雙向承壓堵塞器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種雙向承壓堵塞器，包括中心管，中心管上相背套裝有上卡瓦和下卡瓦，上卡瓦與上卡瓦托及上錐體相連，下卡瓦與下卡瓦托及下錐體相連，上卡瓦托與下卡瓦托相連，下卡瓦托與上卡瓦托間設有可熔銷，在上卡瓦托與上錐體之間及下卡瓦托與下錐體之間分別設置有軸向位移導向限位裝置，上錐體與上膠筒固連，下錐體與下膠筒固連，上膠筒與上膠筒楔緊座間及下膠筒與下膠筒楔緊座可卡接連接，上膠筒楔緊座通過鎖環(huán)座及可解鎖鎖環(huán)與中心管相連，上膠筒楔緊座通過鎖環(huán)套、下鎖環(huán)及下接頭與中心管相連。本實用新型的雙向承壓堵塞器能滿足在氣井內雙向承壓的要求，坐卡坐封可靠，同時投撈方便、坐封與解封作用力小，滿足鋼絲投撈的要求。
【專利說明】
雙向承壓堵塞器
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種油氣田井下工具，尤其涉及一種氣井用堵塞器。
【背景技術】
[0002]堵塞器是油氣田常用的井下工具，主要用于對油氣管進行封堵，從而協(xié)助完成多種井下作業(yè)。針對不同的井下作業(yè)需要，各種各樣的具有不同功能與結構形式的堵塞器層出不窮。
[0003]在氣田生產領域，很多的氣井都會在投產一定時間后隨著生產周期的持續(xù)而產量不斷下降，甚至會導致最終停產。產生這一問題的原因有多個方面，其主要原因之一是井底積液及產液量增加，氣井一旦出現(xiàn)積液，將意味著不斷增加的井底液柱回壓導致井底流動壓力增大，生產壓差減小，從而導致產量幅度下降。為了實現(xiàn)氣井的穩(wěn)產增產，井下節(jié)流工藝技術、速度管柱工藝技術等有效的節(jié)流增速新工藝新技術在近兩年得到了開發(fā)應用，井下節(jié)流工藝技術、速度管柱工藝技術根據(jù)變徑管流體力學理論，設置較小過流截面的噴嘴或速度管柱使井下流體速度增加，從而提升產氣過程中的攜液能力，不斷減少井底積液，恢復自噴生產的排液產氣作用，維持氣井正常生產，達到很好的穩(wěn)產增產目的。
[0004]在實施上述節(jié)流增速工藝技術的過程中，堵塞器被應用于對氣井生產管柱進行封堵，以在節(jié)流增速工藝技術實施施工過程中實現(xiàn)不壓井作業(yè)，并且不同的節(jié)流增速工藝技術的配套裝置對堵塞器的要求也不盡相同，本實用新型所處應用場合下的堵塞器要求堵塞器自身中心管為直通管，在堵塞器的底部連接有栗開接頭，在堵塞器投入及坐卡坐封前后栗開接頭處于關閉狀態(tài)，對原生產管柱實現(xiàn)封堵，此時堵塞器承受須井下氣體向上的壓力，而當節(jié)流增速工藝技術的配套裝置安裝完成投入生產之前，需要通過井上輸入的高壓氮氣來克服井下壓力從而打開栗開接頭開啟生產通道，這時堵塞器需要承受井上氮氣向下的壓力，即堵塞器必須能雙向承壓，這對堵塞器的坐卡裝置和坐封裝置提出了新的要求；同時，本實用新型所處應用場合下的堵塞器還要求堵塞器能方便的進行投、撈作業(yè)，要求采用成本較低的鋼絲工具進行投撈，這樣坐封過程與解封過程的作用力就必須要較??；這些要求在現(xiàn)有堵塞器中是無法滿足的。
【實用新型內容】
[0005]針對現(xiàn)有技術所存在的上述不足，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種雙向承壓堵塞器，它能滿足在氣井內雙向承壓的要求，坐卡坐封可靠，同時投撈方便、坐封與解封作用力小，滿足鋼絲投撈的要求。
[0006]為了解決上述技術問題，本實用新型的一種雙向承壓堵塞器，包括中心管、膠筒和套裝在中心管外的的卡瓦，卡瓦卡接在卡瓦托上，卡瓦的外伸端與錐體相連，所述卡瓦包括兩組，一組為上卡瓦，另一組為下卡瓦，上卡瓦與下卡瓦相背設置，上卡瓦與上卡瓦托及上錐體對應連接，下卡瓦與下卡瓦托及下錐體對應連接，所述上卡瓦托與下卡瓦托相連接;在所述下卡瓦托與上卡瓦托之間設置有可熔銷;所述上卡瓦托與上錐體之間設置有軸向位移導向限位裝置，下卡瓦托與下錐體之間設置有軸向位移導向限位裝置;所述膠筒包括上膠筒與下膠筒，上膠筒套裝在上連接套上，上連接套套裝在中心管上，上連接套下端與上錐體固連，上膠筒下端與上錐體固連，上膠筒上端的內錐孔外端設置有膠筒卡接臺階，上連接套上還套裝有上膠筒楔緊座，上膠筒楔緊座下端為楔緊圓臺面，楔緊圓臺面上方設置有楔緊座卡接臺階，楔緊座卡接臺階與膠筒卡接臺階可卡接連接，上連接套上端設置有連接套凸肩，所述上膠筒楔緊座內孔為與該連接套凸肩扣接的臺階孔;所述下膠筒套裝在下連接套上，下連接套套裝在中心管上，下連接套上端與下錐體固連，下膠筒上端與下錐體固連，下膠筒下端的內錐孔外端設置有膠筒卡接臺階，下連接套上還套裝有下膠筒楔緊座，下膠筒楔緊座上端為楔緊圓臺面，楔緊圓臺面下方設置有楔緊座卡接臺階，楔緊座卡接臺階與膠筒卡接臺階可卡接連接，下連接套下端設置有連接套凸肩，所述下膠筒楔緊座內孔為與該連接套凸肩扣接的臺階孔。
[0007]在上述結構中，由于所述卡瓦包括兩組，一組為上卡瓦，另一組為下卡瓦，上卡瓦與下卡瓦相背設置，上卡瓦與上卡瓦托及上錐體對應連接，下卡瓦與下卡瓦托及下錐體對應連接，所述上卡瓦托與下卡瓦托相連接，則相背設置的上卡瓦與下卡瓦這兩組卡瓦共同作用不但可以與生產管柱管壁更好地卡緊錨定，還可以分別更好地對應承受上下兩個方向上的壓力，來自井下的壓力越大，作用到下卡瓦對應的下錐體上時將使下卡瓦與管壁之間卡得越緊，而來自井上的壓力越大，作用到上卡瓦對應的上錐體上時將使上卡瓦與管壁之間卡得越緊，從而保證了雙向錨定的良好效果;而所述上卡瓦托與下卡瓦托相連接，則使得在堵塞器坐卡過程中可以使上卡瓦與下卡瓦之間軸向受力相互平衡，從而使上卡瓦與下卡瓦的徑向張開量相近，進而使上卡瓦與下卡瓦得到均衡的坐卡效果。
[0008]又由于在所述下卡瓦托與上卡瓦托之間設置有可熔銷，則可熔銷具有較低的且較確定的熔點，在達到熔點溫度前可以保持上卡瓦托與下卡瓦托之間固定連接，而在達到可熔銷熔點的環(huán)境中時，可熔銷熔斷，下卡瓦托與上卡瓦托之間將自動解除固連關系可相互間活動連接。由于在本堵塞器中使用了相背設置的上卡瓦與下卡瓦，為便于上卡瓦與下卡瓦理想均衡地實現(xiàn)坐卡動作，需要上卡瓦托與下卡瓦托之間可相互活動連接，而在堵塞器下投過程中，下卡瓦在自重的作用下有向下運動的可能，如果下卡瓦接觸到下錐體，就有可能向外張開而與生產管柱管壁卡接，從而出現(xiàn)提前坐卡的故障，在這種情況下，也希望上卡瓦托與下卡瓦托之間可以沿軸向活動連接，當堵塞器下投過程中萬一下卡瓦接觸到生產管柱管壁，兩者之間產生的摩擦力將帶動下卡瓦托與上卡瓦托之間產生軸向移動，使下卡瓦上移，從而與下錐體脫離接觸，下卡瓦也就會隨之向內收縮而不再會與生產管柱管壁接觸，從而可以保證堵塞器順利、可靠、方便地下投到預定位置，但在堵塞器下投過程中則希望下卡瓦不與生產管柱產生接觸而避免提前坐卡等故障的發(fā)生。下卡瓦托與上卡瓦托之間設置的可熔銷很好地滿足了這樣的要求，在堵塞器下投過程中達到所要求的井下位置前相當長的一段行程中，可熔銷使下卡瓦托固連于上卡瓦托上較高的位置，兩者之間不能發(fā)生相對軸向位移，下卡瓦也就不會與下錐體接觸，保證下投過程的順利進行，而在接近所要求位置時，可熔銷由于井下相應深度所具有的溫度而熔斷，上卡瓦托與下卡瓦托之間可自由軸向移動，從而保證了下投與坐卡的可靠實現(xiàn)與理想效果。
[0009]還由于所述上卡瓦托與上錐體之間設置有軸向位移導向限位裝置，下卡瓦托與下錐體之間設置有軸向位移導向限位裝置，則軸向位置導向限位裝置保證了上卡瓦托與上錐體之間以及下卡瓦托與下錐體之間既有必要的軸向移動空間，以保證上卡瓦及下卡瓦坐卡所需要的軸向位移量，又不會導致上卡瓦托與上錐體之間以及下卡瓦托與下錐體之間軸向過分分離，從而進一步保證了堵塞器投撈的可靠與方便。
[0010]再由于所述膠筒包括上膠筒與下膠筒，上膠筒套裝在上連接套上，上連接套套裝在中心管上，上連接套下端與上錐體固連，上膠筒下端與上錐體固連，上膠筒上端的內錐孔外端設置有膠筒卡接臺階，上連接套上還套裝有上膠筒楔緊座，上膠筒楔緊座下端為楔緊圓臺面，楔緊圓臺面上方設置有楔緊座卡接臺階，楔緊座卡接臺階與膠筒卡接臺階可卡接連接，上連接套上端設置有連接套凸肩，所述上膠筒楔緊座內孔為與該連接套凸肩扣接的臺階孔;所述下膠筒套裝在下連接套上，下連接套套裝在中心管上，下連接套上端與下錐體固連，下膠筒上端與下錐體固連，下膠筒下端的內錐孔外端設置有膠筒卡接臺階，下連接套上還套裝有下膠筒楔緊座，下膠筒楔緊座上端為楔緊圓臺面，楔緊圓臺面下方設置有楔緊座卡接臺階，楔緊座卡接臺階與膠筒卡接臺階可卡接連接，下連接套下端設置有連接套凸肩，所述下膠筒楔緊座內孔為與該連接套凸肩扣接的臺階孔，則上膠筒與下膠筒均采用楔緊漲開式密封結構，通過楔緊圓臺面楔入膠筒內使膠筒外徑增加而密封，與常用的呈圓環(huán)狀體的壓縮式膠筒通過軸向擠壓而使外徑增加而密封相比，其坐封、解封作用力小均相對較小，能滿足鋼絲投撈的要求;而上膠筒位于上卡瓦上方，則位于上膠筒上方的上膠筒楔緊座在受到向下的坐封坐卡作用力后，一方面通過上膠筒將運動傳遞給上錐體使上卡瓦坐卡，另一方面上膠筒楔緊座楔入到上膠筒內錐孔內，使上膠筒徑向漲開而坐封，并且在堵塞器受到井上的壓力時，上膠筒楔緊座會在井上的壓力的作用下進一步楔入到上膠筒內，使其密封效果更好;同時，上膠筒楔緊座在楔入上膠筒坐封之后，楔緊座卡接臺階與膠筒卡接臺階在軸向便相互扣接，對上膠筒楔緊座與上膠筒之間的軸向運動產生了限位，增加了上膠筒楔緊座與上膠筒之間在徑向密封力的作用下自行產生軸向分離的阻力，從而避免了上膠筒坐封后由于井下與井上壓力的交替作用而可能產生的松動，進一步保證了坐封的可靠性;此外，上連接套上端所設置的連接套凸肩與上膠筒楔緊座臺階孔相扣接，可以使上膠筒楔緊座與上膠筒之間的軸向位置得到限位，上膠筒楔緊座楔緊圓臺面的小端可以保持位于上膠筒上的膠筒卡接臺階的內孔內，便于上膠筒楔緊座楔入上膠筒進行坐封，并且在解封后上膠筒楔緊座可以通過連接套凸肩將解卡作用力傳遞到上錐體，使上錐體向上運動而使上卡瓦徑向收縮，方便地實現(xiàn)解卡。
[0011]同樣地，下膠筒位于下卡瓦下方，下膠筒、下膠筒楔緊座、下連接套及下錐體的結構形式以及相互之間的安裝關系與上膠筒、上膠筒楔緊座、上連接套及上錐體的結構形式以及相互之間的安裝關系相對應，針對來自井下的壓力，其具有同樣的密封效果和坐封、解封及解卡的作用效果。
[0012]通過上述技術方案，本堵塞器能滿足在氣井內雙向承壓的要求，坐卡坐封可靠，同時投撈方便、坐封與解封作用力小，滿足鋼絲投撈的要求。
[0013]本實用新型的一種優(yōu)選實施方式，在所述中心管上端通過單向棘齒卡接有鎖環(huán)，鎖環(huán)由處于同一圓周上的至少兩片鎖瓦組成，在鎖環(huán)圓周上設置有箍緊彈簧，鎖環(huán)上端內孔為錐形孔，錐形孔與單向棘齒之間設有圓柱孔，圓柱孔的直徑A大于單向棘齒的齒根直徑B，所述鎖環(huán)安裝在鎖環(huán)座中，鎖環(huán)座下端與上膠筒楔緊座固連，在鎖環(huán)座上端固連有打撈頸套，在打撈頸套內通過剪釘套接有解鎖套，該解鎖套可插接于鎖環(huán)的圓柱孔內，鎖環(huán)與中心管處于卡接狀態(tài)時，解鎖套下端面的外徑C處于鎖環(huán)內的錐形孔大端直徑與小端直徑之間。采用該實施方式，至少兩片鎖瓦所構成的鎖環(huán)在箍緊彈簧的箍緊作用下與中心管通過單向棘齒卡接，可以實現(xiàn)鎖環(huán)在中心管上的單向移動，當施加一定的作用力在打撈頸套上時，打撈頸套會通過鎖環(huán)座使鎖環(huán)在中心管上向下運動，從而帶動上膠筒楔緊座向下移動實現(xiàn)上膠筒及上卡瓦的坐封及坐瓦，坐封坐卡以后鎖環(huán)通過單向棘齒保持了與中心管的相對位置，使上膠筒楔緊座不得上移，保證了坐封坐卡的牢固；而當解鎖套受到一定作用力后，解鎖套與打撈頸套之間的剪釘被剪斷，解鎖套會向下運動而在鎖環(huán)內錐形孔的引導下插入到鎖環(huán)內的圓柱孔內，使鎖環(huán)各鎖瓦克服箍緊彈簧的箍緊力而徑向張開，鎖環(huán)內孔上的單向棘齒與中心管上的單向棘齒脫開聯(lián)系，鎖環(huán)與中心管之間便可以任意移動，當向上提起打撈頸套時，便可通過鎖環(huán)座帶動上膠筒楔緊座向上運動，從而使上膠筒解封，并通過上膠筒楔緊座內孔與上連接套上連接套凸肩的扣接而通過上連接套帶動上錐體向上移動而使上卡瓦解卡，從而方便地實現(xiàn)上膠筒及上卡瓦的解封解卡。
[0014]本實用新型的另一種優(yōu)選實施方式，在中心管上套接有鎖環(huán)套，鎖環(huán)套通過內孔上兩處鎖環(huán)套密封圈與中心管密封連接，在鎖環(huán)套密封圈下方的孔壁上設有通孔，在中心管上與該通孔位置相對應的管壁上設有與該通孔通連的投放平衡孔，鎖環(huán)套上端與下膠筒楔緊座固連，鎖環(huán)套下端內孔設置有單向棘齒，鎖環(huán)套下端內孔下端的單向棘齒處卡接有下鎖環(huán)，所述下鎖環(huán)安裝于下鎖環(huán)擋圈與下接頭之間，下鎖環(huán)擋圈與下接頭固連在中心管下端。采用該實施方式，整個堵塞器在下投過程中井下的高壓氣體可以通過鎖環(huán)套密封圈下方的孔壁上的通孔和中心管管壁上的投放平衡孔進入到中心管內孔與堵塞器上方相通，堵塞器上、下方的氣壓得到平衡，保證了堵塞器投放過程的順利進行;而當堵塞器到達所要求的井下位置時，下卡瓦托與上卡瓦托之間由于可熔銷熔斷而呈活動連接狀態(tài)，上提中心管便使下卡瓦與生產管柱卡接，繼續(xù)上提中心管將使固連在中心管下端的下接頭帶動下鎖環(huán)與鎖環(huán)套之間產生相對移動，中心管上的投放平衡孔會上移到鎖環(huán)套上兩處鎖環(huán)套密封圈之間，使堵塞器投放平衡孔關閉，便于下膠筒及下卡瓦的坐封與坐卡，當中心管繼續(xù)上提使下鎖環(huán)擋圈上端面與鎖環(huán)套內孔的臺階端面接觸時，便會帶動下膠筒楔緊座上移，從而方便地實現(xiàn)下膠筒及下卡瓦的坐封與坐卡，下膠筒坐封以后，下鎖環(huán)通過單向棘齒使鎖環(huán)套與中心管保持了相對位置，下膠筒楔緊座不得下移，保證了坐封坐卡的牢固。
[0015]本實用新型的又一種優(yōu)選實施方式，在下接頭下端內孔插接有平衡滑套，在平衡滑套內孔設置有開啟凸肩，平衡滑套通過安裝在下接頭內孔的兩處滑套密封圈與下接頭密封連接，下接頭兩處滑套密封圈之間的孔壁上設有打撈平衡通氣孔。采用該實施方式，在堵塞器下投及正常工作過程中，平衡滑套通過下接頭內孔的兩處滑套密封圈將打撈平衡通氣孔封閉，井下的高壓氣體不得通過此打撈平衡通氣孔進入到中心管內，而當需要打撈堵塞器時，打撈工具可通過平衡滑套內孔設置的開啟凸肩將平衡滑套向下推開脫離滑套密封圈，井下的高壓氣體便可通過打撈平衡通氣孔進入中心管內，使堵塞器上、下氣壓平衡，便于堵塞器順利打撈。
[0016]本實用新型的進一步的優(yōu)選實施方式，所述上卡瓦托下端插接于中心管與下卡瓦托之間，在上卡瓦托下端外圓上沿軸向設置有導槽，在下卡瓦托上端孔壁上設置可插接于該導槽內的定位螺釘，上卡瓦托與下卡瓦托通過定位螺釘與導槽可活動連接。采用該實施方式，上卡瓦托與下卡瓦托相互插接，結構簡單、緊湊，當可熔銷熔斷后，定位螺釘和導槽配合可保證上卡瓦托與下卡瓦托之間軸向的活動連接，根據(jù)導槽的長度可方便地確定其軸向移動的行程。
[0017]本實用新型的另一進一步的優(yōu)選實施方式，所述可熔銷為柱形銷釘，可熔銷穿過下卡瓦托上端孔壁上的螺紋孔插接在下卡瓦托與上卡瓦托之間，在可熔銷外的螺紋孔上旋接有可熔銷鎖緊螺釘，該可熔銷鎖緊螺釘為中空的管狀零件。采用該實施方式，通過可熔銷鎖緊螺釘可以使可熔銷得到很好的安裝定位，運輸或工作過程中安裝可靠，不會脫落;熔化后的可熔材料液體可以從可熔銷鎖緊螺釘中空的孔中流出，從而可以保證上卡瓦托與下卡瓦托之間自動且可靠地脫開連接。
[0018]本實用新型的又一進一步的優(yōu)選實施方式，所述軸向位移導向限位裝置包括導桿，導桿一端設置有連接螺紋，導桿另一端設置有導桿凸肩，上卡瓦托與上錐體之間設置的軸向位移導向限位裝置中的導桿通過連接螺紋固連于上卡瓦托上端，導桿凸肩插接于上錐體下端的導孔內；所述下卡瓦托與下錐體之間設置的軸向位移導向限位裝置中的導桿通過連接螺紋固連于下卡瓦托下端，導桿凸肩插接于下錐體上端的導孔內；在所述上錐體下端導孔及下錐體上端導孔的孔口設置有限位套。采用該實施方式，通過導桿與相應導孔之間的配合連接可以保證上卡瓦托與上錐體之間以及下卡瓦托與下錐體之間的軸向位移的導向，導孔的孔口設置的限位套與導孔深度配合保證了上卡瓦托與上錐體之間以及下卡瓦托與下錐體之間軸向位移的限位，結構簡單、可靠，制造方便。
[0019]本實用新型更進一步的優(yōu)選實施方式，所述上膠筒的內錐孔大端直徑D小于上膠筒楔緊座上楔緊圓臺面的大端直徑E;所述下膠筒的內錐孔的大端直徑D小于下膠筒楔緊座上楔緊圓臺面的大端直徑E。采用該實施方式，可在較小的上膠筒楔緊座及下膠筒楔緊座的坐封行程下形成所需要的徑向漲緊量，更好地保證坐封效果。
[0020]本實用新型另一更進一步的優(yōu)選實施方式，所述鎖環(huán)由三片鎖瓦組成，所述箍緊彈簧為螺旋拉伸彈簧或管壁上開有剖分槽的圓管狀彈簧。采用該實施方式，三片鎖瓦可以適應常用的鎖環(huán)直徑大小下的便于單向棘齒脫開接觸的要求，螺旋拉伸彈簧作為箍緊彈簧結構簡單，制造相對方便，而管壁上開有剖分槽的圓管狀彈簧作為箍緊彈簧其外形簡潔，使用過程中不易受雜質沾染而影響使用效果，且徑向厚度尺寸小，結構緊湊。
[0021]本實用新型又一更進一步的優(yōu)選實施方式，在所述打撈頸套上端內孔內設置有打撈卡接頸，在中心管上端內孔內設置有投放卡接頸。采用該實施方式，打撈頸套上所設置的打撈卡接頸可以便于打撈工具與打撈頸套之間的連接，可靠地實現(xiàn)上膠筒和上卡瓦的解封解卡與整個堵塞器的打撈上提；中心管上所設置的投入卡接頸可以便于投放工具與中心管之間的連接，可靠地實現(xiàn)整個堵塞器的投放與下卡瓦和下膠筒的坐封坐卡。
【附圖說明】
[0022]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0023]圖1是本實用新型雙向承壓堵塞器一種【具體實施方式】的結構示意圖；
[0024]圖2是圖1所示結構上段部位的放大示意圖；
[0025]圖3是圖2所示結構中鎖環(huán)與箍緊彈簧的組裝結構示意圖；
[0026]圖4是圖1所示結構中段部位的放大示意圖；
[0027]圖5是圖4所示結構中上膠筒、上膠筒楔緊座與上連接套之間以及下膠筒、下膠筒楔緊座與下連接套之間結合部位的局部放大示意圖；
[0028]圖6是圖4所示結構中可熔銷部位的局部放大示意圖；
[0029]圖7是圖1所示結構下段部位的放大示意圖。
[0030]圖中:I 一打撈頸套、2-解鎖套、3一剪釘、4-鎖環(huán)座、5一鎖環(huán)、6 —中心管、7 —上膠筒楔緊座、8—上膠筒、9 一上連接套、10—上錐體、11 一上卡瓦、12 —軸向位移導向限位裝置、13—上卡瓦托、14 一可熔銷、15—下卡瓦托、16—下卡瓦、17—下錐體、18—下膠筒、19 一下連接套、20—下膠筒楔緊座、21—鎖環(huán)套、22 —下鎖環(huán)擋圈、23—下鎖環(huán)、24—下接頭、25—平衡滑套、26 —打撈卡接頸、27—錐形孔、28—圓柱孔、29—箍緊彈簧、30—投放卡接頸、31 —鎖瓦、32 —導孔、33—導桿凸肩、34—限位套、35 —導桿、36—定位螺釘、37 —導槽、38—內錐孔、39 —膠筒卡接臺階、40 —連接套凸肩、41 一楔緊圓臺面、42 —楔緊座卡接臺階、43—可熔銷鎖緊螺釘、44 一鎖環(huán)套密封圈、45 —通孔、46 —投放平衡孔、47 —滑套密封圈、48—開啟凸肩。
【具體實施方式】
[0031]在圖1所示的雙向承壓堵塞器中，中心管6為整個雙向承壓堵塞器的基礎構件，堵塞器的膠筒、卡瓦等主要工作部件都套裝在中心管6上，中心管6為中空的圓管狀構件。
[0032]如圖1與圖4所示，在中心管6上套裝有兩組卡瓦，一組為上卡瓦11，另一組為下卡瓦16，上卡瓦11與下卡瓦16各為三片，三片上卡瓦11與三片下卡瓦16都在圓周上均布設置，上卡瓦11位于下卡瓦16上方，上卡瓦11與下卡瓦16相背設置，上卡瓦11與上卡瓦托13及上錐體1對應連接，下卡瓦16與下卡瓦托15及下錐體17對應連接，上卡瓦托13與下卡瓦托15相連接，上卡瓦托13下端插接于中心管6與下卡瓦托15之間，在上卡瓦托13下端外圓上沿軸向設置加工有導槽37，在下卡瓦托15上端孔壁上設置安裝有可插接于該導槽37內的定位螺釘36，上卡瓦托13與下卡瓦托15通過定位螺釘36與導槽37可活動連接;在下卡瓦托15與上卡瓦托13之間設置有可熔銷14，如圖6所示，可熔銷14為使用低熔點可熔合金材料制成的柱形銷釘，其穿過下卡瓦托15上端孔壁上的螺紋孔插接在下卡瓦托15與上卡瓦托13之間，在可熔銷14外的螺紋孔上旋接有可熔銷鎖緊螺釘43，將可熔銷14鎖定在下卡瓦托15與上卡瓦托13之間，可熔銷鎖緊螺釘43為中空的管狀零件，當可熔銷14在一定的井下溫度下熔斷時，熔化的可熔合金材料可從可熔銷鎖緊螺釘43中空的孔中流出。
[0033]在上卡瓦托13與上錐體10之間設置有軸向位移導向限位裝置12，該處的軸向位移導向限位裝置12有三套，三套軸向位移導向限位裝置12在周向均布且與上卡瓦11間隔設置，每一套軸向位移導向限位裝置12包括導桿35，導桿35—端設置有連接螺紋，另一端設置有導桿凸肩33，導桿35通過連接螺紋固連于上卡瓦托13上端，導桿凸肩33插接于上錐體10下端的導孔32內，對導桿35的運動起到導向作用，在上錐體10下端導孔32的孔口設置有限位套34，限位套34的孔徑小于導桿凸肩33的外徑，導桿35穿過限位套34安裝，限位套34通過導桿凸肩33限制了導桿35的行程，也就限制了上卡瓦托13與上錐體10之間的移動距離;在下卡瓦托15與下錐體17之間同樣設置有軸向位移導向限位裝置12，該處的軸向位移導向限位裝置12亦有三套，三套軸向位移導向限位裝置12在周向均布且與下卡瓦16間隔設置，軸向位移導向限位裝置12中的導桿35通過連接螺紋固連于下卡瓦托15下端，導桿凸肩33插接于下錐體17上端的導孔32內，對導桿35的運動起到導向作用;在下錐體17上端導孔32的孔口設置有限位套34，限位套34的孔徑小于導桿凸肩33的外徑，導桿35穿過限位套34安裝，限位套34通過導桿凸肩33限制了導桿35的行程，也就限制了下卡瓦托15與上錐體17之間的移動距離。
[0034]在上錐體10上方設置有上膠筒8，上膠筒8套裝在上連接套9上，上連接套9套裝在中心管6上，上連接套9下端與上錐體10通過連接螺紋固連，上膠筒8下端在制作成形過程中與上錐體10固連為一體，上連接套9上還套裝有上膠筒楔緊座7，上膠筒楔緊座7位于上膠筒8上方，上膠筒8、上膠筒楔緊座7與上連接套9之間的結構關系參見圖5所示，上膠筒8上端的內錐孔38外端設置有膠筒卡接臺階39，上膠筒楔緊座7下端為楔緊圓臺面41，楔緊圓臺面41上方設置有楔緊座卡接臺階42，內錐孔38大端直徑D小于楔緊圓臺面41的大端直徑E，楔緊座卡接臺階42與膠筒卡接臺階39可卡接連接，上連接套9上端設置有連接套凸肩40，所述上膠筒楔緊座7內孔為與該連接套凸肩40扣接的臺階孔;在下錐體17下方設置有下膠筒18，下膠筒18套裝在下連接套19上，下連接套19套裝在中心管6上，下連接套19上端與下錐體17通過螺紋固連，下膠筒18上端在制作成形過程中與下錐體17固連為一體，下連接套19上還套裝有下膠筒楔緊座20，下膠筒楔緊座20位于下膠筒18下方，膠筒18、下膠筒楔緊座20與下連接套19之間的結構關系同樣參見圖5所示，下膠筒18下端的內錐孔38外端設置有膠筒卡接臺階39，下膠筒楔緊座20上端為楔緊圓臺面41，楔緊圓臺面41下方設置有楔緊座卡接臺階42，內錐孔38大端直徑D小于楔緊圓臺面41的大端直徑E，楔緊座卡接臺階42與膠筒卡接臺階39可卡接連接，下連接套19下端設置有連接套凸肩40，所述下膠筒楔緊座20內孔為與該連接套凸肩40扣接的臺階孔。
[0035]如圖1和圖2所示，在中心管6上端內孔內設置有投放卡接頸30，在中心管6上端外圓上設置有一段單向棘齒，單向棘齒為若干沿軸向加工成的齒圈，每一齒圈包括一與軸向垂直的環(huán)形平面與一錐面，中心管6通過單向棘齒卡接有鎖環(huán)5，鎖環(huán)5由處于同一圓周上的三片鎖瓦31組成，參見圖3，當然，鎖環(huán)5也可以由二片、四片或更多片鎖瓦31組成，在鎖環(huán)5外圓周上設置有箍緊彈簧29，該箍緊彈簧29為螺旋拉伸彈簧，箍緊彈簧29同樣也可以采用管壁軸向上開有剖分槽的圓管狀彈簧，鎖環(huán)5內孔下端為單向棘齒，內孔上端為錐形孔27，錐形孔27與單向棘齒之間設有圓柱孔28，圓柱孔28的直徑A大于單向棘齒的齒根直徑B，所述鎖環(huán)5安裝在鎖環(huán)座4中，鎖環(huán)5外徑與鎖環(huán)座4之間留有足夠的徑向間隙，以保證鎖環(huán)5能充分張開與中心管6之間脫離單向棘齒的卡接，鎖環(huán)座4下端與上膠筒楔緊座7旋接固連，在鎖環(huán)座4上端旋接固連有打撈頸套1，打撈頸套I上端內孔內設置有打撈卡接頸26，在打撈頸套I下端內孔通過剪釘3套接有解鎖套2，該解鎖套2可插接于鎖環(huán)5的圓柱孔28內，鎖環(huán)5與中心管6處于卡接狀態(tài)時，解鎖套2下端面的外徑C處于鎖環(huán)5內的錐形孔27大端直徑與小端直徑之間。
[0036]如圖1和圖7所示，在中心管6上套接有鎖環(huán)套21，鎖環(huán)套21通過內孔上兩處鎖環(huán)套密封圈44與中心管6密封連接，在鎖環(huán)套密封圈44下方的孔壁上設有通孔45，在中心管6上與該通孔45位置相對應的管壁上設有與該通孔45通連的投放平衡孔46，鎖環(huán)套21上端與下膠筒楔緊座20旋接固連，鎖環(huán)套21下端內孔設置有單向棘齒，鎖環(huán)套21下端內孔下端的單向棘齒處卡接有下鎖環(huán)23，所述下鎖環(huán)23安裝于下鎖環(huán)擋圈22與下接頭24之間，下鎖環(huán)擋圈22與下接頭24均旋接固連在中心管6下端。在下接頭24下端內孔插接有平衡滑套25，在平衡滑套25內孔設置有開啟凸肩48，平衡滑套25通過安裝在下接頭24內孔的兩處滑套密封圈47與下接頭24密封連接，并通過下接頭24管壁上的定位鋼球定位，下接頭24兩處滑套密封圈47之間的孔壁上設有打撈平衡通氣孔；下接頭24下端外圓設置有連接螺紋，用以與另外的井下工具栗開接頭相連。
[0037]在使用過程中，本雙向承壓堵塞器的下接頭24下端連接有處于關閉狀態(tài)的栗開接頭，由鋼絲連接的投放工具卡插于中心管6上端的投放卡接頸30內向井下投放，此時，通孔45與投放平衡孔46通連，堵塞器上下氣壓平衡，下卡瓦托15通過可熔銷14固連于上卡瓦托13上處于上端位置，以保證投放過程順利進行;在接近井下安裝位置時，井下溫度達到可熔銷14的熔點，可熔銷14熔斷，下卡瓦托15在重力作用下下移，以便完成坐卡;在達到所要求的井下位置時，上提投放工作，下卡瓦16在下錐體17作用下張開卡住生產管柱的管壁，繼續(xù)上提投放工具帶動中心管6上移，中心管6帶動下接頭24、下鎖環(huán)23及下鎖環(huán)擋圈22向上移動至下鎖環(huán)擋圈22上端面與鎖環(huán)套21內孔的臺階端面接觸，并繼續(xù)帶動下膠筒楔緊座20上移，此時投入平衡孔46進入兩鎖環(huán)套密封圈44之間而封閉，下膠筒楔緊座20楔入下膠筒18內，同時下錐體17也隨之在軸向位移導向裝置12的導向作用下上升，使下卡瓦16與生產管柱管壁卡牢，完成下膠筒18與下卡瓦16的坐封坐卡，楔緊座卡接臺階42與膠筒卡接臺階39卡接連接，下膠筒楔緊座20由下鎖環(huán)23鎖定與中心管6之間的位置，保證坐封坐卡的可靠；此后，通過投放工具震擊打撈頸套I使其下移，打撈頸套I通過鎖環(huán)座4、鎖環(huán)5帶動上膠筒楔緊座7下移，上膠筒楔緊座7楔入上膠筒8內，同時上錐體10也隨之在軸向位移導向裝置12的導向作用下下移，完成上膠筒8與上卡瓦11的坐封坐卡，楔緊座卡接臺階42與膠筒卡接臺階39卡接連接，上膠筒楔緊座7由鎖環(huán)5鎖定與中心管6之間的位置，保證坐封坐卡的可靠;在整個雙向承壓堵塞器坐封坐卡的過程中，上卡瓦托13與下卡瓦托15相互之間可軸向移動，且最后下卡瓦托15在上卡瓦托13上處于上端位置，保證了上卡瓦11與下卡瓦16坐卡力的均衡;在可熔銷14熔斷之后至到達所要求的井下位置這一段行程中，萬一下卡瓦16接觸到生產管柱管壁，兩者之間產生的摩擦力及雙向承壓堵塞器的下行將帶動下卡瓦托15與上卡瓦托13之間產生軸向移動，使下卡瓦16上移，從而與下錐體17脫離接觸，下卡瓦16也就會隨之向內收縮而不再與生產管柱管壁接觸，從而可以保證堵塞器順利、可靠、方便地下投到預定位置。
[0038]當雙向承壓堵塞器需要打撈時，打撈作業(yè)通過鋼絲連接的打撈工具進行，打撈工具首先震擊平衡滑套25上的開啟凸肩48，使平衡滑套25下移，打開兩滑套密封圈47之間的打撈平衡通氣孔，使堵塞器上下氣壓平衡，再通過打撈工具向下震擊解鎖套2，使剪釘3斷裂，解鎖套2可以下行通過鎖環(huán)5內的錐形孔27引導進入到的圓柱孔28內，迫使組成鎖環(huán)5的各鎖瓦31張開，鎖環(huán)5與中心管6脫離卡接狀態(tài)，再通過打撈工具向下震擊中心管6，使中心管6通過下接頭24、下鎖環(huán)23、鎖環(huán)套21帶動下膠筒楔緊座20下移使下膠筒18解封，并由下膠筒楔緊座20通過下連接套19上的連接套凸肩40使下連接套19帶動下錐體17下移使下卡瓦16解卡;之后再通過打撈工具卡入打撈頸套I內的打撈卡接頸26，向上提拉打撈頸套I，打撈頸套I通過鎖環(huán)座4帶動上膠筒楔緊座7上移，使上膠筒8解封，并由上膠筒楔緊座7通過上連接套9上的連接套凸肩40使上連接套9帶動上錐體10上移使上卡瓦11解卡。堵塞器解封解卡后由鋼絲連接的打撈工具通過打撈頸套I 一直上提出井。
[0039]本實用新型的雙向承壓堵塞器在坐封坐卡以后承受來自井下氣體的向上的壓力，當生產管柱需要投入生產時，通過井上的高壓氮氣迫使栗開接頭打開，為了保證栗開接頭打開，高壓氮氣作用在堵塞器上的壓力要遠大于井下氣體向上的壓力，此時本雙向承壓堵塞器又可以承受來自井上氮氣的向下的壓力。本雙向承壓堵塞器由于相背設置有上卡瓦11與下卡瓦16、相應的上膠筒8與上膠筒楔緊座7、下膠筒18與下膠筒楔緊座20以及其它獨特的配置，很好的滿足了雙向承壓的要求，且可熔銷14、上卡瓦托13與下卡瓦托15之間的特定的連接結構、鎖環(huán)5與箍緊彈簧29及解鎖套2之間的特定的連接結構和軸向位移導向裝置12等的配置很好地保證了本雙向承壓堵塞器利用鋼絲工具投放與打撈過程的順利進行。
[0040]以上僅列出了本實用新型的一些【具體實施方式】，但本實用新型并不僅限于此，還可以作出較多的改進與變換，如所述鎖環(huán)5內孔也可以不設圓柱孔28，相應地，解鎖套2端部設置成與鎖環(huán)5錐形孔27相對應的錐面，解鎖時解鎖套2端部的錐面插接于鎖環(huán)5的錐形孔27內，同樣可以使鎖環(huán)5解鎖;所述上卡瓦托13與下卡瓦托15之間也可以不是采用套接的連接形式通過定位螺釘36與導槽37可活動連接，而是可以上卡瓦托13與下卡瓦托15相背套接在中心管6上，上卡瓦托13與下卡瓦托15相對的端面上分別設置導桿與導孔，導桿的外端設置凸肩，在導孔的孔口設置有限位套，導桿穿過限位套通過凸肩插接于導孔內，相應地，上卡瓦托13與下卡瓦托15之間所設置的可熔銷14可以為兩端分別插接于上卡瓦托13與下卡瓦托15相對端面上的柱形連接銷，上卡瓦托13與下卡瓦托15通過該柱形可熔銷14相固連時上卡瓦托13與下卡瓦托15兩相對的端面相貼合，這樣，同樣可以使上卡瓦托13與下卡瓦托15通過可熔銷14固連，并且在可熔銷14熔斷后上卡瓦托13與下卡瓦托15相互間活動連接。如此等等，只要是在本實用新型的基本原理基礎上所作出的改進與變換，均應視為落入本實用新型的保護范圍內。
【主權項】
1.一種雙向承壓堵塞器，包括中心管(6)、膠筒和套裝在中心管(6)外的的卡瓦，卡瓦卡接在卡瓦托上，卡瓦的外伸端與錐體相連，其特征在于:所述卡瓦包括兩組，一組為上卡瓦(11)，另一組為下卡瓦(16)，上卡瓦(11)與下卡瓦(16)相背設置，上卡瓦(11)與上卡瓦托(13)及上錐體(10)對應連接，下卡瓦(16)與下卡瓦托(15)及下錐體(17)對應連接，所述上卡瓦托(13)與下卡瓦托(15)相連接;在所述下卡瓦托(15)與上卡瓦托(13)之間設置有可熔銷(14);所述上卡瓦托(13)與上錐體(10)之間設置有軸向位移導向限位裝置(12)，下卡瓦托(15)與下錐體(17)之間設置有軸向位移導向限位裝置(12);所述膠筒包括上膠筒(8)與下膠筒(18)，上膠筒(8)套裝在上連接套(9)上，上連接套(9)套裝在中心管(6)上，上連接套(9)下端與上錐體(10)固連，上膠筒(8)下端與上錐體(10)固連，上膠筒(8)上端的內錐孔(38)外端設置有膠筒卡接臺階(39)，上連接套(9)上還套裝有上膠筒楔緊座(7)，上膠筒楔緊座(7)下端為楔緊圓臺面(41)，楔緊圓臺面(41)上方設置有楔緊座卡接臺階(42)，楔緊座卡接臺階(42)與膠筒卡接臺階(39 )可卡接連接，上連接套(9)上端設置有連接套凸肩(40 )，所述上膠筒楔緊座(7)內孔為與該連接套凸肩(40)扣接的臺階孔;所述下膠筒(18)套裝在下連接套(19)上，下連接套(19)套裝在中心管(6)上，下連接套(19)上端與下錐體(17)固連，下膠筒(18)上端與下錐體(17)固連，下膠筒(18)下端的內錐孔(38)外端設置有膠筒卡接臺階(39)，下連接套(19)上還套裝有下膠筒楔緊座(20)，下膠筒楔緊座(20)上端為楔緊圓臺面(41)，楔緊圓臺面(41)下方設置有楔緊座卡接臺階(42)，楔緊座卡接臺階(42)與膠筒卡接臺階(39)可卡接連接，下連接套(19)下端設置有連接套凸肩(40)，所述下膠筒楔緊座(20)內孔為與該連接套凸肩(40)扣接的臺階孔。2.根據(jù)權利要求1所述的雙向承壓堵塞器，其特征在于:在所述中心管(6)上端通過單向棘齒卡接有鎖環(huán)(5)，鎖環(huán)(5)由處于同一圓周上的至少兩片鎖瓦(31)組成，在鎖環(huán)(5)圓周上設置有箍緊彈簧(29)，鎖環(huán)(5)上端內孔為錐形孔(27)，錐形孔(27)與單向棘齒之間設有圓柱孔(28)，圓柱孔(28)的直徑A大于單向棘齒的齒根直徑B，所述鎖環(huán)(5)安裝在鎖環(huán)座(4)中，鎖環(huán)座(4)下端與上膠筒楔緊座(7)固連，在鎖環(huán)座(4)上端固連有打撈頸套(I)，在打撈頸套(I)內通過剪釘(3)套接有解鎖套(2)，該解鎖套(2)可插接于鎖環(huán)(5)的圓柱孔(28)內，鎖環(huán)(5)與中心管(6)處于卡接狀態(tài)時，解鎖套(2)下端面的外徑C處于鎖環(huán)(5)內的錐形孔(27)大端直徑與小端直徑之間。3.根據(jù)權利要求1所述的雙向承壓堵塞器，其特征在于:在中心管(6)上套接有鎖環(huán)套(21)，鎖環(huán)套(21)通過內孔上兩處鎖環(huán)套密封圈(44)與中心管(6)密封連接，在鎖環(huán)套密封圈(44)下方的孔壁上設有通孔(45)，在中心管(6)上與該通孔(45)位置相對應的管壁上設有與該通孔(45)通連的投放平衡孔(46)，鎖環(huán)套(21)上端與下膠筒楔緊座(20)固連，鎖環(huán)套(21)下端內孔設置有單向棘齒，鎖環(huán)套(21)下端內孔下端的單向棘齒處卡接有下鎖環(huán)(23)，所述下鎖環(huán)(23)安裝于下鎖環(huán)擋圈(22)與下接頭(24)之間，下鎖環(huán)擋圈(22)與下接頭(24)固連在中心管(6)下端。4.根據(jù)權利要求3所述的雙向承壓堵塞器，其特征在于:在下接頭(24)下端內孔插接有平衡滑套(25)，在平衡滑套(25)內孔設置有開啟凸肩(48)，平衡滑套(25)通過安裝在下接頭(24)內孔的兩處滑套密封圈(47)與下接頭(24)密封連接，下接頭(24)兩處滑套密封圈(47)之間的孔壁上設有打撈平衡通氣孔。5.根據(jù)權利要求1所述的雙向承壓堵塞器，其特征在于:所述上卡瓦托(13)下端插接于中心管(6)與下卡瓦托(15)之間，在上卡瓦托(13)下端外圓上沿軸向設置有導槽(37)，在下卡瓦托(15)上端孔壁上設置可插接于該導槽(37)內的定位螺釘(36)，上卡瓦托(13)與下卡瓦托(15)通過定位螺釘(36)與導槽(37)可活動連接。6.根據(jù)權利要求1所述的雙向承壓堵塞器，其特征在于:所述可熔銷(14)為柱形銷釘，可熔銷(14)穿過下卡瓦托(15)上端孔壁上的螺紋孔插接在下卡瓦托(15)與上卡瓦托(13)之間，在可熔銷(14)外的螺紋孔上旋接有可熔銷鎖緊螺釘(43)，該可熔銷鎖緊螺釘(43)為中空的管狀零件。7.根據(jù)權利要求1所述的雙向承壓堵塞器，其特征在于:所述軸向位移導向限位裝置(12)包括導桿(35)，導桿(35)—端設置有連接螺紋，導桿(35)另一端設置有導桿凸肩(33)，上卡瓦托(13)與上錐體(10)之間設置的軸向位移導向限位裝置(12)中的導桿(35)通過連接螺紋固連于上卡瓦托(13)上端，導桿凸肩(33)插接于上錐體(10)下端的導孔(32)內；所述下卡瓦托(15)與下錐體(17)之間設置的軸向位移導向限位裝置(12)中的導桿(35)通過連接螺紋固連于下卡瓦托(15)下端，導桿凸肩(33)插接于下錐體(17)上端的導孔(32)內；在所述上錐體(10)下端導孔(32)及下錐體(17)上端導孔(32)的孔口設置有限位套(34)。8.根據(jù)權利要求1所述的雙向承壓堵塞器，其特征在于:所述上膠筒(8)的內錐孔(38)大端直徑D小于上膠筒楔緊座(7)上楔緊圓臺面(41)的大端直徑E;所述下膠筒(18)的內錐孔(38)的大端直徑D小于下膠筒楔緊座(20)上楔緊圓臺面(41)的大端直徑E。9.根據(jù)權利要求2所述的雙向承壓堵塞器，其特征在于:所述鎖環(huán)(5)由三片鎖瓦(31)組成，所述箍緊彈簧(29)為螺旋拉伸彈簧或管壁上開有剖分槽的圓管狀彈簧。10.根據(jù)權利要求2所述的雙向承壓堵塞器，其特征在于:在所述打撈頸套(I)上端內孔內設置有打撈卡接頸(26)，在中心管(6)上端內孔內設置有投放卡接頸(30)。
【文檔編號】E21B33/127GK205663427SQ201520825387
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年10月24日
【發(fā)明人】王昌彬, 王吉忠, 張國慶
【申請人】江蘇力克石油機械有限公司