一种油管封堵和循环冲洗工具的制作方法

1.本实用新型涉及高含硫气田井下解堵装置技术领域，具体涉及一种油管封堵和循环冲洗工具。


背景技术：

2.井下安全阀是高含硫气井的核心井控装置，主要由阀板、扭簧、推杆等部件组成，装于采气井口以下100m左右，能及时切断井筒通道，有效减小井口采气树渗漏或井口火灾爆炸时造成的巨大影响。但是由于高含硫气井井筒环境复杂，硫化氢含量高，硫沉积严重，随着气井开发周期的增加，井下安全阀出现不同程度的关闭不严的现象，对气井的安全开发形成了重大安全隐患。通过分析判断，高含硫气井井下安全阀关闭不严的主要原因为阀板或扭簧处有异物堵塞，导致气井井下安全阀关闭不严。因此，急需对井下安全阀关闭不严的高含硫气井进行解堵，及时清理阀板或扭簧处的异物。
3.目前常用的解堵方法为药剂加注解堵。药剂加注解堵的主要原理是通过向井筒中加注药剂，对井下安全阀阀板和卡簧进行冲洗，药剂与堵塞物发生反应，从而达到解堵的目的。目前通过现场实验发现，药剂加注解堵效果均不明显，主要原因为药剂加注前油管未进行封堵，向井筒中加注的药剂直接流向井底，而井下安全阀阀板或卡簧处的异物未能得到有效的浸泡，导致解堵失败，因此在药剂加注前需要对油管进行封堵，避免解堵药剂流入井底，同时建立循环，对油管内部进行循环清洗。然而，目前并没有适用于高含硫气井井下安全阀解堵的油管封堵和循环冲洗工具。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种方便对待封堵油管进行封堵，同时方便药剂流体对井下安全阀以及油管内壁进行循环清洗的油管封堵和循环冲洗工具。
5.为实现上述目的，本实用新型中的油管封堵和循环冲洗工具采用如下技术方案：
6.一种油管封堵和循环冲洗工具，包括：
7.接管，定义接管的轴线沿上下方向延伸，接管的上端敞口、下端封闭，接管的上端设置有用于与连续油管进行连接以组成工具管串的连接结构，接管的外周面上沿上下方向间隔设置有上限位凸台和下限位凸台，接管的上部设置有贯穿接管侧壁的上过流孔，上过流孔位于上限位凸台的上方，接管的下部设置有贯穿接管侧壁的下过流孔，下过流孔位于下限位凸台的下方；
8.密封皮碗，密封皮碗呈筒状，密封皮碗包括底壁以及与底壁相连的侧壁，底壁固定在接管的下端，侧壁位于接管的外部，侧壁包括自下而上依次相连的下圆筒段、过渡连接段以及上圆筒段，其中上圆筒段的外径小于下圆筒段的外径；
9.撑开件，套设在接管的外部且位于上限位凸台和下限位凸台之间，撑开件与接管导向滑动配合，撑开件沿接管上下滑动的过程中具有与下限位凸台挡止配合的下极限位置、还具有与上限位凸台挡止配合的上极限位置，撑开件位于密封皮碗内部，且撑开件处于
下极限位置时与所述下圆筒段的内壁接触，撑开件的外径大于所述上圆筒段的内径，以在撑开件由下极限位置移动至上极限位置的过程中将过渡连接段和上圆筒段撑开，撑开件处于上极限位置时使上圆筒段与待封堵油管的内壁密封接触，以对待封堵油管进行封堵；
10.开关滑套，设置在接管内，开关滑套具有通过剪切销钉固定在接管内部的第一设置状态，开关滑套处于第一设置状态时封堵所述上过流孔，此时开关滑套的内腔通过下过流孔与下圆筒段的内腔连通，以使药剂流体通过下过流孔进入下圆筒段的内腔中，并推动撑开件由下极限位置移动至上极限位置；
11.封堵球，用于在撑开件移动到上极限位置后投入接管内并封堵开关滑套的上端孔口，以使开关滑套在药剂流体的压力作用下剪断所述剪切销钉并下行；
12.其中，开关滑套还具有下行至与接管底部抵触并封堵所述下过流孔的第二设置状态，开关滑套处于第二设置状态时，接管的内腔通过上过流孔与待封堵油管的内腔连通，以使药剂流体通过上过流孔进入待封堵油管的内腔中，实现循环冲洗操作。
13.上述技术方案的有益效果在于：本实用新型的油管封堵和循环冲洗工具包括接管、密封皮碗、撑开件、开关滑套以及封堵球，接管上设有上限位凸台、下限位凸台、上过流孔以及下过流孔，密封皮碗固定在接管上，密封皮碗具有上圆筒段和下圆筒段，撑开件套在接管上可以沿接管上下滑动，并且撑开件具有上极限位置和下极限位置，开关滑套设置在接管内，具有通过剪切销钉进行固定的第一设置状态，还具有剪切销钉被剪断后下行至与接管底部接触的第二设置状态。
14.使用时，当开关滑套处于第一设置状态时封堵上过流孔，此时开关滑套的内腔通过下过流孔与下圆筒段的内腔连通，因此通过连续油管泵入药剂流体，就可以使药剂流体通过下过流孔进入下圆筒段的内腔中，从而推动撑开件由下极限位置移动至上极限位置，在撑开件由下极限位置移动至上极限位置的过程中会将过渡连接段和上圆筒段撑开，且撑开件处于上极限位置时使上圆筒段与待封堵油管的内壁密封接触，实现对待封堵油管进行封堵。
15.然后，在撑开件移动到上极限位置后，将封堵球投入接管内并封堵开关滑套的上端孔口，这样就可以使开关滑套在药剂流体的压力作用下剪断所述剪切销钉并下行，直至开关滑套移动至第二设置状态，此时开关滑套封堵下过流孔，接管的内腔通过上过流孔与待封堵油管的内腔连通，这时药剂流体就可以通过上过流孔进入待封堵油管的内腔中，实现对井下安全阀以及油管内壁的循环清洗，并且由于待封堵油管已经被封堵，因此井下安全阀阀板或卡簧处的异物能够得到有效的浸泡，解堵效果好。
16.采用本实用新型的油管封堵和循环冲洗工具，一套工具既能实现封堵，又能实现循环清洗，无需下入其他工具，大大降低了作业成本及作业时间。
17.进一步的，为了保证撑开件的密封性，方便撑开件的安装，以及接管的加工制造，所述接管由螺纹连接在一起的上接管和下接管构成，上接管的内径和外径分别与下接管的内径和外径相等，所述上限位凸台和上过流孔设置于上接管上，所述下限位凸台和下过流孔设置于下接管上；撑开件为一体式撑开件。
18.进一步的，为了提高封堵效果，上圆筒段的壁厚大于下圆筒段的壁厚。
19.进一步的，为了方便密封皮碗的制造以及撑开，所述过渡连接段的内外表面均为锥面。
20.进一步的，为了方便撑开件的移动以及方便对密封皮碗进行撑开，撑开件的中部呈柱状，撑开件的上部和下部对称并分别呈锥状。
21.进一步的，为了提高密封效果，撑开件的中部安装有用于与密封皮碗内壁接触的密封圈。
22.进一步的，为了方便密封皮碗的固定，密封皮碗的底壁通过螺钉固定在接管的下端。
23.进一步的，为了避免损伤密封皮碗，并保证固定效果，所述螺钉的头部与密封皮碗的底壁之间设置有垫板。
24.进一步的，为了方便密封皮碗以及垫板的安装，接管的下端设置有向下延伸的定位柱，密封皮碗的底壁以及垫板上分别设置有供定位柱穿过的定位孔。
25.进一步的，为了方便密封皮碗的安装，接管的下端设置有向下延伸的定位柱，密封皮碗的底壁上设置有供定位柱穿过的定位孔。
附图说明
26.图1为本实用新型中油管封堵和循环冲洗工具的使用状态图（撑开件处于下极限位置、开关滑套处于第一设置状态）；
27.图2为本实用新型中油管封堵和循环冲洗工具的使用状态图（撑开件处于上极限位置、开关滑套处于第二设置状态）。
28.图中：1
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上接管；11
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上过流孔；12
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上限位凸台；2
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开关滑套；3
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下接管；31
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下过流孔；32
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下限位凸台；4
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撑开件；5
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密封圈；6
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螺钉；7
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垫板；8
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密封皮碗；81
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上圆筒段；82
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下圆筒段；83
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过渡连接段；9
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待封堵油管；10
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剪切销钉；13
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封堵球。
具体实施方式
29.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
30.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
32.以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。
33.本实用新型中油管封堵和循环冲洗工具的实施例1如图1和图2所示，包括接管、开关滑套2、撑开件4、密封皮碗8、封堵球13，定义接管的轴线沿上下方向延伸，本实施例中的接管由螺纹连接在一起的上接管1和下接管3构成，上接管1的内径和外径分别与下接管3的内径和外径相等，上接管1的上端敞口、下接管3的下端封闭。
34.上接管1的上端设置有用于与连续油管（图中未示出）进行连接以组成工具管串的连接结构，在本实施例中，上述连接结构为内螺纹。上接管1的外周面上设置有上限位凸台12，上接管1的上部设置有贯穿上接管1侧壁的上过流孔11，上过流孔11位于上限位凸台12的上方。
35.下接管3的外周面上设置有下限位凸台32，下限位凸台32与上限位凸台12在上下方向上具有设定的间距。下接管3的下部设置有贯穿下接管3侧壁的下过流孔31，下过流孔31位于下限位凸台32的下方。
36.密封皮碗8呈筒状，密封皮碗8包括底壁以及与底壁相连的侧壁，其中底壁通过螺钉6固定在下接管3的下端，具体的，为了避免损伤密封皮碗8，并保证固定效果，在螺钉6的头部与密封皮碗8的底壁之间设置有垫板7，并且下接管3的下端设置有向下延伸的定位柱（图中未标出），密封皮碗8的底壁以及垫板7上分别设置有供定位柱穿过的定位孔，这样可以方便密封皮碗8以及垫板7的安装。
37.密封皮碗8的侧壁位于上、下接管的外部，侧壁包括自下而上依次相连的下圆筒段82、过渡连接段83以及上圆筒段81，其中上圆筒段81的外径小于下圆筒段82的外径，且上圆筒段81的壁厚大于下圆筒段82的壁厚。过渡连接段83的内外表面均为锥面，且过渡连接段83的壁厚自下而上逐渐增大。
38.撑开件4为一体式撑开件，其中部呈柱状，上部和下部对称并分别呈锥状，撑开件4的中部安装有用于与密封皮碗8内壁接触的密封圈5。撑开件4套设在上接管1和下接管3的外部且位于上限位凸台12和下限位凸台32之间，撑开件4与接管导向滑动配合，撑开件4沿接管上下滑动的过程中具有与下限位凸台32挡止配合的下极限位置（如图1所示）、还具有与上限位凸台12挡止配合的上极限位置（如图2所示），撑开件4位于密封皮碗8内部，且撑开件4处于下极限位置时与下圆筒段82的内壁接触。
39.撑开件4的外径大于上圆筒段81的内径，因此在撑开件4由下极限位置移动至上极限位置的过程中可以将过渡连接段83和上圆筒段81撑开，如图2所示，撑开件4处于上极限位置时使上圆筒段81与待封堵油管9的内壁密封接触，以对待封堵油管9进行封堵。
40.开关滑套2设置在上接管1和下接管3内，开关滑套2具有通过剪切销钉10固定在接管内部的第一设置状态，如图1所示，开关滑套2处于第一设置状态时封堵上过流孔11，此时开关滑套2的内腔通过下过流孔31与下圆筒段82的内腔连通，以使药剂流体通过下过流孔31进入下圆筒段82的内腔中，并推动撑开件4由下极限位置移动至上极限位置。
41.如图2所示，封堵球13用于在撑开件4移动到上极限位置后投入接管内并封堵开关滑套2的上端孔口，以使开关滑套2在药剂流体的压力作用下剪断所述剪切销钉10并下行。因此，如图2所示，开关滑套2还具有下行至与下接管3的底部抵触并封堵下过流孔31的第二设置状态，开关滑套2处于第二设置状态时，上接管1的内腔通过上过流孔11与待封堵油管9的内腔连通，以使药剂流体通过上过流孔11进入待封堵油管9的内腔中，实现循环冲洗操
作。
42.本实用新型中油管封堵和循环冲洗工具的工作原理是：
43.在对井下安全阀和油管内壁进行药剂循环解堵作业时，将连续油管通过螺纹与上接管1连接以组成工具管串，然后下放工具至目的深度。由于开关滑套2处于第一设置状态时封堵上过流孔11，此时开关滑套2的内腔通过下过流孔31与下圆筒段82的内腔连通，因此通过连续油管泵入药剂流体，药剂流体由上接管1流入开关滑套2，然后通过下过流孔31进入下圆筒段82的内腔中，并作用于撑开件4上，流体流动方向如图1所示，在流体压力的作用下，撑开件4由下极限位置移动至上极限位置，在撑开件4由下极限位置移动至上极限位置的过程中会将过渡连接段83和上圆筒段81撑开，且撑开件4处于上极限位置时使上圆筒段81与待封堵油管9的内壁紧贴，实现密封接触，从而对待封堵油管9进行封堵，如图2所示。
44.在撑开件4移动到上极限位置后，由于上限位凸台12的挡止作用，撑开件4停止移动，此时地面加注泵泵压会突然增加，由此判断待封堵油管9封堵完毕。
45.然后将封堵球13投入接管内并封堵开关滑套2的上端孔口，泵压逐渐增加，当泵压增加到一定值时，开关滑套2与上接管1之间的剪切销钉10被剪断，开关滑套2下行，直至开关滑套2移动至第二设置状态，如图2所示，此时开关滑套2封堵下过流孔31，上过流孔11被打开，上接管1的内腔通过上过流孔11与待封堵油管9的内腔连通，这时药剂流体就可以通过上过流孔11进入待封堵油管9的内腔中，进而返回至地面，实现对井下安全阀以及油管内壁的循环清洗，实现循环药剂清洗解堵的目的，流体流动方向如图2所示。冲洗结束后通过待封堵油管9对撑开件4进行打压，使撑开件4下移至下极限位置，然后起出工具即可。
46.在循环清洗过程中，由于待封堵油管9已经被封堵，因此井下安全阀阀板或卡簧处的异物能够得到有效的浸泡，解堵效果好。并且采用本实用新型的油管封堵和循环冲洗工具，一套工具既能实现封堵，又能实现循环清洗，无需下入其他工具，通过液压力作用即可实现对油管的封堵，大大降低了作业成本及作业时间。
47.本实用新型中油管封堵和循环冲洗工具的实施例2：与实施例1不同的是，当密封皮碗通过螺钉和垫板进行固定时，接管下端不设置定位柱，密封皮碗和垫板上也不设置定位孔。
48.本实用新型中油管封堵和循环冲洗工具的实施例3：与实施例1不同的是，不设置垫板，螺钉直接穿过密封皮碗进行固定。
49.本实用新型中油管封堵和循环冲洗工具的实施例4：与实施例1不同的是，密封皮碗粘接固定在接管底部。
50.本实用新型中油管封堵和循环冲洗工具的实施例5：与实施例1不同的是，无论密封皮碗如何固定，接管底部都不设置定位柱，当然密封皮碗上也不设置定位孔。
51.本实用新型中油管封堵和循环冲洗工具的实施例6：与实施例1不同的是，撑开件上不安装密封圈，撑开件的外周面直接与密封皮碗内壁接触。
52.本实用新型中油管封堵和循环冲洗工具的实施例7：与实施例1不同的是，撑开件整体都是柱状。
53.本实用新型中油管封堵和循环冲洗工具的实施例8：与实施例1不同的是，过渡连接段不是锥形，而是弧形或球形。
54.本实用新型中油管封堵和循环冲洗工具的实施例9：与实施例1不同的是，上圆筒
段的壁厚等于下圆筒段的壁厚。
55.本实用新型中油管封堵和循环冲洗工具的实施例10：与实施例1不同的是，接管是一体式接管，而撑开件是分体的，例如为左右两半式，以方便安装到接管上。
56.本实用新型中油管封堵和循环冲洗工具的实施例11：与实施例1不同的是，接管上端的连接结构是外螺纹。
57.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。