[实用新型]一种固井用球座碰压座组合工具

说明书

技术领域

本实用新型涉及油田或天然气开采用中的钻井工具领域，特别涉及一种井下作业中的固井用球座碰压座组合工具。

背景技术

随着石油天然气钻采技术发展，油田开发的复杂结构井越来越多，为了保证固井质量、降低固井成本，在固井作业中普遍使用分级箍、尾管悬挂器、管外封隔器和液压扶正器等工具。目前，这些工具通常为液压控制座封，因此需要在固井管柱上增加球座。固井过程中，先投球，封堵压力通道，使液压工具坐挂，再打落球座建立循环通道，投胶塞，进行正常固井施工。现有技术中这种采用的投球起压，再打滑套露出工具侧壁排液孔建立循环的形式，会造成固井后水泥浆从排液孔逆流，因此需要井口憋压候凝。此外，胶塞、碰压座和球座，增加了固井管柱的连接件，加剧固井风险。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中的固井用球座结构存在的问题，提供一种将球座与碰压座集成并便于与井下浮箍、浮鞋配合使用的固井用球座碰压座组合工具，以减化固井工具结构，并可防止固井后水泥逆流。

本实用新型的目的是这样实现的，一种固井用球座碰压座组合工具，包括接头本体，所述接头本体的上端和下端分别设有与钻井套管柱连接的接头螺纹，所述接头本体内固定设有中通的碰压座，所述碰压座与接头本体配合连接的周部设有密封圈，所述碰压座内通过剪切销钉连接有中通的球座，所述球座上端的内口设有与座封用的球表面密封配合的内锥面，所述球座与碰压座配合连接的周部设有密封圈，所述球座从碰压座打落后碰压座内通道通过胶塞组件密封，所述胶塞组件包括芯轴和芯轴上段外周密封用的胶塞，所述芯轴下段与碰压座内周配合连接，并且芯轴下段外壁上设有密封圈和用于防止芯轴和胶塞逆行卡簧，所述胶塞与碰压座上端的接头本体挤压密封，所述胶塞下侧的芯轴外设有与碰压座配合的导锥部，所述碰压座上对应设有内锥部。

本结构的固井用球座碰压座组合工具，将球座与碰压座设置于接头本体内，直接与套管柱连接，减化了固井管柱的结构，降低固井风险。工作中，接头本体的上端和下端通过管扣与套管柱连接，并且下侧的管柱上连接有浮箍浮鞋装置。固井使用中，先从井口向井内投球打压，球在自重和流体推动下，坐封于球座上，管柱内继续加压，达到液压固井工具预设工作压力，完成固定动作，然后再继续加压，剪断剪切销钉，球和球座落入浮箍；再从井口投入胶塞组件，并打压将胶塞组件推进至碰压座，使芯轴上的锥导部向下抵靠在碰压座的内锥面上，限制胶塞组件继续下行，并且塞胶与接头本体及套管柱内壁挤压密封将碰压座及管柱的内通管密封。同时，卡簧卡装于芯轴与碰压座之间，防止浮箍单流阀失效、水泥浆逆行引起的胶塞退行。

为进一步防止芯轴及胶塞在柱管内反流液压力的作用下逆行，所述芯轴下段设有用于安装密封圈的密封槽和用于安装卡簧的卡槽，所述卡簧在外力作用下可在卡槽内径向伸缩，所述碰压座上设有与卡簧对应限位槽，所述卡簧的外周呈下小上大的锥形。本结构的卡簧安装结构，当芯轴推进至碰压座并抵靠在内锥面时，卡簧正好卡装在卡槽和限位槽之间，当芯轴下端有逆向液压力推动芯轴时，单向锥形结构的卡簧正好卡固在限位槽内，可防止芯轴及整个胶塞组件逆行，从而保证胶塞稳定可靠的密封性能。

为进一步保证胶塞的密封性能，所述胶塞一体硫化于轴芯上段的外周和尾部，并且胶塞外周设有若干便于使胶塞从井口向井下推进的皮碗式倒齿，并且所述倒齿的外径尺寸从下向上逐个增大。

为进一步提高胶塞和芯轴连接的牢固性，所述芯轴与胶塞配合的外壁设有相互配合的矩形齿。

为防止球座落入浮箍浮鞋后，球座内的通道被堵，所述球座与碰压座配合连接的下侧侧壁的周向设有若干径向通槽，所述径向通槽沿轴向呈长腰形。

因此，本实用新型的固井用球座碰压座组合工具具有如下有益效果：1.球座与碰压座一体式设计，直接连接套管，减少了固井管柱零件数目，降低固井风险；2.简化管柱，无需球座接篮，避免了球座在浮箍、浮鞋中影响过流的风险；3.与浮箍、浮鞋配合使用，防止水泥浆逆行现象；4.避免了浮箍、浮鞋不密封时，因地层逆流液压力导致的胶塞退行现象；5.球座可以直接与套管柱连接，长度短，所有零部件结构紧凑，不影响固井施工；6.本结构的固井用球座碰压座组合工具也适用于普通胶塞碰压，由于球座下部连有浮箍、浮鞋，所以正常情况下普通胶塞也不会退行，胶塞端面与碰压座内锥面配合密封实现碰压。

附图说明

图1为本实用新型的固井用球座碰压座组合工具投球打压固井时的结构示意图。

图2为本实用新型的固井用球座碰压座组合工具内投入胶塞组件密封的结构示意图。