申请/专利权人：山东博赛特石油技术有限公司

申请日：2018-12-13

公开（公告）日：2024-01-23

公开（公告）号：CN109441399B

主分类号：E21B33/134

分类号：E21B33/134

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.01.23#授权;2019.04.02#实质审查的生效;2019.03.08#公开

摘要：本发明公开了一种可冲砂桥塞，属于油田开采技术领域。包括从上至下依次螺纹连接的上接头、上中心管、中间中心管、下中心管；下中心管下端内侧螺纹连接有球座，球座下端螺纹连接有插管，插管下端设有自锁头；转换接头内部设置有开关滑套，开关滑套上端设有定位自锁开关，开关滑套和中间接头上均设有第一冲砂通道；中间接头外部螺纹连接有冲砂外套，冲砂外套下端螺纹连接有斜口引鞋，斜口引鞋内部设有第二冲砂通道。综上可知，本发明通过一趟管柱实现对地层的封隔，无需下入专用冲砂工具；桥塞采用两级活塞，三组胶筒结构，坐封可靠，成功率高；开关滑套密封可靠，能够承受双向压差，承压高，简化了作业工序，提高了施工成本率，降低了作业风险。

主权项：1.一种可冲砂桥塞，其特征在于，包括从上至下依次螺纹连接的上接头、上中心管、中间中心管、下中心管；所述下中心管下端外侧螺纹连接有剪切环，所述剪切环下端外侧螺纹连接有中心管；所述下中心管下端内侧螺纹连接有球座，所述球座下端螺纹连接有插管，所述插管下端设有自锁头；所述中心管的下端螺纹连接有下锥体，所述下锥体下端内侧与螺纹连接有下接头，所述下接头下端螺纹连接转换接头，所述转换接头下端外侧与螺纹连接有中间接头，所述转换接头与中间接头螺纹连接后形成自锁释放槽；所述转换接头内部设置有开关滑套，所述开关滑套上端设有定位自锁开关，所述开关滑套和中间接头上均设有第一冲砂通道，所述自锁头插入所述定位自锁开关内并处于锁紧状态，此时第一冲砂通道开启；所述中间接头外部螺纹连接有冲砂外套，所述冲砂外套下端螺纹连接有斜口引鞋，所述斜口引鞋内部设有第二冲砂通道；所述中间中心管上端套装有上活塞；所述中间中心管与所述上活塞接触部分设置有上进液孔；所述下中心管上端套装有下活塞，所述下中心管上端与所述下活塞接触部分设置有下进液孔；所述上接头外侧设置有上挡环，所述上接头外侧套设有背帽，所述背帽连接有液压缸；所述中心管上端外部设有锯齿螺纹，所述中心管外部套设有套筒，所述套筒上端连接有护套，并通过所述护套进行限位，所述护套上端与压环下端外侧螺纹连接；所述液压缸下端与所述压环接触，所述液压缸受力向下移动时，推动所述压环一起向下移动；所述上中心管、上活塞、中间中心管、下活塞、下中心管置于设置在所述液压缸内，并通过所述上活塞和下活塞的运动推动液压缸的运动；所述压环内部设置有解封接头，所述解封接头下端与所述中心管卡接，所述解封接头外部套设有锁环，所述锁环置于所述压环和护套之间，所述锁环设置于所述解封接头和中心管接触部分；所述套筒下端螺纹连接有上锥体，所述套筒外侧设置有若干胶筒，相邻两胶筒之间设置有隔环，所述胶筒和隔环外侧设置有铜罩；所述中心管下端外侧套设有卡瓦、弹簧片和卡瓦罩，所述卡瓦罩上端设置在所述上锥体外表面，所述下锥体外表面设置有内护帽，所述卡瓦罩下端与所述内护帽螺纹连接，所述卡瓦、弹簧片设置在所述卡瓦罩内部。

全文数据：一种可冲砂桥塞技术领域本发明涉及油田开采技术领域，特别是指一种可冲砂桥塞。背景技术随着油田的开发进程，国内大部分油田己进入油田开发的中后期，油水井出砂已经是一个普遍现象，出砂日益严重，造成常规冲砂作业无法将砂子完全冲净，再进行施工作业时工具还是无法下入到位，造成卡管柱，对施工作业造成极大的施工风险。现有的常规冲砂作业主要是下入专用的冲砂管柱进行冲砂作业，冲砂完成后再下入桥塞对目的层进行封隔，该作业工序施工周期长，作业风险大，无法适用于出砂特别的严重的井。发明内容为解决现有技术中的不足，本发明提供一种可冲砂桥塞，对严重出砂的油气水井，可冲砂桥塞可以在下入可冲砂桥塞时边下入边冲砂，保证桥塞顺利下到位，有效实现对地层的封隔，简化了施工工序，缩短了施工周期，节约了作业费用。为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：本发明提供一种可冲砂桥塞，包括从上至下依次螺纹连接的上接头、上中心管、中间中心管、下中心管；所述下中心管下端外侧螺纹连接有剪切环，所述剪切环下端外侧螺纹连接有中心管；所述下中心管下端内侧螺纹连接有球座，所述球座下端螺纹连接有插管，所述插管下端设有自锁头；所述中心管的下端螺纹连接有下锥体，所述下锥体下端内侧与螺纹连接有下接头，所述下接头下端螺纹连接转换接头，所述转换接头下端外侧螺纹连接有中间接头，所述转换接头与中间接头螺纹连接后形成自锁释放槽；所述转换接头内部设置有开关滑套，所述开关滑套上端设有定位自锁开关，所述开关滑套和中间接头上均设有第一冲砂通道，所述自锁头插入所述定位自锁开关内并处于锁紧状态，此时第一冲砂通道开启；所述中间接头外部螺纹连接有冲砂外套，所述冲砂外套下端螺纹连接有斜口引鞋，所述斜口引鞋内部设有第二冲砂通道。进一步的，所述中间中心管上端套装有上活塞；所述中间中心管与所述上活塞接触部分设置有上进液孔；所述下中心管上端套装有下活塞，所述下中心管上端与所述下活塞接触部分设置有下进液孔。进一步的，所述下中心管下端套装有泄压环，所述下中心管下端设有第一泄压孔，所述泄压环上端设有第二泄压孔，当所述泄压环下移时，所述第二泄压孔和第一泄压孔连通。进一步的，所述上接头外侧设置有上挡环，所述上接头外侧套设有背帽，所述背帽连接有液压缸；所述中心管上端外部设有锯齿螺纹，所述中心管外部套设有套筒，所述套筒上端连接有护套，并通过所述护套进行限位，所述护套上端与所述压环下端外侧螺纹连接；所述液压缸下端与所述压环接触，所述液压缸受力向下移动时，推动所述压环一起向下移动；所述上中心管、上活塞、中间中心管、下活塞、下中心管置于设置在所述液压缸内，并通过所述上活塞和下活塞的运动推动液压缸的运动。进一步的，所述压环内部设置有解封接头，所述解封接头下端与所述中心管接触，所述解封接头外部套设有锁环，所述锁环置于所述压环和护套之间，所述锁环设置于所述解封接头和中心管接触部分。进一步的，所述套筒下端螺纹连接有上锥体，所述套筒外侧设置有若干胶筒，相邻两胶筒之间设置有隔环，所述胶筒和隔环外侧设置有铜罩；所述中心管下端外侧套设有卡瓦、弹簧片和卡瓦罩，所述卡瓦罩上端设置在所述上锥体外表面，所述下锥体外表面设置有内护帽，所述卡瓦罩下端与所述内护帽螺纹连接，所述卡瓦、弹簧片设置在所述卡瓦罩内部。进一步的，所述中间接头下端螺纹连接有盲堵，所述下锥体下端外部螺纹连接有挡环。优选的，所述上中心管与所述上接头接触位置设置有第一O型圈，所述上中心管与所述液压缸接触位置设置有第二O型圈，所述上中心管与所述中间中心管接触位置设置有第三O型圈，所述中间中心管与所述液压缸接触位置设置有第四O型圈，所述转换接头与所述插管接触位置设置有第五O型圈，所述转换接头与所述中间接头接触位置设置有第六O型圈，所述中间接头与所述开关滑套接触位置设置有第七O型圈，所述中间接头与所述盲堵接触位置设置有第八O型圈。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明连接在油管下端，通过油管输送下至油气水井设计位置，如下放过程中遇到砂阻，通过套管反洗井，砂液通过第二冲砂通道进入第一冲砂通道，后经过插管内部进入油管，然后经过油管返出地面，边冲边下放到设计位置。一趟管柱实现对地层的封隔，无需下入专用冲砂工具。本发明可冲砂桥塞下放到设计位置后，固定井口，从油管投入坐封钢球，坐封钢球坐于球座上，通过油管打压大于5MPa，液压通过上接头进入上中心管、中间中心管、下中心管内部，液体通过上进液孔、下进液孔推动上活塞和下活塞，上活塞和下活塞推动液压缸，液压缸推动压环，压环推动护套，然后带动锁环下行，锁环与中心管通过单向锯齿螺纹实现单向锁定，护套推动铜罩、胶筒、隔环带动上锥体推动卡瓦，胶筒、卡瓦外部通过套管实现限位，卡瓦与卡瓦罩之间有弹簧片，卡瓦锚定在套管壁后，护套进行推动挤压铜罩、胶筒、隔环，胶筒涨封在套管壁，实现环空的封隔。本发明桥塞采用两级活塞，三组胶筒结构，坐封可靠，成功率高。继续打压至大于12MPa后，桥塞完全坐封，剪切环剪断，实现丢手，下活塞在液压力下继续下行推动泄压环下行，油管内的液体通过第二泄压孔、第一泄压孔进入套管，上提油管柱，管柱带动插管上行，插管带动开关滑套上行，关闭第一冲砂通道，同时开关滑套的定位自锁开关到达转换接头下端的自锁释放槽时自动解锁，插管下端自锁头自定位自锁开关中脱出，然后继续上提管柱起出丢手部分，施工结束。本发明工艺简单，施工方便，缩短施工周期，减少施工成本；一趟管柱实现对地层的封隔，无需下入专用冲砂工具；桥塞采用两级活塞，三组胶筒结构，坐封可靠，成功率高；开关滑套密封可靠，能够承受双向压差，承压高，简化了作业工序，提高了施工成本率，降低了作业风险。附图说明图1为本发明的可冲砂桥塞结构示意图；图2为图1中A部中心管单向锯齿螺纹局部放大图和锁环单向锯齿螺纹局部放大图；图3为本发明开关滑套的剖视图；图4为本发明中心管和解封接头装配示意图。具体实施方式为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本发明提供一种可冲砂桥塞，见图1-3，包括从上至下依次螺纹连接的上接头1、上中心管5、中间中心管10、下中心管15；下中心管15下端外侧螺纹连接有剪切环22，剪切环22下端外侧螺纹连接有中心管23；下中心管15下端内侧螺纹连接有球座19，球座19下端螺纹连接有插管24，插管24下端设有自锁头53；中心管23的下端螺纹连接有下锥体32，下锥体32下端内侧螺纹连接有下接头35，下接头35下端螺纹连接转换接头36，转换接头36下端外侧与中间接头39上端螺纹连接，转换接头36与中间接头39螺纹连接后，转换接头36、中间接头39与自锁头53之间形成自锁释放槽52；转换接头36内部设置有开关滑套41，开关滑套41上端设有定位自锁开关40，开关滑套41和中间接头39上均设有第一冲砂通道43，自锁头53插入定位自锁开关40内并处于锁紧状态，此时第一冲砂通道43开启；中间接头39外部螺纹连接有冲砂外套46，冲砂外套46下端螺纹连接有斜口引鞋47，斜口引鞋47内部设有第二冲砂通道48。本发明连接在油管下端，通过油管输送下至油气水井设计位置，如下放过程中遇到砂阻，通过套管反洗井，砂液通过第二冲砂通道进入第一冲砂通道，后经过插管内部进入油管，然后经过油管返出地面，边冲边下放到设计位置。一趟管柱实现对地层的封隔，无需下入专用冲砂工具。进一步的，中间中心管10上端套装有上活塞9；中间中心管10与上活塞9接触部分设置有上进液孔7；下中心管15上端套装有下活塞14，下中心管15上端与下活塞14接触部分设置有下进液孔13。进一步的，下中心管15下端套装有泄压环16，下中心管15下端设有第一泄压孔18，泄压环16上端设有第二泄压孔17，当泄压环16下移时第二泄压孔17和第一泄压孔18连通。进一步的，上接头1外侧设置有上挡环2，上接头1套设有备帽3，背帽3连接有液压缸11；中心管23上端外部设有锯齿螺纹888，中心管23外部套设有套筒28，套筒28上端连接有护套50，套筒28顶部外翻形成套沿，套筒28的套沿位于护套50的内部，套筒28其余位置位于护套50的外部，通过套沿实现套筒28的限位，护套50上端与压环49下端外侧螺纹连接；液压缸11下端与压环49接触，液压缸11受力向下移动时，推动压环49一起向下移动；上中心管5、上活塞9、中间中心管10、下活塞14、下中心管15置于设置在液压缸11内，通过上活塞9和下活塞14的移动，带动液压缸11的移动。进一步的，压环49内部设置有解封接头20，解封接头20下端设置卡爪，与中心管23上端的卡槽卡接，解封接头20外部套设有锁环21，锁环21内部设有锯齿螺纹999，与中心管23外部的锯齿螺纹888配合使用，锁环21侧向断开，锁环21置于压环49和护套50之间。进一步的，套筒28下端螺纹连接有上锥体29，套筒28外侧设置有若干胶筒26，相邻两胶筒26之间设置有隔环27，胶筒26和隔环27外侧设置有铜罩25；中心管23下端外侧套设有卡瓦31、弹簧片30和卡瓦罩51，卡瓦罩51上端设置在上锥体29外表面，下锥体32外表面设置有内护帽33，卡瓦罩51下端与内护帽33螺纹连接，卡瓦31、弹簧片30设置在卡瓦罩51内部。卡瓦31与卡瓦罩51之间有弹簧片30，坐封过程中，液压缸11向下的推力同时传递到卡瓦31和胶筒26，卡瓦31首先锚定在套管壁后，再继续推动挤压胶筒26涨封在套管壁，实现环空的封隔。本发明可冲砂桥塞下放到设计位置后，固定井口，从油管投入坐封钢球，坐封钢球坐于球座上，通过油管打压大于5MPa，液压通过上接头进入上中心管、中间中心管、下中心管内部，液体通过上进液孔、下进液孔推动上活塞和下活塞，上活塞和下活塞推动液压缸，液压缸推动压环，压环推动护套，然后带动锁环下行，锁环与中心管通过单向锯齿螺纹实现单向锁定，护套推动铜罩、胶筒、隔环带动上锥体推动卡瓦，胶筒、卡瓦外部通过套管实现限位，卡瓦与卡瓦罩之间有弹簧片，卡瓦锚定在套管壁后，护套进行推动挤压铜罩、胶筒、隔环，胶筒涨封在套管壁，实现环空的封隔。本发明桥塞采用两级活塞，三组胶筒结构，坐封可靠，成功率高。继续打压至大于12MPa后，桥塞完全坐封，剪切环剪断，实现丢手，下活塞在液压力下继续下行推动泄压环下行，油管内的液体通过第二泄压孔、第一泄压孔进入套管，上提油管柱，管柱带动插管上行，插管带动开关滑套上行，关闭第一冲砂通道，同时开关滑套的定位自锁开关到达转换接头下端的自锁释放槽时自动解锁，插管下端自锁头自定位自锁开关中脱出，然后继续上提管柱起出丢手部分，施工结束。开关滑套密封可靠，能够承受双向压差，承压高，简化了作业工序，提高了施工成本率，降低了作业风险。进一步的，中间接头39下端螺纹连接有盲堵45，桥塞要求坐封丢手后，工具上下不能有连通通道，盲堵45实现封堵内腔。下锥体32下端外部螺纹连接有挡环34。上挡环和2挡环34是产品直径最大部分，下井过程中保护胶筒和卡瓦等关键部件不被井壁磨损。优选的，上中心管5与上接头1接触位置设置有第一O型圈4，上中心管5与液压缸11接触位置设置有第二O型圈6，上中心管5与中间中心管10接触位置设置有第三O型圈8，中间中心管10与液压缸11接触位置设置有第四O型圈12，转换接头36与插管24接触位置设置有第五O型圈37，转换接头36与中间接头39接触位置设置有第六O型圈38，中间接头39与开关滑套41接触位置设置有第七O型圈42，中间接头39与盲堵45接触位置设置有第八O型圈44，实现本发明装置的密封。综上可知，本发明通过一趟管柱实现对地层的封隔，无需下入专用冲砂工具；桥塞采用两级活塞，三组胶筒结构，坐封可靠，成功率高；开关滑套密封可靠，能够承受双向压差，承压高，简化了作业工序，提高了施工成本率，降低了作业风险。以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

权利要求：1.一种可冲砂桥塞，其特征在于，包括从上至下依次螺纹连接的上接头、上中心管、中间中心管、下中心管；所述下中心管下端外侧螺纹连接有剪切环，所述剪切环下端外侧螺纹连接有中心管；所述下中心管下端内侧螺纹连接有球座，所述球座下端螺纹连接有插管，所述插管下端设有自锁头；所述中心管的下端螺纹连接有下锥体，所述下锥体下端内侧与螺纹连接有下接头，所述下接头下端螺纹连接转换接头，所述转换接头下端外侧与螺纹连接有中间接头，所述转换接头与中间接头螺纹连接后形成自锁释放槽；所述转换接头内部设置有开关滑套，所述开关滑套上端设有定位自锁开关，所述开关滑套和中间接头上均设有第一冲砂通道，所述自锁头插入所述定位自锁开关内并处于锁紧状态，此时第一冲砂通道开启；所述中间接头外部螺纹连接有冲砂外套，所述冲砂外套下端螺纹连接有斜口引鞋，所述斜口引鞋内部设有第二冲砂通道。2.根据权利要求1所述的可冲砂桥塞，其特征在于，所述中间中心管上端套装有上活塞；所述中间中心管与所述上活塞接触部分设置有上进液孔；所述下中心管上端套装有下活塞，所述下中心管上端与所述下活塞接触部分设置有下进液孔。3.根据权利要求2所述的可冲砂桥塞，其特征在于，所述下中心管下端套装有泄压环，所述下中心管下端设有第一泄压孔，所述泄压环上端设有第二泄压孔，当所述泄压环下移时，所述第二泄压孔和第一泄压孔连通。4.根据权利要求3所述的可冲砂桥塞，其特征在于，所述上接头外侧设置有上挡环，所述上接头外侧套设有背帽，所述背帽连接有液压缸；所述中心管上端外部设有锯齿螺纹，所述中心管外部套设有套筒，所述套筒上端连接有护套，并通过所述护套进行限位，所述护套上端与所述压环下端外侧螺纹连接；所述液压缸下端与所述压环接触，所述液压缸受力向下移动时，推动所述压环一起向下移动；所述上中心管、上活塞、中间中心管、下活塞、下中心管置于设置在所述液压缸内，并通过所述上活塞和下活塞的运动推动液压缸的运动。5.根据权利要求4所述的可冲砂桥塞，其特征在于，所述压环内部设置有解封接头，所述解封接头下端与所述中心管卡接，所述解封接头外部套设有锁环，所述锁环置于所述压环和护套之间，所述锁环设置于所述解封接头和中心管接触部分。6.根据权利要求5所述的可冲砂桥塞，其特征在于，所述套筒下端螺纹连接有上锥体，所述套筒外侧设置有若干胶筒，相邻两胶筒之间设置有隔环，所述胶筒和隔环外侧设置有铜罩；所述中心管下端外侧套设有卡瓦、弹簧片和卡瓦罩，所述卡瓦罩上端设置在所述上锥体外表面，所述下锥体外表面设置有内护帽，所述卡瓦罩下端与所述内护帽螺纹连接，所述卡瓦、弹簧片设置在所述卡瓦罩内部。7.根据权利要求6所述的可冲砂桥塞，其特征在于，所述中间接头下端螺纹连接有盲堵，所述下锥体下端外部螺纹连接有挡环。8.根据权利要求7所述的可冲砂桥塞，其特征在于，所述上中心管与所述上接头接触位置设置有第一O型圈，所述上中心管与所述液压缸接触位置设置有第二O型圈，所述上中心管与所述中间中心管接触位置设置有第三O型圈，所述中间中心管与所述液压缸接触位置设置有第四O型圈，所述转换接头与所述插管接触位置设置有第五O型圈，所述转换接头与所述中间接头接触位置设置有第六O型圈，所述中间接头与所述开关滑套接触位置设置有第七O型圈，所述中间接头与所述盲堵接触位置设置有第八O型圈。

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