密 封膠筒組件間隔安設(shè)在芯軸上下的最外面，其中上密封膠筒組件套裝在鎖套外，包括上膠 筒座和下膠筒座，在上下膠筒座之間安設(shè)上密封膠筒，上膠筒座外周設(shè)置軸肩與下行組件 的外套相接，下膠筒座外周設(shè)置軸肩與卡瓦錨定機(jī)構(gòu)的上錐體相接；下密封膠筒組件包括 與芯軸下端相連的單向泄壓閥閥套，閥套與底座管螺紋相連，底座管上端套接膠筒座，在底 座管與膠筒座之間安設(shè)下密封膠筒，膠筒座外周設(shè)置軸肩與卡瓦錨定機(jī)構(gòu)的下錐體相接， 在底座管內(nèi)安設(shè)單向泄壓閥。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙向高壓可取式橋塞，其特征在于所述的解封解卡機(jī)構(gòu)包 括撈筒和解封剪釘，撈筒安設(shè)在外套內(nèi)，下端與鎖芯相連，鎖芯上端由解封剪釘鎖定在心軸 上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙向高壓可取式橋塞，其特征在于在上密封膠筒組件的上膠 筒座內(nèi)安設(shè)內(nèi)鎖簧，內(nèi)鎖簧的內(nèi)孔設(shè)置內(nèi)鋸齒螺紋與鎖芯外設(shè)置的外鋸齒螺紋相嚙合，構(gòu) 成上步進(jìn)鎖緊機(jī)構(gòu)；在鎖塊座的下部外周安設(shè)外鎖簧，外鎖簧的外周設(shè)置外鋸齒螺紋與鎖 套下端內(nèi)孔設(shè)置的內(nèi)鋸齒螺紋相嚙合，構(gòu)成下步進(jìn)鎖緊機(jī)構(gòu)，由此構(gòu)成封堵機(jī)構(gòu)中的雙步 進(jìn)鎖緊機(jī)構(gòu)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙向高壓可取式橋塞，其特征在于丟手接頭側(cè)向開(kāi)孔安設(shè)鎖 球，由鎖球?qū)⑵涠ㄎ挥谇蜃稀?br> 9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙向高壓可取式橋塞，其特征在于在底座管內(nèi)安設(shè)單向 泄壓閥，單向泄壓閥由閥套和錐桿閥芯構(gòu)成，閥套上端側(cè)向開(kāi)設(shè)與卡瓦錨定機(jī)構(gòu)導(dǎo)通的泄 壓孔，錐桿閥芯安設(shè)在閥套的閥腔中，下端的延伸段與彈簧及底座管內(nèi)的彈簧座相配置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙向高壓可取式橋塞，包括助坐機(jī)構(gòu)、封堵機(jī)構(gòu)、卡瓦錨定機(jī)構(gòu)、解封解卡機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的封堵機(jī)構(gòu)包括上下間隔設(shè)置的上密封膠筒組件和下密封膠筒組件，在上、下密封膠筒組件之間安設(shè)卡瓦錨定機(jī)構(gòu)，上密封膠筒組件下接卡瓦錨定機(jī)構(gòu)的上錐體并與助坐機(jī)構(gòu)的下行組件相連，下密封膠筒組件上接卡瓦錨定機(jī)構(gòu)的下錐體并與與助坐機(jī)構(gòu)的上行組件相連。本發(fā)明錨定密封后承載負(fù)荷大，承壓能力高，其最大上、下壓力均達(dá)到60MPa；將卡瓦錨定機(jī)構(gòu)置于兩組密封膠筒之間，避免卡瓦被腐蝕性介質(zhì)銹蝕，保證卡瓦的長(zhǎng)期錨定性能和可靠取出，延長(zhǎng)了有效使用壽命，同時(shí)還擴(kuò)大了使用范圍；本發(fā)明還具有安全性和可靠性高、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21B33/134GK101781977SQ20101000050
公開(kāi)日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2010年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月11日
發(fā)明者徐興權(quán), 李文戈, 石玉民, 趙勝蘭 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司江漢油田分公司采油工藝研究院