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一种尾管堵塞装置

2021-04-08 23:17:51

一种尾管堵塞装置

  技术领域

  本实用新型涉及完井技术领域,特别涉及一种尾管堵塞装置。

  背景技术

  带压作业作为一种井下作业技术,利于减少对地层污染,稳产增油,广泛用于油气田开发。带压作业下完井时,需要采用尾管堵塞装置将下井的完井管柱底部暂时封堵,待完井管柱下到预定深度后,通过憋压或者触碰方式将油管通道打通,即可使油井进行正常生产。可见,有必要提供一种尾管堵塞装置。

  现有技术提供的尾管堵塞装置包括:本体、通过定压销钉固定于本体内部的堵塞体、设置于本体和堵塞体之间的密封圈,作业时,本体的上部与下入的完井管柱连接,下部与筛管或引锥连接,下井后,在管柱内憋压使定压销钉剪断,堵塞体落入井筒或筛管,使完井管柱与井内连通。

  发明人发现,现有技术至少存在以下技术问题:

  由于堵塞体落入筛管或者井筒内,当完井管柱下入水平段时,堵塞体容易随井内流体返回完井管柱,导致完井管柱堵塞。

  实用新型内容

  鉴于此,本实用新型提供一种尾管堵塞装置,可以解决上述技术问题。

  具体而言,包括以下的技术方案:

  一种尾管堵塞装置,所述尾管堵塞装置包括:上接头;

  与所述上接头可拆卸连接的壳体;

  通过定压剪钉固定于所述壳体内部的可溶性封堵滑套;

  以压缩状态套设于所述封堵滑套外部的助力弹簧,且所述助力弹簧的一端与所述封堵滑套外壁上的限位台阶相抵;

  设置于所述封堵滑套外壁与所述壳体内壁之间的密封圈。

  在一种可能的实现方式中,所述封堵滑套包括:小径本体、以及与所述小径本体的第一端连接的大径密封端;

  所述大径密封端与所述小径本体之间形成所述限位台阶;

  所述助力弹簧以压缩状态套设于所述小径本体上,且一端与所述限位台阶相抵;

  所述大径密封端通过所述定压剪钉固定于所述壳体内部;

  所述密封圈设置于所述大径密封端的外壁与所述壳体的内壁之间。

  在一种可能的实现方式中,所述壳体的内壁上设置有密封槽,用于容纳所述密封圈。

  在一种可能的实现方式中,所述上接头包括:顺次连接的第一连接段、限位段和第二连接段;

  所述限位段的内径小于所述第一连接段的内径和所述第二连接段的内径;

  所述助力弹簧的另一端与所述限位段的端面接触。

  在一种可能的实现方式中,所述壳体的第一端与所述第一连接段螺纹连接。

  在一种可能的实现方式中,所述壳体的第一端的外壁设置有第一外螺纹,所述第一连接段的内壁上设置有与所述第一外螺纹相适配的第一内螺纹。

  在一种可能的实现方式中,所述第二连接段的内壁上设置有第二内螺纹,用于与下井管柱螺纹连接。

  在一种可能的实现方式中,所述壳体的第二端的外壁上设置有第二外螺纹,用于与下井管柱螺纹连接。

  在一种可能的实现方式中,所述小径本体的第二端位于所述第二连接段内。

  在一种可能的实现方式中,所述小径本体的第二端的端面上设置有弧形凹槽,用于承托圆球形底阀;

  所述第二连接段具有与所述圆球形底阀相适配的圆球形凹腔。

  本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果至少包括:

  本实用新型实施例提供的尾管堵塞装置,可对下井的完井管柱底部进行暂时封堵,应用时,使该尾管堵塞装置的上接头和壳体与下入的完井管柱底部连接,下入井内设定位置处,即可进行带压作业下完井。完井作业完毕后,根据定压剪钉的剪断压力向完井管柱内打压,以剪断定压剪钉,使封堵滑套由壳体落入井筒内,即可使完井管柱和套管连通,以便于进行后续油气生产。

  由于封堵滑套为可溶性,在落入井筒内一定时间后其可以自行溶解,不会在井筒内产生固体残渣,有效解决了完井管柱堵塞的问题。通过在封堵滑套外壁套设一助力弹簧,并使助力弹簧的一端与封堵滑套外壁上的限位台阶相抵,在定压剪钉未剪断时,助力弹簧处于压缩状态,在定压剪钉被打压剪断时,助力弹簧由压缩状态舒张至伸展状态,能够推动辅助封堵滑套弹出壳体,顺利进入井筒深处。

  附图说明

  为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

  图1为本实用新型实施例提供的尾管堵塞装置的结构示意图。

  附图标记分别表示:

  1-上接头,

  101-第一连接段,102-限位段,103-第二连接段,

  2-壳体,3-定压剪钉,

  4-封堵滑套,401-小径本体,402-大径密封端,403-弧形凹槽,

  5-助力弹簧,6-密封圈。

  具体实施方式

  为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

  本实用新型实施例提供了一种尾管堵塞装置,如附图1所示,该尾管堵塞装置包括:上接头1;

  与上接头1可拆卸连接的壳体2;

  通过定压剪钉3固定于壳体2内部的可溶性封堵滑套4;

  以压缩状态套设于封堵滑套4外部的助力弹簧5,且助力弹簧的一端与封堵滑套4外壁上的限位台阶相抵;

  设置于封堵滑套4外壁与壳体2内壁之间的密封圈6。

  本实用新型实施例提供的尾管堵塞装置,可对下井的完井管柱底部进行暂时封堵,应用时,使该尾管堵塞装置的上接头1和壳体2与下入的完井管柱底部连接,下入井内设定位置处,即可进行带压作业下完井。完井作业完毕后,根据定压剪钉3的剪断压力向完井管柱内打压,以剪断定压剪钉3,使封堵滑套4由壳体2落入井筒内,即可使完井管柱和套管连通,以便于进行后续油气生产。

  由于封堵滑套4为可溶性,在落入井筒内一定时间后其可以自行溶解,不会在井筒内产生固体残渣,有效解决了完井管柱堵塞的问题。通过在封堵滑套4外壁套设一助力弹簧5,并使助力弹簧5的一端与上与封堵滑套4外壁上的限位台阶相抵,这样设置,在定压剪钉未剪断时,助力弹簧处于压缩状态,在定压剪钉被打压剪断时,助力弹簧由压缩状态舒张至伸展状态,能够推动辅助封堵滑套弹出壳体,顺利进入井筒深处。

  本实用新型实施例中,封堵滑套4作为封堵内芯用来实现尾管堵塞,其采用可溶性材质制备得到,举例来说,该可溶性材质可以为贝克休斯、斯伦贝谢、PEAK等石油公司研发的可溶复合金属材料等,这样在封堵滑套4落入井筒内在接触到其内的流体所含有的氯离子一段时间以后,可以与之发生化学反应,及时进行溶解。

  本实用新型实施例中,如附图1所示,封堵滑套4包括:小径本体401、以及与小径本体401的第一端连接的大径密封端402,大径密封端402与小径本体401之间形成上述的限位台阶。其中,助力弹簧5以压缩状态套设于小径本体401上,且一端与该限位台阶相抵;大径密封端402通过定压剪钉3固定于壳体2内部;密封圈6设置于大径密封端402的外壁与壳体2的内壁之间。

  可以理解的是,小径本体401的外径小于大径密封端402的外径,两者之间的连接处形成限位台阶。该限位台阶可以用来对套设于小径本体401上的助力弹簧5的一端进行限位。

  通过将封堵滑套4设置为包括:小径本体401和大径密封端402,一方面,可以满足使助力弹簧5容易地套设于小径本体401上,且实现对助力弹簧5在定压剪钉3未剪断时进行压缩,另一方面,可以满足利用大径密封端402实现对壳体2内部的封堵。

  具体来说,大径密封端402通过定压剪钉3固定于壳体2内部,同时,密封圈6设置于大径密封端402的外壁与壳体2的内壁之间,以密封大径密封端402和壳体2之间的间隙,实现封堵。

  在一种可能的示例中,密封圈6位于定压剪钉3的上游,以确保定压剪钉3被剪断后,封堵滑套4可以顺利从壳体2中滑落。

  可以理解的是,基于定压剪钉3具有的特定的剪切力,来确定油管打压的压力,以顺利剪断定压剪钉3。本实用新型实施例中,可以沿圆周方向,均匀设置两个或三个定压剪钉3。

  为了使密封圈6稳定地置于壳体2和大径密封端402之间的间隙中,同时,在大径密封端402由壳体2中下行时,密封圈6可以不随封堵滑套4下行并落入井筒内,在一种可能的示例中,可以在壳体2的内壁上设置有密封槽,利用该密封槽来容纳密封圈6。

  在另一种可能的示例中,还可以在大径密封端402的外壁上设置密封槽,利用该密封槽容纳密封圈6。

  在再一种可能的示例中,还可以同时在大径密封端402的外壁和壳体2的内壁上对应设置相对的密封槽,同时利用两个密封槽来容纳密封圈6。

  本实用新型实施例中,密封圈6可以设置为多个,例如两个、三个等,以提高密封效果。

  在将尾管堵塞装置与完井管柱(具体是,完井管柱中的油管)进行连接时,分别使用上接头1和壳体2的端部连接完井管柱的油管。

  对于上接头1来说,作为一种示例,上接头1可以包括:顺次连接的第一连接段101、限位段102和第二连接段103,其中,限位段102的内径小于第一连接段101的内径和第二连接段103的内径;助力弹簧5的另一端与限位段102的端面接触。

  上接头1的第一连接段101可以与壳体2连接,上接头1的第二连接段103可以与完井管柱的油管连接。其中,限位段102的内径小于第一连接段101的内径和第二连接段103的内径,也就是说,限位段102可以理解为设置于上接头1内部的限位台阶,助力弹簧5的一端与限位段102的端面接触,以用来对助力弹簧5进行限位。

  可以理解的是,限位段102的内径小于助力弹簧5的直径,以使助力弹簧5的端面与限位段102的端面接触,如此,助力弹簧5受到限位台阶和上接头1的压缩,达到在定压剪钉3未剪断时,助力弹簧5处于压缩状态,在定压剪钉3打压剪断时,辅助可溶性封堵滑套4弹出该尾管堵塞装置的目的。

  为了便于安装及维护,可以使壳体2的第一端与上接头1的第一连接段101可拆卸连接,例如,可以使壳体2的第一端与第一连接段101螺纹连接。

  具体来说,可以使壳体2的第一端的外壁设置第一外螺纹,上接头1的第一连接段101的内壁上设置与第一外螺纹相适配的第一内螺纹。

  通过使壳体2的第一端的外壁上设置第一外螺纹,不仅仅可实现其与上接头1的第一连接段101的螺纹连接,还可以在该尾管堵塞装置连接至油井泵以下时,将上接头1拆卸掉,直接利用壳体2的第一端的第一外螺纹与油井泵的底阀相连接。

  为了使小径本体401的第二端顺利地接触到上述圆球形底阀,本实用新型实施例中,使小径本体401的第二端位于第二连接段103内。

  基于上述,可以利用该尾管堵塞装置替换掉油井泵底堵,同时使小径本体401的第二端的端面上设置有弧形凹槽403,用于承托油井泵的圆球形底阀,使圆球底阀与第二连接段103具有的与圆球形底阀相适配的圆球形凹腔分离,使压力可以传递到下部,在需要时剪断销钉,封堵滑套4落入井内,油井泵圆球形底阀落入装置上接头1的第二连接段103的圆球形凹腔内,形成新底阀,配合油井泵生产。可见,该装置可分别适用于水井和油井下泵作业,具有通用性。

  可以理解的是,封堵滑套4的小径本体401的第二端的端面上设置的弧形凹槽403,与圆球形底阀的结构相适配,以恰好容纳圆球形底阀的底部。

  对于上接头1,其第二连接段103的内壁上设置有第二内螺纹,用于与下井管柱螺纹连接。具体地,使第二连接段103与下井管柱上的油管螺纹连接。

  基于与下井管柱一端连接的第二连接段103上设置的是第二内螺纹,对应地,与下井管柱另一端连接的壳体2的第二端的外壁上应当设置有第二外螺纹,用于与下井管柱螺纹连接。

  综上,如附图1所示,本实用新型实施例提供了这样一种具有优化结构的尾管堵塞装置,其包括:上接头1;与上接头1可拆卸连接的壳体2;通过定压剪钉3固定于壳体2内部的可溶性的封堵滑套4;套设于封堵滑套4外部且一端与上接头1接触的助力弹簧5;设置于封堵滑套4外壁与壳体2内壁之间的密封圈6。

  其中,封堵滑套4的材质选自贝克休斯、斯伦贝谢、PEAK等石油公司研发的可溶复合金属材料等,其包括:小径本体401、以及与小径本体401的第一端连接的大径密封端402。

  其中,小径本体401的第二端设置有弧形凹槽403,用于承托圆球形底阀。

  大径密封端402通过定压剪钉3固定于壳体2内部;至少一圈密封圈6设置于大径密封端402的外壁与壳体2的内壁之间。

  上接头1包括:顺次连接的第一连接段101、限位段102和第二连接段103,其中,限位段102的内径小于第一连接段101的内径和第二连接段103的内径。

  助力弹簧5套设于小径本体401上,其一端与限位段102的端面接触,另一端与大径密封端402的端面接触。

  具体地,壳体2的第一端的外壁设置第一外螺纹,上接头1的第一连接段101的内壁上设置与第一外螺纹相适配的第一内螺纹,上接头1的第二连接段103的内壁上设置有第二内螺纹,用于与下井管柱螺纹连接,同时,壳体2的第二端的外壁上设置有第二外螺纹,用于与下井管柱螺纹连接。

  利用本实用新型实施例提供的尾管堵塞装置,可对下井的完井管柱底部进行暂时封堵,应用时,使该尾管堵塞装置的上接头1和壳体2与下入的完井管柱底部连接,下入井内设定位置处,即可进行带压作业下完井。完井作业完毕后,根据定压剪钉3的剪断压力向完井管柱内打压,以剪断定压剪钉3,使封堵滑套4由壳体2落入井筒内,即可使完井管柱和套管连通,以便于进行后续油气生产。

  由于封堵滑套4为可溶性,在落入井筒内一定时间后其可以自行溶解,不会在井筒内产生固体残渣,有效解决了完井管柱堵塞的问题。通过在封堵滑套4外壁套设一助力弹簧5,并使助力弹簧5的一端与上接头1接触,达到在定压剪钉3未剪断时,助力弹簧5处于压缩状态,在定压剪钉3打压剪断时,辅助可溶性封堵滑套4弹出该尾管堵塞装置的目的。

  本实用新型实施例提供的尾管堵塞装置,在水井作业时可当做普通尾堵使用,通过上接头103连接在下井管柱最下端后下入井内,在需要时直接打压剪断定压剪钉3,打落可溶性封堵滑套4,使管柱与井筒连通。

  在油井作业时,利用该尾管堵塞装置替换掉油井泵底堵,同时使小径本体401的第二端设置有弧形凹槽403,用于承托油井泵的圆球形底阀,使圆球底阀与该尾管堵塞装置与上接头1内部凹腔,例如圆球形凹面分离,使压力可以传递到下部,在需要时剪断销钉。封堵滑套4落入井内,油井泵圆球形底阀落入装置上接头1的第二连接段103的圆球形凹腔内,形成新底阀,配合油井泵生产。可见,该装置可分别适用于水井和油井下泵作业,具有通用性。

  以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本实用新型的技术方案,并不用以限制本实用新型。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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