本实用新型属于油气井固完井技术领域,尤其涉及一种补偿密封式分级箍。
背景技术:
随着国内各油田深井、复杂井及超深井的不断增加,分级固井技术已普及,而分级箍也已成为各油田的常用固井工具。无论是国产分级箍还是国外分级箍在使用过程中仍然达不到规定的成功率,出现的问题大部分是循环孔关闭不顺利或关不死,还有个别的分级箍出现循环打不开,绝大部分分级箍失效出现的问题是循环孔关不严或密封失效。一般可采取关井侯凝的办法来解决,对整个固井施工不会造成过大的影响。但在生产后期,随着井况的变化,水泥环可能出现裂缝或剥离的现象,只要分级箍存在关闭不严、不到位或密封失效,就可能从该处出现气窜或进液,导致整个管柱密封完整性失效。
因此,基于这些问题,提供一种能解决分级固井分级箍循环孔处密封不严或失效问题的补偿密封式分级箍,具有重要的现实意义。
技术实现要素:
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,提供一种能解决分级固井分级箍循环孔处密封不严或失效问题的补偿密封式分级箍。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
一种补偿密封式分级箍,包括本体、滑套、关闭套、打开套、打开套支撑环;所述本体侧壁上开设有循环孔,所述滑套位于本体内壁上,并通过滑套侧壁上的卡块部分嵌入本体侧壁限制所述滑套轴向移动,且所述滑套侧壁上开设有初始位置与本体上的循环孔对应的过流孔,所述关闭套通过关闭销钉固定在所述滑套上端内壁,且所述关闭套外壁上设有卡槽,使得所述关闭套下行时卡块部分回弹到卡槽内,从而使得所述关闭套带动滑套下行,所述滑套过流孔上端的滑套侧壁上设有补偿密封套,所述打开套支撑环位于所述滑套下端内壁并与其固定连接;所述打开套在初始位置可密封挡住所述过流孔;
通过压差驱动所述打开套下行,可让出所述过流孔,从而实现固井循环;通过投入关闭塞可使得所述关闭套带动滑套下行,使得所述补偿密封套正好位于所述循环孔处,关闭所述循环孔。
进一步的,所述本体下端与下接头固定相连,且所述下接头内壁上设有限位卡簧。
进一步的,所述打开套支撑环下端外侧壁上设有倒齿,所述滑套下行时倒齿与所述限位卡簧配合,限制所述滑套上行。
进一步的,所述卡块与所述本体接触面上设有倒角,所述滑套内壁上设有凸起,所述关闭套下行到卡块位于卡槽位置时,所述关闭套下端被所述凸起限位,使得所述卡块在压差作用下嵌入所述卡槽内。
进一步的,所述滑套外侧壁上还设有导向槽,所述本体上安装与导向槽匹配的导向螺钉,使得所述滑套在轴向移动时防止因偏转导致过流孔错位。
进一步的,所述打开套一端与打开套支撑环通过开启销钉密封相连,另一端与所述滑套密封接触,使得所述打开套密封挡住所述过流孔。
进一步的,所述下接头与所述本体内壁固定连接处形成台阶结构,限制所述滑套在关闭所述循环孔时下行过度。
进一步的,所述补偿密封套采用遇油遇水膨胀材料。
进一步的,所述补偿密封套安装在所述滑套过流孔上端的与本体相邻侧的内壁上。
本实用新型的优点和积极效果是:
本实用新型的分级箍的滑套上设计有补偿密封套,处于关闭状态时,补偿密封套裸露在循环孔的位置与水泥浆中的水分接触而发生膨胀,起到辅助密封的作用,可有效防止分级箍关闭不严、不到位或密封件失效而导致气窜或进液,影响整个管柱密封完整性的问题。
附图说明
以下将结合附图和实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述,但是应当知道,这些附图仅是为解释目的而设计的,因此不作为本实用新型范围的限定。此外,除非特别指出,这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造,而不必要依比例进行绘制。
图1为本实用新型实施例提供的补偿密封式分级箍的初始状态结构剖面图;
图2为本实用新型实施例提供的补偿密封式分级箍的打开状态的结构剖面图;
图3为本实用新型实施例提供的补偿密封式分级箍的关闭状态的结构剖面图;
图4为本实用新型实施例提供的补偿密封式分级箍的卡块的结构示意图;
具体实施方式
首先,需要说明的是,以下将以示例方式来具体说明本实用新型的具体结构、特点和优点等,然而所有的描述仅是用来进行说明的,而不应将其理解为对本实用新型形成任何限制。此外,在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征,或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征,仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减,从而获得可能未在本文中直接提及的本实用新型的更多其他实施例。另外,为了简化图面起见,相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面就结合图1-4来具体说明本实用新型。
如图1-4所示,本实施例提供的一种补偿密封式分级箍,包括本体1、滑套2、关闭套3、打开套4、打开套支撑环5、下接头6;所述本体1侧壁上开设有循环孔101,作为开启后液体循环通道;所述滑套2位于本体1内壁上,并通过滑套2侧壁上的卡块8部分嵌入本体1侧壁限制所述滑套2轴向移动,且所述滑套2侧壁上开设有初始位置与本体1上的循环孔101对应的过流孔201,所述关闭套3通过关闭销钉7固定在所述滑套2上端内壁,且所述关闭套3外壁上设有卡槽301,使得所述关闭套3下行时卡块8部分回弹到卡槽301内,从而使得所述关闭套3带动滑套2下行,所述滑套2过流孔201上端的滑套2侧壁上设有补偿密封套9,所述打开套支撑环5位于所述滑套2下端内壁并与其通过直连螺纹相连;所述打开套4在初始位置可密封挡住所述过流孔201;
具体的,所述本体1下端与下接头6通过螺纹相连,并通过固定螺钉13进行固定,且所述下接头6内壁上设有限位卡簧12,所述打开套支撑环5下端外侧壁上设有倒齿501,所述滑套2下行时倒齿501与所述限位卡簧12配合,限制所述滑套上行;所述下接头6与所述本体1内壁固定连接处形成台阶结构601,限制所述滑套在关闭所述循环孔时下行过度;所述卡块8与所述本体1接触面上设有倒角801,所述滑套2内壁上设有凸起203,所述关闭套3下行到卡块8位于卡槽301位置时,所述关闭套3下端被所述凸起203限位,使得所述卡块8在压差作用下嵌入所述卡槽301内,从而使得关闭套3通过卡块8带动滑套2下,需要说明的是,所述卡块8内侧壁形成与所述滑套内侧壁匹配的弧形限位板802,便于装配时卡块8的安装限位;所述滑套2外侧壁上还设有导向槽202,所述本体1上安装与导向槽202匹配的导向螺钉11,使得所述滑套2在轴向移动时防止因偏转导致过流孔201错位;所述打开套4一端与打开套支撑环5通过开启销钉10相连,并采用o型密封圈进行密封,另一端与滑套2通过o型密封圈进行密封,使得所述打开套4密封挡住所述过流孔201。
需要说明的是,为了提高循环孔的密封效果,可以考虑,所述补偿密封套安装在所述滑套过流孔上端的与本体相邻侧的内壁上,且所述补偿密封套采用遇油遇水膨胀材料。
需要指出的是,为了实现密封效果,避免施工过程中泥浆串流,可以考虑在合适位置安装密封圈;如,可以考虑在过流孔上下的滑套侧壁上均安装密封圈进行滑套与本体、打开套之间的密封,补偿密封套上下的滑套侧壁上均安装o型密封圈进行密封,等等,其余不再赘述。
作为举例,在实际使用过程中,将工具连接在管串中设计位置,开启时,通过投入挠性塞形成压差,当压力达到开启销钉压力值时,开启销钉压力剪断,打开套下行,循环孔打开,然后可进行固井施工;固井结束后,向管柱内套入关闭塞,当关闭塞到达关闭套位置时,管柱内压力升高,压力到达关闭销钉压力值时,关闭销钉剪断,关闭套下行,卡块收回,然后关闭套带动滑套继续下行,当打开套支撑环下端的倒齿,与安装在下接头内的限位卡簧配合后,工具处于关闭状态;此时补偿密封套正好处于循环孔位置,裸露在固井泥浆中,通过吸收泥浆中的水分发生膨胀,最终起到补偿密封的作用,提高了工具密封的可靠性。
需要说明的是,为了实现通过压差控制打开套下行或关闭套下行,打开套及关闭套的内壁上均设置缩颈结构,使得上截面面积大于下截面面积,从而形成压力差。
以上实施例对本实用新型进行了详细说明,但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例,不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
1.一种补偿密封式分级箍,其特征在于:包括本体、滑套、关闭套、打开套、打开套支撑环;所述本体侧壁上开设有循环孔,所述滑套位于本体内壁上,并通过滑套侧壁上的卡块部分嵌入本体侧壁限制所述滑套轴向移动,且所述滑套侧壁上开设有初始位置与本体上的循环孔对应的过流孔,所述关闭套通过关闭销钉固定在所述滑套上端内壁,且所述关闭套外壁上设有卡槽,使得所述关闭套下行时卡块部分回弹到卡槽内,从而使得所述关闭套带动滑套下行,所述滑套过流孔上端的滑套侧壁上设有补偿密封套,所述打开套支撑环位于所述滑套下端内壁并与其固定连接;所述打开套在初始位置可密封挡住所述过流孔;
通过压差驱动所述打开套下行,可让出所述过流孔,从而实现固井循环;通过投入关闭塞可使得所述关闭套带动滑套下行,使得所述补偿密封套正好位于所述循环孔处,关闭所述循环孔。
2.根据权利要求1所述的一种补偿密封式分级箍,其特征在于:所述本体下端与下接头固定相连,且所述下接头内壁上设有限位卡簧。
3.根据权利要求2所述的一种补偿密封式分级箍,其特征在于:所述打开套支撑环下端外侧壁上设有倒齿,所述滑套下行时倒齿与所述限位卡簧配合,限制所述滑套上行。
4.根据权利要求1所述的一种补偿密封式分级箍,其特征在于:所述卡块与所述本体接触面上设有倒角,所述滑套内壁上设有凸起,所述关闭套下行到卡块位于卡槽位置时,所述关闭套下端被所述凸起限位,使得所述卡块在压差作用下嵌入所述卡槽内。
5.根据权利要求1所述的一种补偿密封式分级箍,其特征在于:所述滑套外侧壁上还设有导向槽,所述本体上安装与导向槽匹配的导向螺钉,使得所述滑套在轴向移动时防止因偏转导致过流孔错位。
6.根据权利要求1所述的一种补偿密封式分级箍,其特征在于:所述打开套一端与打开套支撑环通过开启销钉密封相连,另一端与所述滑套密封接触,使得所述打开套密封挡住所述过流孔。
7.根据权利要求2所述的一种补偿密封式分级箍,其特征在于:所述下接头与所述本体内壁固定连接处形成台阶结构,限制所述滑套在关闭所述循环孔时下行过度。
8.根据权利要求1所述的一种补偿密封式分级箍,其特征在于:所述补偿密封套采用遇油遇水膨胀材料。
9.根据权利要求1所述的一种补偿密封式分级箍,其特征在于:所述补偿密封套安装在所述滑套过流孔上端的与本体相邻侧的内壁上。
技术总结