一种液压式小通径油管坐封桥塞制造技术

本发明专利技术涉及采油管桥塞技术领域，且公开了一种液压式小通径油管坐封桥塞，包括组合胶筒、中心管、下锥体、卡瓦环、卡瓦座、锚定铸铁和钢丝圈，组合胶筒的内部套设有中心管，组合胶筒的一端设有下锥体，且下锥体与中心管活动套接。本发明专利技术通过在两个卡瓦环之间设置剪板，使得下锥体下行撑开卡瓦环的过程中，同时由下锥体撑开剪板，使得剪板的薄壁端顶起钢丝圈，以剪板的支点部位提供钢丝圈的剪切点，从而，撑开卡瓦环的过程中，将原克服钢丝圈的抗拉强度断裂转变为克服钢丝圈的抗剪强度断裂，下锥体下行同等距离下，本发明专利技术更容易使钢丝圈断裂，使得卡瓦环在钢丝圈断裂时具备较小的势能储备，进而锚定铸铁更加缓和的与井筒内壁紧压贴合。

A Hydraulic Small Diameter Pipe Sealing Bridge Plug

The invention relates to the technical field of bridge plugs for oil production pipelines, and discloses a hydraulic small-diameter tubing seating bridge plug, which comprises a combined rubber cylinder, a central pipe, a lower cone, a slip ring, a slip seat, an anchoring cast iron and a steel wire ring. The inner sleeve of the combined rubber cylinder is provided with a central pipe, and one end of the combined rubber cylinder is provided with a lower cone, and the lower cone and the central pipe are movably sleeved. By setting shears between the two slip rings, the lower cone is pushed down to open the slip rings, and the lower cone is pushed up to make the thin-walled end of the shear plate raise the steel ring, and the shear point of the steel ring is provided by the fulcrum part of the shear plate. Thus, in the process of opening the slip rings, the tensile strength of the original overcoming the fracture of the steel ring is transformed into the shear strength of overcoming the steel ring. When the strength is broken and the lower cone goes down at the same distance, the invention is easier to break the travelling ring, so that the slip ring has a smaller potential energy reserve when the travelling ring breaks, and then the anchored cast iron is more gently pressed and adhered to the inner wall of the wellbore.

【技术实现步骤摘要】
一种液压式小通径油管坐封桥塞
本专利技术涉及采油管桥塞
，具体为一种液压式小通径油管坐封桥塞。
技术介绍
桥塞在油气开采领域发挥重要的作用，其主要用以封层技术。所谓封层技术就是分层试油、分层压裂酸化、分层防砂、分层注水、分层生产及封闭水层、封闭干层和封闭废弃层等的一项重要的作业过程。桥塞由坐封机构、密封机构和锚定机构三大部分组成，当桥塞进入井筒设计位置时，由坐封工具施压，推动压环下行，将上卡瓦座及上卡瓦处的剪钉剪断，上卡瓦座及上卡瓦将上锥体处剪钉剪断并同步下行，压缩下卡瓦张开，组合胶筒产生管的径向变形并继续下行，依次剪断下锥体及卡瓦剪钉，上、下卡瓦及胶筒组件同步继续张开，实现桥塞锚定及封隔套管上下环形空间，实现分层目的。现有技术中，为保障卡瓦在运输时稳定以及在下入井筒时误坐封，而在卡瓦的外表面设一圈钢丝，如图1中的钢丝圈(7)所示，在由下锥体撑开卡瓦的初始阶段，需要先撑断钢丝，再撑开卡瓦片，但是，由于钢丝具备一定的抗拉强度，撑断钢丝的过程实则是一个储能过程，当钢丝断裂的瞬间，卡瓦片在具备下锥体下行所提供的势能外，还额外具备与钢丝抗拉强度同等大小的势能，使得卡瓦片在钢丝断裂瞬间，获得的势能剧增，势能转化为动能瞬间冲击井筒内壁，不仅易造成井筒内壁损伤，而且，卡瓦片上用于锚定的铸铁波纹片会因瞬时撞击井筒内壁产生受力不均，导致接下来的铸铁挤压变形无法同步而产生多组铸铁锚固不均的现象，在后续采油压力差的周期性冲击下，易造成锚定机构松动，影响封层效果的长效性。
技术实现思路
针对
技术介绍
中提出的现有油管桥塞在使用过程中存在的不足，本专利技术提供了一种液压式小通径油管坐封桥塞，具备卡瓦锚定更加稳固长效的优点，解决了上述
技术介绍
中提出的因卡瓦撑断钢丝圈时储备势能导致卡瓦上的铸铁锚固不稳定的问题。本专利技术提供如下技术方案：一种液压式小通径油管坐封桥塞，包括组合胶筒、中心管、下锥体、卡瓦环、卡瓦座、锚定铸铁和钢丝圈，所述组合胶筒的内部套设有中心管，所述组合胶筒的一端设有下锥体，且下锥体与中心管活动套接，所述中心管的外部套设有卡瓦环和卡瓦座，所述卡瓦环由多个卡瓦片环形阵列排布组成，卡瓦环与下锥体的锥形面相适配套接，所述卡瓦环的单个卡瓦片上嵌设有锚定铸铁，所述卡瓦环的外部套设有钢丝圈，所述钢丝圈位于卡瓦环外部开设的凹槽内，所述卡瓦环的每两个单卡瓦片之间设有一个剪板，所述剪板的长度与卡瓦环的单卡瓦片长度相同，所述下锥体的锥形面由卡瓦锥面和剪切锥面组成，所述卡瓦锥面与卡瓦环的内壁斜面相适配接触连接，所述剪切锥面与剪板的一侧斜边相适配接触连接，所述剪板的两侧设为倾斜面，且倾斜面与卡瓦环的单卡瓦片侧面相适配。优选的，所述剪切锥面的斜率大于卡瓦锥面的斜率。优选的，所述钢丝圈的截面大小间接布置，所述钢丝圈中截面大的部分位于卡瓦环外壁的凹槽内，所述钢丝圈中截面小的部分位于卡瓦环的两个单卡瓦片间隙处，所述钢丝圈中截面大的部分与截面小部分连接处采用变截面线性过渡。优选的，所述锚定铸铁的锯齿高度沿着下锥体下行方向逐渐增大且最大高度与组合胶筒的外壁处于相同水平面高度。本专利技术具备以下有益效果：1、本专利技术通过在两个卡瓦环之间设置剪板，使得下锥体下行撑开卡瓦环的过程中，同时由下锥体撑开剪板，使得剪板的薄壁端顶起钢丝圈，以剪板的支点部位提供钢丝圈的剪切点，从而，撑开卡瓦环的过程中，将原克服钢丝圈的抗拉强度断裂转变为克服钢丝圈的抗剪强度断裂，而由于钢丝圈的圆柱形钢圈特性，其抗拉承载强度远高于径向抗剪强度，故而，下锥体下行同等距离下，本专利技术更容易使钢丝圈断裂，使得卡瓦环在钢丝圈断裂时具备较小的势能储备，进而锚定铸铁更加缓和的与井筒内壁紧压贴合。2、本专利技术通过设置卡瓦锥面和剪切锥面，并使得剪切锥面的斜率大于卡瓦锥面的斜率，可保证在剪断钢丝圈的阶段，下锥体下行同等距离下，剪切锥面推动剪板沿井筒径向位移大于卡瓦锥面推动卡瓦环径向位移的距离，从而，使得剪板优先于卡瓦环施力剪断钢丝圈，进一步保证卡瓦环在钢丝圈断裂时具备较小的势能储备。3、本专利技术通过将钢丝圈的截面形状设为粗细间接性布置，使得钢丝圈中截面大的部分与下锥体外壁的凹槽适配，截面小的部分位于两个下锥体的间隙处，使得钢丝圈在承受下锥体撑开张紧过程中，钢丝圈中截面小的部位因受拉而处于结构承载薄弱状态，使得剪板更易剪断钢丝圈的薄弱环节，从另一方面保证卡瓦环在钢丝圈断裂时具备较小的势能储备。附图说明图1为本专利技术局部桥塞半剖结构示意图；图2为本专利技术图1的A-A处剖面图；图3为图1的B处局部放大示意图；图4为本专利技术下锥体外部轮廓图；图5为本专利技术改进后的钢丝圈正视图；图6为本专利技术改进后的钢丝圈与卡瓦环套接正视图。图中：1、组合胶筒；2、中心管；3、下锥体；3a、卡瓦锥面；3b、剪切锥面；4、卡瓦环；5、卡瓦座；6、锚定铸铁；7、钢丝圈；8、剪板。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-6，一种液压式小通径油管坐封桥塞，包括组合胶筒1、中心管2、下锥体3、卡瓦环4、卡瓦座5、锚定铸铁6和钢丝圈7，组合胶筒1的内部套设有中心管2，组合胶筒1的一端设有下锥体3，且下锥体3与中心管2活动套接，中心管2的外部套设有卡瓦环4和卡瓦座5，卡瓦环4由多个卡瓦片环形阵列排布组成，卡瓦环4与下锥体3的锥形面相适配套接，卡瓦环4的单个卡瓦片上嵌设有锚定铸铁6，卡瓦环4的外部套设有钢丝圈7，钢丝圈7位于卡瓦环4外部开设的凹槽内，卡瓦环4的每两个单卡瓦片之间设有一个剪板8，剪板8的长度与卡瓦环4的单卡瓦片长度相同，下锥体3的锥形面由卡瓦锥面3a和剪切锥面3b组成，卡瓦锥面3a与卡瓦环4的内壁斜面相适配接触连接，剪切锥面3b与剪板8的一侧斜边相适配接触连接，剪板8的两侧设为倾斜面，且倾斜面与卡瓦环4的单卡瓦片侧面相适配，其中，相适配的斜面可保证卡瓦环4对剪板8提供外凸限位的同时不影响剪板8正常剪切使用。其中，剪板8的顶端位置与卡瓦环4外壁的间距设定由下式说明：假设卡瓦锥面3a的斜率为m，剪切锥面3b的斜率为n，下锥体3撑开卡瓦环4所需的下行距离为X，则：即：式中，h1表示下锥体3下行X时推动卡瓦环4沿径向的位移；h2表示下锥体3下行X时推动剪板8沿径向的位移；△h表示下锥体3下行X时，剪板8和卡瓦环4沿径向的位移差；△η表示卡瓦锥面3a与剪切锥面3b的斜率差。由上述公式说明，为了保证下锥体3下行推动作用下，剪板8的顶端不会超出卡瓦环4外壁，以确保钢丝圈7剪断时，剪板8不会优先于卡瓦环4接触井筒内壁，故而，此处的△h值可取钢丝圈7的直径，因此，由式②可确定卡瓦锥面3a与剪切锥面3b的斜率差值上限。同时，基于以上斜率差值限制后，还需要考虑剪板8的顶端与钢丝圈7的底端初始间距差，即初始间距差由下锥体3下行时，剪断下锥体3处剪钉所产生的下行距离即剪钉直径，并由此下行距离，剪板8与钢丝圈7产生的径向位移差即为初始间距差，此时，剪板8恰好与钢丝圈7接触。其中，剪切锥面3b的斜率大于卡瓦锥面3a的斜率，使得下锥体3下行等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液压式小通径油管坐封桥塞，包括组合胶筒(1)、中心管(2)、下锥体(3)、卡瓦环(4)、卡瓦座(5)、锚定铸铁(6)和钢丝圈(7)，所述组合胶筒(1)的内部套设有中心管(2)，所述组合胶筒(1)的一端设有下锥体(3)，且下锥体(3)与中心管(2)活动套接，所述中心管(2)的外部套设有卡瓦环(4)和卡瓦座(5)，所述卡瓦环(4)由多个卡瓦片环形阵列排布组成，卡瓦环(4)与下锥体(3)的锥形面相适配套接，所述卡瓦环(4)的单个卡瓦片上嵌设有锚定铸铁(6)，其特征在于：所述卡瓦环(4)的外部套设有钢丝圈(7)，所述钢丝圈(7)位于卡瓦环(4)外部开设的凹槽内，所述卡瓦环(4)的每两个单卡瓦片之间设有一个剪板(8)，所述剪板(8)的长度与卡瓦环(4)的单卡瓦片长度相同，所述下锥体(3)的锥形面由卡瓦锥面(3a)和剪切锥面(3b)组成，所述卡瓦锥面(3a)与卡瓦环(4)的内壁斜面相适配接触连接，所述剪切锥面(3b)与剪板(8)的一侧斜边相适配接触连接，所述剪板(8)的两侧设为倾斜面，且倾斜面与卡瓦环(4)的单卡瓦片侧面相适配。

【技术特征摘要】
1.一种液压式小通径油管坐封桥塞，包括组合胶筒(1)、中心管(2)、下锥体(3)、卡瓦环(4)、卡瓦座(5)、锚定铸铁(6)和钢丝圈(7)，所述组合胶筒(1)的内部套设有中心管(2)，所述组合胶筒(1)的一端设有下锥体(3)，且下锥体(3)与中心管(2)活动套接，所述中心管(2)的外部套设有卡瓦环(4)和卡瓦座(5)，所述卡瓦环(4)由多个卡瓦片环形阵列排布组成，卡瓦环(4)与下锥体(3)的锥形面相适配套接，所述卡瓦环(4)的单个卡瓦片上嵌设有锚定铸铁(6)，其特征在于：所述卡瓦环(4)的外部套设有钢丝圈(7)，所述钢丝圈(7)位于卡瓦环(4)外部开设的凹槽内，所述卡瓦环(4)的每两个单卡瓦片之间设有一个剪板(8)，所述剪板(8)的长度与卡瓦环(4)的单卡瓦片长度相同，所述下锥体(3)的锥形面由卡瓦锥面(3a)和剪切锥面(3b)组成，所述卡瓦锥面(3a)与...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓明，
申请(专利权)人：齐齐哈尔亚盛机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23