【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及明涉及石油、天然气固井工具领域，尤其涉及一种碰压变径式尾管固井胶塞系统。
技术介绍
1、固井过程中，尾管通过工作管柱下入到所需深度，并通过尾管悬挂器悬挂在先前安装的套管上，然后使用坐封工具将尾管悬挂器固定在先前安装的套管上，尾管悬挂器通过其外置于锥筒上的卡瓦与套管咬合。在启动尾管悬挂器后，将水泥浆泵入工作管柱，水泥浆进入尾管并从从尾管底部流出，随后进入尾管与井筒内表面之间的环空，进而将尾管固井到位。在尾管固井作业中，当水泥浆沿着工作管柱向下流动时，可以使用胶塞将水泥浆与其他流体隔离，即注入水泥浆后投入胶塞，再泵入钻井液，水泥浆从尾管底部流出，进入尾管与井筒内表面之间的环空，即通过胶塞将水泥浆和钻井液隔离。
2、胶塞通常具有安装在芯轴上的弹性体和承受套管内壁摩擦的弹性胶盘。弹性胶盘可以清除套管内壁上的泥浆固体和其他堆积的碎屑，防止水泥浆被污染。胶塞的有效性取决于至少有一个弹性胶盘对周围的套管或尾管形成密封，并且主体对芯轴形成密封。弹性体的材料通常需要具有一定的硬度，以保证结构的坚固性和抗磨损性，同时还需要具有足够的延展性，可以变形以提供必要的密封。然而，胶盘的硬度会随着温度的升高而降低，在井筒内温度升高时，弹性体和胶盘容易受到挤压变形，从而降低了的密封能力，导致密封失效，增加了井下风险。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种碰压变径式尾管固井胶塞系统，旨在解决现有胶塞因温度升高导致密封能力下降的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技
3、一种碰压变径式尾管固井胶塞系统，包括芯轴组件、密封胶塞、抗压组件和套管；密封胶塞和抗压组件套装于芯轴组件并插装于套管；抗压组件包括同轴设置的压缩环、延展环和固定环，压缩环插装于固定环并与固定环围成第一环形凹槽，延展环安装于第一环形凹槽，第一环形凹槽的开口指向套管的内壁；密封胶塞受压后移动并推动压缩环，以使压缩环挤压延展环，进而延展环直径变大并抵接于套管的内壁以形成密封。
4、进一步的，碰压变径式尾管固井胶塞系统还包括碰压环，多个碰压环沿套管的长度方向间隔设置；碰压环设置为双面螺旋结构，包括上波浪环和下波浪环，上波浪环和下波浪环同轴设置；上波浪环和下波浪环围成沿径向方向的碰压通孔，碰压通孔绕上波浪环的轴线均布。
5、进一步的，密封胶塞包括上胶盘、中胶盘和下胶盘；上胶盘设置于下胶盘远离抗压组件的一端，中胶盘设置于上胶盘和下胶盘之间；上胶盘、中胶盘和下胶盘均抵接于套管的内壁。
6、进一步的，第一环形凹槽的宽度由套管的内壁向套管的中心方向逐渐减小；延展环的厚度由套管的内壁向套管的中心方向逐渐减小。
7、进一步的，固定环的内壁设置有限位凸台，限位凸台远离压缩环的一端抵接于芯轴组件；限位凸台靠近压缩环的一端与固定环的内壁、芯轴组件的外壁围成第二环形凹槽，第二环形凹槽的开口向指向压缩环；压缩环靠近限位凸台的一端插装于第二环形凹槽。
8、进一步的，延展环选用弹性材料制成。
9、进一步的，芯轴组件包括芯轴本体，芯轴本体包括上芯轴、中芯轴和下芯轴，芯轴本体开设有沿自身轴线方向的贯通孔；中芯轴一端插装于上芯轴并与上芯轴螺纹连接，另一端套装于下芯轴并与下芯轴螺纹连接；密封胶塞套装于中芯轴和下芯轴，密封胶塞的内壁设置有限位台阶，限位台阶抵接于中芯轴；抗压组件套装于下芯轴。
10、进一步的，芯轴组件还包括下阀座和捕捉器；下阀座插装于下芯轴并与下芯轴连接，捕捉器插装于下阀座；捕捉器设置有贯通孔，球投入芯轴本体并落入捕捉器以封堵捕捉器的贯通孔。
11、进一步的，下阀座的侧壁开设有流通孔，捕捉器设置于流通孔靠近中芯轴的一端；捕捉器与下阀座通过销钉连接，销钉同时插装于捕捉器和下阀座；在流体的推动下销钉被剪断，球和捕捉器向远离中芯轴的方向移动并抵接于下阀座，球和捕捉器位于流通孔远离中芯轴的一端。
12、进一步的，芯轴组件还包括上阀座和固位器；上阀座插装于上芯轴并通过销钉连接，送入工具套装于上芯轴，固位器一端插装于送入工具，另一端插装于上芯轴的侧壁并抵接于上阀座的外壁；向芯轴组件投入钻杆胶塞，钻杆胶塞封堵上阀座，在流体的推动下销钉被上阀座剪断，上阀座和钻杆胶塞向靠近下芯轴的方向移动，上阀座的外壁与固位器脱离接触，固位器可向脱离送入工具的方向移动。
13、综合上述技术方案，本专利技术所能实现的技术效果在于：
14、本专利技术提供的碰压变径式尾管固井胶塞系统包括芯轴组件、密封胶塞、抗压组件和套管；密封胶塞和抗压组件套装于芯轴组件并插装于套管；抗压组件包括同轴设置的压缩环、延展环和固定环，压缩环插装于固定环并与固定环围成第一环形凹槽，延展环安装于第一环形凹槽，第一环形凹槽的开口指向套管的内壁；密封胶塞受压后移动并推动压缩环，以使压缩环挤压延展环，进而延展环直径变大并抵接于套管的内壁以形成密封。
15、本专利技术提供的碰压变径式尾管固井胶塞系统通过密封胶塞推动压缩环，使压缩环挤压延展环，即第一环形凹槽的宽度变小，进而使延展环厚度变小且直径变大，最终与套管内壁紧密贴合以形成密封。由于井下压力可对密封胶塞持续加压，因此延展环受压形成的密封可持续有效，在出现温度升高导致密封胶塞失效时，延展环可继续保持密封，即便延展环受高温影响发生变形，在密封胶塞的推动下延展环可继续变形以重新形成密封，保证了密封的可靠性。同时在压力作用和抗压组件的阻挡下，密封胶塞可发生进一步变形以重新形成密封。
16、此外，当套管内压力过大导致密封胶塞被挤压变形时，抗压组件可以限制密封组件的变形以使密封胶塞保持与套管内壁的接触，从而保持密封。简而言之，由于压力过大，密封胶塞可能发生较大变形，如果缺少抗压组件的阻挡，密封胶塞的长度变长同时直径变小，导致密封胶塞与套管的内壁脱离。因此，抗压组件可有效避免密封胶塞直径变小的情况以保证密封效果。
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1.一种碰压变径式尾管固井胶塞系统，其特征在于，包括芯轴组件（100）、密封胶塞（200）、抗压组件（300）和套管（400）；
2.根据权利要求1所述的碰压变径式尾管固井胶塞系统，其特征在于，还包括碰压环，多个所述碰压环沿所述套管（400）的长度方向间隔设置；
3.根据权利要求1所述的碰压变径式尾管固井胶塞系统，其特征在于，所述密封胶塞（200）包括上胶盘（210）、中胶盘（220）和下胶盘（230）；
4.根据权利要求3所述的碰压变径式尾管固井胶塞系统，其特征在于，所述第一环形凹槽的宽度由套管（400）的内壁向套管（400）的中心方向逐渐减小；
5.根据权利要求4所述的碰压变径式尾管固井胶塞系统，其特征在于，所述固定环（330）的内壁设置有限位凸台（331），所述限位凸台（331）远离所述压缩环（310）的一端抵接于所述芯轴组件（100）；
6.根据权利要求5所述的碰压变径式尾管固井胶塞系统，其特征在于，所述延展环（320）选用弹性材料制成。
7.根据权利要求1所述的碰压变径式尾管固井胶塞系统，其特征在于
8.根据权利要求7所述的碰压变径式尾管固井胶塞系统，其特征在于，所述芯轴组件（100）还包括下阀座（120）和捕捉器（130）；
9.根据权利要求8所述的碰压变径式尾管固井胶塞系统，其特征在于，所述下阀座（120）的侧壁开设有流通孔（121），所述捕捉器（130）设置于所述流通孔（121）靠近所述中芯轴（112）的一端；
10.根据权利要求9所述的碰压变径式尾管固井胶塞系统，其特征在于，所述芯轴组件（100）还包括上阀座（140）和固位器（150）；
...【技术特征摘要】
1.一种碰压变径式尾管固井胶塞系统，其特征在于，包括芯轴组件（100）、密封胶塞（200）、抗压组件（300）和套管（400）；
2.根据权利要求1所述的碰压变径式尾管固井胶塞系统，其特征在于，还包括碰压环，多个所述碰压环沿所述套管（400）的长度方向间隔设置；
3.根据权利要求1所述的碰压变径式尾管固井胶塞系统，其特征在于，所述密封胶塞（200）包括上胶盘（210）、中胶盘（220）和下胶盘（230）；
4.根据权利要求3所述的碰压变径式尾管固井胶塞系统，其特征在于，所述第一环形凹槽的宽度由套管（400）的内壁向套管（400）的中心方向逐渐减小；
5.根据权利要求4所述的碰压变径式尾管固井胶塞系统，其特征在于，所述固定环（330）的内壁设置有限位凸台（331），所述限位凸台（331）远离所述压缩环（310）的一端抵接于所述芯轴组件（100）；
6.根据权利要求5...
【专利技术属性】
技术研发人员：季小娜，刘义彬，康建涛，叶伟娟，周灏，蒋本强，王辛涵，胡运涛，孙永兵，王爱玲，郝楠，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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