一种带压作业用油管堵塞器

摘要

本发明属于油气田开发技术领域，公开了一种带压作业用油管堵塞器，包括芯轴，芯轴上套设有固定筒、过渡筒和胶筒，工作筒滑动套设在固定筒和过渡筒上，卡瓦安装在过渡筒上，且卡瓦与工作筒抵接；芯轴内设有泵体和单向阀，单向阀与胶筒连通，芯轴的侧壁上设有通孔，通孔与工作筒和芯轴之间的环空连通。本发明所提供的一种带压作业用油管堵塞器，采用液压坐封并依靠单向阀和调节阀维持压力，堵塞器受井下环境影响较小，坐封可靠性高；可根据井下压力控制坐封压力，封堵效果好，适用于高压气井。通过微波通讯建立井下与地面的联系，地面控制台既可控制堵塞器液压坐封，也可调节坐封压力来完成二次坐封。

权利要求

1.一种带压作业用油管堵塞器，其特征在于：包括芯轴，芯轴上套设有固定筒（5）、过渡筒（6）和胶筒（7），工作筒（8）滑动套设在固定筒（5）和过渡筒（6）上，卡瓦（9）安装在过渡筒（6）上，且卡瓦（9）与工作筒（8）抵接；芯轴内设有泵体和单向阀，单向阀与胶筒（7）连通，芯轴的侧壁上设有通孔（13），通孔（13）与工作筒（8）和芯轴之间的环空连通；单向阀包括阀道（10），阀道（10）内设有第一弹簧（11）和球阀体（12），第一弹簧（11）与球阀体（12）抵接，球阀体（12）与阀道（10）的入口端的内壁接触；处理器包括微波通讯单元、信息存储单元、处理单元和电池组，处理单元分别与微波通讯单元、信息存储单元和泵体电性连接；工作筒（8）和芯轴之间的环空内设有调节阀（14）；

所述芯轴包括上接头（1）、连接块（2）、支撑块（3）和下接头（4），上接头（1）与过渡筒（6）的上端相连，过渡筒（6）的下端与连接块（2）相连，连接块（2）与下接头（4）相连，支撑块（3）设于下接头（4）内，单向阀设于支撑块（3）内，胶筒（7）安装在连接块（2）上，连接块（2）上设有两端分别与单向阀和胶筒（7）连通的小孔；泵体包括第一泵体（15）和第二泵体（18），第一泵体（15）安装在上接头（1）内，第二泵体（18）安装在下接头（4）内；

或者，所述芯轴包括上接头（1）、连接块（2）、支撑块（3）和下接头（4），上接头（1）与连接块（2）的上端相连，连接块（2）的下端与下接头（4）相连，支撑块（3）设于上接头（1）内；单向阀设于支撑块（3）内，胶筒（7）安装在连接块（2）上，连接块（2）上设有两端分别与单向阀和胶筒（7）连通的小孔。

2.根据权利要求1所述的油管堵塞器，其特征在于：所述泵体与处理器电性连接，芯轴内设有定位块，泵体安装在定位块上。

3.根据权利要求1所述的油管堵塞器，其特征在于：所述上接头（1）内设有第一定位块（16）和第一处理器（17），下接头（4）内设有第二定位块（19）和第二处理器（20），第一处理器（17）与过渡筒（6）螺纹连接，第二处理器（20）与下接头（4）螺纹连接；第一泵体（15）安装在第一定位块（16）上，第二泵体（18）安装在第二定位块（19）上。

4.根据权利要求1所述的油管堵塞器，其特征在于：所述上接头（1）与固定筒（5）之间、上接头（1）与过渡筒（6）之间、连接块（2）与过渡筒（6）之间以及过渡筒（6）与下接头（4）之间均为螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的油管堵塞器，其特征在于：所述卡瓦（9）通过铰轴与过渡筒（6）转动连接，卡瓦（9）和过渡筒（6）之间设有第二弹簧（21）。

说明书

一种带压作业用油管堵塞器

技术领域

[0001] 本发明属于油气田开发技术领域，具体涉及一种带压作业用油管堵塞器。

背景技术

[0002] 在油气井修井过程中，过去常采用压井方式来避免井喷，即通过注入压井液来平衡井底压力。但压井作业不仅会污染环境，而且压井液会侵入产层，造成产层封堵，降低产
油量，因此目前常采用带压作业。对于高压气井来说，带压作业可避免使用压井液，最大限
度的保护产层，也可避免由于井底气体上升堆积而导致的井口压力过高，大大减少了气井
井喷的风险，提高了作业的安全性。带压作业需保证油管内部通道封堵，防止发生井喷。尤
其是对于气井，天然气具有密度低，易燃易爆的的物理特性，与油井相比更易发生井喷，内
部封堵质量显得尤为重要。

[0003] 为封堵油管内部，带压作业常常使用油管堵塞器，油管堵塞器的坐封质量是带压作业的关键。在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：在带压作业
中，使用的堵塞器多为机械丢手式堵塞器，其坐封压力固定且无法监测井下压力变化，坐封
质量无法保证；堵塞器使用过程中易发生卡死和提前坐封等问题；若出现井下堵塞器坐封
不良，处理时需再次投捞堵塞器，这对于井队作业中来说，不仅耗时耗力，而且存在安全隐
患。

发明内容

[0004] 本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。为此，本发明目的在于提供一种带压作业用油管堵塞器。

[0005] 本发明所采用的技术方案为：

[0006] 一种带压作业用油管堵塞器，包括芯轴，芯轴上套设有固定筒、过渡筒和胶筒，工作筒滑动套设在固定筒和过渡筒上，卡瓦安装在过渡筒上，且卡瓦与工作筒抵接；芯轴内设
有泵体和单向阀，单向阀与胶筒连通，芯轴的侧壁上设有通孔，通孔与工作筒和芯轴之间的
环空连通。

[0007] 优选地，所述单向阀包括阀道，阀道内设有第一弹簧和球阀体，第一弹簧与球阀体抵接，球阀体与阀道的入口端的内壁接触。

[0008] 优选地，所述泵体与处理器电性连接，芯轴内设有定位块，泵体安装在定位块上。

[0009] 优选地，所述处理器包括微波通讯单元、信息存储单元、处理单元和电池组，处理单元分别与微波通讯单元、信息存储单元和泵体电性连接。

[0010] 优选地，所述芯轴包括上接头、连接块、支撑块和下接头，上接头与过渡筒的上端相连，过渡筒的下端与连接块相连，连接块与下接头相连，支撑块设于下接头内，单向阀设
于支撑块内，胶筒安装在连接块上，连接块上设有两端分别与单向阀和胶筒连通的小孔；泵
体包括第一泵体和第二泵体，第一泵体安装在上接头内，第二泵体安装在下接头内。

[0011] 优选地，所述上接头内设有第一定位块和第一处理器，下接头内设有第二定位块和第二处理器，第一处理器与过渡筒螺纹连接，第二处理器与下接头螺纹连接；第一泵体安
装在第一定位块上，第二泵体安装在第二定位块上。

[0012] 优选地，所述上接头与固定筒之间、上接头与过渡筒之间、连接块与过渡筒之间以及过渡筒与下接头之间均为螺纹连接。

[0013] 优选地，所述芯轴包括上接头、连接块、支撑块和下接头，上接头与连接块的上端相连，连接块的下端与下接头相连，支撑块设于上接头内；单向阀设于支撑块内，胶筒安装
在连接块上，连接块上设有两端分别与单向阀和胶筒连通的小孔。

[0014] 优选地，所述卡瓦通过铰轴与过渡筒转动连接，卡瓦和过渡筒之间设有第二弹簧。

[0015] 优选地，所述工作筒和芯轴之间的环空内设有调节阀。

[0016] 本发明的有益效果为：

[0017] 本发明所提供的一种带压作业用油管堵塞器，采用液压坐封并依靠单向阀和调节阀维持压力，堵塞器受井下环境影响较小，坐封可靠性高；可根据井下压力控制坐封压力，
封堵效果好，适用于高压气井。通过微波通讯建立井下与地面的联系，地面控制台既可控制
堵塞器液压坐封，也可调节坐封压力来完成二次坐封。

[0018] 在地面控制台控制堵塞器坐封压力，保证堵塞器的坐封质量，可避免传统堵塞器易造成的堵塞器卡死和提前坐封等问题，提高了坐封效率；堵塞器封堵质量不佳时，可从地
面控制堵塞器内部压力来进行二次坐封，不需要再次投捞。

附图说明

[0019] 图1是本发明实施例一中带压作业用油管堵塞器的剖视图。

[0020] 图2是图1中A部分的放大图。

[0021] 图3是本发明实施例二中带压作业用油管堵塞器的剖视图。

[0022] 图4是本发明处理器的工作原理图。

[0023] 图中：1‑上接头；2‑连接块；3‑支撑块；4‑下接头；5‑固定筒；6‑过渡筒；7‑胶筒；8‑工作筒；9‑卡瓦；10‑阀道；11‑第一弹簧；12‑球阀体；13‑通孔；14‑调节阀；15‑第一泵体；16‑
第一定位块；17‑第一处理器；18‑第二泵体；19‑第二定位块；20‑第二处理器；21‑第二弹簧；
22‑密封圈。

具体实施方式

[0024] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。通常在
此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

[0025] 在本发明实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域
技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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
为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示
相对重要性。

[0026] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机
械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元
件内部的连通。

[0027] 实施例一

[0028] 如图1和图2所示，本实施例的一种带压作业用油管堵塞器，包括芯轴、固定筒5、过渡筒6、胶筒7、工作筒8、卡瓦9、泵体、单向阀和处理器，芯轴包括上接头1、连接块2、支撑块3
和下接头4，固定筒5套设在上接头1的上部，上接头1的下端与过渡筒6的上端相连，过渡筒6
的下端与连接块2相连，连接块2与下接头4相连，支撑块3设于下接头4内，单向阀设于支撑
块3内，胶筒7安装在连接块2上，且胶筒7受到过渡筒6和下接头4挡肩的挤压；连接块2上设
有两端分别与单向阀和胶筒7连通的小孔。

[0029] 泵体的数量为二，两个泵体分别为第一泵体15和第二泵体18，单向阀包括阀道10、第一弹簧11和球阀体12，阀道10为支撑块3内开设的通孔，第一弹簧11和球阀体12设于阀道
10内，第一弹簧11与球阀体12抵接，第二泵体18安装在下接头4内，且第二泵体18与阀道10
的入口端相对，阀道10的入口端为一圆台形孔，圆台形孔的较小端靠近第二泵体18设置；球
阀体12与圆台形孔的内壁接触，保持密封。

[0030] 工作筒8滑动套设在固定筒5和过渡筒6上，且工作筒8和固定筒5之间设有密封圈22，工作筒8和过渡筒6之间也设有密封圈。第一泵体15安装在上接头1内，上接头1的侧壁上
设有通孔13，通孔13与工作筒8和上接头1之间的环空连通，上述环空具体为上接头1的外
壁、工作筒8的内壁、固定筒5的下端和过渡筒6的上端围成的环形空间，环空内设有调节阀
14。

[0031] 卡瓦9通过铰轴与过渡筒6转动连接，卡瓦9和过渡筒6之间设有第二弹簧21，且卡瓦9与工作筒8抵接。

[0032] 处理器的数量为二，两个处理器分别为第一处理器17和第二处理器20；上接头1内设有第一定位块16和第一处理器17，第一泵体15安装在第一定位块16上，第一处理器17的
箱体与过渡筒6螺纹连接，第一泵体15与第一处理器17电性连接。

[0033] 下接头4内设有第二定位块19和第二处理器20，第二泵体18安装在第二定位块19上，第二处理器20的箱体与下接头4螺纹连接；第二泵体18与第二处理器20电性连接。

[0034] 上接头1与固定筒5之间、上接头1与过渡筒6之间、连接块2与过渡筒6之间以及过渡筒6与下接头4之间均为螺纹连接。

[0035] 第一泵体15和第二泵体18均采用微型泵，如图4所示，处理器包括微波通讯单元、信息存储单元、处理单元和电池组，处理单元分别与微波通讯单元、信息存储单元和泵体电
性连接。微波通讯单元可通过预先在油管内部设置的微波中转器与地面控制台进行微波信
息交流；处理单元可对收到的数据和指令进行处理，开启电池组调节微型泵的压力；井下传
感器回传的数据存储于信息存储单元，处理单元读取存储的数据并通过微波通讯单元将数
据转化为微波信号，信号经过中间的微波中转器最终返回至地面控制台。

[0036] 本实施例中的带压作业用油管堵塞器工作时，地面控制台将指令转化成微波信号发送至井下，信号经过油管内部的微波中转器传递至处理器的微波通讯单元。收到指令后，
处理单元分别打开内部电池组并调节第一泵体15和第二泵体18的压力。第一泵体15的泵入
压力通过通孔13进入工作筒8和上接头1之间的环空，通过调节阀14后推压工作筒8，工作筒
8受力推动卡瓦9张开完成堵塞器的锚定。当第二泵体18的泵入压力超过第一弹簧11的推力
时，球阀体12打开，压力经由阀道10进入胶筒7内腔，促使胶筒7膨胀完成坐封。工作过程，井
下传感器收集的数据存储于处理器的信息存储单元中，数据经过处理单元处理后，通过微
波通讯单元将井下数据发送出去，经过中间的微波中转器最终传回地面。

[0037] 实施例二

[0038] 如图3所示，本实施例的一种带压作业用油管堵塞器与实施例一中的油管堵塞器的结构类似，区别在于，本实施例的油管堵塞器的泵体只设置一个，为第一泵体15；处理器
也只设置一个，为第一处理器17；芯轴包括上接头1、连接块2、支撑块3和下接头4，上接头1
与连接块2的上端相连，连接块2的下端与下接头4相连，支撑块3设于上接头1内；单向阀设
于支撑块3内，胶筒7安装在连接块2上，连接块2上设有两端分别与单向阀和胶筒7连通的小
孔。第一泵体15设置在支撑块3上，第一处理器17的箱体与上接头1螺纹连接。通孔13贯穿支
撑块3的侧壁和上接头1的侧壁与工作筒8和上接头1之间的环空连通。

[0039] 本实施例中的带压作业用油管堵塞器工作时，地面控制台的微波信号通过微波中转器传递到第一处理器17的微波通讯单元。收到指令后，第一处理器17的处理单元启动第
一泵体15并调节压力。操作时，需先调节至锚定压力。泵入压力通过通孔13进入工作筒8和
上接头1之间的环空中，通过调节阀14后推压工作筒8，促使卡瓦9张开完成堵塞器的锚定。
锚定后根据井下压力，将压力增至可靠的坐封压力，压力通过阀道10、第一弹簧11和球阀体
12组成的单向阀，最终进入胶筒7内腔，促使胶筒7膨胀坐封。

[0040] 本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内
的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。