[发明专利]一种尾管固井用球座式胶塞系统

说明书

技术领域

本发明属于石油天然气工程中的固井领域，具体涉及一种尾管固井用球座式胶塞系统。

背景技术

随着石油工业的发展和油田的开发、大位移井越来越多。如何保证这些复杂井的尾管固井质量，是现场作业者面临的一大难题。

目前，国内尾管固井工具通常为液压尾管悬挂器。在固井过程中，为了封堵压力通道，产生液压力坐挂悬挂器，需要进行投球作业。而在球落入球座的过程中，由于球在管柱内下落时可能产生碰撞而影响密封效果。另外，球下落距离的长短也直接影响固井作业时间。而目前常规的尾管固井工艺在固井管串排列上，通常是把球座的位置设计在尾管底部。因此，随着深井、超深井的深度的不断延长，球下落的时间和距离也越来越长。而在下落过程中球和管串的碰撞次数也越来越多，密封效果受到很大影响。

在大位移井中，由于球座安放于管串底部，球在从井口落下时，不但要经过直井段，同样还要经过斜井段，甚至是水平段，这就加大了球下落时的风险系数。更有甚者，投几个球都落不到球座位置，无法形成密封，因而造成固井作业失败。

在固井作业中，注完水泥后用钻杆胶塞替浆，钻杆胶塞替出钻具后和尾管胶塞复合，复合后液压力剪脱尾管胶塞一起下行，下落到尾管底部球座处。在尾管胶塞和钻杆胶塞复合时，目前常用的工作方式是钻杆胶塞卡进尾管胶塞后锁紧，成为一体后下落。在固井后钻除时由于无防转机构而使钻除时间增加。钻除效率极低，有时还需要更换钻头后重新下钻，造成了时间和资源上的浪费。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种尾管固井用球座式胶塞系统，减少球的下落时间，解决大位移井中憋压球过尾管底部造斜段或稳斜段时容易粘卡的难题，减少附件钻除时间。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种尾管固井用球座式胶塞系统，包括钻杆胶塞、尾管胶塞和承托座4，钻杆胶塞在替浆时从井口投入，而尾管胶塞安放于送入工具下方，承托座4位于尾管底部，其特征在于：

所述尾管胶塞为球座式尾管胶塞，其底部装有底端为弹性收口结构的膨胀球座13。

所述的尾管胶塞从上至下依次包括上接头5、挡块6、芯体7、尾管胶塞皮碗8、挡圈9、滑套10、连接体11、剪钉12、膨胀球座13和防转卡簧14；其中，

所述的上接头5和送入工具相连接；所述膨胀球座13顶端的外壁固定在连接体11的下部内，且在连接体11的下部外壁上装有防转卡簧14作为尾管胶塞的锁紧机构。

所述芯体7为中空结构，所述芯体7的上端通过挡块6固定在上接头5的下部，下端通过螺纹连接到连接体11内。

在芯体7内套装有滑套10，所述滑套10通过下部外壁上的一组剪钉12固定在连接体11的上部内壁。

在所述上接头5和芯体7的重叠处的上接头5上和芯体7上分别开有挡块槽和挡块孔，所述挡块6置于所述挡块孔中、一端抵在滑套10上、另一端卡入挡块槽中。

在所述上接头5和连接体11之间的芯体7的外表面上硫化有尾管胶塞皮碗8，在相邻两个尾管胶塞皮碗8之间装有挡圈9。

在所述滑套10上端的内孔中加工有肋条。

所述钻杆胶塞包括钻杆胶塞硫化皮碗1、钻杆胶塞本体2和防退卡簧3；其中，

在所述的钻杆胶塞本体2下部的导向位置处设有防退卡簧3；

在所述的钻杆胶塞本体2上最大外圆处加工有肋条作为钻杆胶塞的防转机构。

所述的尾管胶塞下部设有尾管胶塞防转机构16；

所述尾管胶塞防转机构16为外圆上的斜向凸出的肋条；

所述承托座4的内孔中设有承托座防转机构17和承托座锁紧机构18；

所述承托座防转机构17为内孔里的斜向凸出的肋条；

所述承托座锁紧机构18为卡簧槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)应用本发明中的球座式胶塞系统，能够使球座位置上移到尾管串顶部，使球不经过整个尾管串即可到达球座实现憋压，减少了球的下落时间，减少了球在下落中和尾管串的碰撞次数，解决了大位移井中憋压球过尾管底部造斜段或稳斜段时容易粘卡的难题，保护了球体，提高了密封效果，同时也节省了固井作业时间；

(2)尾管胶塞和钻杆胶塞之间、尾管胶塞和承托座之间都具有锁紧机构，在钻除作业时能有效地防止胶塞转动，减少钻除时间，和无防转机构的附件相比可节约钻时20-50％左右，大大降低了固井成本；