CN209523732U - 一种用于井下管柱的自动堵塞装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种用于井下管柱的自动堵塞装置，包括：构造成中空管状的第一本体和第二本体，所述第一本体和所述第二本体固定连接；同心布置在所述第二本体内的套筒，在所述套筒与所述第二本体之间形成有狭长的弧形空间；设置在所述弧形空间内的联动机构，所述联动机构包括连接在一起且均安装在所述套筒的外壁上的移动杆和第一记忆合金弹簧，所述移动杆通过扭簧连接有阀板；其中，所述阀板构造成初始安装在所述弧形空间内而打开管柱通道，所述第一记忆合金弹簧构造成能够在井下通过所述移动杆而推动所述扭簧和所述阀板，使得所述阀板在所述扭簧作用下扭转90度，从而关闭管柱通道以进行坐封。

Description

一种用于井下管柱的自动堵塞装置

技术领域

本实用新型涉及油气井完井工程技术领域，具体地涉及一种用于井下管柱的自动堵塞装置。

背景技术

油田在完井作业过程中，通常采用投球或杆到球坐或堵塞器中，通过液压坐封封隔器，由此，能够保障封隔器有较高的坐封成功率。

然而，现有的投球坐封封隔器完井工艺仍然存在一些问题。例如，投入的堵塞杆需要取出后才能进行下一道工序，因此增加了作业次数和额外的作业工作量，降低了完井施工效率，增加了完井作业成本，且在完井作业中存在安全隐患。

实用新型内容

针对至少一些如上所述的技术问题，本实用新型旨在提出一种用于井下管柱的自动堵塞装置。该自动堵塞装置能够实现液压打压坐封封隔器，并且减少了投球或送入、捞取堵塞器作业的环节。封隔器坐封后，井口继续打压就能够使自动堵塞装置自动回到初始打开状态，以继续打压完成射孔作业，射孔作业完成后进行放喷投产。该自动堵塞装置能够有效保证施工作业安全，减少了作业工作量，减低了作业成本，显著提高了完井作业的效率，降低整个完井作业过程中安全风险。

为此，根据本实用新型，提出了一种用于井下管柱的自动堵塞装置，包括：构造成中空管状的第一本体和第二本体，所述第一本体和所述第二本体固定连接；同心布置在所述第二本体内的套筒，在所述套筒与所述第二本体之间形成有狭长的弧形空间；设置在所述弧形空间内的联动机构，所述联动机构包括连接在一起且均安装在所述套筒的外壁上的移动杆和第一记忆合金弹簧，所述移动杆通过扭簧连接有阀板；其中，所述阀板构造成初始安装在所述弧形空间内而打开管柱通道，所述第一记忆合金弹簧构造成能够在井下通过所述移动杆而推动所述扭簧和所述阀板，使得所述阀板在所述扭簧作用下扭转90度，从而关闭管柱通道以进行坐封。

在一个优选的实施例中，所述套筒的部分外壁沿轴向方向切除，且所述切除的部分外壁的厚度小于所述套筒的壁厚，从而在所述套筒与所述第一本体之间形成了所述弧形空间。

在一个优选的实施例中，所述套筒通过第一剪切销钉固定安装到所述第二本体的内壁上，所述第一剪切销钉能够在打压作用力下剪断，从而使所述套筒产生位移。

在一个优选的实施例中，所述移动杆和所述第一记忆合金弹簧通过第一空腔固定块和第二空腔固定块安装在所述套筒外壁。

在一个优选的实施例中，所述第一空腔固定块内部设有第二记忆合金弹簧，所述第一记忆合金弹簧从第二空腔固定块中穿过。

在一个优选的实施例中，所述第二记忆合金弹簧在继续打压作用下能够伸展，以使所述阀板回到初始状态而打开管柱通道。

在一个优选的实施例中，所述第一空腔固定块和所述第二空腔固定块通过第一固定销钉安装到所述套筒上。

在一个优选的实施例中，在所述移动杆和所述第一记忆合金弹簧的端部分别设有第一挡块和第二挡块，所述第一挡块和第二挡块用于控制所述移动杆和所述第一记忆合金弹簧的位移。

在一个优选的实施例中，所述移动杆和所述第一记忆合金弹簧通过第三挡块连接在一起。

在一个优选的实施例中，所述第一挡块和所述第二挡块分别通过第二剪切销钉固定安装到所述第二本体的内壁上。

附图说明

下面将参照附图对本实用新型进行说明。

图1显示了根据本实用新型的用于井下管柱的自动堵塞装置处于初始状态下的结构示意图。

图2显示了图1所示的自动堵塞装置中的套筒的侧视图。

图3显示了根据本实用新型的用于井下管柱的自动堵塞装置处于密封打压状态下的结构示意图。

图4显示了根据本实用新型的用于井下管柱的自动堵塞装置回到初始状态下的结构示意图。

在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本实用新型的原理，并且未按实际比例绘制。

具体实施方式

下面通过附图来对本实用新型进行介绍。

图1显示了根据本实用新型的用于井下管柱的自动堵塞装置100处于初始状态下的结构示意图。如图1所示，自动堵塞装置100包括固定连接为一体的第一本体20和第二本体80。在一个实施例中，第一本体20和第二本体80通过螺纹固定连接在一起。第一本体20和第二本体80均构造成中空管状结构。第一本体 20的端部设有母扣接头21，且母扣接头21内部设有螺纹，母扣接头21用于与油管连接。第二本体80的端部设有公扣接头81，公扣接头81外部设有螺纹，公扣接头81用于连接其他管柱或短节。第一本体20和第二本体80结构简单，加工制造方便，安装简单方便，提高了自动堵塞装置100的安装效率，同时能够有效保证自动堵塞装置100的密封性能。

根据本实用新型，在第二本体80内设有套筒40。如图1所示，套筒40同心布置在第二本体80内。套筒40通过第一剪切销钉82固定安装在第二本体80的内壁上，在打压作用力下，第一剪切销钉82能够被剪断而使套筒40产生位移。图2显示了套筒40的侧视图，如图2所示，套筒40的部分外壁沿轴向切除，且切除的部分外壁的厚度小于套筒40的厚度。从而在套筒40的切除的部分外壁的区域与第二本体80之间形成了狭长的弧形空间。

根据本实用新型，自动堵塞装置100还包括联动机构30，联动机构30用于控制管柱通道开启或关闭。如图1所示，联动机构30设置在套筒40与第二本体 80形成的弧形区域内。联动机构30包括连接在一起的移动杆90和第一记忆合金弹簧110。移动杆90和第一记忆合金弹簧110通过第一空腔固定块60和第二空腔固定块61固定安装到套筒40的外壁上。在第一空腔固定块60中内置有第二记忆合金弹簧62。第一记忆合金弹簧110从第二空腔固定块61中穿过。在一个实施例中，第一空腔固定块60和第二空腔固定块61分别通过第一固定销钉42 安装到套筒40上。第一空腔固定块60和第二空腔固定块61用于安装移动杆90 和第一记忆合金弹簧110，通过第一空腔固定块60和第二空腔固定块61便于第一记忆合金弹簧110的安装，并且能够保证第一记忆合金弹簧110的位移。在一个实施例中，第一记忆合金弹簧110和第二记忆合金弹簧62均采用记忆合金材料制制成，在下入井筒前通过压缩安装在自动堵塞装置100中，当自动堵塞装置 100下到预定位置后，井下温度(高温)让第一记忆合金弹簧110伸展，恢复到记忆状态，从而推动移动杆90产生位移。

在本实施例中，在移动杆90和第一记忆合金弹簧110的端部分别设有第一挡块70和第二挡块71，第一挡块70和第二挡块71用于控制移动杆90和记忆合金弹簧110的位移。如图1所示，第一挡块70连接在移动杆90与第一空腔固定块60之间，第二挡块71连接在第一记忆合金弹簧110于第二空腔固定块61之间。此外，移动杆90和第一记忆合金弹簧110通过第三挡块72连接在一起。第一挡块70和第二挡块71分别通过第二剪切销钉83固定安装到第二本体80的内壁上。在打压作用力下，第二剪切销钉83能够被剪断而使联动机构30随套筒40移动。

根据本实用新型，移动杆90穿过第一挡块70与第一空腔固定块60。连接杆 90的一端(图1中的左端)连接有扭簧50，且在扭簧50的末端连接有阀板31。阀板31构造成初始安装在套筒40与第二本体80之间形成的狭长的弧形空间内而打开管柱通道。在第一记忆合金弹簧110的作用下能够通过移动杆90而推动扭簧50和阀板31，使得阀板31在扭簧50的作用下扭转90度，从而关闭管柱通道以进行坐封。而井口继续打压后，套筒40下行，能够使得第二记忆合金弹簧 62伸展带动扭簧50拉动阀板31，从而使阀板31回到初始状态而打开管柱通道，以继续打压完成射孔作业，射孔作业完成后进行放喷投产。

根据本实用新型，在套筒40的下游端还设有套筒座41，套筒座41用于控制套筒40的位移。如图1所示，套筒座41固定安装在第二本体80的内壁上。在一个实施例中，套筒座41通过若干第二固定销钉84安装在第二本体80的内壁上。套筒座41构造成中空圆柱体，套筒座41的一端(图1中的右端)设置成锥形接口。锥形接口能够与其他管柱或短节形成配合连接，从而保证自动堵塞装置 100与其他管柱或短节之间的密封。套筒座41的靠近套筒40的一端设有轴向向外延伸的正圆柱形连接部。同时，在套筒40的靠近套筒座41的一端设有轴向向外延伸的负圆柱形连接部。套筒座41的正圆柱形连接部与套筒40的负圆柱形连接部相适配。套筒40在打压作用力的作用下能够剪断第一剪切销钉82而向下游移动，直至套筒40抵接到套筒座41上，套筒座41控制套筒40的位移。套筒座 41能够有效保证套筒40的位移，有效避免套筒40脱落，保证了自动堵塞装置 100工作效果和安全性能。

下面简述根据本实用新型的用于井下管柱的自动堵塞装置100工作原理。在完井作业前，将自动堵塞装置100安装到油管下部，并且下入完井管柱到井筒中的预定深度。井下温度(高温)让自动堵塞装置100中的第一记忆合金弹簧110 伸展，恢复到记忆状态，移动杆90在第一记忆合金弹簧110的推动作用下移动，并且在扭簧50的作用下将阀板31扭转90度而自动关闭管柱通道，进行封隔器的打压坐封施工。此时，第二记忆合金弹簧62在第一挡块70的限位作用下没有伸展。图3显示了自动堵塞装置100处于密封打压状态下的结构示意图。打压过程中，第一剪切销钉82和第二剪切销钉83被剪断，套筒40及联动机构30向下游移动直至抵接到套筒座41上，完成坐封。之后继续打压，套筒40下行，第一剪切销钉和第二剪切销钉同时剪断，第一挡块70和第二挡块71下行，第二记忆合金弹簧62伸展带动扭簧50拉动阀板31，从而使阀板31回到初始状态而打开管柱通道，以继续打压完成射孔作业，射孔作业完成后进行放喷投产。图4显示了自动堵塞装置100回到初始状态下的结构示意图。

根据本实用新型的用于井下管柱的自动堵塞装置100，其能够实现液压打压坐封封隔器，并且减少了投球或送入、捞取堵塞器作业的环节。此外，封隔器坐封后，井口继续打压就能够使自动堵塞装置100自动回到初始位置而打开管柱通道，以继续打压完成射孔作业，射孔作业完成后进行放喷投产。该自动堵塞装置 100有效减少了作业工作量，减低了作业成本，显著提高了完井作业的效率和施工效果，降低整个完井作业过程中安全风险。

最后应说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施方案而已，并不构成对本实用新型的任何限制。尽管参照前述实施方案对本实用新型进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于井下管柱的自动堵塞装置，其特征在于，包括：

构造成中空管状的第一本体(20)和第二本体(80)，所述第一本体和所述第二本体固定连接；

同心布置在所述第二本体内的套筒(40)，在所述套筒与所述第二本体之间形成有狭长的弧形空间；

设置在所述弧形空间内的联动机构(30)，所述联动机构包括连接在一起且均安装在所述套筒的外壁上的移动杆(90)和第一记忆合金弹簧(110)，所述移动杆通过扭簧(50)连接有阀板(31)；

其中，所述阀板构造成初始安装在所述弧形空间内而打开管柱通道，所述第一记忆合金弹簧构造成能够在井下通过所述移动杆而推动所述扭簧和所述阀板，使得所述阀板在所述扭簧作用下扭转90度，从而关闭管柱通道以进行坐封。

2.根据权利要求1所述的自动堵塞装置，其特征在于，所述套筒的部分外壁沿轴向方向切除，且所述切除的部分外壁的厚度小于所述套筒的壁厚，从而在所述套筒与所述第一本体之间形成了所述弧形空间。

3.根据权利要求1或2所述的自动堵塞装置，其特征在于，所述套筒通过第一剪切销钉(82)固定安装到所述第二本体的内壁上，所述第一剪切销钉能够在打压作用力下剪断，从而使所述套筒产生位移。

4.根据权利要求1所述的自动堵塞装置，其特征在于，所述移动杆和所述第一记忆合金弹簧通过第一空腔固定块(60)和第二空腔固定块(61)安装在所述套筒外壁。

5.根据权利要求4所述的自动堵塞装置，其特征在于，所述第一空腔固定块内部设有第二记忆合金弹簧(62)，所述第一记忆合金弹簧从第二空腔固定块中穿过。

6.根据权利要求5所述的自动堵塞装置，其特征在于，所述第二记忆合金弹簧在继续打压作用下能够伸展，以使所述阀板回到初始状态而打开管柱通道。

7.根据权利要求4或5所述的自动堵塞装置，其特征在于，所述第一空腔固定块和所述第二空腔固定块通过第一固定销钉(42)安装到所述套筒上。

8.根据权利要求1所述的自动堵塞装置，其特征在于，在所述移动杆和所述第一记忆合金弹簧的端部分别设有第一挡块(70)和第二挡块(71)，所述第一挡块和第二挡块用于控制所述移动杆和所述第一记忆合金弹簧的位移。

9.根据权利要求5所述的自动堵塞装置，其特征在于，所述移动杆和所述第一记忆合金弹簧通过第三挡块(72)连接在一起。

10.根据权利要求8所述的自动堵塞装置，其特征在于，所述第一挡块和所述第二挡块分别通过第二剪切销钉(83)固定安装到所述第二本体的内壁上。