一種固井用球座碰壓座組合工具的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及油田或天然氣開采用中的鉆井工具領域，特別涉及一種井下作業(yè)中的固井用球座碰壓座組合工具。
【背景技術】
[0002]隨著石油天然氣鉆采技術發(fā)展，油田開發(fā)的復雜結構井越來越多，為了保證固井質量、降低固井成本，在固井作業(yè)中普遍使用分級箍、尾管懸掛器、管外封隔器和液壓扶正器等工具。目前，這些工具通常為液壓控制座封，因此需要在固井管柱上增加球座。固井過程中，先投球，封堵壓力通道，使液壓工具坐掛，再打落球座建立循環(huán)通道，投膠塞，進行正常固井施工?，F(xiàn)有技術中這種采用的投球起壓，再打滑套露出工具側壁排液孔建立循環(huán)的形式，會造成固井后水泥漿從排液孔逆流，因此需要井口憋壓候凝。此外，膠塞、碰壓座和球座，增加了固井管柱的連接件，加劇固井風險。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型針對現(xiàn)有技術中的固井用球座結構存在的問題，提供一種將球座與碰壓座集成并便于與井下浮箍、浮鞋配合使用的固井用球座碰壓座組合工具，以減化固井工具結構，并可防止固井后水泥逆流。
[0004]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，一種固井用球座碰壓座組合工具，包括接頭本體，所述接頭本體的上端和下端分別設有與鉆井套管柱連接的接頭螺紋，所述接頭本體內固定設有中通的碰壓座，所述碰壓座與接頭本體配合連接的周部設有密封圈，所述碰壓座內通過剪切銷釘連接有中通的球座，所述球座上端的內口設有與座封用的球表面密封配合的內錐面，所述球座與碰壓座配合連接的周部設有密封圈，所述球座從碰壓座打落后碰壓座內通道通過膠塞組件密封，所述膠塞組件包括芯軸和芯軸上段外周密封用的膠塞，所述芯軸下段與碰壓座內周配合連接，并且芯軸下段外壁上設有密封圈和用于防止芯軸和膠塞逆行卡簧，所述膠塞與碰壓座上端的接頭本體擠壓密封，所述膠塞下側的芯軸外設有與碰壓座配合的導錐部，所述碰壓座上對應設有內錐部。
[0005]本結構的固井用球座碰壓座組合工具，將球座與碰壓座設置于接頭本體內，直接與套管柱連接，減化了固井管柱的結構，降低固井風險。工作中，接頭本體的上端和下端通過管扣與套管柱連接，并且下側的管柱上連接有浮箍浮鞋裝置。固井使用中，先從井口向井內投球打壓，球在自重和流體推動下，坐封于球座上，管柱內繼續(xù)加壓，達到液壓固井工具預設工作壓力，完成固定動作，然后再繼續(xù)加壓，剪斷剪切銷釘，球和球座落入浮箍；再從井口投入膠塞組件，并打壓將膠塞組件推進至碰壓座，使芯軸上的錐導部向下抵靠在碰壓座的內錐面上，限制膠塞組件繼續(xù)下行，并且塞膠與接頭本體及套管柱內壁擠壓密封將碰壓座及管柱的內通管密封。同時，卡簧卡裝于芯軸與碰壓座之間，防止浮箍單流閥失效、水泥漿逆行引起的膠塞退行。
[0006]為進一步防止芯軸及膠塞在柱管內反流液壓力的作用下逆行，所述芯軸下段設有用于安裝密封圈的密封槽和用于安裝卡簧的卡槽，所述卡簧在外力作用下可在卡槽內徑向伸縮，所述碰壓座上設有與卡簧對應限位槽，所述卡簧的外周呈下小上大的錐形。本結構的卡簧安裝結構，當芯軸推進至碰壓座并抵靠在內錐面時，卡簧正好卡裝在卡槽和限位槽之間，當芯軸下端有逆向液壓力推動芯軸時，單向錐形結構的卡簧正好卡固在限位槽內，可防止芯軸及整個膠塞組件逆行，從而保證膠塞穩(wěn)定可靠的密封性能。
[0007]為進一步保證膠塞的密封性能，所述膠塞一體硫化于軸芯上段的外周和尾部，并且膠塞外周設有若干便于使膠塞從井口向井下推進的皮碗式倒齒，并且所述倒齒的外徑尺寸從下向上逐個增大。
[0008]為進一步提高膠塞和芯軸連接的牢固性，所述芯軸與膠塞配合的外壁設有相互配合的矩形齒。
[0009]為防止球座落入浮箍浮鞋后，球座內的通道被堵，所述球座與碰壓座配合連接的下側側壁的周向設有若干徑向通槽，所述徑向通槽沿軸向呈長腰形。
[0010]因此，本實用新型的固井用球座碰壓座組合工具具有如下有益效果:1.球座與碰壓座一體式設計，直接連接套管，減少了固井管柱零件數(shù)目，降低固井風險；2.簡化管柱，無需球座接籃，避免了球座在浮箍、浮鞋中影響過流的風險；3.與浮箍、浮鞋配合使用，防止水泥漿逆行現(xiàn)象；4.避免了浮箍、浮鞋不密封時，因地層逆流液壓力導致的膠塞退行現(xiàn)象；5.球座可以直接與套管柱連接，長度短，所有零部件結構緊湊，不影響固井施工；6.本結構的固井用球座碰壓座組合工具也適用于普通膠塞碰壓，由于球座下部連有浮箍、浮鞋，所以正常情況下普通膠塞也不會退行，膠塞端面與碰壓座內錐面配合密封實現(xiàn)碰壓。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的固井用球座碰壓座組合工具投球打壓固井時的結構示意圖。
[0012]圖2為本實用新型的固井用球座碰壓座組合工具內投入膠塞組件密封的結構示意圖。
[0013]其中，I接頭本體；2碰壓座；2A內錐部；2B限位槽；3球；4剪切銷釘；5球座；5A徑向通槽；6膠塞組件；6A膠塞；6B芯軸；7卡簧。
【具體實施方式】
[0014]如圖1和圖2所示為本實用新型的固井用球座碰壓座組合工具，包括接頭本體1，接頭本體I的上端和下端分別設有與鉆井套管柱連接的接頭螺紋，接頭本體I內通過螺紋固定連接中通的碰壓座2，碰壓座2與接頭本體I配合連接的周部設有密封圈，碰壓座2內通過剪切銷釘4連接有中通的球座5，球座5上端的內口設有與座封用的球3表面密封配合的內錐面，球座5與碰壓座2配合連接的周部設有密封圈，球座5從碰壓座2打落后碰壓座內通道通過膠塞組件6密封，膠塞組件6包括芯軸6B和芯軸6B上段外周密封用的膠塞6A，芯軸6B下段與碰壓座2內周配合連接，并且芯軸下段外壁上設有密封圈和用于防止芯軸6B和膠塞6A逆行卡簧7，膠塞6A與碰壓座2上端的接頭本體I擠壓密封，膠塞6A下側的芯軸6B外設有與碰壓座2配合的導錐部，碰壓座上對應設有內錐部2A。
[0015]本實施例中，芯軸6B及膠塞6A在柱管內反流液壓力的作用下逆行，芯軸6B下段設有用于安裝密封圈的密封槽和用于安裝卡簧7的卡槽，卡簧7在外力作用下可在卡槽內徑向伸縮，碰壓座2上設有與卡簧7對應限位槽2B，卡簧7的外周呈下小上大的錐形。本結構的卡簧安裝結構，當芯軸6B推進至碰壓座2并且導錐部抵靠在內錐部2A時，卡簧7正好卡裝在卡槽和限位槽2B之間，當芯軸6B下端有逆向液壓力推動芯軸時，單向錐形結構的卡簧7正好卡固在限位槽2B內，可防止芯軸6B及整個膠塞組件逆行，從而保證膠塞穩(wěn)定可靠的密封性能。
[0016]為進一步保證膠塞的密封性能，膠塞6B —體硫化于軸芯6B上段的外周和尾部，并且膠塞6A外周設有若干便于使膠塞6B從井口向井下推進的皮碗式倒齒，并且所述倒齒為錐形，上大下小，每圈倒齒尺寸相同。
[0017]為進一步提高膠塞6A和芯軸6B連接的牢固性，所述芯軸6B與膠塞6A配合的外壁設有相互配合的矩形齒。
[0018]為防止球座5落入浮箍浮鞋后，球座5內的通道被堵，所述球座5與碰壓座2配合連接的下側側壁的周向設有若干徑向通槽5A，徑向通槽5A沿軸向呈長腰形。
[0019]本結構的固井用球座碰壓座組合工具，將球座5與碰壓座2設置于接頭本體I內，直接與套管柱連接，減化了固井管柱的結構，提高固定效率。工作中，接頭本體I的上端和下端通過管扣與套管柱連接，并且下側的管柱上連接有浮箍浮鞋裝置。如圖1所示，固井使用中，先從井口向井內投球打壓，球3在自重和流體推動下，坐封于球座5上，管柱內繼續(xù)加壓，達到液壓固井工具預設工作壓力，完成固定動作，然后再繼續(xù)加壓，剪斷剪切銷釘4，球3和球座5落入浮箍；再從井口投入膠塞組件6，并打壓將膠塞組件6推進至碰壓座2，使芯軸6B上的錐導部向下抵靠在碰壓座2的內錐部2B上，限制膠塞組件6繼續(xù)下行，并且塞膠6B與接頭本體I及套管柱內壁擠壓密封將碰壓座及管柱的內通管密封，如圖2所示。同時，卡簧7卡裝于芯軸6B與碰壓座2之間，防止浮箍單流閥失效、水泥漿逆行引起的膠塞退行。
【主權項】
1.一種固井用球座碰壓座組合工具，包括接頭本體，所述接頭本體的上端和下端分別設有與鉆井套管柱連接的接頭螺紋，所述接頭本體內固定設有中通的碰壓座，所述碰壓座與接頭本體配合連接的周部設有密封圈，所述碰壓座內通過剪切銷釘連接有中通的球座，所述球座上端的內口設有與座封用的球表面密封配合的內錐面，所述球座與碰壓座配合連接的周部設有密封圈，其特征在于，所述球座從碰壓座打落后碰壓座內通道通過膠塞組件密封，所述膠塞組件包括芯軸和芯軸上段外周密封用的膠塞，所述芯軸下段與碰壓座內周配合連接，并且芯軸下段外壁上設有密封圈和用于鎖固芯軸和碰壓座的卡簧，所述膠塞與碰壓座上端的接頭本體擠壓密封，所述膠塞下側的芯軸外設有與碰壓座配合的導錐部，所述碰壓座上對應設有內錐部。2.根據(jù)權利要求1所述的固井用球座碰壓座組合工具，其特征在于，所述芯軸下段設有用于安裝密封圈的密封槽和用于安裝卡簧的卡槽，所述卡簧在外力作用下可在卡槽內徑向張縮，所述碰壓座上設有與卡簧對應限位槽，所述卡簧的外周呈下小上大的錐形。3.根據(jù)權利要求2所述的固井用球座碰壓座組合工具，其特征在于，所述膠塞一體硫化于軸芯上段的外周和尾部，并且膠塞外周設有若干便于使膠塞從井口向井下推進的皮碗式倒齒，并且所述倒齒均為錐形，上大下小，每圈倒齒尺寸相同。4.根據(jù)權利要求3所述的固井用球座碰壓座組合工具，其特征在于，所述芯軸與膠塞配合的外壁設有相互配合的矩形齒。5.根據(jù)權利要求1所述的固井用球座碰壓座組合工具，其特征在于，所述球座與碰壓座配合連接的下側側壁的周向設有若干徑向通槽，所述徑向通槽沿軸向呈長腰形。
【專利摘要】本實用新型涉及鉆井工具領域內一種固井用球座碰壓座組合工具，包括接頭本體，所述接頭本體內固定設有中通的碰壓座，所述碰壓座內通過剪切銷釘連接有中通的球座，所述球座上端的內口設有與座封用的球表面密封配合的內錐面，所述球座從碰壓座打落后碰壓座內通道通過膠塞組件密封，所述膠塞組件包括芯軸和芯軸上段外周密封用的膠塞，所述芯軸下段與碰壓座內周配合連接，并且芯軸下段外壁上設有密封圈和用于鎖固芯軸和碰壓座的卡簧，所述膠塞與碰壓座上端的接頭本體擠壓密封，所述膠塞下側的芯軸外設有與碰壓座配合的導錐部，所述碰壓座上對應設有內錐部。本實用新型的球座碰壓座組合工具可以減化固井管柱結構，并可防止固井后水泥逆流。
【IPC分類】E21B33/13
【公開號】CN204754865
【申請?zhí)枴緾N201520380323
【發(fā)明人】馬開良, 錢雯, 王建, 邱小鋒
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司江蘇油田分公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月5日