【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种石油开发井下工具，尤其涉及一种液压坐封式挤水泥可钻封隔器。
技术介绍
1、当在油田开发的试油、完井、修井过程中通常需要永久性或临时性封堵出水层、废弃层。目前国内针对以上几种作业解决的办法是：
2、1.利用封隔器或光油管挤水泥，工艺简单，但是挤水泥封隔器耐压差小，可靠性不高，封隔器挤水泥后过早起出封隔器，挤水泥效果不好；过迟起出封隔器则封隔器容易被水泥浆固化，风险非常大；光油管挤水泥同样不好控制起管柱时机，在水平井或大斜度井中，水泥浆容易平躺在套管的水平半截面上，不容易挤入目的层位。
3、2.机械式坐封工具坐封水泥承留器挤水泥，通过提放和旋转油管或钻杆一趟管柱完成水泥承留器的坐封和挤水泥，方便可靠，但是有局限性，在大斜度井和水平井中，由于管柱与套管内壁之间的摩阻太大，无法在地面有效将扭矩传递到几千米之下的机械坐封工具上，无法实现机械坐封工具的操作，其次机械坐封工具必须上提很大吨位才能使水泥承留器坐封完成，对于深井，本身管柱的自身重量就很大，再加上坐封水泥承留器的坐封力值就非常大，对地面提拉设备要求很高，对管柱自身的抗拉载荷要求也很高。
4、3.常规液压坐封工具坐封挤水泥工具，可以用在直径、斜井和水平井中，可靠性较高，但是需要第一趟管柱完成坐封水泥承留器后起出钻具，然后再下入第二趟密封插管进行挤水泥作业，浪费作业时间，占用钻机工时，成本较高，而且常常在起出第一趟坐封管柱和下入第二趟挤水泥管柱期间由于井下泥浆、沉砂或其他落物会沉降并堵塞到已经坐封好的水泥承留器密封中心管内部的开关挤水泥
5、4.近年来出现的一趟管柱液压水泥承留器，虽然是一趟管柱液压完成的坐封和丢手，但是再挤水泥的过程中存在管柱上顶和油管向上屈曲收缩导致的承留器尾部的滑套关闭，而无法完成挤水泥作业；其滑阀不耐冲蚀，导致滑阀无法关闭而导致水泥浆反吐，无法解决大排量挤水泥的问题，或底部单向球阀在经过大排量挤水泥施工后导致的冲蚀损坏而无法防止底部水泥浆反吐的现象。
技术实现思路
1、为解决以上问题，本技术提供一种液压坐封式挤水泥可钻封隔器，实现大排量挤水泥施工作业，一趟钻完成封隔器的坐封、丢手、冲洗封隔器内腔、挤水泥施工和关闭挤水泥通道的作业。
2、本技术采用的技术方案是：一种液压坐封式挤水泥可钻封隔器，其特征在于：包括管柱、芯轴、上接头、上卡瓦、上锥体、上背圈、胶筒、下背圈、下锥体、下卡瓦、活塞机构、导向阀体、密封滑阀、坐封球和堵头，所述芯轴套设在管柱外，所述上接头、上卡瓦、上锥体、上背圈、胶筒、下背圈、下锥体、下卡瓦、活塞机构和导向阀体由上至下依次套设在芯轴上；所述上接头上端与管柱固定连接，所述上接头与套筒之间设有第一剪切销钉，所述上接头下端与芯轴固定连接；所述上锥体和下锥体与芯轴固定连接；所述上背圈通过第一卷皮销与芯轴连接，所述下背圈通过第二卷皮销与芯轴连接；
3、所述活塞机构包括推力活塞和活塞缸套，所述推力活塞一端设置在活塞缸套腔体内，另一端抵靠在下卡瓦上；所述推力活塞与活塞缸套之间设有第二剪切销钉，所述推力活塞与芯轴之间设有锁环，所述活塞缸套腔体穿过芯轴和管柱与管柱的中心孔连通，所述活塞缸套与芯轴固定连接；
4、所述导向阀体上端与芯轴固定连接，下端轴孔内设有堵头；所述密封滑阀套设在导向阀体内，所述密封滑阀上设有密封滑阀过孔，所述导向阀体上设有与密封滑阀过孔配合的导向阀体过孔，所述导向阀体内部通道穿过密封滑阀过孔和导向阀体过孔与外部连通；所述密封滑阀的弹性卡爪末端卡在管柱下端的凹槽内，所述管柱与导向阀体之间设有供弹性卡爪释放的间隙；所述管柱中心孔内下端设有球座，所述球座与管柱之间设有第三剪切销钉，所述坐封球设置在球座内。
5、作为优选，所述管柱包括由上至下依次设置的送井上接头、密封连接杆和开关接头，所述送井上接头与上接头固定连接，之间设有第一剪切销钉；所述密封连接杆上端与送井上接头固定连接，下端与开关接头固定连接；所述开关接头上设有开关接头过孔，所述芯轴上设有与开关接头过孔对应配合的芯轴过孔，所述活塞缸套腔体通过芯轴过孔和开关接头过孔与管柱中心孔连通；所述球座设置在开关接头的中心孔下端。
6、作为优选，所述送井上接头和密封连接杆的连接处设有硫化密封环和第三密封圈，所述开关接头与芯轴之间设有第七密封圈和第九密封圈，所述开关接头与球座之间设有第十一密封圈。
7、作为优选，所述送井上接头内孔上端设有连接螺纹，外圆面沿轴向均布有沉底铣槽，所述沉底铣槽与上接头内孔内的凸筋配合。
8、作为优选，所述上卡瓦和下卡瓦外圆表面均设有与水平方向呈30°的柳条形锯齿。
9、作为优选，所述推力活塞和活塞缸套之间设有第四密封圈和第五密封圈，所述活塞缸套与芯轴之间设有第六密封圈。
10、作为优选，所述上接头和芯轴之间设有第一密封圈。
11、作为优选，所述胶筒与芯轴之间设有承留环和第二密封圈。
12、作为优选，所述导向阀体与芯轴之间设有第八密封圈，所述导向阀体与密封滑阀之间设有第十二密封圈，所述导向阀体与堵头之间设有第十三密封圈。
13、一种液压坐封式挤水泥可钻封隔器的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
14、坐封过程：封隔器下放到指定位置后，投球打压，液体经过开关接头过孔和芯轴过孔后，流进到活塞缸套的腔体内，液体推顶推力活塞产生向上移动的趋势，剪断第二剪切销钉，推力活塞带着锁环向上挤压，当推力达到第一卷皮销和第二卷皮销的径向剪切极限强度时断裂；继续运动，当达到上卡瓦的破裂极限力值时，上卡瓦破裂并锚定在套管内壁，同时上背圈、下背圈受到上锥体、下锥体以及胶筒端面斜坡处的径向分力后径向缩张，同时胶筒受到轴向挤压产生径向变形，贴紧在套管内壁上，实现密封，阻断上下流体；下卡瓦同时张开和锚定，阻止胶筒回缩，锁环同时向芯轴的上部滑移，并与芯轴的外表面的锯齿螺纹相啮合，进一步锁定坐封载荷；继续升高液压，直到球座受到向下的剪切力值足以将第三剪切销钉剪断，此时球座被击落，坐封球及球座下行与堵头的上端面相接触，此时整个坐封过程完成；
15、丢手过程：上提管柱，由于上卡瓦裂开后锚定在了套管上，送井上接头与上接头发生轴向剪切作用，将第一剪切销钉剪断，整个管柱与封隔器脱离，此时密封滑阀的弹性爪在开关接头下侧的凹槽处受到上提力后向上移动，关闭导向阀体侧面的出液通道；
16、回插挤水泥过程：将管柱回插到芯轴内腔中，硫化密封环的外部硫化橡胶与芯轴的内表面实现过盈挤压密封，防止下部流体窜到管柱上部外侧；同时被挤压变形的胶筒外圆面与套管内壁产生挤压应力，实现胶筒上下两侧的液体隔离，且承留环和第二密封圈在胶筒的挤压变形后的中部内孔空间中起到了填充作用；
17、回插挤水泥过程中，密封滑阀若无法正常开启，地面有憋高压现象，则判断是杂物将密封滑阀向下侧移动的空间本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种液压坐封式挤水泥可钻封隔器，其特征在于：包括管柱、芯轴、上接头、上卡瓦、上锥体、上背圈、胶筒、下背圈、下锥体、下卡瓦、活塞机构、导向阀体、密封滑阀、坐封球和堵头，所述芯轴套设在管柱外，所述上接头、上卡瓦、上锥体、上背圈、胶筒、下背圈、下锥体、下卡瓦、活塞机构和导向阀体由上至下依次套设在芯轴上；所述上接头上端与管柱固定连接，所述上接头与套筒之间设有第一剪切销钉，所述上接头下端与芯轴固定连接；所述上锥体和下锥体与芯轴固定连接；所述上背圈通过第一卷皮销与芯轴连接，所述下背圈通过第二卷皮销与芯轴连接；
2.根据权利要求1所述的液压坐封式挤水泥可钻封隔器，其特征在于：所述管柱包括由上至下依次设置的送井上接头、密封连接杆和开关接头，所述送井上接头与上接头固定连接，之间设有第一剪切销钉；所述密封连接杆上端与送井上接头固定连接，下端与开关接头固定连接；所述开关接头上设有开关接头过孔，所述芯轴上设有与开关接头过孔对应配合的芯轴过孔，所述活塞缸套腔体通过芯轴过孔和开关接头过孔与管柱中心孔连通；所述球座设置在开关接头的中心孔下端。
3.根据权利要求2所述的液压坐封式挤水
4.根据权利要求2所述的液压坐封式挤水泥可钻封隔器，其特征在于：所述送井上接头内孔上端设有连接螺纹，外圆面沿轴向均布有沉底铣槽，所述沉底铣槽与上接头内孔内的凸筋配合。
5.根据权利要求1所述的液压坐封式挤水泥可钻封隔器，其特征在于：所述上卡瓦和下卡瓦外圆表面均设有与水平方向呈30°的柳条形锯齿。
6.根据权利要求1所述的液压坐封式挤水泥可钻封隔器，其特征在于：所述推力活塞和活塞缸套之间设有第四密封圈和第五密封圈，所述活塞缸套与芯轴之间设有第六密封圈。
7.根据权利要求1所述的液压坐封式挤水泥可钻封隔器，其特征在于：所述上接头和芯轴之间设有第一密封圈。
8.根据权利要求1所述的液压坐封式挤水泥可钻封隔器，其特征在于：所述胶筒与芯轴之间设有承留环和第二密封圈。
9.根据权利要求1所述的液压坐封式挤水泥可钻封隔器，其特征在于：所述导向阀体与芯轴之间设有第八密封圈，所述导向阀体与密封滑阀之间设有第十二密封圈，所述导向阀体与堵头之间设有第十三密封圈。
...【技术特征摘要】
1.一种液压坐封式挤水泥可钻封隔器，其特征在于：包括管柱、芯轴、上接头、上卡瓦、上锥体、上背圈、胶筒、下背圈、下锥体、下卡瓦、活塞机构、导向阀体、密封滑阀、坐封球和堵头，所述芯轴套设在管柱外，所述上接头、上卡瓦、上锥体、上背圈、胶筒、下背圈、下锥体、下卡瓦、活塞机构和导向阀体由上至下依次套设在芯轴上；所述上接头上端与管柱固定连接，所述上接头与套筒之间设有第一剪切销钉，所述上接头下端与芯轴固定连接；所述上锥体和下锥体与芯轴固定连接；所述上背圈通过第一卷皮销与芯轴连接，所述下背圈通过第二卷皮销与芯轴连接；
2.根据权利要求1所述的液压坐封式挤水泥可钻封隔器，其特征在于：所述管柱包括由上至下依次设置的送井上接头、密封连接杆和开关接头，所述送井上接头与上接头固定连接，之间设有第一剪切销钉；所述密封连接杆上端与送井上接头固定连接，下端与开关接头固定连接；所述开关接头上设有开关接头过孔，所述芯轴上设有与开关接头过孔对应配合的芯轴过孔，所述活塞缸套腔体通过芯轴过孔和开关接头过孔与管柱中心孔连通；所述球座设置在开关接头的中心孔下端。
3.根据权利要求2所述的液压坐封式挤水泥可钻封隔器，其特征在于：所述送井上接头和密封连接杆的连...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢刚，刘磊，邹刚，汪健，王鹏，李应虎，李雄，
申请(专利权)人：四机赛瓦石油钻采设备有限公司，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。