一种活塞向上运动液压坐封工具制造技术

本实用新型专利技术涉及一种活塞向上运动液压坐封工具，包括头组件、尾组件和若干个活塞组件；活塞组件均包括环状活塞、环状突起、活塞中心管、活塞连接套和活塞缸套；活塞连接套与环状突起和活塞中心管均成滑动配合；环状突起的尾端面到活塞连接套之间设置有间隙；中心管位于间隙内的管体上设置有与活塞中心管内部连通的进液孔；活塞连接套与活塞中心管外壁接触的内壁上嵌设有若干个密封圈。能够同时提供坐封丢手初始阶段的精密控制和快速响应以及坐封丢手中后阶段的稳定运行和供压，从而保证了桥塞的精确坐封和丢手，增加施工效率以及降低了应各种问题而造成的各种不必要成本。

【技术实现步骤摘要】
一种活塞向上运动液压坐封工具
本技术涉及液压坐封领域，具体涉及一种活塞向上运动液压坐封工具。
技术介绍
随着社会飞速发展，全球内常规油气资源正以极高的速度被消耗。面对常规油气资源储量日益短缺的问题，非常规油气资源正逐步被开发利用。目前，为了应对非常规油气资源苛刻的开发条件和需求，桥塞类工具被大规模地进行应用在非常规油气井的分层、封堵、试油等方面。而在桥塞使用过程中，第一步就是采用坐封工具进行坐封丢手，将桥塞坐封锚定在井内所需位置。目前使用的坐封工具，主要有火药坐封工具与液压坐封工具、火药坐封工具通过电缆连接水力泵下入，液压坐封工具则通过油管下入。其中，常见的液压坐封工具，其工具的结构原理为活塞向下运动。桥塞释放栓与坐封工具本体连接保持不动，一旦桥塞完成坐封，锚定在套管上，而释放栓可变形程度过大时，就没有足够的空间拉断释放栓完成桥塞的正常丢手。正因为该风险的存在，目前桥塞所采用的坐封步骤为先对坐封工具进行一次加压，完成桥塞坐封，随后上提油管，最后再对坐封工具进行二次加压完成最终的桥塞丢手。这种坐封工艺虽然能够一定程度上解决释放栓变形成都过大所导致的无法正常丢手的情况，但又由于较多的油气井开发时间较早，做上提动作的油管老化，无法提供足够的上提力，大大增加了桥塞无法丢手的情况发生概率，进而造成施工周期的延长和施工成本的增加。此外，现有的液压坐封工具的活塞设计多采用平面活塞的设计，即活塞的受压面为全平面结构。这种方式下，虽然由于活塞受压力较为均匀，但在丢手的初始阶段，反应较为迟缓，这不便于技术人员根据实际的工况条件对桥塞的丢水过程进行调节和控制。一旦施加的压力过大，可能会造成提前丢手而造成桥塞坐封不完全的情况出现。
技术实现思路
本技术提供了一种活塞向上运动液压坐封工具，目的在于提供一种具备改进形式的活塞的液压坐封工具，以解决现有液压坐封工具丢手初始阶段不易控制、反应迟缓的问题。本技术采用的技术方案如下：一种活塞向上运动液压坐封工具，包括头组件、尾组件和设置于头组件和尾组件之间且同轴依次连接的若干个活塞组件；任一所述活塞组件均包括开有中心孔的环状活塞、设置于环状活塞尾部的环状突起、嵌入固定于环状突起的尾部且与环状活塞的中心孔连通的活塞中心管、套设于环状突起和活塞中心管的连接处的活塞连接套和套设固定于活塞连接套尾部外壁上的活塞缸套；所述活塞连接套与环状突起和活塞中心管均成滑动配合；所述环状突起的尾端面到活塞连接套之间设置有间隙；所述中心管位于间隙内的管体上设置有与活塞中心管内部连通的进液孔；所述活塞连接套与活塞中心管外壁接触的内壁上嵌设有若干个密封圈。关于本技术方案所涉及到固定连接的实施方式，需要强调的是：对所涉及到的“套设固定”、“嵌入固定”，除了两个部件之间位置结合关系外，对于如何实现固定并无具体的要求。技术人员可以通过其实际的需求选择使用但不限于过盈配合固定、螺纹固定、焊接固定来实现部件之间的固定连接。而所述的套设，是指在前叙述的部件的内壁与在后叙述的部件的外壁相接触；套设还意味着，在前叙述的部件开设有用于完成套设的中心孔；特别的，本技术方案中完成套设的两个部件之间成同轴关系。而所述的嵌入，是指在前叙述的部件插入到在后叙述的部件的内部；套设还意味着，在后叙述的部件开设有用于被嵌入的中心孔；特别的，本技术方案中完成嵌入的两个部件之间成同轴关系。作为优选的，本技术方案中“套设固定”和“嵌入固定”的固定方式均选用标准螺纹连接进行，其优点在于：第一、固定效果稳定可靠；第二、安装方便；第三、可拆卸且拆卸便捷。因此，本技术方案中，采用标准螺纹连接的坐封工具，一方面其部件是拆卸后再组装的，便于贮存和运输；另一方面其活塞组件是可更具需要进行N级串联的，便于根据实际需要进行坐封工具长度以及坐封工具所能够产生的最大坐封压力进行调节。对所涉及到的密封圈的“嵌设“，其具体的过程涉及，首先在需要牵涉的部件的相应部位上开设环状沟槽，环状沟槽的大小以能使密封圈稳定保持在环状沟槽内且密封圈一部分突出所在部位表面为准；然后在将密封圈安装在环状沟槽中即可。本技术方案的工作原理和过程如下：环形活塞尾部所设置的环状突起，其外壁与活塞连接套头部所设置的中心孔的内壁之间接触，并与之形成滑动配合。因此，环状突起能够自由进出于活塞连接套的头部。初始装套下，环状突起利用中心管与活塞连接套之间所形成的导向作用向整个坐封工具的尾部运动，从而使环状突起完全嵌入到活塞连接套的头部中，同时环状活塞的尾部端面与活塞连接套的头部端面完全贴合。此时，环状突起、活塞连接套、活塞中心管之间形成了一个相对密闭的间隙。当加压进行桥塞坐封丢手时，压力液沿活塞中心管上设置的进液孔持续进入到间隙中。当压力液填满空隙后，继续进入的压力液会对构成间隙的部件中唯一能够自由运动的柱状凸起的尾部端面产生推力，进而使得柱状凸起连同环状活塞一并向坐封工具的头部运动。当环状突起未完全退出活塞连接套时，相较于一般的液压坐封工具，本技术方案中的结构由于受力面积小，因此能够在更小的液压力下即实现运动，其对压力的反应更加及时，不会存在现有技术中反应迟缓的问题。与此同时，由于相对小的受力面积，其对压力变化的反应更加敏感，因此允许技术人员对坐封压力进行精确控制和调整，从而避免了因坐封初期对坐封压力控制不到位所可能导致的提前丢手、桥塞坐封不到位等一系列问题；尤其是当坐封工具因反复受压使用，活塞部件出现磨损的情况下，本技术方案中的结构能够进一步保证坐封压力的精确控制。随着坐封丢手的进入到操作中段，环状突起脱离活塞连接套，此时压力液的施压面积增大至整个环状活塞，此时，由于受压面积的增大，能够减少活塞对施压压力波动的敏感度，从而保证了坐封过程坐封工具运动的稳定性，进而保证了正在进行坐封的桥塞各部件的精确装配嵌合，真正做到了桥塞的准确丢手和精确坐封。进一步的，除最后一个活塞组件以外，任一所述活塞组件的活塞缸套均套设固定于下一个活塞组件的活塞连接套首部的外壁上，且内壁与下一活塞组件的环状活塞的外壁之间成滑动配合。通过上述活塞组件模块化设计，能够根据实际坐封压力的需要，采用不同级的活塞组件进行套设，从而通过多级活塞叠合加压，提升坐封工具的坐封能力，同时还能够减低现场压力液管，特别是油管的施工压力，提高了坐封施工的安全性。此外，通过多级连接，能够在保证功能情况下有效延长坐封工具的长度，特别适用于深井施工。与此同时，在运输过程中，还能够将工具拆分为数段，到达现场后再行组装，使得其使用和运输方式更为灵活。更进一步的，任一套设有活塞缸套的环状活塞，与活塞缸套接触的外壁上均嵌设有若干个密封圈；任一套设有活塞缸套的活塞连接套，与活塞缸套接触的外壁上均嵌设有若干个密封圈。通过设置密封圈，能够加强上述各部件之间的结合处的密封性能，从而避免了压力液的溢流或泄露，进而保证了压力液向环状突起以及环状活塞的压力传递。进一步的，所述头组件包括开有中心孔的上接头、设置于上接头的中心孔内的且外壁与中心孔内壁成滑动配合的凡尔管、嵌入固定于凡尔管尾部且与凡尔管连通的上中心管、嵌入固定于上接头尾部的且与套设于上中心管外壁上的凡尔座以及套设于上接入管外壁上的上缸套；所述上接头的内壁上开设有环状沟槽；所述环状沟槽内部开设有与上接头外部连通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种活塞向上运动液压坐封工具，其特征在于：包括头组件、尾组件和设置于头组件和尾组件之间且同轴依次连接的若干个活塞组件；任一所述活塞组件均包括开有中心孔的环状活塞(7)、设置于环状活塞(7)尾部的环状突起(8)、嵌入固定于环状突起(8)的尾部且与环状活塞(7)的中心孔连通的活塞中心管(11)、套设于环状突起(8)和活塞中心管(11)的连接处的活塞连接套(9)和套设固定于活塞连接套(9)尾部外壁上的活塞缸套(10)；所述活塞连接套(9)与环状突起(8)和活塞中心管(11)均成滑动配合；所述环状突起(8)的尾端面到活塞连接套(9)之间设置有间隙(21)；所述中心管位于间隙(21)内的管体上设置有与活塞中心管(11)内部连通的进液孔(13)；所述活塞连接套(9)与活塞中心管(11)外壁接触的内壁上嵌设有若干个密封圈(12)。

【技术特征摘要】
1.一种活塞向上运动液压坐封工具，其特征在于：包括头组件、尾组件和设置于头组件和尾组件之间且同轴依次连接的若干个活塞组件；任一所述活塞组件均包括开有中心孔的环状活塞(7)、设置于环状活塞(7)尾部的环状突起(8)、嵌入固定于环状突起(8)的尾部且与环状活塞(7)的中心孔连通的活塞中心管(11)、套设于环状突起(8)和活塞中心管(11)的连接处的活塞连接套(9)和套设固定于活塞连接套(9)尾部外壁上的活塞缸套(10)；所述活塞连接套(9)与环状突起(8)和活塞中心管(11)均成滑动配合；所述环状突起(8)的尾端面到活塞连接套(9)之间设置有间隙(21)；所述中心管位于间隙(21)内的管体上设置有与活塞中心管(11)内部连通的进液孔(13)；所述活塞连接套(9)与活塞中心管(11)外壁接触的内壁上嵌设有若干个密封圈(12)。2.根据权利要求1所述的一种活塞向上运动液压坐封工具，其特征在于：除最后一个活塞组件以外，任一所述活塞组件的活塞缸套(10)均套设固定于下一个活塞组件的活塞连接套(9)首部的外壁上，且内壁与下一活塞组件的环状活塞(7)的外壁之间成滑动配合。3.根据权利要求2所述的一种活塞向上运动液压坐封工具，其特征在于：任一套设有活塞缸套(10)的环状活塞(7)，与活塞缸套(10)接触的外壁上均嵌设有若干个密封圈(12)；任一套设有活塞缸套(10)的活塞连接套(9)，与活塞缸套(10)接触的外壁上均嵌设有若干个密封圈(12)。4.根据权利要求1所述的一种活塞向上运动液压坐封工具，其特征在于：所述头组件包括开有中心孔的上接头(1)、设置于上接头(1)的中心孔内的且外壁与中心孔内壁成滑动配合的凡尔管(2)、嵌入固定于凡尔管(2)尾部且与凡尔管(2)连通的上中心管(5)、嵌入固定于上接头(1)尾部的且与套设于上中心管(5)外壁上的凡尔座(6)以及套设于上接入管外壁上的上缸...

【专利技术属性】
技术研发人员：何伟，易建国，张克成，
申请(专利权)人：四川省威沃敦化工有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51