專利名稱：自坐封式油管堵塞器的制作方法
技術領域：
本發明涉及石油工業井下作業的油水井井控設備，特別涉及一種自坐封式油管堵塞器。
背景技術：
目前，石油工業井下作業的油水井井控設備的油管堵塞方法及設備，多采用空心 管或連續管將堵塞器輸送至油管預定深度，通過空心管或連續管地面井口打壓使堵塞器坐 封，密封油管。這種油管堵塞器為石油工業井下作業的油水井井控發揮了作用，但這種油 水井堵塞器存在著如下的缺點或不足①坐封后，膠筒密封力、卡瓦卡緊力是固定的，無法 改變；②若堵塞器恰好坐封于油管的結垢位置，則卡瓦不能卡緊油管本體，若在提油管過程 中，水垢松動或脫落，卡瓦和膠筒也會隨之松動，一方面會造成油管密封不嚴，另一方面卡 瓦未能卡住油管本體，堵塞器從油管中飛出，釀成事；③堵塞油管工序復雜，導致作業成本 提尚。
發明內容本發明的目的是提供一種自坐封式油管堵塞器，采用下活塞之上下形成壓力腔和 常壓空氣腔的結構，利用井內液柱壓力和井口回壓與常壓空氣腔的壓差實現堵塞器的坐 封，由于井內壓力一直存在，即使堵塞器卡瓦所卡緊的水垢脫落，堵塞器卡瓦依然可以繼續 坐封，有效地克服或避免上述現有技術中存在的缺點或不足。本發明所述的自坐封式油管堵塞器，包括上卡瓦托、0型密封圈、外中心管、內中 心管、卡瓦、卡瓦托、鎖球、膠筒、坐封剪釘、膠筒壓帽、缸套、開口卡環、上活塞、進液口、下活 塞、尾套管。所述內中心管外安裝有外中心管，外中心管外順次安裝有上卡瓦托、卡瓦、卡瓦 托、膠筒、膠筒壓帽、缸套、上活塞，尾套管相連于上活塞上，下活塞安裝于內中心管和尾套 管之間，下活塞之上形成壓力腔，下活塞之下形成常壓空氣腔。其中，所述外中心管一端設有外凸臺，該外凸臺上設有外螺紋，與上卡瓦托的內螺 紋相連接。所述內中心管一端設有外凸臺。所述外中心管中下部設有鎖球孔，鎖球孔中安裝 有鎖球。所述卡瓦托的下部設有螺孔，該螺孔與外中心管的鎖球孔相對應，該螺孔中安裝有 鎖球固定螺釘。所述膠筒壓帽、內中心管和外中心管相對應的位置設有安裝坐封剪釘的孔。 所述上活塞上部與缸套相連接，下部與尾套管相連接。所述上活塞下部設有內臺階，該內臺 階與內中心管相接觸并由0型密封圈相密封。所述開口卡環的下表面與上活塞的上表面相 接觸，開口卡環上表面的斜面處與缸套的斜面處相配合，開口卡環的外表面設有單向齒，與 外中心管上的單向齒相嚙合。所述尾套管底端為盲孔結構。本發明與現有技術相比較具有如下優點1、可長時間密封油管。當本發明的自坐封式油管堵塞器投入井中后，堵塞器壓力 腔受井內液柱壓力和井口回壓的作用下下活塞下移，下活塞帶動內中心管下移，內中心管 與外中心管之間有坐封剪釘固定，當內中心管所受的力大于坐封剪釘的剪切應力時，內中心管與外中心管之間產生相對運動，坐封剪釘剪斷，下活塞在液柱壓力作用下繼續下移，使 內中心管上端緊貼于外中心管上端，當內中心管向下運行到位后，鎖球滾動至內中心管的 凹槽部位，鎖球失效，從而使卡瓦托可自由運動；與此同時，液柱壓力和井口回壓推動活塞壓縮常壓空氣 腔，開口卡環與外中心管上的單向齒發生相對運動。液柱壓力和井口回壓繼續推動下活塞 下移，下活塞帶動內中心管與尾套管體產生相對運動，內中心管推動卡瓦沿卡瓦托軌跡運 動，使卡瓦張開，將堵塞器錨定在油管內壁上。卡瓦錨定后，液壓腔中的液柱壓力和井口回 壓推動下活塞運動所需的力遠遠大于推動上活塞壓縮膠筒所需的力。因此，液柱壓力和井 口回壓推動上活塞上移，壓縮膠筒，下活塞與尾套管產生相對運動，繼續壓縮常壓空氣腔， 而開口卡環則繼續在外中心管的單向齒上運動，直至膠筒壓縮到位，卡環鎖緊外中心管與 尾套管，使其不能發生相對運動，膠筒一直處于壓縮狀態，從而可長時間密封油管。2、具有再次密封作用，避免安全隱患。若卡瓦卡于油管結垢位置，且提油管過程 中，水垢脫落，則卡瓦與油管內壁之間仍有少許空間，此時，由于液柱壓力及井口回壓一直 存著，壓力繼續作用于壓力腔，通過壓力腔的壓力作用，本發明的自坐封式油管堵塞器上活 塞繼續上移，下活塞與尾套管產生相對運動，繼續壓縮常壓空氣腔，使卡瓦繼續張開，直至 卡緊在油管內壁本體之上，同時膠筒繼續壓縮，再次密封油管，避免堵塞器從油管飛出。3、重力投送，無需輸送設備，施工方便，費用低廉。
圖1為本發明的一種實施例結構示意圖；圖2為按圖1所示的A處局部放大結構示意圖。
具體實施方式
參閱圖1-圖2，一種自坐封式油管堵塞器，包括上卡瓦托1、0型密封圈2、外中心 管3、內中心管4、卡瓦5、卡瓦托6、鎖球7、鎖球固定螺釘8、膠筒9、坐封剪釘10、膠筒壓帽11、缸套12、開口卡環13、上活塞14、壓力腔15、進液口 16、 下活塞17、常壓空氣腔18、尾套管19，其特征在于所述內中心管4外安裝有外中心管3，外 中心管3外順次安裝有上卡瓦托1、卡瓦5、卡瓦托6、膠筒9、膠筒壓帽11、缸套12、上活塞 14，尾套管19相連于上活塞14上，下活塞17安裝于內中心管4和尾套管19之間，下活塞 17之上形成壓力腔15，下活塞17之下形成常壓空氣腔18。外中心管3上端設有外凸臺，該外凸臺上設有外螺紋，與上卡瓦托1的內螺紋相連 接。內中心管4 一端設有外凸臺。外中心管3中下部設有鎖球孔，鎖球孔中安裝有鎖球7。 卡瓦托6的下部設有螺孔，該螺孔與外中心管3的鎖球孔相對應，該螺孔中安裝有鎖球固定 螺釘8。膠筒壓帽11、內中心管4和外中心管3相對應的位置設有安裝坐封剪釘10的孔。 上活塞14上部與缸套12相連接，下部與尾套管19相連接。所述上活塞14下部設有內臺 階，該內臺階與內中心管4相接觸并由0型密封圈2相密封。開口卡環13的下表面與上活 塞14的上表面相接觸，開口卡環13上表面的斜面處與缸套12的斜面處相配合，開口卡環 13的外表面設有單向齒20，與外中心管3上的單向齒20相嚙合。尾套管19底端為盲孔結 構。[0016]運行時，根據井口壓力及預投堵油管的深度，調節坐封剪釘10的數量與直徑大 小，從而實現投堵不同深度的油管。首先，在井口測試閘門上端連接防噴管，將負壓式堵塞 器放于防噴管內，打開測試閘門和生產閘門，堵塞器靠自重下落，等待適當的時間。當堵塞 器下至一定深度時，堵塞器壓力腔16受井內液柱壓力和井口回壓的作用，在壓力作用下下 活塞17下移，下活塞17帶動內中心管4下移，內中心管4與外中心管3之間有坐封剪釘10 固定，當內中心管4所受的力大于坐封剪釘10的剪切應力時，內中心管4與外中心管3之 間產生相對運動，坐封剪釘10剪斷。下活塞17在液柱壓力作用下繼續下移，使內中心管4 上端緊貼于外中心管3上端，而當內中心管4向下運行到位后，鎖球7滾動至內中心管3的 凹槽部位，鎖球7失效，從而使卡瓦托6可自由運動，與此同時，液柱壓力推動下活塞17壓 縮常壓空氣腔18，開口卡環13與外中心管3上的單向齒20發生相對運動。液柱壓力繼續 推動下活塞17下移，下活塞17帶動內中心管4與尾套管19產生相對運動，內中心管4推 動卡瓦5沿下卡瓦托6的軌跡運動，使卡瓦5張開，將堵塞器錨定在油管內壁上。卡瓦5錨 定后，壓力腔16中的液柱壓力推動下活塞17運動所需的力遠遠大于推動上活塞14壓縮膠 筒9所需的力。因此，液柱壓力推動上活塞14上移，壓縮膠筒9，下活塞17與尾套管19產 生相對運動，繼續壓縮常壓空氣腔18，而開口卡環13則繼續在外中心管3的單向齒上運動， 直至膠筒9壓縮到位，開口卡環13鎖緊外中心管3與尾套管19，使其不能發生相對運動， 膠筒9 一直處于壓縮狀態，從而可長時間密封油管。若卡瓦5卡于油管結垢位置，且提油管過程中，水垢脫落，則卡瓦5與油管內壁之 間仍有少許空間，此時，由于井底壓力及井口回壓一直存在著，壓力繼續作用于壓力腔15， 通過壓力腔15的壓力作用，上活塞14帶動尾套管19繼續上移，繼續壓縮常壓空氣腔18，使 卡瓦5繼續伸張，直至卡緊在油管內壁本體之上，同時膠筒9繼續壓縮，再次密封油管，避免 堵塞器從油管飛出的現象。
權利要求1.一種自坐封式油管堵塞器，包括上卡瓦托(1)、外中心管(3)、內中心管(4)、卡瓦 (5)、卡瓦托(6)、鎖球(7)、膠筒(9)、坐封剪釘(10)、膠筒壓帽(11)、缸套(12)、開口卡環 (13)、上活塞(14)、進液口(16)、下活塞(17)、尾套管(19)，其特征在于所述內中心管(4) 外安裝有外中心管(3)，外中心管(3)外順次安裝有上卡瓦托(1)、卡瓦(5)、卡瓦托(6)、膠 筒(9)、膠筒壓帽(11)、缸套(12)、上活塞(14)，尾套管(19)相連于上活塞(14)上，下活塞 (17)安裝于內中心管(4)和尾套管(19)之間，下活塞(17)之上形成壓力腔(15)，下活塞 (17)之下形成常壓空氣腔(18)。
2.根據權利要求1所述的自坐封式油管堵塞器，其特征在于所述外中心管(3)的上端 設有外凸臺，該外凸臺上設有外螺紋，與上卡瓦托(1)的內螺紋相連接。
3.根據權利要求1所述的自坐封式油管堵塞器，其特征在于所述內中心管(4)一端設 有外凸臺。
4.根據權利要求1或2所述的自坐封式油管堵塞器，其特征在于所述外中心管(3)中 下部設有鎖球孔，鎖球孔中安裝有鎖球(7)。
5.根據權利要求1所述的自坐封式油管堵塞器，其特征在于所述卡瓦托(6)的下部設 有螺孔，該螺孔與外中心管(3)的鎖球孔相對應，該螺孔中安裝有鎖球固定螺釘(8)。
6.根據權利要求1或2或3所述的自坐封式油管堵塞器，其特征在于所述膠筒壓帽 (11)、內中心管⑷和外中心管(3)相對應的位置設有安裝坐封剪釘(10)的孔。
7.根據權利要求1所述的自坐封式油管堵塞器，其特征在于所述上活塞(14)上部與缸 套(12)相連接，下部與尾套管(19)相連接。
8.根據權利要求7所述的自坐封式油管堵塞器，其特征在于所述上活塞(14)下部設有 內臺階，該內臺階與內中心管(4)相接觸并由0型密封圈(2)相密封。
9.根據權利要求1所述的自坐封式油管堵塞器，其特征在于所述開口卡環(13)的下表 面與上活塞(14)的上表面相接觸，開口卡環(1 上表面的斜面處與缸套(1 的斜面處相 配合，開口卡環(1 的外表面設有單向齒(20)，與外中心管C3)上的單向齒(20)相嚙合。
10.據權利要求1所述的自坐封式油管堵塞器，其特征在于所述尾套管(19)底端為盲 孔結構。
專利摘要一種自坐封式油管堵塞器，包括上卡瓦托、外中心管、內中心管、卡瓦、卡瓦托、鎖球、膠筒、坐封剪釘、膠筒壓帽、缸套、開口卡環、上活塞、進液口、下活塞、尾套管。所述內中心管外安裝有外中心管，外中心管外順次安裝有上卡瓦托、卡瓦、卡瓦托、膠筒、膠筒壓帽、缸套、上活塞和尾套管，下活塞安裝于外中心管和尾套管之間，下活塞之上形成壓力腔，下活塞之下形成常壓空氣腔。本實用新型具有可長時間密封油管和再次密封作用，避免安全隱患、重力投送、無需輸送設備、施工方便、費用低等特點，廣泛在油田油水井作業井控設備中應用。
文檔編號E21B33/128GK201934055SQ201120055830
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月7日 優先權日2011年3月7日
發明者付增, 安申法, 宋輝輝, 岳振玉, 羅文莉, 金鑫, 馬珍福, 高廣啟, 魏斌 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司采油工藝研究院