一趟管柱多功能液压坐封工具制造技术

本发明专利技术公开了一种一趟管柱多功能液压坐封工具，主要用于对油、气、水层进行临时、永久性封堵或二次固井。通过承留器将水泥浆挤注进入环空需要封固的井段或进入地层的裂缝、孔隙，以达到封堵和补漏的目的。该坐封工具能实现可实现一趟管柱坐封锁定、水泥浆挤注、封堵防反吐及上提丢手操作，不需要专用坐封工具，操作步骤简单，结构紧凑、成本低。同时实现防反吐和丢手的操作，便于水泥浆挤注完成后能快速进行其他井下作业操作。丢手具有双重保险，避免丢手失败对后续井下作业造成困难。倒齿扣的设计保证坐封负荷，在压力变化下仍能可靠坐封。具体可配合用于生产井封窜、堵水、压裂、酸化、测试等施工。

【技术实现步骤摘要】
一趟管柱多功能液压坐封工具
本专利技术涉及油田油井钻采
，尤其涉及一趟管柱多功能液压坐封工具。
技术介绍
在石油开采作业中，井下环境复杂，包括高压、腐蚀、填埋、裂缝、孔隙等影响井下作业的因素，阻碍井下作业的正常进行，因此就需要对作业工具进行改进优化，不同的作业方式采用专用的作业工具，以满足井下作业的要求。对于具有裂缝、孔隙的井下环境来说，在作业前需要将裂缝、孔隙进行填充，使得井下地质层能适应正常作业的强度。通常采用的方式是在裂缝和孔隙中挤注进水泥浆，待水泥浆凝固后与井下地质层形成整体，并提高井下地质层的强度，满足作业需求。而在挤注水泥浆的过程中采用的工具包括井上的水泥承留器、井下的坐封器及连接承留器和坐封器的中心管。在操作前需要先将坐封器使用专用工具下放到井下设计深度后进行坐封，再下放与承留器连接的中心管至坐封器中限位，最后再通过承留器通过中心管挤注水泥浆至井下裂缝和孔隙中。该中方式存在的问题是：1、坐封器需要使用专用工具下放，下放完成后上提工具，再进行中心管的连接，操作步骤繁琐、中心管与坐封器在井下进行装配连接，其连接紧固性和强度较差，在承留器打压时容易脱离，存在一定的安全隐患。2、在挤注完水泥浆承留器停机后，裂缝和孔隙中的水泥浆容易反吐到中心管中，造成中心管和承留器的损坏，同时使得地质层裂缝和孔隙的挤注质量较差，影响后期作业。3、在井下连接的中心管和坐封器在挤注水泥浆完成后不容易使得中心管丢手、或丢手失败，而影响后期的井下作业。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术旨在提供一趟管柱多功能液压坐封工具，该坐封工具能实现可实现一趟管柱坐封锁定、水泥浆挤注、封堵防反吐及上提丢手操作，不需要专用坐封工具，操作步骤简单，成本低。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一趟管柱多功能液压坐封工具，包括依次中空贯通连接的上接头、连接套、上中心管、下中心管及引鞋，其中，所述下中心管内设有球座装置，在所述上中心管和下中心管外壁套设有坐封装置，所述连接套上设有用于坐封装置对所述坐封工具整体坐封的液压机构，所述引鞋侧壁开设有和下中心管贯通的注入口，在所述注入口与下中心管之间设有防止注入口朝向下中心管内反吐的防反吐装置。优选的，所述液压机构包括在所述连接套外壁密封套设的活塞，在所述连接套侧壁开设有用于对活塞朝向坐封装置施压的液压孔，在所述连接套顶端设有与活塞连接的第一剪销，其底端设有对活塞行程限位的锁环。优选的，所述坐封工具包括在上中心管和下中心管外壁套设的芯轴，在所述芯轴外壁依次套设有上卡瓦、上椎体、密封胶筒、下椎体及下卡瓦，所述上卡瓦与活塞端部相抵、下卡瓦与引鞋端部相抵，所述芯轴底端与引鞋紧固连接、芯轴顶端与所述上中心管外壁之间设有用于座封和丢手的联接工具，所述坐封工具还包括用于坐封锁定的锁定机构。优选的，所述锁定机构为在芯轴外壁与上椎体和密封胶筒之间设有用于上椎体和密封胶筒朝向引鞋方向单向移动锁定的倒齿结构，所述上椎体和下椎体均与芯轴之间设有第二剪销。优选的，所述连接工具为拉套，其包括与上中心管外壁正旋螺纹连接的上连接部和与所述芯轴内壁反旋螺纹连接的下连接部，所述上连接部与下连接部连接处设有具有额定丢手断裂拉力的连接部。优选的，所述联接工具为沿周向间距联接在所述芯轴和上中心管之间的第四剪销。优选的，所述防反吐装置包括在下中心管底端外壁配合安装的关闭套，所述关闭套包括与下中心管外壁锁定的弹性爪和用于对所述注入口封堵的筒部，所述弹性爪外壁通过与所述芯轴内壁接触与下中心管弹性密封锁定。优选的，所述芯轴内壁设有用于所述关闭套的弹性爪与下中心管解除锁定的凹槽，在所述弹性爪与凹槽配合解除锁定状态下，其筒部外壁与所述注入口对应并将注入口封堵。优选的，所述球座装置包括在下中心管内套设的球座和球体，在所述下中心管内壁设有用于对所述球座限位的第三剪销。本专利技术的有益效果是：(1)该坐封工具能实现可实现一趟管柱坐封锁定、水泥浆挤注、封堵防反吐及上提丢手操作，不需要专用坐封工具，操作步骤简单，结构紧凑、成本低。(2)关闭套能在水泥浆未凝固时，同时实现防反吐和丢手的操作，便于水泥浆挤注完成后能快速进行其他井下作业操作。采用的拉套在丢手时具有双重保险，避免丢手失败对后续井下作业造成困难。同时第四剪销能代替拉套完成坐封和丢手的作业方式。(3)倒齿扣的设计保证坐封负荷，在压力变化下仍能可靠坐封。(4)第二剪销能对上椎体及上卡瓦的位置进行限定，防止挤压密封胶筒而未下降到预设深度后中途坐封的问题。(5)单胶筒易于在后期作业中钻除。附图说明图1为本专利技术坐封工具整体结构图。图2为本专利技术图1A处放大图。图3为本专利技术图1B处放大图。图4为本专利技术图3C处放大图。图5为本专利技术关闭套结构图。图6为本专利技术拉套立体截面结构图。图7为本专利技术第四剪销设置位置放大图。具体实施方式为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的描述。参照附图1～7所示的一趟管柱多功能液压坐封工具，包括依次中空贯通连接的上接头1、连接套3、上中心管5、下中心管17及引鞋20，其中，所述下中心管17内设有球座装置，在所述上中心管5和下中心管17外壁套设有坐封装置，所述连接套3上设有用于坐封装置对所述坐封工具整体坐封的液压机构，通过该液压机构作用在坐封装置上，可将坐封工具整体在管柱内进行坐封。所述引鞋20侧壁开设有和下中心管17贯通的注入口201。在液压机构对坐封装置施力坐封时，球座装置对下中心管17中的中空通径进行关闭。当坐封工具整体坐封后，在底面通过承留器将水泥浆依次通过上接头1、连接套3、上中心管5、下中心管17连通的中空通径后，同时通过水泥浆的压力将球座装置打开，与注入口201连通后，通过注入口201将水泥浆挤注进入坐封工具与管柱环空空隙中，对需要封固的井段或进入地层的裂缝、孔隙，以达到封堵和补漏的目的。为了有效防止挤注进入环空空隙中未凝固的水泥浆在承留器停机后的反吐而导致封堵和补漏的目的未达到的问题，在所述注入口201与下中心管17之间设有防止注入口201朝向下中心管17内反吐的防反吐装置，该防反吐装置能有效在承留器停机后、环空空隙中挤注的水泥浆未凝固前对注入口201进行有效的封堵，防止水泥浆的反吐，提高注浆的封堵和补漏质量。具体的，所述液压机构包括在所述连接套3外壁密封套设的活塞4，在所述连接套3侧壁开设有用于对活塞4朝向坐封装置施压的液压孔301，在所述连接套3顶端设有与活塞4连接的第一剪销2，其底端设有对活塞4行程限位的锁环6。坐封时，通过上接头1向中空通径中进行打压，液压油通过液压孔301进入与活塞4接触，达到第一剪销2的剪断拉力后，活塞4将第一剪销2拉断，液压油将活塞4朝向坐封装置方向推动，坐封装置在活塞4的压力下进行坐封。为了确保打压时活塞单向朝向坐封装置方向作用，优选的连接套3外壁与活塞4外壁面设有斜面限位配本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一趟管柱多功能液压坐封工具，包括依次中空贯通连接的上接头(1)、连接套(3)、上中心管(5)、下中心管(17)及引鞋(20)，其中，所述下中心管(17)内设有球座装置，在所述上中心管(5)和下中心管(17)外壁套设有坐封装置，所述连接套(3)上设有用于坐封装置对所述坐封工具整体坐封的液压机构，所述引鞋(20)侧壁开设有和下中心管(17)贯通的注入口(201)，在所述注入口(201)与下中心管(17)之间设有防止注入口(201)朝向下中心管(17)内反吐的防反吐装置。/n

【技术特征摘要】
1.一趟管柱多功能液压坐封工具，包括依次中空贯通连接的上接头(1)、连接套(3)、上中心管(5)、下中心管(17)及引鞋(20)，其中，所述下中心管(17)内设有球座装置，在所述上中心管(5)和下中心管(17)外壁套设有坐封装置，所述连接套(3)上设有用于坐封装置对所述坐封工具整体坐封的液压机构，所述引鞋(20)侧壁开设有和下中心管(17)贯通的注入口(201)，在所述注入口(201)与下中心管(17)之间设有防止注入口(201)朝向下中心管(17)内反吐的防反吐装置。


2.根据权利要求1所述的一趟管柱多功能液压坐封工具，其特征在于：所述液压机构包括在所述连接套(3)外壁密封套设的活塞(4)，在所述连接套(3)侧壁开设有用于对活塞(4)朝向坐封装置施压的液压孔(301)，在所述连接套(3)顶端设有与活塞(4)连接的第一剪销(2)，其底端设有对活塞(4)行程限位的锁环(6)。


3.根据权利要求2所述的一趟管柱多功能液压坐封工具，其特征在于：所述坐封工具包括在上中心管(5)和下中心管(17)外壁套设的芯轴(11)，在所述芯轴(11)外壁依次套设有上卡瓦(7)、上椎体(9)、密封胶筒(12)、下椎体(13)及下卡瓦(16)，所述上卡瓦(7)与活塞(4)端部相抵、下卡瓦(16)与引鞋(20)端部相抵，所述芯轴(11)底端与引鞋(20)紧固连接、芯轴(11)顶端与所述上中心管(5)外壁之间设有用于座封和丢手的联接工具，所述坐封工具还包括用于坐封锁定的锁定机构。


4.根据权利要求3所述的一趟管柱多功能液压坐封工具，其特征在于：所述锁定机构为在芯轴(11)外壁与上椎体(9)和密封胶筒(12)之间设有用于上椎体(9)和密封胶筒(12)朝向引鞋(20)方向单向...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨义兴，柳叶齐，张耀辉，隋明祥，殷学鹏，罗茜，
申请(专利权)人：罗宝营，
类型：发明
国别省市：陕西;61