液壓式帶壓換閥用套管堵塞器的制作方法

專利名稱：液壓式帶壓換閥用套管堵塞器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及地下油、氣的開采，特別是采油、氣井口主控閥的更換裝置。
背景技術：
已有的油、氣井口的井口裝置如圖6所示由安裝在采油、氣井口的油管頭四通上的多個井口閥等構成。油管頭四通下通孔與油管接通，上通孔與主控閥直接連通而成為直通的主控閥1，左右的側通孔分別與主控閥側接連通成為側通的主控閥2、3，主控閥1、2、3均采用閘閥。其余閥門在各主控閥后置方與主控閥連接。經過較長時間的開采，井口由于銹蝕、密封件老化等原因，閥門和其它井口部件會產生不同程度的泄漏。井口閥泄漏對油、氣井的安全生產十分不利，一旦失控后果相當嚴重，因此要按需更換泄漏閥門和井口相關部件。主控閥以外的閥門更換，可在關閉主控閥后進行。已有的主控閥的更換方法，常規工藝采用壓井更換。但是采用壓井的方式來更換井口閥，對油、氣井的正常生產會造成嚴重干擾，并帶來以下不利因素a)壓井液對油、氣井的產層會造成一定的傷害，中后期油、氣井甚至可能無法恢復生產；b)需耗費大量的資金；c)需要大量準備工作并動用壓井設備；d)壓井液的排放會造成嚴重的污染。
實用新型內容鑒于上述，本實用新型的目的在于提供一種更換油、氣井管的側通的主控閥用的封堵安全可靠、封堵井壓高、作業費用低、作業時間短、不傷害產層、不污染環境、結構簡單、體積小、重量輕、操作簡單的液壓式帶壓換閥用套管堵塞器。
本實用新型采用液壓推進掛鉤式卡瓦鉤牢井口裝置的油管頭四通側通孔的內側孔口并用液壓鎖將堵塞器自鎖在油管頭四通的側通孔中，再采用漲大的膠筒封閉側通孔以方便更換主控閥來實現其目的。并進一步采用液壓送進結構將堵塞器送入側通孔來實現其目的。
本實用新型的液壓式帶壓換閥用套管堵塞器(參見附圖)，包含心軸(4)、心軸上的柔性的膠筒(9)、套置在心軸上的環形的卡瓦座(6)及其鉸連的卡瓦(7)，心軸的前端有錐面向后方的錐體(5)，上述卡瓦座在錐體的后方，卡瓦的前端有與錐體的錐面形狀相應的斜面、卡瓦上有掛鉤(8)，卡瓦座后方是上述膠筒，膠筒的后方有套置在心軸上與液壓泵(33)相通的液壓缸(10)及其中的與心軸連接的活塞(11)。
上述的液壓缸(10)的后端有打撈頭(13)，在打撈頭與活塞(11)之間有復位彈簧(14)，在心軸(4)后端部有與液壓缸前腔連通的中心孔(12)，在心軸的后端有與中心孔連通的單向閥式的液壓鎖(15)，所說的液壓泵與液壓鎖相通。
有前端與密封法蘭(21)連通、后端有防噴頭(26)的防噴管(25)，防噴管中的傳送桿貫穿防噴頭、前端與所說的心軸(4)連接、后端與壓板(31)連接。傳送桿(27)可以呈接管形、前端與液壓鎖(15)連通、后端與液壓泵(33)接通。
上述的密封法蘭(21)和待換主控閥的法蘭的螺栓孔和壓板(31)的通孔中貫穿有螺桿(34)，螺桿前端有與待換主控閥的法蘭配合的兩個鎖緊螺母(35、36)、后端有與壓板配合的送進螺母(37)。
上述的傳送桿(27)下端的管腔中有與液壓鎖(15)吻合的管形的解封塞(29)。
上述的密封法蘭(21)上有與防噴管(25)連通的三通接頭(22)，三通接頭上連通有截止閥(23)和壓力表(24)。
使用本實用新型的套管堵塞器，用壓力經主控閥的閥腔將堵塞器送入井口裝置的油管頭四通的側通孔中使卡瓦的掛鉤置于側通孔的內側孔外，啟動液壓泵使液壓缸向前運動，液壓缸推動膠筒再推動卡瓦座連同卡瓦，卡瓦前端的斜面在錐體的作用下，使卡瓦張開，并利用卡瓦上的掛鉤鉤住側通孔的內側口的外壁，使堵塞器不被井內壓力推出；在液壓缸向前推動膠筒時，使膠筒的長度壓縮而直徑漲大至緊貼側通孔的孔壁，以密封井內壓力，堵塞側通孔。此后即可更換主控閥，隨后從更換后的主控閥的閥腔中取出堵塞器，并關閉主控閥，完成主控閥的更換。
本實用新型與現有技術相比較，具有如下的優點和效果。
一、本實用新型的卡瓦座、卡瓦、錐體、膠筒結構，能在油管頭四通的側通孔中固定堵塞器，并使其在工作時處于自鎖狀態，堵塞器不會被井內壓力沖出，并壓縮膠筒封閉油管頭四通的側通孔，保證換閥安全施工。
二、本實用新型由液壓缸、活塞、液壓泵構成送進卡瓦座推動卡瓦的液壓座封結構，使堵塞器的固定和膠筒的密封工作可靠，密封的井壓可達50Mpa。
三、本實用新型由密封法蘭、防噴管、防噴頭、傳送桿、送進液壓缸、送進液壓泵等構成的送進結構，使堵塞器能安全可靠地送入高壓的油管頭四通的側通孔中，其送進壓力可達50Mpa。
四、本實用新型的液壓鎖和解封塞結構，能可靠地控制封堵壓力和穩固地安裝堵塞器，并能方便、可靠地解封、取出堵塞器。
五、本實用新型的壓力表結構，能準確地反映出堵塞器液壓系統的封堵壓力，以便隨機調整，保證換閥施工安全。
六、本實用新型套管堵塞器的結構簡單、體積小、重量輕、使用方便。當主要零部件采用優質合金剛制造時，其強度高，使用壽命長，安全可靠。
七、使用本實用新型套管堵塞器換閥與壓井換閥相比還具有如下優點一)作業費用低。壓井換閥平均每口井為55萬元左右；用本套管堵塞器換閥平均每口井為15萬元左右，每口井可節約40萬元。
二)作業時間短。壓井換閥一口井通常為3天左右；用本套管堵塞器換閥只需1天，可提前2天恢復生產。
三)不傷害油、氣產層。壓井換閥使用的壓井液對油、氣井的產層會造成一定的傷害，部分中后期油、氣井在采用壓井換閥后無法恢復生產。采用本套管堵塞器換閥，則不會對油、氣井的產層造成任何傷害，中后期油、氣井能繼續生產。
四)不污染環境。壓井換閥作業后，壓井液的排放對環境造成嚴重污染。采用本套管堵塞器換閥，可避免對環境造成污染，相應節約治理污染費及賠償費。
本實用新型的套管堵塞器適用于堵塞油、氣井口，特別適用于在更換油、氣井口的側通的主控閥時使用。
下面，再用實施例及其附圖對本實用新型作進一步地說明。


圖1 是本實用新型的一種液壓式帶壓換閥用套管堵塞器的結構示意圖。
圖2 是圖1的堵塞部件在未封堵狀態的結構示意圖。
圖3 是圖1的堵塞部件在封堵狀態的結構示意圖。
圖4 是圖1的液壓鎖的鎖封狀態的結構示意圖。
圖5 是圖1的液壓鎖的解封狀態的結構示意圖。
圖6 是油、氣井的井口裝置的結構示意圖。
具體實施方式
實施例1本實用新型的一種液壓式帶壓換閥用套管堵塞器，如附圖所示。由堵塞部件和送進部件兩部份組成。
上述的堵塞部件，參見圖1、2、3，由心軸、錐體、卡瓦座、卡瓦、膠筒、液壓缸、活塞、液壓鎖等構成。上述的心軸4圓桿形，后端呈階梯軸，心軸的前端用螺紋固定安裝錐體5，錐體為圓錐體其錐面朝向后方。上述的卡瓦座6呈圓環形，可滑動地套裝在心軸4上并位于錐體5的后方。卡瓦座上鉸連有兩個或多個在圓周上均勻分布的卡瓦7，卡瓦呈條形，后端與卡瓦座鉸連，前端內側有與錐體的錐面形狀相應的斜面、卡瓦的外側的有先端制有朝向外側方的掛鉤8。上述的膠筒9呈圓筒形，用柔性的橡膠制成。套裝在心軸4上并位于卡瓦座的后方。上述的液壓缸10呈圓筒形，前端用密封件密套在心軸4上并位于膠筒后方。在液壓缸缸腔的前部配裝階梯圓筒形的活塞11，活塞前端的較大直徑部與液壓缸呈動配合。活塞的內周用螺紋與心軸4的后端連接。心軸4后端的軸線部位有貫穿后端面的中心孔12，中心孔的前端連通徑向通孔再與液壓缸的前腔連通。液壓缸的后端有封閉液壓缸端口的用螺紋連接的打撈頭13，在打撈頭與活塞11之間有螺旋形的復位彈簧14。上述的液壓鎖15，參見圖4、5，呈單向閥結構，液壓鎖可以是單體式結構與活塞或心軸連接。本實施例的液壓鎖的閥殼16與活塞11成一體結構，從而將心軸的后端套置在閥殼中，使液壓鎖的閥腔與中心孔12連通，液壓鎖的閥芯17呈后部直徑較小的階梯圓柱形，閥芯的后端向后伸出閥殼上的閥孔，閥芯后部的較小圓柱的周面上有多條軸向的油槽18、在較小直徑與較大直徑相接的階梯臺面上有通常的密封圈19，從而有油槽的閥芯的后部連同密封圈與閥孔形成閥式的啟閉配合。在閥芯的前端有螺旋形的彈簧20，使液壓鎖呈常閉狀態。
上述的送進部件，參見圖1、2、3，由密封法蘭、防噴管、傳送桿、螺桿、送進螺母等構成。上述的密封法蘭21的結構和尺寸與主控閥2或3的法蘭相吻合。密封法蘭上有與密封法蘭的中心孔連通的三通接頭22，三通接頭上連通有截止閥23和通常的壓力表24。上述的防噴管25呈圓管形，防噴管的管腔中應能容納上述堵塞部件并與其中的膠筒9呈密封配合。防噴管的前端用螺紋與密封法蘭的中心孔密封連通，從而與三通接頭22相通。防噴管的后端用螺紋連接有封閉端口的防噴頭26。防噴管和防噴頭的作用在于當堵塞部件失控時防止井噴。上述的傳送桿27呈圓管形，從防噴頭的中心孔伸入并貫穿防噴管，傳送桿與防噴頭的中心孔間用O型密封圈28密封。傳送桿的前端內用螺紋與活塞后端的較小直徑部呈可拆式連接，將液壓鎖用密封圈套裝在傳送桿的管腔中，從而傳送桿的管腔與液壓鎖連通。在傳送桿27前端的管腔中用螺紋呈可拆式連接地裝有圓管形的解封塞29。在傳送桿的后端安裝有管接頭30，管接頭的后端與板塊形的壓板31的階梯形的中心孔配合連接。將能承受高壓的通常的軟管32的一端貫穿壓板的中心孔與管接頭30接通，軟管的另一端連接手動式的液壓泵33，從而將液壓泵與傳送桿27的管腔連通。上述的螺桿34呈長條形，共有兩根。兩根螺桿的前端分別貫穿上述密封法蘭21上對稱的兩個螺栓孔，后端分別貫穿上述壓板31兩端的通孔。在螺桿前端配裝兩個鎖緊螺母35、36，后端配裝有送進螺母37。
使用本套管堵塞器，參見圖1、2、3、4、5、6，先拆去油、氣井的井口裝置中與油管頭四通的側通孔連通的待換主控閥2或3連接的后置閥，再將螺桿34及其上的兩個鎖緊螺母35、36，將密封法蘭21固定安裝在主控閥2或3的出口法蘭38上，在安裝密封法蘭前可預先將裝有上述堵塞部件和防噴頭26的防噴管25的前端用螺紋與密封法蘭21的中心孔連接，以便在將密封法蘭安裝在主控閥的封閉主控閥的出口而封閉井口，封住井內壓力。然后通過密封法蘭上的截止閥23放空，并通過壓力表24觀察井內壓力變化和密封是否可靠。將傳送桿27經防噴頭26的中心孔送入防噴管25，傳送桿的前端與活塞11螺紋連接，從而與心軸4后端連接、傳送管的管腔與液壓鎖15連通，后端經軟管32與液壓泵33連通。將主控閥1全開，用通常的工具同時擰轉兩根螺桿34上的鎖緊螺母35，推動壓板31在兩根螺桿上向前移動，從而經壓板31、傳送桿27，將防噴管25內的堵塞部件送出，經主控閥的閥腔送入油管頭四通39的側通孔40，使卡瓦7前端伸出側通孔的內側口。此時堵塞部件中的液壓缸10的活塞11在傳送桿27及井內壓力的作用下處于靜止狀態。隨后啟動液壓泵33，通過軟管32、傳送桿27的管腔、向前推動液壓鎖15的閥芯17而開啟液壓鎖，再經心軸4后端的中心孔12向液壓缸10泵入液壓油，由于活塞11固定在心軸4上而相對推動液壓缸向前運動，再推動膠筒9、卡瓦座6連同卡瓦7前移，在錐體5錐面的作用下，卡瓦7張開，卡瓦前端的掛鉤8抓住油管頭四通39的側通孔40的內側口的外壁41而固定堵塞部件，使堵塞部件不會被井內壓力推出。在液壓缸10向前運動的同時壓縮膠筒9，使膠筒長度縮短、直徑漲大直至緊貼側通孔40的內壁，封閉井內壓力。隨后關閉液壓泵33，在液壓缸內壓和彈簧20的共同作用下活塞內的液壓鎖15的閥芯17后退復位關閉，封鎖液壓缸的內壓力，使堵塞部件保持在堵塞的工作狀態。然后打開截止閥，卸去堵塞部件后方密封的剩余壓力，待確認堵塞部件密封可靠后，拆除軟管、液壓泵、傳送桿、密封法蘭連同防噴管后，即可進行更換主控閥的操作。同時可更換主控閥與油管頭四通39間的密封墊環42。
在主控閥更換后，重新安裝密封法蘭21連同防噴管25，將解封塞29用螺紋安裝在傳送桿27前端的管腔中，再將傳送桿送入防噴管25重新與堵塞部件的活塞11連接，利用解封塞29向前推動液壓鎖15的閥芯17，液壓缸10內的壓力油通過液壓鎖15的油槽18和解封塞29的中心孔流回傳送桿27的管腔中，就卸去液壓缸的座封壓力，然后，再擰轉送進螺母35經壓板31、傳送桿27推動心軸4，再推動膠筒9、卡瓦座6連同卡瓦7，使卡瓦的掛鉤8釋放與側通孔40的內側口的外壁41的鉤連，卡瓦和液壓缸內的活塞11在復位彈簧14的作用下恢復到初始狀態，隨后反向擰動送進螺母35，使壓板、傳送桿向后退，側通孔內的堵塞部件在井內壓力的作用下自動后退。當井內壓力很低時，將傳送桿向后拉，經更換后的主控閥的閥腔退出堵塞部件，同時操作關閥主控閥。完成換閥作業。
權利要求1.一種液壓式帶壓換閥用套管堵塞器，包含心軸(4)、心軸上的柔性的膠筒(9)、套置在心軸上的環形的卡瓦座(6)及其鉸連的卡瓦(7)，其特征在于心軸的前端有錐面向后方的錐體(5)，上述卡瓦座在錐體的后方，卡瓦的前端有與錐體的錐面形狀相應的斜面、卡瓦上有掛鉤(8)，卡瓦座后方是上述膠筒，膠筒的后方有套置在心軸上與液壓泵(33)相通的液壓缸(10)及其中的與心軸連接的活塞(11)。
2.根據權利要求1所述的液壓式帶壓換閥用套管堵塞器，其特征在于所說的液壓缸(10)的后端有打撈頭(13)，在打撈頭與活塞(11)之間有復位彈簧(14)，在心軸(4)后端部有與液壓缸前腔連通的中心孔(12)，在心軸的后端有與中心孔連通的單向閥式的液壓鎖(15)，所說的液壓泵與液壓鎖相通。
3.根據權利要求1所述的液壓式帶壓換閥用套管堵塞器，其特征在于有前端與密封法蘭(21)連通、后端有防噴頭(26)的防噴管(25)，防噴管中的傳送桿貫穿防噴頭、前端與所說的心軸(4)連接、后端與壓板(31)連接。
4.根據權利要求2所述的液壓式帶壓換閥用套管堵塞器，其特征在于有前端與密封法蘭(21)連通、后端有防噴頭(26)的防噴管(25)，防噴管中的傳送桿(27)呈接管形且貫穿防噴頭、前端與所說的心軸(4)連接并與所說的液壓鎖(15)連通、后端與壓板(31)連接并與所說的液壓泵(33)接通。
5.根據權利要求3所述的液壓式帶壓換閥用套管堵塞器，其特征在于所說的密封法蘭(21)和待換主控閥的法蘭的螺栓孔和壓板(31)的通孔中貫穿有螺桿(34)，螺桿前端有與待換主控閥的法蘭配合的兩個鎖緊螺母(35、36)、后端有與壓板配合的送進螺母(37)。
6.根據權利要求4所述的液壓式帶壓換閥用套管堵塞器，其特征在于所說的密封法蘭(21)和待換主控閥的法蘭的螺栓孔和壓板(31)的通孔中貫穿有螺桿(34)，螺桿前端有與待換主控閥的法蘭配合的兩個鎖緊螺母(35、36)、后端有與壓板配合的送進螺母(37)。
7.根據權利要求4或6所述的液壓式帶壓換閥用套管堵塞器，其特征在于所說的傳送桿(27)下端的管腔中有與液壓鎖(15)吻合的管形的解封塞(29)。
8.根據權利要求3、4、5或6所述的液壓式帶壓換閥用套管堵塞器，其特征在于所說的密封法蘭(21)上有與防噴管(25)連通的三通接頭(22)，三通接頭上連通有截止閥(23)和壓力表(24)。
9.根據權利要求7所述的液壓式帶壓換閥用套管堵塞器，其特征在于所說的密封法蘭(21)上有與防噴管(25)連通的三通接頭(22)，三通接頭上連通有截止閥(23)和壓力表(24)。
專利摘要本實用新型的液壓式帶壓換閥用套管堵塞器，涉及采油、氣井口主控閥的更換裝置。旨在解決已有的壓井換閥費用高、時間長、傷害產層、污染環境等問題。本套管堵塞器包含心軸(4)、心軸上的柔性的膠筒(9)、套置在心軸上的環形的卡瓦座(6)及其鉸連的卡瓦(7)，心軸的前端有錐面向后方的錐體(5)，上述卡瓦座在錐體的后方，卡瓦的前端有與錐體的錐面形狀相應的斜面，卡瓦上有掛鉤(8)，卡瓦座后方是上述膠筒，膠筒的后方有套置在心軸上與液壓泵(33)相通的液壓缸(10)及其中的與心軸連接的活塞(11)。配有由密封法蘭(21)、防噴管(25)，傳送桿(27)、螺桿(34)螺母等構成的送進部件。適用于堵塞油、氣井口，特別適用于在更換油、氣井口的側通主控閥時使用。
文檔編號E21B33/03GK2563293SQ02275638
公開日2003年7月30日 申請日期2002年7月8日 優先權日2002年7月8日
發明者鄧毅, 梅宗祿, 梅宗斌, 梅宗清, 彭棟才 申請人:瀘州長江液壓件制造有限公司