利用压差用桥塞座封工具工作的方法及所用桥塞座封工具

摘要

本发明涉及一种利用压差用桥塞座封工具工作的方法及所用桥塞座封工具，座封桥塞时，从地面通过电缆通电，打开电磁阀或破裂盘破裂，打开进液孔，或开启时钟带动上心轴移动，环空液体进入工具内与空气腔之间的压差驱动活塞上行，座封桥塞，活塞继续上行直至与桥塞实现丢手。桥塞座封工具有电磁阀控制式、破裂盘控制式、时钟控制式三种，由相互螺纹连接的电缆连接接头、上接头、上外筒、中外筒、下外筒、调节螺母、推杆和桥塞连接接头及内装的电磁阀及接触开关、上心轴、活塞及上、下活塞杆和桥塞连接接头等组成。本发明的桥塞座封过程平稳，震动小，在与射孔进行联作时，保护射孔器材不会被震坏；桥塞丢手时，触动接触开关，使导线断路，地面显示明显。

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种油水井用下桥塞方法及所用的桥塞座封工具。特别是用电 磁阀控制、破裂盘控制、时钟控制的液压座封方法和座封工具。

背景技术

桥塞用于油气井封层，具有施工工序少、周期短、卡封位置准确的特点，分为 永久式桥塞和可取式桥塞两种。其工作原理是：利用电缆或管柱将其输送到井筒预 定位置，通过火药爆破、液压座封或者机械座封工具产生的压力作用于上卡瓦，拉 力作用于张力棒，通过上下锥体对密封胶筒施以上压下拉两个力，当拉力达到一定 值时，张力棒断裂，座封工具与桥塞脱离。此时桥塞中心管上的锁紧装置发挥效能， 上下卡瓦破碎并镶嵌在套管内壁上，胶筒膨胀并密封，完成座封。

传统的电缆桥塞座封采用电点火，火药在座封工具内爆燃产生高压气体作为座 封桥塞的动力，其存在以下不足：震动较大；当桥塞作业与射孔联作时，可能损坏 射孔器材；涉及火工品的使用，存在一定的危险性。因此，需要开发无火药、低震 动电缆桥塞座封工具及施工工艺。

发明内容

本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种结构简单、操作方便，能在油、 气、水井中使用，座封可靠的利用压差用电磁阀控制式、破裂盘控制式、时钟控制 式桥塞座封的方法及所用座封工具。

本发明目的的实现方式为，利用压差用桥塞座封工具座封的方法，具体步骤如 下：

1)打开桥塞座封工具油腔通道，环空液体从桥塞座封工具进液口进入桥塞座 封工具的中外筒和下外筒内，

2)进来的液体与空气腔之间的压差驱动活塞上行，活塞向上运动带动桥塞连 接接头向上运动，桥塞连接接头与桥塞的中心杆相连，桥塞中心杆上行压缩桥塞座 封件使桥塞座封，

3)桥塞座封后活塞继续上行直至桥塞连接接头与桥塞中心杆脱离，实现桥塞 丢手，

4)实现桥塞丢手后，触动接触开关，接触开关与地面的控制面板上有导线连接， 地面根据控制导线通断来判断丢手是否成功。

利用压差用桥塞座封工具座封的电磁阀控制式桥塞座封工具，电磁阀控制式桥 塞座封工具，上接头一端与电缆连接接头螺纹连接，一端与上外筒螺纹连接，中外 筒一端与上外筒螺纹连接，一端与下外筒螺纹连接，下外筒与螺母、推杆螺纹连接， 连接处有O形密封圈，中、下外筒有进液口一、二，上外筒有进气口，电磁阀通过 电缆连接接头固定于上接头内，接触开关位于上接头内，活塞位于上外筒内腔，上 心轴穿过活塞塞体，端头顶住电磁阀的弹簧，活塞的上活塞杆位于下外筒内，下活 塞杆位于下外筒和推杆内，下活塞杆杆头接桥塞连接接头，桥塞与推杆、桥塞连接 接头相连接。

利用压差用桥塞座封工具座封的破裂盘控制式桥塞座封工具，破裂盘控制式桥 塞座封工具的上接头一端与电缆连接接头螺纹连接，一端与上外筒螺纹连接，中外 筒一端与上外筒螺纹连接，一端与下外筒螺纹连接，下外筒与螺母、推杆螺纹连接， 连接处有O形密封圈，破裂盘与上外筒端面处螺纹连接，中外筒、下外筒有进液口 一、进液口二，上外筒有进气口。

接触开关位于上接头内，活塞位于上外筒内腔，上心轴穿过活塞塞体，端头 顶住上接头的弹簧，活塞的上活塞杆位于下外筒内，下活塞杆位于下外筒和推杆 内，下活塞杆杆头接桥塞连接接头，桥塞与推杆、桥塞连接接头相连接。

利用压差用桥塞座封工具座封的时钟控制式桥塞座封工具，时钟控制式桥塞座 封工具的上接头一端与电缆连接接头螺纹连接，一端与上外筒螺纹连接，中外筒一 端与上外筒螺纹连接，一端与下外筒螺纹连接，下外筒与螺母、推杆螺纹连接，连 接处有O形密封圈，中外筒、下外筒有进液口一、进液口二，上外筒有进气口。

接触开关位于上接头内，活塞位于上外筒内腔，上心轴穿过活塞塞体，端头 与时钟螺纹连接，活塞的上活塞杆位于下外筒内，下活塞杆位于下外筒和推杆内， 下活塞杆杆头接桥塞连接接头，桥塞与推杆、桥塞连接接头相连接。

采用本发明，由于座封工具中通过电磁阀、破裂盘、时钟打开的通道比较狭窄， 限制了环空流体从进液口进入工具的速度，使得桥塞座封过程较为平稳，从而克服 火药爆燃式座封工具震动大的缺陷，在与射孔进行联作时保护射孔器材不会被震坏。 工具中的控制线在活塞运动到极限位置，实现桥塞丢手时，会触动一个接触开关， 接触开关与地面的控制面板上有导线连接，地面可以根据控制导线通断来判断丢手 是否成功。

本发明的工具结构简单、操作方便。本发明可广泛地应用到油、气、水井，特 别是油田油井的桥塞施工中。

附图说明

图1为本发明的电磁阀控制式桥塞座封工具的初始工作状态结构示意图，

图2为本发明的电磁阀控制式桥塞座封工具的最终工作状态结构示意图，

图3为本发明的破裂盘控制式桥塞座封工具的初始工作状态结构示意图，

图4为本发明的破裂盘控制式桥塞座封工具的最终工作状态结构示意图，

图5为本发明的时钟控制式桥塞座封工具的初始工作状态结构示意图，

图6为本发明的时钟控制式桥塞座封工具的最终工作状态结构示意图。

具体实施方式

利用压差使用桥塞座封工具座封的方法，具体步骤如下：

1)打开桥塞座封工具油腔通道，环空液体从桥塞座封工具进液口进入桥塞座 封工具的中外筒和下外筒内，

2)进来的液体与空气腔之间的压差驱动活塞上行，活塞向上运动带动桥塞连 接接头向上运动，桥塞连接接头与桥塞的中心杆相连，桥塞中心杆上行压缩桥塞座 封件使桥塞座封，

3)桥塞座封后活塞继续上行直至桥塞连接接头与桥塞中心杆脱离，实现桥塞 丢手，

4)实现桥塞丢手后，触动接触开关，接触开关与地面的控制面板上有导线连接， 地面根据控制导线通断来判断丢手是否成功。

打开桥塞座封工具油腔通道，让环空液体从桥塞座封工具进液口进入桥塞座封 工具的中外筒和下外筒内的方法根据座封工具不同而不同。

对于电磁阀控制式桥塞座封工具，从地面通过电缆对电磁阀控制式桥塞座封工 具通电，打开电磁阀，电磁阀的吸力使上心轴动并打开油腔通道，油腔通道打开后 环空液体从进液口分别进入电磁阀控制式桥塞座封工具的中外筒和下外筒内。

对于破裂盘控制式桥塞座封工具，从地面通过环空对破裂盘控制式桥塞座封工 具加压，环空压力达到破裂盘的极限值后，破裂盘通道打开，打开破裂盘压力通道 后环空液体从进液口分别进入破裂盘控制式桥塞座封工具的中外筒和下外筒内。

对于时钟控制式桥塞座封工具，从地面通过电缆对时钟控制式桥塞座封工具通 电，启动时钟，时钟的发条利用螺纹带动上心轴移动，上心轴移动打开油腔通道， 油腔通道打开后环空液体从进液口分别进入时钟控制式桥塞座封工具的中外筒和下 外筒内。

下面参照附图详述本发明。

参照图1、2，本发明的电磁阀控制式桥塞座封工具的上接头2一端与电缆连接 接头1螺纹连接，一端与上外筒5螺纹连接，中外筒8一端与上外筒5螺纹连接，一 端与下外筒10螺纹连接，下外筒10与螺母12、推杆13螺纹连接，连接处有O形密 封圈。中外筒8、下外筒10有进液口一18、进液口二19，上外筒5有进气口17。

电磁阀3通过电缆连接接头1固定于上接头2内，接触开关4、活塞7位于上 外筒5内腔，上心轴6穿过活塞7塞体，端头顶住电磁阀的弹簧3，活塞的上活塞 杆9位于下外筒10内，下活塞杆11位于下外筒10和推杆13内，下活塞杆杆头接 桥塞连接接头14，桥塞15与推杆13、桥塞连接接头14相连接。

为防止接合处漏液体，在上接头2和上外筒5、活塞7、中外筒8、上活塞杆9、 下外筒10、下活塞杆11结合部有O形密封圈。

采用电磁阀控制式桥塞座封工具座封时，从地面通过电缆16通电，打开电磁阀 3，电磁阀的吸力使上心轴6动，并打开油腔通道，油腔通道打开后环空液体从进液 口一18、二19分别进入中外筒8和下外筒10内，进来的液体与空气腔之间的压差 驱动活塞7上行，活塞向上运动带动桥塞连接接头14向上运动，桥塞连接接头与桥 塞15的中心杆相连，桥塞中心杆上行压缩桥塞座封件使桥塞座封。桥塞座封后活塞 继续上行直至桥塞连接接头与桥塞中心杆脱离，实现桥塞丢手。

因工具中电磁阀打开的通道比较狭窄，限制了环空流体从进液口进入工具的速 度，使桥塞座封过程较为平稳，从而克服火药爆燃式座封工具震动大的缺陷，在与射 孔进行联作时保护射孔器材不会被震坏；控制线在活塞运动到极限位置，实现桥塞丢 手时，会触动一个接触开关，使导线断路，地面可以根据控制导线通断来判断丢手是 否成功，操作方便。

参照图3、4，本发明的破裂盘控制式桥塞座封工具的上接头2一端与电缆连接 接头1螺纹连接，一端与上外筒5螺纹连接，中外筒8一端与上外筒5螺纹连接，一 端与下外筒10螺纹连接，下外筒10与螺母12、推杆13螺纹连接，连接处有O形密 封圈。破裂盘20与上外筒5端面处螺纹连接，中外筒8、下外筒10有进液口一18、 进液口二19，上外筒5有进气口17。

接触开关4位于上接头2内，活塞7位于上外筒5内腔，上心轴6穿过活塞7 塞体，端头顶住上接头内的弹簧3，活塞的上活塞杆9位于下外筒10内，下活塞杆 11位于下外筒10和推杆13内，下活塞杆杆头接桥塞连接接头14，桥塞15与推杆 13、桥塞连接接头14相连接。

采用破裂盘控制式桥塞座封工具座封时，从地面通过电缆16通电，从地面施加 环空压力，环空压力达到破裂盘的极限值后，打开破裂盘压力通道，破裂盘压力通道 打开后环空液体从进液口一18、进液口二19分别进入破裂盘控制式桥塞座封工具的 中外筒8和下外筒内10，进来的液体与空气腔之间的压差驱动活塞7上行，活塞向 上运动带动桥塞连接接头14向上运动，桥塞连接接头与桥塞15的中心杆相连，桥塞 中心杆上行压缩桥塞座封件使桥塞座封。桥塞座封后活塞继续上行直至桥塞连接接头 与桥塞中心杆脱离，实现桥塞丢手。

因工具中破裂盘打开的通道比较狭窄，限制了环空流体从进液口进入工具的速 度，使桥塞座封过程较为平稳，从而克服火药爆燃式座封工具震动大的缺陷，在与射 孔进行联作时保护射孔器材不会被震坏；控制线在活塞运动到极限位置，实现桥塞丢 手时，会触动一个接触开关，使导线断路，地面可以根据控制导线通断来判断丢手是 否成功，操作方便。

参照图5、6，本发明的时钟控制式桥塞座封工具的上接头2一端与电缆连接接 头1螺纹连接，一端与上外筒5螺纹连接，中外筒8一端与上外筒5螺纹连接，一端 与下外筒10螺纹连接，下外筒10与螺母12、推杆13螺纹连接，连接处有O形密封 圈。中外筒8、下外筒10有进液口一18、进液口二19，上外筒5有进气口17。

接触开关4位于上接头2内，活塞7位于上外筒5内腔，上心轴6穿过活塞7 塞体，端头与时钟22螺纹连接，活塞的上活塞杆9位于下外筒10内，下活塞杆11 位于下外筒10和推杆13内，下活塞杆杆头接桥塞连接接头14，桥塞15与推杆13、 桥塞连接接头14相连接。

为防止接合处漏液体，在上接头2和上外筒5、活塞7、中外筒8、上活塞杆9、 下外筒10、下活塞杆11结合部有O形密封圈。

采用时钟控制式桥塞座封工具座封时，从地面通过电缆16通电，启动时钟22， 时钟利用螺纹带动上心轴6移动，上心轴6移动打开油腔通道，油腔通道打开后环空 液体从进液口一18、二19分别进入中外筒8和下外筒10内，进来的液体与空气腔 之间的压差驱动活塞7上行，活塞向上运动带动桥塞连接接头14向上运动，桥塞连 接接头与桥塞15的中心杆相连，桥塞中心杆上行压缩桥塞座封件使桥塞座封。桥塞 座封后活塞继续上行直至桥塞连接接头与桥塞中心杆脱离，实现桥塞丢手。

因工具中时钟打开的通道比较狭窄，限制了环空流体从进液口进入工具的速度， 使桥塞座封过程较为平稳，从而克服火药爆燃式座封工具震动大的缺陷，在与射孔进 行联作时保护射孔器材不会被震坏；控制线在活塞运动到极限位置，实现桥塞丢手时， 会触动一个接触开关，使导线断路，地面可以根据控制导线通断来判断丢手是否成功， 操作方便。