專利名稱：雙向高壓可取式橋塞的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于油氣開采井下作業(yè)領域的可承受雙向高壓的可取式橋 塞。為一種適用于分層試油、分層壓裂酸化、分層防砂、分層注水、分層生產(chǎn)及封閉水層、封 閉干層和封閉廢棄層等井下封層措施作業(yè)中，能夠承受雙向高壓的可取式橋塞。
背景技術：
在油田勘探開發(fā)過程中，由于油、氣、水井中往往有多個層系，而且層系性質(zhì)差異 較大，為了更好的了解每個層系的不同特性，保證油田增收穩(wěn)產(chǎn)，油、氣、水井的封層、分層 措施作業(yè)必不可少。而油、氣、水井的封層、分層措施作業(yè)需要通過分層試油、分層壓裂酸 化、分層防砂、分層注水、分層生產(chǎn)及封閉水層、封閉干層和封閉廢棄層等措施作業(yè)管柱進 行實施，橋塞是封層、分層措施作業(yè)管柱中的一個重要封堵機具。封層、分層措施作業(yè)上所 使用的橋塞可分為可鉆式(永久式)和可取式(可回收式)兩種，可鉆式橋塞需要取出時 只能通過鉆銑解封；而可取式橋塞的優(yōu)點是取出方便，尤其適用于暫時性封層，但常規(guī)的可 取式橋塞雙向承壓能力普遍較低，其應用受到限制。在中國專利CN200820010676. 9中公開了一種高溫高壓可取式橋塞，由送進工具、 坐卡封堵工具和解封工具組成，坐卡封堵工具部分設有雙向卡瓦錨定機構和三膠筒密封， 三膠筒密封位于錨定機構上方，用管柱輸送，液壓坐封，解封時用管柱下入專用打撈工具聯(lián) 接可回收橋塞，上提一定載荷解封，提出井筒。由于該橋塞下方承受的作用力通過卡瓦錨定 機構直接作用于套管上，能承受單向壓力大；而反向壓力傳遞到鎖簧等鎖緊機構上，由于鎖 簧等鎖緊機構能承受的作用力較小，這樣使膠筒容易松弛，膠筒接觸應力下降，承受反向壓 力就小，即雙向承壓能力低，其可承受的下壓差為50MPa，上壓差只有35MPa。且其卡瓦錨定 機構直接暴露在井下，易被銹蝕，影響錨定性能，使其使用范圍受限。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術存在的不足而提供一種 能承受雙向高壓、上下承壓均衡、使用性能可靠、且卡瓦不易銹蝕的可取式橋塞。本實用新型為解決上述提出的問題所采用的技術方案為包括有助坐機構、封堵 機構、卡瓦錨定機構、解封解卡機構，其特征在于所述的封堵機構包括有上下間隔設置的上 密封膠筒組件和下密封膠筒組件，在上、下密封膠筒組件之間安設卡瓦錨定機構，上密封膠 筒組件下接卡瓦錨定機構的上錐體并與助坐機構的下行組件相連，下密封膠筒組件上接卡 瓦錨定機構的下錐體并與與助坐機構的上行組件相連。按上述方案，所述的下密封膠筒組件中部設置有與卡瓦錨定機構相導通的單向泄 壓閥。按上述方案，所述的助坐機構包括有上接頭和球座以及上、下行組件，球座與上接 頭內(nèi)孔相接并設置有油孔，上行組件由活塞和與活塞相連的丟手接頭構成，下行組件由活 塞套和與活塞套相連的外套構成，活塞套上端通過坐封剪釘掛接在上接頭上，并由套接在上接頭上的防撞環(huán)鎖定，活塞套與球座組成活塞運行的環(huán)腔。按上述方案，所述卡瓦錨定機構包括與上密封膠筒組件相連的上錐體，與下密封 膠筒組件相連的下錐體，卡瓦套與上、下錐體相連接，卡瓦通過箍簧固定在卡瓦套與中部芯 軸之間，緊貼在上錐體、下錐體上。按上述方案，所述的封堵機構包括與上行組件的丟手接頭下端通過丟手剪釘相連 的芯軸，芯軸向下延伸與最下端的下密封膠筒組件聯(lián)接，芯軸上部套接鎖芯，鎖芯下端與鎖 塊套連接，鎖塊套下端套接鎖塊座，鎖塊座上部側(cè)向開口安設鎖塊與芯軸上的鎖槽相配置， 在鎖芯和鎖塊套外套接有鎖套；所述的上、下密封膠筒組件間隔安設在芯軸上下的最外面， 其中上密封膠筒組件套裝在鎖套外，包括上膠筒座和下膠筒座，在上下膠筒座之間安設上 密封膠筒，上膠筒座外周設置軸肩與下行組件的外套相接，下膠筒座外周設置軸肩與卡瓦 錨定機構的上錐體相接；下密封膠筒組件包括與芯軸下端相連的單向泄壓閥閥套，閥套與 底座管34螺紋相連，底座管上端套接膠筒座，在底座管與膠筒座之間安設下密封膠筒，膠 筒座外周設置軸肩與卡瓦錨定機構的下錐體相接，在底座管內(nèi)安設單向泄壓閥。按上述方案，所述的解封解卡機構包括撈筒和解封剪釘，撈筒安設在外套內(nèi)，下端 與鎖芯相連，鎖芯上端由解封剪釘鎖定在心軸上。按上述方案，在上密封膠筒組件的上膠筒座內(nèi)安設內(nèi)鎖簧，內(nèi)鎖簧的內(nèi)孔設置內(nèi) 鋸齒螺紋與鎖芯外設置的外鋸齒螺紋相嚙合，構成上步進鎖緊機構；在鎖塊座的下部外周 安設外鎖簧，外鎖簧的外周設置外鋸齒螺紋與鎖套下端內(nèi)孔設置的內(nèi)鋸齒螺紋相嚙合，構 成下步進鎖緊機構，由此構成封堵機構中的雙步進鎖緊機構。本實用新型的有益效果在于1、采用上下間隔設置的兩組密封膠筒組件和上、下 密封膠筒組件之間安設卡瓦錨定機構，并配置雙步進鎖緊機構，能夠達到坐封后的承壓平 衡，有效地將封隔件上、下液壓力對橋塞產(chǎn)生的作用力通過卡瓦錨定機構全部轉(zhuǎn)移到套管 上，實現(xiàn)承受雙向高壓能力，達到錨定密封后承載負荷大，承壓能力高，其最大上、下壓力均 達到60MPa，且使用性能可靠；2、將卡瓦錨定機構置于兩組密封膠筒之間，避免機械雜質(zhì)在 卡瓦上堆積，避免卡瓦被腐蝕性介質(zhì)(如酸液、吐3、0)2等)銹蝕，保證卡瓦的長期錨定性能 和可靠取出，增加反復使用的期限，延長了有效使用壽命，同時還擴大了使用范圍；3、設置 單向泄壓閥，使得兩組密封膠筒內(nèi)的隔離液卸壓，達到坐封的嚴實和牢靠。本實用新型具有 安全性和可靠性高、操作簡單等特點。

圖1為本實用新型一個實施例的截斷全剖視結構圖。
具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。本實用新型包括有助坐機構、封堵機構、卡瓦錨定機構、解封解卡機構。其中助坐 機構和解封解卡機構位于封堵機構的上端，解封解卡機構安設在助坐機構的外套內(nèi)，卡瓦 錨定機構安設于封堵機構的上、下密封膠筒組件之間。所述的助坐機構包括有上接頭1和球座5以及上、下行組件，球座與上接頭內(nèi)孔相 接并設置有坐封孔35，上行組件由活塞6和與活塞相連的丟手接頭9構成，丟手接頭側(cè)向開
4孔安設鎖球8，由鎖球?qū)⑵涠ㄎ挥谇蜃?，下行組件由活塞套4和與活塞套相連的外套7構 成，活塞套上端通過坐封剪釘3掛接在上接頭上，并由套接在上接頭上的防撞環(huán)2鎖定，活 塞套與球座組成活塞運行的環(huán)腔。所述的封堵機構包括與上行組件的丟手接頭下端通過丟手剪釘12相連的芯軸 11，芯軸向下延伸與最下端的下密封膠筒組件聯(lián)接，芯軸上部套接鎖芯14，鎖芯下端與鎖塊 套19連接，鎖塊套下端套接鎖塊座23，鎖塊座上部側(cè)向開口安設鎖塊22與芯軸上的環(huán)形鎖 槽相配置，在鎖芯和鎖塊套套接有鎖套17內(nèi)；所述的上、下密封膠筒組件間隔安設在芯軸 上下的最外面，其中上密封膠筒組件包括上膠筒座15和下膠筒座20，在上下膠筒座之間安 設上密封膠筒18，上密封膠筒組件套接在鎖套17上，上膠筒座外周設置軸肩與下行組件的 外套7相接，內(nèi)孔與鎖套17螺紋連接，下膠筒座外周設置軸肩與卡瓦錨定機構的上錐體21 相接；下密封膠筒組件包括與芯軸下端相連的單向泄壓閥閥套29，閥套與底座管34螺紋相 連，底座管上端套接膠筒座30，在底座管與膠筒座之間安設下密封膠筒31，膠筒座外周設 置軸肩與卡瓦錨定機構的下錐體27相接，在底座管內(nèi)安設單向泄壓閥，單向泄壓閥由閥套 29和錐桿閥芯32構成，閥套上端側(cè)向開設與卡瓦錨定機構導通的泄壓孔36，錐桿閥芯安設 在閥套的閥腔中，下端的延伸段與彈簧33及底座管內(nèi)的彈簧座相配置。此外。在上密封膠 筒組件的上膠筒座內(nèi)安設內(nèi)鎖簧16，內(nèi)鎖簧的內(nèi)孔設置內(nèi)鋸齒螺紋與鎖芯14外設置的外 鋸齒螺紋相嚙合，構成上步進鎖緊機構；在鎖塊座23的下部外周安設外鎖簧24，外鎖簧的 外周設置外鋸齒螺紋與鎖套17下端內(nèi)孔設置的內(nèi)鋸齒螺紋相嚙合，構成下步進鎖緊機構， 由此構成封堵機構中的雙步進鎖緊機構。所述卡瓦錨定機構包括與上密封膠筒組件相連的上錐體21，與下密封膠筒組件相 連的下錐體27，卡瓦套28與上、下錐體相套接，卡瓦25通過箍簧26固定在卡瓦套與中部芯 軸之間，卡瓦可設置3 4塊，卡瓦內(nèi)錐弧面緊貼在上錐體、下錐體上。錨定機構通過上錐 體21、下錐體27與封堵機構套接，位于封堵機構的上、下密封膠筒組件之間。所述的解封解卡機構包括撈筒10和解封剪釘13，撈筒安設在助坐機構的外套7 內(nèi)，下端與鎖芯14螺紋相連，鎖芯上端由解封剪釘13鎖定在心軸上。本實用新型的工作過程下入井內(nèi)預定位置后，投入鋼球，待鋼球坐在球座5上 時，加液壓，液壓通過球座和丟手接頭9的坐封孔35作用在活塞6和外套7上，同時由于 鎖球8的鎖定作用，外套帶動活塞套4下行，剪斷坐封剪釘3，推動上密封膠筒組件、內(nèi)鎖簧 16、鎖套17、上錐體21下行，推開卡瓦25;外套7、活塞套4繼續(xù)下行，鎖球8失去鎖定作用， 活塞6帶動丟手接頭9、芯軸11、鎖芯14、鎖塊座23、鎖塊22、鎖簧24、密封管29、底座管34、 下密封膠筒組件上行，推開卡瓦25 ；繼續(xù)加液壓，卡瓦繼續(xù)推開，張開鎖定，完成坐卡。提高 液壓，活塞6繼續(xù)上行、外套7繼續(xù)下行，壓縮兩組膠筒，兩組膠筒之間的液體通過單向泄壓 閥由閥套29上的泄壓孔36，流入到閥套內(nèi)，推動錐桿閥芯32下行，流出橋塞，外鎖簧24和 內(nèi)鎖簧16分別進入鎖套17內(nèi)和鎖芯14外，外鎖簧24外部的鋸齒螺紋與鎖套17的內(nèi)部鋸 齒螺紋嚙合，內(nèi)鎖簧16內(nèi)部的鋸齒螺紋與鎖芯14的外部鋸齒螺紋嚙合，形成兩組步進鎖緊 機構，保證密封膠筒始終處于被壓縮狀態(tài)，膠筒封隔油、套管環(huán)形空間，完成坐封。繼續(xù)增加 液壓，活塞6帶動丟手接頭9繼續(xù)上行，剪斷丟手剪釘12，壓力突降，完成丟手。上提管柱和 助坐機構隨油管一起出井口。打撈橋塞時，將專用打撈工具接在油管最下端，送進井內(nèi)，快到橋塞位置時，可用水正反洗井，沖去橋塞撈筒10內(nèi)的沉砂，下放管柱，當打撈工具抓住撈筒時，上提油管，剪 斷解封剪釘13，拉動撈筒10、鎖芯14上移，露出鎖塊22，芯軸11限位打開，上密封膠筒失去 壓縮力，恢復初始狀態(tài)，上錐體上移；在下密封膠筒的彈力作用下，底座管、密封管、芯軸下 移，下密封膠筒失去壓縮力，恢復初始狀態(tài)，下錐體27下行，卡瓦失去內(nèi)支撐，在箍簧26的 作用下，內(nèi)收，完成解卡。上提管柱可順利起出。
權利要求一種雙向高壓可取式橋塞，包括有助坐機構、封堵機構、卡瓦錨定機構、解封解卡機構，其特征在于所述的封堵機構包括有上下間隔設置的上密封膠筒組件和下密封膠筒組件，在上、下密封膠筒組件之間安設卡瓦錨定機構，上密封膠筒組件下接卡瓦錨定機構的上錐體并與助坐機構的下行組件相連，下密封膠筒組件上接卡瓦錨定機構的下錐體并與與助坐機構的上行組件相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的雙向高壓可取式橋塞，其特征在于所述的下密封膠筒組件中 部設置有與卡瓦錨定機構相導通的單向泄壓閥。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的雙向高壓可取式橋塞，其特征在于所述的助坐機構包括 有上接頭和球座以及上、下行組件，球座與上接頭內(nèi)孔相接并設置有油孔，上行組件由活塞 和與活塞相連的丟手接頭構成，下行組件由活塞套和與活塞套相連的外套構成，活塞套上 端通過坐封剪釘掛接在上接頭上，并由套接在上接頭上的防撞環(huán)鎖定，活塞套與球座組成 活塞運行的環(huán)腔。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的雙向高壓可取式橋塞，其特征在于所述卡瓦錨定機構包 括與上密封膠筒組件相連的上錐體，與下密封膠筒組件相連的下錐體，卡瓦套與上、下錐體 相連接，卡瓦通過箍簧固定在卡瓦套與中部芯軸之間，緊貼在上錐體、下錐體上。
5.根據(jù)權利要求4所述的雙向高壓可取式橋塞，其特征在于所述的封堵機構包括與上 行組件的丟手接頭下端通過丟手剪釘相連的芯軸，芯軸向下延伸與最下端的下密封膠筒組 件聯(lián)接，芯軸上部套接鎖芯，鎖芯下端與鎖塊套連接，鎖塊套下端套接鎖塊座，鎖塊座上部 側(cè)向開口安設鎖塊與芯軸上的鎖槽相配置，在鎖芯和鎖塊套外套接有鎖套；所述的上、下密 封膠筒組件間隔安設在芯軸上下的最外面，其中上密封膠筒組件套裝在鎖套外，包括上膠 筒座和下膠筒座，在上下膠筒座之間安設上密封膠筒，上膠筒座外周設置軸肩與下行組件 的外套相接，下膠筒座外周設置軸肩與卡瓦錨定機構的上錐體相接；下密封膠筒組件包括 與芯軸下端相連的單向泄壓閥閥套，閥套與底座管螺紋相連，底座管上端套接膠筒座，在底 座管與膠筒座之間安設下密封膠筒，膠筒座外周設置軸肩與卡瓦錨定機構的下錐體相接， 在底座管內(nèi)安設單向泄壓閥。
6.根據(jù)權利要求5所述的雙向高壓可取式橋塞，其特征在于所述的解封解卡機構包 括撈筒和解封剪釘，撈筒安設在外套內(nèi)，下端與鎖芯相連，鎖芯上端由解封剪釘鎖定在心軸 上。
7.根據(jù)權利要求5所述的雙向高壓可取式橋塞，其特征在于在上密封膠筒組件的上膠 筒座內(nèi)安設內(nèi)鎖簧，內(nèi)鎖簧的內(nèi)孔設置內(nèi)鋸齒螺紋與鎖芯外設置的外鋸齒螺紋相嚙合，構 成上步進鎖緊機構；在鎖塊座的下部外周安設外鎖簧，外鎖簧的外周設置外鋸齒螺紋與鎖 套下端內(nèi)孔設置的內(nèi)鋸齒螺紋相嚙合，構成下步進鎖緊機構，由此構成封堵機構中的雙步 進鎖緊機構。
8.根據(jù)權利要求3所述的雙向高壓可取式橋塞，其特征在于丟手接頭側(cè)向開孔安設鎖 球，由鎖球?qū)⑵涠ㄎ挥谇蜃稀?br> 9.根據(jù)權利要求1或2所述的雙向高壓可取式橋塞，其特征在于在底座管內(nèi)安設單向 泄壓閥，單向泄壓閥由閥套和錐桿閥芯構成，閥套上端側(cè)向開設與卡瓦錨定機構導通的泄 壓孔，錐桿閥芯安設在閥套的閥腔中，下端的延伸段與彈簧及底座管內(nèi)的彈簧座相配置。
專利摘要本實用新型涉及一種雙向高壓可取式橋塞，包括助坐機構、封堵機構、卡瓦錨定機構、解封解卡機構，其特征在于所述的封堵機構包括上下間隔設置的上密封膠筒組件和下密封膠筒組件，在上、下密封膠筒組件之間安設卡瓦錨定機構，上密封膠筒組件下接卡瓦錨定機構的上錐體并與助坐機構的下行組件相連，下密封膠筒組件上接卡瓦錨定機構的下錐體并與與助坐機構的上行組件相連。本實用新型錨定密封后承載負荷大，承壓能力高，其最大上、下壓力均達到60MPa；將卡瓦錨定機構置于兩組密封膠筒之間，避免卡瓦被腐蝕性介質(zhì)銹蝕，保證卡瓦的長期錨定性能和可靠取出，延長了有效使用壽命，擴大了使用范圍；本實用新型還具有安全性和可靠性高、操作簡單等特點。
文檔編號E21B33/134GK201650210SQ20102000034
公開日2010年11月24日 申請日期2010年1月11日 優(yōu)先權日2010年1月11日
發(fā)明者徐興權, 李文戈, 石玉民, 趙勝蘭 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漢油田分公司采油工藝研究院