本實用新型涉及油田生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種堵塞器及具有該堵塞器的分層酸壓注水設(shè)備。

背景技術(shù)：

在油田開采中，由于受儲層物理特性差異、注水水質(zhì)等因素影響，注入一段時間后各層之間的啟動壓力和吸水指數(shù)會發(fā)生變化，出現(xiàn)注水井欠注問題。隨著欠注井和次欠注層的不斷增多，為恢復(fù)注水井注水能力，延長有效期，需采取酸化的方式解除儲層堵塞，恢復(fù)吸水能力。注水井分層酸化工藝技術(shù)是解決注水井單層欠注或多層籠統(tǒng)酸化不均的有效措施之一。

針對欠注分注井，通?？梢酝ㄟ^分別下入分層酸化管柱和分層注水管柱來實現(xiàn)合格配水。然而這種方法增加了作業(yè)工序和作業(yè)時間，還造成不可忽視的人力物力消耗。為了提高油田降本增效的要求，分層酸化注水一體化管柱被廣泛引用。

在利用這種分層酸化注水一體化管柱進行分層酸壓注水作業(yè)過程中，下層酸壓結(jié)束后需要油管內(nèi)投入堵塞器打開上層配水器滑套并封堵下層進行上層酸液作業(yè)。酸壓結(jié)束后需提出堵塞器及滑套，下入專用注水芯子進行注水作業(yè)。

在現(xiàn)有技術(shù)中，一旦將堵塞器投堵在油管內(nèi)，上部的液體壓力就全部作用在堵塞器最大外徑截面處。當(dāng)?shù)貙影l(fā)生虧空產(chǎn)生倒吸作用時，打撈管柱需克服全部液體壓重導(dǎo)致打撈困難。通常，堵塞器上下會存在壓差，用鋼絲上提堵塞器時，鋼絲張力可能會超過許用拉力，被迫剪鋼絲，導(dǎo)致堵塞器無法起出，只能上修的風(fēng)險。

因此，需要一種自平衡堵塞器解決由于堵塞器上下存在壓差鋼絲無法起出堵塞器問題，拓寬該工藝的使用范圍，提高完井作業(yè)一次成功率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的主要目的在于提供一種堵塞器及包括該堵塞器的分層酸壓注水設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的堵塞器由于地層虧空導(dǎo)致打撈時管柱負荷過大的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種堵塞器，堵塞器包括導(dǎo)向頭，具有沿軸向延伸的中心孔，導(dǎo)向頭的頭區(qū)域設(shè)置有與中心孔連通的第一孔；和中心桿，設(shè)置在導(dǎo)向頭的中心孔中，具有用于堵塞操作的堵塞位置和用于提升操作的提升位置，導(dǎo)向頭的尾區(qū)域設(shè)置有與中心孔連通的第二孔，中心桿在堵塞位置時，第一孔和第二孔斷開，中心桿在提升位置時，第一孔和第二孔連通。

進一步地，導(dǎo)向頭具有位于頭區(qū)域和尾區(qū)域之間的最大直徑部，堵塞器還包括在最大直徑部中徑向延伸到中心桿中的剪釘，剪釘在堵塞器從堵塞位置進入提升位置時斷裂。

進一步地，中心桿上具有活塞部，活塞部沿遠離導(dǎo)向頭的頭區(qū)域的方向具有小徑段和大徑段，小徑段上設(shè)置有第一盤根，大徑段上設(shè)置有第二盤根，導(dǎo)向頭的內(nèi)表面包括與中心桿的小徑段相配合的第一內(nèi)徑部和與中心桿的大徑段相配合的第二內(nèi)徑部。

進一步地，第二孔位于第二內(nèi)徑部中。

進一步地，導(dǎo)向頭的第二內(nèi)徑部的端面部分地限定出第二孔。

進一步地，第一盤根和第二盤根均位于剪釘遠離導(dǎo)向頭的頭區(qū)域的一側(cè)。

進一步地，中心桿包括活塞部和延伸桿，堵塞器還包括壓帽，壓帽連接在導(dǎo)向頭的尾區(qū)域的端部，具有用于將中心桿的活塞部封堵在導(dǎo)向桿的中心孔中的端部，并具有用于使中心桿的延伸桿穿過的通孔。

進一步地，堵塞器還包括連接在中心桿的延伸桿的端部的打撈頭，打撈頭的朝向壓帽的端部周向面和壓帽的朝向打撈頭的端部周向面中至少之一具有沿徑向延伸到外部的徑向開槽。

進一步地，在壓帽和中心桿之間設(shè)置有第三盤根。

根據(jù)本實用新型的另一個方面，提供了一種分層酸壓注水設(shè)備，包括前述的任意一種堵塞器。

應(yīng)用本實用新型的技術(shù)方案，由于中心桿能夠在提升操作時開啟導(dǎo)向頭中預(yù)設(shè)的第二孔，從而使分別位于導(dǎo)向頭的頭和尾區(qū)域中的第一和第二通孔液體導(dǎo)通，由此使得堵塞器上下壓力平衡。這種設(shè)計大大減輕了在打撈堵塞器初期堵塞器上所承受的液體壓力，從而在后續(xù)借助于例如鋼絲提升堵塞器的過程中，能夠相對于現(xiàn)有技術(shù)承壓較小地進行操作，進而有效地解決了現(xiàn)有堵塞器由于地層虧空導(dǎo)致打撈時管柱負荷過大的問題。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本實用新型的堵塞器的一個實施例的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，上述附圖包括以下附圖標記：

1、打撈頭；2、第三盤根；3、壓帽；4、中心桿；4.1活塞部；4.11小徑段；4.12大徑段；4.2、延伸部；5、第二盤根；6、第一盤根；7、螺釘；8、剪釘；9、導(dǎo)向頭；9.1頭區(qū)域；9.2、尾區(qū)域、9.3最大直徑部；10、第一孔；11、第二孔；13、徑向開槽；14、中心孔。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本實用新型。

應(yīng)該指出，以下詳細說明都是例示性的，旨在對本申請?zhí)峁┻M一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

在本實用新型中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“頭、尾”通常是針對附圖所示的方向而言的，或者是針對部件本身在豎直、垂直或重力方向上而言的；同樣地，為便于理解和描述，“內(nèi)、外”是指相對于各部件本身的輪廓的內(nèi)、外，但上述方位詞并不用于限制本實用新型。

本實用新型實施例提供了一種堵塞器以及一種包括該堵塞器的分層酸壓注水設(shè)備。

本實用新型通過撈帽、剪釘和密封截面的獨特設(shè)計，有效地解決了現(xiàn)有堵塞器由于地層虧空導(dǎo)致打撈時管柱負荷過大的問題。

下面，具體對堵塞器的結(jié)構(gòu)進行說明：

如圖1所示，本實用新型的一個實施例提供了一種堵塞器。堵塞器包括打撈頭1、壓帽3、中心桿4和導(dǎo)向頭9。

中心桿4包括在右側(cè)和導(dǎo)向頭9連接的活塞部4.1以及在左側(cè)延伸經(jīng)過壓帽3并與打撈頭1固定連接的延伸部4.2。

導(dǎo)向頭9內(nèi)部具有沿軸向延伸的中心孔14，中心桿4能滑動地設(shè)置在該中心孔14中。

為了確保中心桿4的活塞部4.1能夠在堵塞位置和導(dǎo)向頭9固定連接，在導(dǎo)向頭9中設(shè)置了在徑向方向上延伸以將活塞部4.1和導(dǎo)向頭9固定連接在一起的剪釘8。該剪釘借助于從導(dǎo)向頭9的外周面徑向向內(nèi)伸入的螺釘7固定住。在一個可可選的方案中，螺釘7可以是剪釘8結(jié)構(gòu)的一部分，并且一體地形成在剪釘上。

導(dǎo)向頭9被劃分為圖中從右至左依次示出的三個區(qū)域，即最右側(cè)的頭區(qū)域9.1、中部的最大直徑部9.3和最左側(cè)的尾區(qū)域9.2。該最大直徑部9.3具有整個堵塞器在橫截面上的最大端面。

在導(dǎo)向頭9的頭區(qū)域9.1中設(shè)置有第一孔9.1，該孔和貫穿整個導(dǎo)向頭9的中心孔14彼此連通。此外，為了實現(xiàn)在提升狀態(tài)下的液壓平衡，在導(dǎo)向頭9的尾區(qū)域9.2中還設(shè)置有第二孔11。

在圖1中示出了處于堵塞工況下的堵塞器，因此中心桿4處于堵塞位置中，其中，中心桿4將第二孔11封閉住，使得第一孔10和第二孔11無法連通。

在未示出的提升操作中，借助外部裝置、例如打撈管柱對打撈頭1施加向上(圖1中向左)的提升力，剪釘8克服液柱壓力被剪斷，打撈頭1通過與延伸部4.2的固定連接帶動整個中心桿4上移一段距離。在此情況下，中心桿4的活塞部4.1從圖1中示出的位置向左滑行，直到導(dǎo)向頭9的尾區(qū)域9.2中的第二孔11不再被活塞部4.2封閉(這時，或者隨后，活塞部4.2沿軸向抵靠在壓帽3上)，此時，該第二孔11通過中心孔14和位于導(dǎo)向頭9的頭區(qū)域9.1中的第一孔10液體導(dǎo)通。在此情況下，堵塞器上下壓力得到平衡。

也就是說，在堵塞器的整個提升操作中，在第一階段先略微向上、即圖1中向左拉動中心桿以剪短剪釘8，使得導(dǎo)向頭9的頭區(qū)域9.1和尾區(qū)域9.2中液壓平衡，然后在第二階段進行對堵塞器的常規(guī)提升操作。由于第一階段的操作中，打撈管柱中需提供用于剪斷剪釘?shù)拇驌屏Γ恍枰朔饔迷诙氯鲀啥说膲翰?，因此所需打撈力量較小，而在第二階段，由于第二孔11通過中心孔14和位于導(dǎo)向頭9的頭區(qū)域9.1中的第一孔10液體導(dǎo)通，使得堵塞器上下壓力已經(jīng)得到平衡，因此也消除了作用在堵塞器兩端的壓差。因此，本實用新型的該堵塞器，通過這種分步提升操作，相對于現(xiàn)有技術(shù)中直接提升堵塞器的操作能夠顯著地減小用于提升堵塞器的打撈工具的負載。

優(yōu)選地，如圖1所示，本實用新型的實施例中，剪釘8設(shè)置在導(dǎo)向頭9的最大直徑部9.3處，第二孔11在尾區(qū)域9.2中緊鄰最大直徑部9.3的端面設(shè)置。由此可以在剪釘8被剪斷之后迅速地實現(xiàn)最大直徑部沿軸向方向兩側(cè)、即圖中左側(cè)和右側(cè)的液壓平衡。

優(yōu)選地，如圖1所示，本實用新型的實施例中，活塞部4.1和導(dǎo)向頭9之間還設(shè)置有用于密封的兩個盤根，即第一盤根6和第二盤根5。區(qū)別于常規(guī)設(shè)置，這兩個盤根所密封的橫截面的直徑并不相同。

活塞部4.1沿遠離導(dǎo)向頭9的頭區(qū)域9.1的方向具有階梯形設(shè)置的小徑段4.11和大徑段4.12，小徑段4.11上設(shè)置有第一盤根6，大徑段4.12上設(shè)置有第二盤根5，導(dǎo)向頭9的內(nèi)表面包括與中心桿4的小徑段4.11相配合的第一內(nèi)徑部和與所述中心桿4的大徑段4.12相配合的第二內(nèi)徑部。

在本實施例中，導(dǎo)向頭9的頭區(qū)域9.1和最大直徑部9.3一起在內(nèi)部形成第一內(nèi)徑部，而導(dǎo)向頭9的尾區(qū)域9.2自身在內(nèi)部形成第二內(nèi)徑部，其中第二孔11位于與第二內(nèi)徑部對應(yīng)的位置。

優(yōu)選地，如圖1所示，第一盤根6和第二盤根5均位于剪釘8的左側(cè)。

通過將第一盤根6和第二盤根5分別設(shè)置在階梯形的小徑段4.11和大徑段4.12處，在提升操作中能夠使得液體壓力對中心桿4向上(即圖中向左)的作用力大于向下(即圖中向右)的作用力，進一步減小了打撈負荷。

優(yōu)選地，如圖1所示，為了實現(xiàn)在最大直徑部9.3處的最佳減壓效果，第二孔11可以直接緊接最大直徑部9.3遠離頭區(qū)域9.1的端面，即該端面部分地限定出第二孔11。

如圖1所示，在該實施例中，壓帽3連接在導(dǎo)向頭9的尾區(qū)域9.2的端部，具有用于將中心桿4的活塞部4.1封堵在導(dǎo)向桿4的中心孔14中的端部，并具有用于使中心桿4的延伸桿4.2穿過的通孔。

為了進一步減小在提升操作中上部液柱壓力的作用面積，在本實用新型的實施例中，打撈頭1的朝向壓帽3的右端部處的端面上可以設(shè)置有沿徑向延伸到外部的徑向開槽13。

此外，在壓帽3的朝向打撈頭1的左端部處的端面上也可以設(shè)置有沿徑向延伸到外部的徑向開槽13。

優(yōu)選地，還可以進一步在打撈頭1的朝向壓帽3的右端部處的端面以及在壓帽3的朝向打撈頭1的左端部處的端面上都設(shè)置沿徑向延伸到外部的徑向開槽13。

徑向開槽13可以是與中心桿4同心設(shè)置的環(huán)形開槽，也可以是在周向上均勻分布的多個開槽，例如是四個或六個開槽。

本實用新型實施例中，在壓帽3和中心桿4之間設(shè)置有第三盤根2。

本實用新型實施例中，為了便于制造和加工，打撈頭1、壓帽3、中心桿4、導(dǎo)向頭9均同軸設(shè)置。

本實用新型實施例中，打撈頭1的周向內(nèi)壁和中心桿4的延伸部4.2的周向外壁之間設(shè)置有匹配的螺紋連接部，從而能實現(xiàn)打撈頭1和中心桿4之間可松脫的螺紋連接。

為了簡化制造過程，打撈頭1和中心桿4也可以一體設(shè)計而成。

此外，壓帽3具有朝向打撈頭1的封閉端和從該封閉端面朝向?qū)蝾^9延伸出的周壁，周壁朝向?qū)蝾^9的端部區(qū)域的內(nèi)周面和導(dǎo)向頭9的尾區(qū)域9.2的外周面固定連接，例如通過螺紋連接，或者焊接連接。

本實用新型的實施例通過以下過程來應(yīng)用：

1、沖砂、洗井、通井、刮壁；

2、下入酸壓注水一體化管柱，進行下層酸壓作業(yè)；

3、油管內(nèi)投入根據(jù)本實用新型的堵塞器，到達上層配水器時油管加壓剪斷剪釘8，堵塞器推動配水器的滑套下行，打開配水器過液孔進行上層酸壓作業(yè)；

4、下入專用打撈工具打撈堵塞器及滑套，下入注水芯子進行分層注水作業(yè)。

從以上的描述中，可以看出，本實用新型上述的實施例實現(xiàn)了如下技術(shù)效果：由于中心桿能夠在提升操作時開啟導(dǎo)向頭中預(yù)設(shè)的第二孔，從而使分別位于導(dǎo)向頭的頭和尾區(qū)域中的第一和第二孔液體連通，由此使得堵塞器上下壓力平衡。這種設(shè)計大大減輕了在打撈堵塞器初期堵塞器上所承受的液體壓力，從而在后續(xù)借助于例如鋼絲提升堵塞器的過程中，能夠相對于現(xiàn)有技術(shù)承壓較小地進行操作，進而有效地解決了現(xiàn)有堵塞器由于地層虧空導(dǎo)致打撈時管柱負荷過大的問題。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。