固井復(fù)合膠塞的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種固井復(fù)合膠塞。本發(fā)明的固井復(fù)合膠塞，包括：第一膠塞；復(fù)合膠塞短接，第一膠塞位于復(fù)合膠塞短接的一端，復(fù)合膠塞短接包括第二膠塞，第一膠塞與第二膠塞插接配合；自鎖碰壓座，其位于復(fù)合膠塞短接的另一端，插接有第一膠塞的第二膠塞與自鎖碰壓座碰壓自鎖。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，通過(guò)第一膠塞與復(fù)合膠塞短接的第二膠塞相結(jié)合縮短了單個(gè)膠塞的相對(duì)運(yùn)動(dòng)距離，減少了單個(gè)膠塞的工作膠塞盤的磨損，有效隔離和刮削套管壁上的水泥漿，從而有效隔離頂替液。本發(fā)明各部件之間均設(shè)有自鎖裝置，連接穩(wěn)定可靠。另外，在本發(fā)明中，根據(jù)井深和水平段長(zhǎng)度情況，復(fù)合膠塞短接可多個(gè)串聯(lián)使用，徹底解決膠塞磨損和水泥漿隔離問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】固井復(fù)合膠塞

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種膠塞，特別地涉及一種石油天然氣勘探開發(fā)領(lǐng)域中應(yīng)用的固井復(fù)合膠塞。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，常規(guī)固井膠塞主要由膠塞、可鉆性好的骨架材料硫化而成，但膠塞耐高溫、耐磨性能差，容易磨損、變形，不能有效隔離和刮削套管壁上的水泥漿。特別地，在超深井、定向井及長(zhǎng)水平段水平井的注水泥過(guò)程中，常規(guī)固井膠塞所受側(cè)向力大、運(yùn)行距離長(zhǎng)，膠皮磨損更為嚴(yán)重，導(dǎo)致套管內(nèi)壁水泥漿清潔效果差，水泥漿與頂替液隔離失效，容易使頂替液和水泥漿混合，降低水泥漿的性能，從而影響固井質(zhì)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的在于提供一種固井復(fù)合膠塞，以解決常規(guī)固井膠塞因磨損嚴(yán)重造成的水泥漿與頂替液隔離失效的技術(shù)問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明的上述目的可采用下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0005]本發(fā)明提供一種固井復(fù)合膠塞，其包括:第一膠塞；復(fù)合膠塞短接，第一膠塞位于復(fù)合膠塞短接的一端，復(fù)合膠塞短接包括第二膠塞，第一膠塞與第二膠塞插接配合；自鎖碰壓座，其位于復(fù)合膠塞短接的另一端，插接有第一膠塞的第二膠塞與自鎖碰壓座碰壓自鎖。
[0006]進(jìn)一步地，第一膠塞包括相互連接的膠塞主體和第一膠塞插頭，第一膠塞插頭與第二膠塞插接配合。
[0007]進(jìn)一步地，膠塞主體和第一膠塞插頭之間可拆卸地連接有附加膠塞。
[0008]進(jìn)一步地，復(fù)合膠塞短接還包括第一膠塞座，第二膠塞套設(shè)連接在第一膠塞座上，第一膠塞通過(guò)第一膠塞座與第二膠塞插接配合。
[0009]進(jìn)一步地，復(fù)合膠塞短接還包括復(fù)合膠塞短接主體，自鎖碰壓座通過(guò)套管與復(fù)合膠塞短接主體相連，第一膠塞座通過(guò)剪切螺釘穿設(shè)連接在復(fù)合膠塞短接主體內(nèi)，在剪切螺釘被剪斷的狀態(tài)下，第二膠塞通過(guò)第一膠塞座與自鎖碰壓座碰壓自鎖。
[0010]進(jìn)一步地，復(fù)合膠塞短接還包括第二膠塞插頭，第一膠塞座與第二膠塞插頭相連接，第二膠塞夾設(shè)在第一膠塞座與第二膠塞插頭之間。
[0011]進(jìn)一步地，自鎖碰壓座包括座體和與第二膠塞碰壓自鎖的自鎖組件，座體連接在復(fù)合膠塞短接的另一端，自鎖組件包括卡簧和壓盤，卡簧通過(guò)壓盤壓設(shè)固定在座體內(nèi)。
[0012]進(jìn)一步地，膠塞主體由第一本體及套設(shè)在第一本體上的多個(gè)第一膠塞盤組成，第一膠塞盤的截面為梯形。
[0013]進(jìn)一步地，附加膠塞由第二本體及套設(shè)在第二本體上的多個(gè)第二膠塞盤組成，第二膠塞盤的截面為橢圓形。
[0014]進(jìn)一步地，附加膠塞與第一膠塞插頭通過(guò)第一鎖緊螺釘鎖緊。
[0015]本發(fā)明的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)是:
[0016]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，通過(guò)第一膠塞與復(fù)合膠塞短接的第二膠塞相結(jié)合縮短了單個(gè)膠塞的相對(duì)運(yùn)動(dòng)距離，減少了單個(gè)膠塞的工作膠塞盤的磨損，有效隔離和刮削套管壁上的水泥漿，從而有效隔離頂替液。本發(fā)明第一膠塞與第二膠塞復(fù)合，最后與自鎖碰壓座碰壓，各部件之間均設(shè)有自鎖裝置，相互之間自鎖或碰壓后不會(huì)脫離，連接穩(wěn)定可靠。另夕卜，根據(jù)井深和水平段長(zhǎng)度情況，本發(fā)明的復(fù)合膠塞短接可多個(gè)串聯(lián)使用，徹底解決膠塞磨損和水泥漿隔離問(wèn)題。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為本發(fā)明的固井復(fù)合膠塞的第一膠塞的示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的固井復(fù)合膠塞的復(fù)合膠塞短接的示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明的固井復(fù)合膠塞的自鎖碰壓座的示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明的固井復(fù)合膠塞的第一膠塞與復(fù)合膠塞短接插接的示意圖；
[0022]圖5為本發(fā)明的固井復(fù)合膠塞的第一膠塞與第二膠塞整體運(yùn)動(dòng)的示意圖；以及
[0023]圖6為本發(fā)明的固井復(fù)合膠塞的復(fù)合膠塞短接與自鎖碰壓座自鎖的示意圖。
[0024]附圖中的附圖標(biāo)記如下:10、第一膠塞；11、膠塞主體；111、第一本體；112、第一膠塞盤；12、第一膠塞插頭；13、附加膠塞；131、第二本體；132、第二膠塞盤；14、第一鎖緊螺釘；15、水泥頭連接纟而；20、復(fù)合I父塞短接；21、弟_J父塞；22、復(fù)合I父塞短接王體；23、弟一月父塞座；24、第二膠塞插頭；241、卡槽；242、流體循環(huán)穿孔；25、剪切螺釘；26、第二鎖緊螺釘；30、自鎖碰壓座；31、座體；32、自鎖組件；321、卡簧；322、壓盤；40、套管。

【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026]如圖1至圖6所示，本發(fā)明提供一種固井復(fù)合膠塞，包括第一膠塞10 ;復(fù)合膠塞短接20,第一膠塞10位于復(fù)合膠塞短接20的一端,復(fù)合膠塞短接20包括第二膠塞21，第一膠塞10與第二膠塞21插接配合；自鎖碰壓座30，其位于復(fù)合膠塞短接20的另一端，插接有第一膠塞10的第二膠塞21與自鎖碰壓座30碰壓自鎖。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，通過(guò)第一膠塞10與復(fù)合膠塞短接20的第二膠塞21相結(jié)合縮短了單個(gè)膠塞的相對(duì)運(yùn)動(dòng)距離，減少了單個(gè)膠塞的工作膠塞盤的磨損，有效隔離和刮削套管壁上的水泥漿，從而有效隔離頂替液。另外，在本發(fā)明中，根據(jù)井深和水平段長(zhǎng)度情況，復(fù)合膠塞短接20可多個(gè)串聯(lián)使用，徹底解決膠塞磨損和水泥漿隔離問(wèn)題。
[0027]如圖1所示，第一膠塞10包括相互連接的膠塞主體11和第一膠塞插頭12。膠塞主體11包括第一本體111以及套設(shè)在第一本體111上的多個(gè)第一膠塞盤112，第一本體111的上端連接有水泥頭連接端15，固井之前，將水泥頭連接端15與水泥頭連接。第一膠塞盤112為環(huán)狀,其截面為梯形,第一膠塞盤112套設(shè)在第一本體111上時(shí),沿第一本體111自上向下的方向，第一膠塞盤112的上表面直徑大于其下表面直徑，在工作時(shí)第一膠塞盤112隨第一本體111向下運(yùn)動(dòng)，第一膠塞盤112的外邊緣壁與套管壁接觸，梯形截面的第一膠塞盤112增加了其與套管壁的接觸面積，一方面降低了第一膠塞盤112的磨損率，另一方面有效隔離和刮削套管壁上的水泥漿；另外，由于第一膠塞盤112由橡膠材料制成，其隨第一本體111向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，第一膠塞盤112的邊緣壁與套管壁貼合的更加緊密，密封效果更好，進(jìn)一步有效隔離了頂替液。
[0028]進(jìn)一步的，如圖1所示，膠塞主體11和第一膠塞插頭12之間可拆卸地連接有附加膠塞13，附加膠塞13與膠塞主體11的結(jié)構(gòu)相似，其包括第二本體131以及套設(shè)在第二本體131上的多個(gè)第二膠塞盤132，附加膠塞13的第二本體131的上端螺紋連接在膠塞主體11的第一本體111下端，附加膠塞13的第二本體131的下端螺紋連接在第一膠塞插頭12的上端并通過(guò)第一鎖緊螺釘14鎖緊在第一膠塞插頭12上，第二膠塞盤132為環(huán)狀，其截面為橢圓形，在工作時(shí)第二膠塞盤132隨第二本體131向下運(yùn)動(dòng)，第二膠塞盤132的外邊緣與套管壁接觸，橢圓形截面的第二膠塞盤132增加了其與套管的接觸面積，一方面降低了第二膠塞盤132的磨損率，另一方面有效隔離和刮削套管壁上的水泥漿；另外，由于第二膠塞盤132由橡膠材料制成，其隨第二本體131向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，第二膠塞盤132的邊緣與套管壁貼合的更加緊密，密封效果更好，進(jìn)一步有效隔離了頂替液。該附加膠塞13的設(shè)置增加了第一膠塞10的膠塞盤的數(shù)量，達(dá)到了更好隔離頂替液的效果。
[0029]如圖2所示，復(fù)合膠塞短接20包括第二膠塞21和第一膠塞座23，第二膠塞21套設(shè)連接在第一膠塞座23上，第一膠塞10通過(guò)第一膠塞座23與第二膠塞21插接配合；復(fù)合膠塞短接20還包括第二膠塞插頭24，第一膠塞座23與第二膠塞插頭24固定相連，第二膠塞21夾設(shè)在第一膠塞座23與第二膠塞插頭24之間。復(fù)合膠塞短接20還包括復(fù)合膠塞短接主體22，第一膠塞座23通過(guò)剪切螺釘25穿設(shè)連接在復(fù)合膠塞短接主體22內(nèi)。在本發(fā)明中，第二膠塞插頭24通過(guò)第二鎖緊螺釘26連接在第一膠塞座23的下端，第二膠塞插頭24上開設(shè)有流體循環(huán)穿孔242，該流體循環(huán)穿孔242在第一膠塞10和復(fù)合膠塞短接20復(fù)合之前為流體循環(huán)提供通道。第二膠塞插頭24上設(shè)置有密封圈，當(dāng)?shù)诙z塞插頭24與自鎖碰壓座30插接時(shí)，增加摩擦力，密封效果更好。
[0030]具體地，第二膠塞21套設(shè)在第一膠塞座23上，其夾設(shè)在第一膠塞座23與第二膠塞插頭24之間，第一膠塞10通過(guò)其第一膠塞插頭12插接配合在第一膠塞座23內(nèi)，從而與第一膠塞座23組合成一體。第二膠塞21包括多個(gè)套設(shè)在第一膠塞座23下端外側(cè)的膠塞盤，該膠塞盤的截面呈三角形，三角形的膠塞盤的外邊緣與復(fù)合膠塞短接主體22的內(nèi)壁抵接，多個(gè)三角形的膠塞盤工作時(shí)隨第一膠塞座23運(yùn)動(dòng)，膠塞盤的外邊緣壁與復(fù)合膠塞短接主體22的內(nèi)壁或套管壁接觸，三角形的膠塞盤增加了其與復(fù)合膠塞短接主體22的內(nèi)壁或套管壁的接觸面積，一方面降低了第二膠塞21的磨損率，另一方面有效隔離和刮削套管壁上的水泥漿；另外，第二膠塞21的膠塞盤由橡膠材料制成，其隨第一膠塞10向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，第二膠塞21的膠塞盤的邊緣壁與復(fù)合膠塞短接主體22的內(nèi)壁或套管壁貼合的更加緊密，密封效果更好，進(jìn)一步有效隔離了頂替液。
[0031]如圖3所示，自鎖碰壓座30包括座體31和與第二膠塞21碰壓自鎖的自鎖組件32，自鎖組件32包括卡簧321和壓盤322，卡簧321通過(guò)壓盤322壓設(shè)固定在座體31的安裝槽內(nèi)。具體地，自鎖碰壓座30的座體31的上端通過(guò)套管40連接在復(fù)合膠塞短接20的復(fù)合膠塞短接主體22的下端，該座體31的內(nèi)壁形成有安裝槽，壓盤322設(shè)置在安裝槽內(nèi)，卡簧321通過(guò)壓盤322壓設(shè)固定在座體31內(nèi)。第一膠塞10與第二膠塞21通過(guò)第一膠塞座23插接自鎖后，剪切螺釘25被剪斷，連接有第一膠塞10的第一膠塞座23沿套管40繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，直至連接在第一膠塞座23下端的第二膠塞插頭24插入座體31內(nèi)，在本發(fā)明中，第二膠塞插頭24的外壁開設(shè)有卡槽241，當(dāng)該卡槽241卡設(shè)在自鎖組件32的卡簧321上時(shí)，第二膠塞插頭24與座體31碰壓自鎖。
[0032]參見圖4至圖6，在進(jìn)行固井作業(yè)時(shí)，復(fù)合膠塞短接20、自鎖碰壓座30隨套管40一起下入井內(nèi)合適位置。下套管40時(shí)，在浮箍上部安裝自鎖碰壓座30，在固井套管40串下入1/3-1/2合適位置連接復(fù)合膠塞短接20，并隨套管40下入井內(nèi)。注水泥前，第一膠塞10裝入水泥頭內(nèi)，固井注水泥、替漿同常規(guī)注水泥一致。注完水泥漿替漿時(shí)，第一膠塞10釋放，在套管內(nèi)運(yùn)行一定距離，以隔離和刮削套管壁上的水泥漿，當(dāng)?shù)谝荒z塞10運(yùn)行到復(fù)合膠塞短接20處,其第一膠塞插頭12插入第一膠塞座23內(nèi)與第二膠塞21復(fù)合,形成復(fù)合膠塞一體結(jié)構(gòu)，此時(shí)，第一膠塞座23與復(fù)合膠塞短接主體22之間連接的剪切螺釘25被剪斷，第一膠塞10同第一膠塞座23 —同頂替水泥漿下行，若第一膠塞10磨損嚴(yán)重，第二膠塞21能夠進(jìn)一步發(fā)揮隔離和刮削水泥漿的作用，有效隔離頂替液。當(dāng)插接有第一膠塞10的第二膠塞21運(yùn)行到自鎖碰壓座30時(shí)，第二膠塞插頭24與自鎖組件32的卡簧321自鎖，高效地密封，防止復(fù)合膠塞上浮及留灰塞，實(shí)現(xiàn)碰壓，從而完成注水泥作業(yè)。
[0033]從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果:
[0034]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，通過(guò)第一膠塞與復(fù)合膠塞短接的第二膠塞相結(jié)合縮短了單個(gè)膠塞的相對(duì)運(yùn)動(dòng)距離，減少了單個(gè)膠塞的工作膠塞盤的磨損，有效隔離和刮削套管壁上的水泥漿，從而有效隔離頂替液。本發(fā)明第一膠塞與第二膠塞復(fù)合，最后與自鎖碰壓座碰壓，各部件之間均設(shè)有自鎖裝置，相互之間自鎖或碰壓后不會(huì)脫離，連接穩(wěn)定可靠。另夕卜，根據(jù)井深和水平段長(zhǎng)度情況，本發(fā)明的復(fù)合膠塞短接可多個(gè)串聯(lián)使用，徹底解決膠塞磨損和水泥漿隔離問(wèn)題。
[0035]以上所述僅為本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員依據(jù)申請(qǐng)文件公開的內(nèi)容可以對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行各種改動(dòng)或變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種固井復(fù)合膠塞，其特征在于，其包括: 第一膠塞(10)； 復(fù)合膠塞短接(20)，第一膠塞(10)位于復(fù)合膠塞短接(20)的一端，復(fù)合膠塞短接(20)包括第二膠塞(21)，第一膠塞(10)與第二膠塞(21)插接配合； 自鎖碰壓座(30)，其位于復(fù)合膠塞短接(20)的另一端，插接有第一膠塞(10)的第二膠塞(21)與自鎖碰壓座(30)碰壓自鎖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固井復(fù)合膠塞，其特征在于，第一膠塞(10)包括相互連接的膠塞主體(11)和第一膠塞插頭(12),第一膠塞插頭(12)與第二膠塞(21)插接配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固井復(fù)合膠塞，其特征在于，膠塞主體(11)和第一膠塞插頭(12)之間可拆卸地連接有附加膠塞(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固井復(fù)合膠塞，其特征在于，復(fù)合膠塞短接(20)還包括第一膠塞座(23)，第二膠塞(21)套設(shè)連接在第一膠塞座(23)上，第一膠塞(10)通過(guò)第一膠塞座(23)與第二膠塞(21)插接配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的固井復(fù)合膠塞，其特征在于，復(fù)合膠塞短接(20)還包括復(fù)合膠塞短接主體(22)，自鎖碰壓座(30)通過(guò)套管(40)與復(fù)合膠塞短接主體(22)相連，第一膠塞座(23)通過(guò)剪切螺釘(25)穿設(shè)連接在復(fù)合膠塞短接主體(22)內(nèi)，在剪切螺釘(25)被剪斷的狀態(tài)下，第二膠塞(21)通過(guò)第一膠塞座(23)與自鎖碰壓座(30)碰壓自鎖。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固井復(fù)合膠塞，其特征在于，復(fù)合膠塞短接(20)還包括第二膠塞插頭(24),第一膠塞座(23)與第二膠塞插頭(24)相連接,第二膠塞(21)夾設(shè)在第一膠塞座(23)與第二膠塞插頭(24)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固井復(fù)合膠塞，其特征在于，自鎖碰壓座(30)包括座體(31)和與第二膠塞(21)碰壓自鎖的自鎖組件(32)，座體(31)連接在復(fù)合膠塞短接(20)的另一端，自鎖組件包括卡簧(321)和壓盤(322)，卡簧(321)通過(guò)壓盤(322)壓設(shè)固定在座體(31)內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固井復(fù)合膠塞，其特征在于，膠塞主體(11)由第一本體(111)及套設(shè)在第一本體(111)上的多個(gè)第一膠塞盤(112)組成，第一膠塞盤(112)的截面為梯形。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固井復(fù)合膠塞，其特征在于，附加膠塞(13)由第二本體(131)及套設(shè)在第二本體(131)上的多個(gè)第二膠塞盤(132)組成，第二膠塞盤(132)的截面為橢圓形。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固井復(fù)合膠塞，其特征在于，附加膠塞(13)與第一膠塞插頭(12)通過(guò)第一鎖緊螺釘(14)鎖緊。
【文檔編號(hào)】E21B33/134GK104358542SQ201410643285
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月10日
【發(fā)明者】袁進(jìn)平, 任銳, 蔡陽(yáng)生, 劉斌輝 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院