專利名稱：一種自密封固井膠塞組合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于石油天然氣固完井作業(yè)的自密封固井膠塞組合裝置，特別是一種套管鉆井時固完井作業(yè)的自密封固井膠塞組合裝置。
技術(shù)背景石油天然氣固完井作業(yè)時，常用的固井膠塞為平底膠塞，也有少量自鎖型的固井膠塞，固井膠塞必須在套管中從井口下落到井底，膠塞要求有較好的彈性并能在井筒中滑動，因此固井膠塞的密封性能較差，并且無自密封性能。在套管鉆井時，沒有安裝固井浮箍時，現(xiàn)有的固井膠塞無法實現(xiàn)自密封，常進(jìn)行憋壓侯凝，而憋壓侯凝會造成套管與水泥環(huán)之間出現(xiàn)微環(huán)隙，降低固井質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)是克服套管鉆井所用固井膠塞存在的上述不足，提供一種自密封固井膠塞組合裝置，該裝置在套管中下落時，膠塞呈自由狀態(tài)，能向下移動；且在座入固井接箍后該裝置具有機械自鎖定位功能，不僅能利用錐面使固井膠塞產(chǎn)生較強的預(yù)密封力，還能在固井液倒流時實現(xiàn)自密封，實現(xiàn)敞壓候凝，保證固井質(zhì)量。本實用新型為解決上述存在的問題所采用的技術(shù)方案為一種自密封固井膠塞組合裝置，主要包括固井接箍、膠塞、倒置錐頂體；其特征在于固井接箍設(shè)置中空通孔；倒置錐頂體位于固井接箍中，上部為大端，安裝有可使大端限位鎖緊的自鎖裝置；膠塞設(shè)置在錐頂體和固井接箍之間；膠塞的內(nèi)孔面為與錐頂體錐面相匹配的錐面、而外側(cè)面為帶有多個間隔的缺口或凹環(huán)的環(huán)體面；所述錐頂體與膠塞通過底板連接，且錐頂體與膠塞能在固井接箍中自由向下滑動進(jìn)入卡合孔段自鎖；膠塞的底部通過底板設(shè)置錐頂體頂穿裝置；在未進(jìn)入固井接箍的所述孔段時，錐頂體錐面與膠塞的錐面不相互接觸，錐頂體下部不伸出錐頂體頂穿裝置；位于卡合孔段中時，錐頂體錐面與膠塞的錐面相互壓緊，且錐頂體下部穿過錐頂體頂穿裝置。固井接箍的卡合孔段分別設(shè)置上、下限位裝置，所述限位裝置均向孔內(nèi)凸出。所述的自鎖裝置為錐頂體大端的頂部通過壓蓋裝有徑向放置的彈簧和插銷組合，彈簧位于內(nèi)側(cè)，插銷位于彈簧外側(cè)且能依靠彈簧伸出和回退；所述的插銷伸出長度為在鎖緊狀態(tài)時伸出或平齊于錐頂體的大端外緣；彈簧和插銷組合為周向?qū)ΨQ均布。所述錐頂體的大端頂部設(shè)置周向?qū)ΨQ分布的槽口，彈簧和插銷組合位于槽口中并通過壓蓋固定。所述插銷的端部的下面為斜面。所述膠塞的下部設(shè)置膠塞芯，膠塞芯與膠塞的下部硫化成一體，膠塞芯的下部設(shè)置底板。所述錐頂體頂穿裝置為安裝在底板上的剪切板，所述剪切板能讓膠塞不與錐頂體的錐面接觸且能被錐頂體頂穿。[0012]所述錐頂體的下部裝有密封圈。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型取得了明顯技術(shù)效果(I)通過錐頂體自鎖定位，使錐頂體的錐面緊壓膠塞，實現(xiàn)固井膠塞的密封。(2)剪切板能在膠塞下落過程中，膠塞不與錐頂體接觸呈自由狀態(tài)，便于膠塞在套管中滑動下井。(3)固井液的返流壓力作用在膠塞上，自密封形式可靠，實現(xiàn)了敞壓候凝，保證了固井質(zhì)量。

圖I為本實用新型在自鎖狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型在自由狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型的錐頂體的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；其中1、固井接箍；2、膠塞；3、膠塞芯；4、剪切板；5、底板；6、壓蓋；7、彈黃；8、插銷；9、維頂體；10、S封圈。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型做進(jìn)一步說明。本實用新型由固井接箍I、膠塞2、膠塞芯3、剪切板4、底板5、壓蓋6、彈簧7、插銷
8、錐頂體9、密封圈10組成。參照圖1-3，本實用新型的倒置的錐頂體上部開有四個對稱分布T型凹槽，在凹槽中安放彈簧7、插銷8，上面壓蓋6封住，錐頂體的中部加工成錐面，與膠塞錐面一致，錐頂體的下部為柱體，裝有兩道密封槽，裝有密封圈10。參照圖2和圖1，本實用新型的插銷8的端部的下面加工呈斜面，方便錐頂體9下落時在套管接頭處及固井接箍I內(nèi)滑動，在進(jìn)入固井接箍I卡合孔段時，彈性伸出，鎖定錐頂體9。參照圖I和2，本實用新型的膠塞2與膠塞芯3硫化成一體，膠塞2與錐頂體9通過錐面配合并在鎖緊時壓緊連接，錐頂體9下部的柱體穿過膠塞機膠塞芯內(nèi)孔；膠塞2受擠時橫向膨脹，實現(xiàn)與固井接箍I、錐頂體9密封。參照圖2和圖I，本實用新型的膠塞芯3下部通過底板5固定剪切板4，在套管井中下落時剪切板4阻止錐頂體9的錐面與膠塞2的錐面接觸，從而使膠塞呈自由狀態(tài)，便于在套管中滑動。在座入固井接箍I的卡合孔端后，碰壓使錐頂體9頂斷剪切板4，壓緊膠塞2的內(nèi)錐面，形成密封。在敞壓候凝時固井液的返流壓力作用在底板上，使膠塞2進(jìn)一步受壓，橫向膨脹，實現(xiàn)自密封。
權(quán)利要求1.一種自密封固井膠塞組合裝置，主要包括固井接箍、膠塞、倒置錐頂體；其特征在于固井接箍設(shè)置中空通孔；倒置錐頂體位于固井接箍中，上部為大端，安裝有可使大端限位鎖緊的自鎖裝置；膠塞設(shè)置在錐頂體和固井接箍之間；膠塞的內(nèi)孔面為與錐頂體錐面相匹配的錐面、而外側(cè)面為帶有多個間隔的缺口或凹環(huán)的環(huán)體面；所述錐頂體與膠塞通過底板連接，且錐頂體與膠塞能在固井接箍中自由向下滑動進(jìn)入卡合孔段自鎖；膠塞的底部通過底板設(shè)置錐頂體頂穿裝置；在未進(jìn)入固井接箍的所述孔段時，錐頂體錐面與膠塞的錐面不相互接觸，錐頂體下部不伸出錐頂體頂穿裝置；位于卡合孔段中時，錐頂體錐面與膠塞的錐面相互壓緊，且錐頂體下部穿過錐頂體頂穿裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自密封固井膠塞組合裝置，其特征在于固井接箍的卡合孔段分別設(shè)置上、下限位裝置，所述限位裝置均向孔內(nèi)凸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的自密封固井膠塞組合裝置，其特征在于所述的自鎖裝置為錐頂體大端的頂部通過壓蓋裝有徑向放置的彈簧和插銷組合，彈簧位于內(nèi)側(cè)，插銷位于彈簧外側(cè)且能依靠彈簧伸出和回退；所述的插銷伸出長度為在鎖緊狀態(tài)時伸出或平齊于錐頂體的大端外緣；彈簧和插銷組合為周向?qū)ΨQ均布。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自密封固井膠塞組合裝置，其特征在于所述錐頂體的大端頂部設(shè)置周向?qū)ΨQ分布的槽口，彈簧和插銷組合位于槽口中并通過壓蓋固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自密封固井膠塞組合裝置，其特征在于所述插銷的端部的下面為斜面。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2或4或5所述的自密封固井膠塞組合裝置，其特征在于所述膠塞的下部設(shè)置膠塞芯，膠塞芯與膠塞的下部硫化成一體，膠塞芯的下部設(shè)置底板。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自密封固井膠塞組合裝置，其特征在于所述錐頂體頂穿裝置為安裝在底板上的剪切板，所述剪切板能讓膠塞不與錐頂體的錐面接觸且能被錐頂體頂穿。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2或4或5或7所述的自密封固井膠塞組合裝置，其特征在于所述錐頂體的下部裝有密封圈。
專利摘要本實用新型公開了一種自密封固井膠塞組合裝置，主要包括固井接箍、膠塞、倒置錐頂體；固井接箍設(shè)置中空通孔；錐頂體位于固井接箍中，安裝有自鎖裝置；膠塞設(shè)置在錐頂體和固井接箍之間；膠塞的內(nèi)孔面為與錐頂體錐面相匹配的錐面；錐頂體與膠塞通過底板連接，且錐頂體與膠塞能在固井接箍中自由向下滑動進(jìn)入卡合孔段自鎖；膠塞的底部通過底板設(shè)置錐頂體頂穿裝置；在未進(jìn)入固井接箍的所述孔段時，錐頂體錐面與膠塞的錐面不相互接觸，錐頂體下部不伸出錐頂體頂穿裝置；位于卡合孔段中時，錐頂體錐面與膠塞的錐面相互壓緊，且錐頂體下部穿過錐頂體頂穿裝置。該裝置在座入固井接箍后能產(chǎn)生密封力，還能在固井液倒流時實現(xiàn)敞壓候凝，保證固井質(zhì)量。
文檔編號E21B33/134GK202690006SQ201220251379
公開日2013年1月23日 申請日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者李新年, 危峰, 涂輝 申請人:中國石油化工集團(tuán)公司, 中國石化集團(tuán)江漢石油管理局石油機械研究院