[发明专利]双级复合固井胶塞

说明书

技术领域

本发明涉及一种油气开发工程固井作业装置，尤其是涉及一种双级复合固井胶塞。

背景技术

常规固完井作业在下套管时预设浮箍（阻流环），浮箍以上为通径，注水泥作业结束后用来确定胶塞下行位置，当套管内的上胶塞被钻井液顶至回压凡尔处（或与下胶塞相遇），此时泵压会迅速升高，叫做“碰压”。现有胶塞多由橡胶和可钻性好的骨架材料硫化而成，碰压后建立人工井底，封隔固井泥浆和井内完井液。如2012年8月8日公开的中国发明专利申请《一种尾管固井胶塞复合碰压装置》（CN102628347A），该装置的钻杆胶塞包括固定螺帽、连接杆、小胶碗和碗座，固定螺帽、连接杆、碗座、导向头从上至下顺次螺纹连接，连接杆外套装有小胶碗，碗座外侧安装有卡块，卡块内侧安装有复位弹簧；尾管空芯胶塞包括空芯连接体、大胶碗和空芯导向碗座，空芯连接体设计成中空，空芯连接体内壁上设计有与卡块相匹配的卡块槽，空芯连接体下端与空芯导向碗座螺纹连接，空芯连接体外侧套装有大胶碗。

复合套管固井在解决复杂、低孔低渗储层特殊工艺井中的应用越来越广泛，套管内径上大下小，现有常规大直径胶塞不能满足施工需求，改进的小直径胶塞浮箍插头变小、胶塞翼变大，通过缩径（变径）位置时胶塞翼很容易被剪切破坏。不能将套管中的水泥浆刮削干净，且浮箍插头的居中效果不理想，直接影响碰压效果和后期作业。

发明内容

为了克服现有固井胶塞不能满足复合套管固井要求，胶塞翼容易被剪切破坏的不足，本发明提供一种双级复合固井胶塞。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：双级复合固井胶塞包括碰压胶塞、顶替胶塞，碰压胶塞固定安装在胶塞本体外圆的中部，胶塞本体内孔为通孔。碰压胶塞总成的本体内孔为上小下大的阶梯孔，下端小直径孔的上端面为限位面；胶塞本体的外圆为上大下小的阶梯轴，碰压胶塞安装在胶塞本体下端小直径轴上，胶塞本体的碰压胶塞下端依次固定安装有连接接头、浮箍插头；胶塞本体的上端轴颈上径向依次固定安装有连接套、定位套；定位套、连接套、胶塞本体由不等径剪钉径向固定；胶塞本体内孔的上端部为连接密封环；固定连接后的定位套、连接套、胶塞本体中的定位套坐在碰压胶塞总成本体的限位面上；碰压胶塞位于本体下部的内孔中。顶替胶塞总成的胶塞尾翼、顶替胶塞、锁紧件、连接插头由上至下依次固定连接；锁紧件的下端部外圆周上有插入密封环，插入密封环与碰压胶塞总成的胶塞本体上端部的连接密封环相配合固定连接。

碰压胶塞的碰压胶塞翼直径大于本体下端内孔直径。顶替胶塞的顶替胶塞翼为变径胶塞翼；顶替胶塞翼直径大于碰压胶塞翼直径。顶替胶塞的顶替胶塞翼直径尺寸至少有2个，由下至上按直径的大→小→大→小依次排列；顶替胶塞的相邻小直径顶替胶塞翼的数量为1个或1个以上。

浮箍插头的上端部固定安装有碰压密封环。

碰压胶塞总成的连接套的外径小于本体的最小内孔直径。不等径剪钉位于定位套、连接套之间的直径大于连接套、胶塞本体之间的直径；连接套与定位套的径向之间安装有锁块。

附图说明

图1是本发明双级复合固井胶塞的碰压胶塞总成结构示意图。

图2是本发明双级复合固井胶塞的顶替胶塞总成结构示意图。

图3是本发明双级复合固井胶塞组合后的示意图。

图中：1.本体，2.定位套，3.连接套，4.胶塞本体，5.碰压胶塞翼，6.连接接头，7.碰压密封环，8.浮箍插头，9.限位面，10.锁块，11.变径剪钉，12.连接密封环，13.胶塞尾翼，14.顶替胶塞翼，15.锁紧件，16.插入密封环，17.连接插头，18.碰压胶塞，19.顶替胶塞。

具体实施方式

下面结合附图1～附图3和实施例对本发明作进一步说明。但是，本领域技术人员应该知晓的是，本发明不限于所列出的具体实施方式，只要符合本发明的精神，都应该包括于本发明的保护范围内。

本发明双级复合固井胶塞包括碰压胶塞总成、顶替胶塞总成。

参见附图1。碰压胶塞总成的本体1内孔为上小下大的阶梯孔，阶梯孔的台阶为限位面9。

碰压胶塞总成的胶塞本体4外圆为上大下小的阶梯轴，碰压胶塞18固定安装在胶塞本体外圆小直径轴上；胶塞本体4的碰压胶塞18下端依次固定安装有连接接头6、浮箍插头8，将碰压胶塞18轴向固定。胶塞本体4内孔为通孔，内孔的上端部为连接密封环12。浮箍插头8的外圆上有碰压密封环7。