一種可鉆式可循環(huán)的高壓充填防砂工具的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可鉆式可循環(huán)的高壓充填防砂工具，它包括上接頭、上中心管、內中心管、外中心管、坐封機構、鎖緊錨定密封機構和充填機構，上接頭、上中心管、內中心管依次內套接，在內中心管外套裝外中心管，所述坐封機構、鎖緊錨定密封機構和充填機構依次設置在上中心管、外中心管、內中心管處，其特征在于：所述坐封機構通過反扣螺紋與鎖緊錨定密封機構連接，所述鎖緊錨定密封機構包括從上至下依次設置的鎖套、卡瓦、錐體、膠筒保護碗、膠筒、隔環(huán)，所述鎖套與卡瓦互卡；在外中心管的外壁與錐體的內壁均設置有軸向鍵槽，在軸向鍵槽內設置有鍵。本實用新型能安全可靠的被取出，且取出效率高。
【專利說明】-種可鉆式可循環(huán)的高壓充填防砂工具

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種石油開采用的充填防砂工具，特別涉及一種可鉆式可循環(huán)的 高壓充填防砂工具。

【背景技術】
[0002] 石油開采中，油層出砂是影響油井正常生產的常見問題。為了解決油層出砂的問 題，國內外防砂界開展了大量研究，主要分為兩大類，即機械防砂方法和化學防砂方法。
[0003] 可循環(huán)高壓充填是機械防砂的主要方式之一，目前，國內采用的可循環(huán)高壓充填 防砂工具均為可取式的。在現(xiàn)場應用中，雖然可以對地層進行高壓充填并對篩套環(huán)空進行 循環(huán)充填，有效地達到了防砂的目的，但是該種工具長期在井筒中使用后，水垢、鐵銹、砂等 很容易致使其某些解封機構失靈，導致打撈失敗，一旦打撈失敗，需要大修、套銑、磨銑等才 能將其拔出，處理起來將耗費大量的人力、物力，并且容易損傷套管。 實用新型內容
[0004] 本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中存在的技術問題提供 一種可鉆式可循環(huán)的高壓充填防砂工具，該工具能安全可靠的被取出，且取出效率高。
[0005] 本實用新型所采用的技術方案為：一種可鉆式可循環(huán)的高壓充填防砂工具，它包 括上接頭、上中心管、內中心管、外中心管、坐封機構、鎖緊錨定密封機構和充填機構，上接 頭、上中心管、內中心管依次內套接，在內中心管外套裝外中心管，所述坐封機構、鎖緊錨定 密封機構和充填機構依次設置在上中心管、外中心管、內中心管處，其特征在于：所述坐封 機構通過反扣螺紋與鎖緊錨定密封機構連接，所述鎖緊錨定密封機構包括從上至下依次設 置的鎖套、卡瓦、錐體、膠筒保護碗、膠筒、隔環(huán)，所述鎖套與卡瓦互卡，所述錐體通過定位銷 釘固定在外中心管上；在外中心管的外壁與錐體的內壁均設置有軸向鍵槽，在軸向鍵槽設 置有鍵，在鎖套內固定有鎖簧，所述鎖簧與外中心管上設置的鎖齒相配置。
[0006] 按上述技術方案，所述坐封機構包括上接頭、上中心管、上外套、上連接套、內中心 管、啟動活塞、反洗連接套，上接頭、上中心管、內中心管依次內套接，所述上外套密封套裝 在上接頭與上中心管外，在上外套與上接頭及上中心管的外壁之間形成第一環(huán)形空間，在 上中心管的上端設有與第一環(huán)形空間連通的第一過流孔使所述的上外套構成一級液壓缸； 所述上外套、上連接套、反洗連接套依次外套接，所述啟動活塞套裝在內中心管外并位于上 連接套的下端，所述啟動活塞通過啟動銷釘固定在反洗連接套上，在啟動活塞上端的內壁 與內中心管的外壁間設置有第二環(huán)形空間，在內中心管上設置有與第二環(huán)形空間連通的第 二過流孔使該啟動活塞構成二級液壓缸，在內中心管的下端連接有銷釘套，在銷釘套內設 置有球座，所述球座通過沖砂通道開啟銷釘固定在銷釘套上，在球座的上端設置的錐面配 置有鋼球。
[0007] 按上述技術方案，所述啟動活塞的上端為臺階狀，在內中心管的上端設有凹槽，在 內中心管處的凹槽處設置防撞環(huán)，該防撞環(huán)與啟動活塞的上端的的臺階處配合。
[0008] 按上述技術方案，所述充填機構包括下連接套，在下連接套的下端依次連接有橋 式充填通道、彈簧座，在橋式充填通道外設置有擋砂套，在橋式充填通道與內中心管之間設 置有滑套，在滑套與彈簧座之間設置有彈簧，彈簧的兩端分別與滑套和彈簧座連接，在內中 心管的下端設置有充填通道，球座能封住該內中心管的充填通道。
[0009] 按上述技術方案，彈簧座的下端內套接有下接頭，下接頭內套接有沖管接頭，沖管 接頭的上端內壁為圓錐面；在下接頭的下端外周套裝有篩管接頭，所述篩管接頭通過丟手 銷釘固定在下接頭上。
[0010] 本實用新型所取得的有益效果為：1、將鎖套及卡瓦、錐體設置在膠筒的上端，通過 鉆銑的方式解封，使本實用新型取出可靠；2、由于鎖套與卡瓦互卡，卡瓦坐封時卡瓦齒卡在 套管里面，因此鎖套與卡瓦也是固定的，而錐體采用鍵固定防周向轉動，使鉆銑時間短，效 率高；3、通過設置彈簧與滑套連接，在完成地層的高壓充填和篩套環(huán)空的循環(huán)充填后，取出 坐封機構后，滑套在彈簧的彈力的作用下，向上運動，將橋式充填通道的充填通道關閉，有 效的避免了生產過程中砂進入油管。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1為本實用新型結構示意圖。
[0012] 圖2為圖1中的A-A剖視圖。

【具體實施方式】
[0013] 下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0014] 圖1為本實用新型提供的一種實施例的結構示意圖，由圖1可知，它包括坐封機 構、鎖緊錨定密封機構和充填機構，所述坐封機構通過反扣螺紋與鎖緊錨定密封機構連接， 充填機構通過螺紋與鎖緊錨定密封機構連接。
[0015] 所述坐封機構包括上接頭1、上中心管4、上外套3、上連接套5、內中心管9、啟動活 塞7、反洗連接套10,上接頭1、上中心管4、內中心管9依次內套接，所述上外套3套裝在上 接頭1與上中心管4外，上外套的內壁通過通過0型密封圈2與上接頭1和上中心管4密 封配置，在上外套3與上接頭1及上中心管4的外壁之間形成第一環(huán)形空間，在上中心管4 的上端設有與第一環(huán)形空間連通的第一過流孔使所述的上外套構成一級液壓缸；所述上外 套3、上連接套5、反洗連接套10依次外套接，所述啟動活塞7套裝在內中心管9外并位于 上連接套5的下端，啟動活塞7的內壁和外壁通過0型密封圈與內中心管9及反洗連接套 10密封配置，所述啟動活塞7通過啟動銷釘8固定在反洗連接套10上，啟動活塞上端的內 壁、上連接套5的內壁、內中心管9的外壁間圍合形成第二環(huán)形空間，在內中心管9上設置 有與第二環(huán)形空間連通的第二過流孔使該啟動活塞7構成二級液壓缸，在內中心管9的下 端連接有銷釘套28,在銷釘套28內設置有球座30,所述球座30通過沖砂通道開啟銷釘29 固定在銷釘套28上，在球座30的上端設置的錐面配置有鋼球23,球座30下部安設有擋球 桿31。
[0016] 其中，啟動活塞7的上端為臺階狀，在內中心管9的上端設有凹槽，在內中心管9 處的凹槽處設置防撞環(huán)6,啟動活塞7的臺階處及上連接套的下端面將防撞環(huán)6卡裝固定。
[0017] 所述鎖緊錨定密封機構包括外中心管15,所述外中心管15通過反扣螺紋固定套 接在內中心管9外，外中心管15的外周與反洗連接套10的內周通過密封套11密封配置， 在外中心管15外位于反洗連接套10的下端依次設置有鎖套12、卡瓦16、錐體17、膠筒保護 碗19、膠筒20、隔環(huán)21，在鎖套12內設置有鎖簧14,鎖簧14通過鎖簧定位銷釘13固定在 鎖套12上，所述鎖簧14與外中心管15上設置的鎖齒相配置。錐體17通過定位銷釘18固 定在外中心管15上，在外中心管15的外壁與錐體17的內部均設置有軸向鍵槽，在該軸向 鍵槽內設置有鍵38。其中，所述密封套11、鎖套12、外中心管15、卡瓦16和錐體17均采用 可鉆材料加工，比如鑄鐵材料。
[0018] 所述充填機構包括下連接套22,在下連接套22的下端依次連接有橋式充填通道 26、彈簧座32,在橋式充填通道26外設置有擋砂套24,在橋式充填通道26與內中心管9之 間設置有滑套25,在內中心管9的下端設置有充填通道，所述球座能封住內中心管9的充填 通道，在滑套25與彈簧座32之間設置有彈簧27,彈簧27的兩端分別與滑套25和彈簧座 32連接。
[0019] 在彈簧座32的下端內套接有下接頭33,下接頭33內套接有沖管接頭36,沖管接 頭36的上端內壁為圓錐面；在沖管接頭36的上端圓錐面處設置鋼球34,；在下接頭33的 下端外周套裝有篩管接頭37,所述篩管接頭37通過丟手銷釘35固定在下接頭33上。
[0020] 在實際使用本實用新型的過程中，會在篩管接頭37的下端接一個防砂篩管和絲 堵，在沖管接頭36的下端接一個沖管，上接頭1與油管連接。投入鋼球23使坐封機構內部 憋壓，液體從上中心管上的第一過流孔進入第一環(huán)形空間，使上外套3對上連接套5施加作 用力，同時，液體從中心管9上設有第二過流孔進入第二環(huán)形空間，啟動活塞7在液壓的作 用下下行，剪斷啟動銷釘8,啟動活塞7下行，從而讓出釋放空間，使防撞環(huán)6下落至啟動活 塞7的臺階處，從而推動上連接套5向下運動；進一步提高坐封機構內部的壓力，反洗連接 套10在一級液壓缸和二級液壓缸的液壓作用下下行，依次推動鎖套12、卡瓦16、錐體17、膠 筒保護碗19、膠筒20和隔環(huán)21，此時，定位銷釘18剪斷，使卡瓦16坐卡、膠筒20坐封，與 此同時，鎖簧14上的鎖齒和外中心管15外周設置的鎖齒互鎖，使卡瓦16保持坐卡狀態(tài)、膠 筒20保持坐封狀態(tài)。
[0021] 進一步提高坐封機構內部的壓力，球座30在液壓的作用下下行，剪斷沖砂通道開 啟銷釘29,讓出位于橋式充填通道26上的充填通道；關閉套管閥門，對地層進行高壓充填， 此時攜砂液全部進入地層；高壓充填完成之后，打開套管閥門，對篩套環(huán)空進行循環(huán)充填， 此時，攜砂液經(jīng)充填通道進入篩套環(huán)空，砂被篩管擋在篩套環(huán)空，液體則經(jīng)篩管、可鉆式可 循環(huán)的高壓充填防砂工具的橋式通道和油套環(huán)空返至地面。
[0022] 充填完成之后，正轉油管，依次帶動上接頭1、上中心管4、內中心管9正轉，使位于 內中心管9上的反扣脫扣，上提油管，將上接頭1、上中心管4、內中心管9、銷釘套28、球座 30、擋球桿31、鋼球34、沖管接頭36和沖管起出，此時滑套25在彈簧27的彈力作用下上行， 將位于橋式充填通道26上的充填通道關閉。
[0023] 當需要取出可鉆式可循環(huán)的高壓充填防砂工具留井部分時，采用鉆銑方式使其解 封，首先下入套銑筒，將鎖套12、卡瓦16和錐體17鉆除，再下入普通的可退式撈矛，撈住外 中心管15內壁，上提即可將其打撈出井。在鉆銑的過程中，由于鎖套12與卡瓦16互卡，卡 瓦齒卡在套管里處于固定狀態(tài)，錐體17通過鍵38與外中心管15配置，使錐體17在鉆銑過 程中能周向固定，使本實用新型取出可靠，進一步提高了鉆銑效率。
【權利要求】
1. 一種可鉆式可循環(huán)的高壓充填防砂工具，它包括上接頭、上中心管、內中心管、外中 心管、坐封機構、鎖緊錨定密封機構和充填機構，上接頭、上中心管、內中心管依次內套接， 在內中心管外套裝外中心管，所述坐封機構、鎖緊錨定密封機構和充填機構依次設置在上 中心管、外中心管、內中心管處，其特征在于：所述坐封機構通過反扣螺紋與鎖緊錨定密封 機構連接，所述鎖緊錨定密封機構包括從上至下依次設置的鎖套、卡瓦、錐體、膠筒保護碗、 膠筒、隔環(huán)，所述鎖套與卡瓦互卡，所述錐體通過定位銷釘固定在外中心管上；在外中心管 的外壁與錐體的內壁均設置有軸向鍵槽，在軸向鍵槽內設置有鍵，在鎖套內固定有鎖簧，所 述鎖簧與外中心管上設置的鎖齒相配置。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種可鉆式可循環(huán)的高壓充填防砂工具，其特征在于所述 坐封機構包括上接頭、上中心管、上外套、上連接套、內中心管、啟動活塞、反洗連接套，上接 頭、上中心管、內中心管依次內套接，所述上外套密封套裝在上接頭與上中心管外，在上外 套與上接頭及上中心管的外壁之間形成第一環(huán)形空間，在上中心管的上端設有與第一環(huán)形 空間連通的第一過流孔使所述的上外套構成一級液壓缸；所述上外套、上連接套、反洗連接 套依次外套接，所述啟動活塞套裝在內中心管外并位于上連接套的下端，所述啟動活塞通 過啟動銷釘固定在反洗連接套上，在啟動活塞上端的內壁與內中心管的外壁間設置有第二 環(huán)形空間，在內中心管上設置有與第二環(huán)形空間連通的第二過流孔使該啟動活塞構成二級 液壓缸，在內中心管的下端連接有銷釘套，在銷釘套內設置有球座，所述球座通過沖砂通道 開啟銷釘固定在銷釘套上，在球座的上端設置的錐面配置有鋼球。
3. 根據(jù)權利要求2所述的一種可鉆式可循環(huán)的高壓充填防砂工具，其特征在于所述啟 動活塞的上端為臺階狀，在內中心管的上端設有凹槽，在內中心管處的凹槽處設置防撞環(huán)， 該防撞環(huán)與啟動活塞的上端的臺階處配合。
4. 根據(jù)權利要求2或3所述的可鉆式可循環(huán)的高壓充填防砂工具，其特征在于所述充 填機構包括下連接套，在下連接套的下端依次連接有橋式充填通道、彈簧座，在橋式充填通 道外設置有擋砂套，在橋式充填通道與內中心管之間設置有滑套，在滑套與彈簧座之間設 置有彈簧，彈簧的兩端分別與滑套和彈簧座連接，在內中心管的下端設置有充填通道，球座 能封住該內中心管的充填通道。
5. 根據(jù)權利要求4所述的可鉆式可循環(huán)的高壓充填防砂工具，其特征在于彈簧座的下 端內套接有下接頭，下接頭內套接有沖管接頭，沖管接頭的上端內壁為圓錐面；在下接頭的 下端外周套裝有篩管接頭，所述篩管接頭通過丟手銷釘固定在下接頭上。
【文檔編號】E21B33/1295GK203905914SQ201420217515
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權日:2014年4月30日
【發(fā)明者】孫志揚, 羅君, 薛家海, 江建平, 汪淼, 焦陽, 孔萍, 吳圣發(fā), 徐冠軍 申請人: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