CN104179474A - 固井球座 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油天然气工程中的固井领域，公开了固井球座，包括球座主体和球篮座，球座主体包括剪切座，用于与外部球体配合以进行蹩压；球篮座与球座主体连接，以使两者保持相对固定，球篮座设有容置槽，用于容置蹩压断裂后的剪切座。与现有技术相比，因为在固井球座上设置有球篮座，该球篮座设有容置槽，剪切座在蹩压断裂后落入球篮座的容置槽内，可以有效防止剪切座跌落到浮箍并对浮箍造成损伤，从而提高了浮箍在施工过程中的安全使用系数，保证了固井施工的质量。

Description

固井球座

技术领域

本发明涉及石油天然气工程中的固井领域，尤其涉及一种固井球座。

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，需要进行投球蹩压作业。而固井球座作为外部球体的落座短节，其性能直接影响到整个尾管固井的质量。现有常规的尾管固井工艺在固井管串排列上，通常是把固井球座的位置设计在尾管串的底部。

其中，尾管固井工艺的管柱配置沿井臂自上而下依次是：送入工具、悬挂器、尾管串、固井球座、浮箍和浮鞋。固井球座安装于尾管串的底部，作为尾管固井的压力系统，其随着尾管工具入井，并下于浮箍、浮鞋的上部。固井球座内部设有剪切座，该剪切座用于与外部球体配合以进行蹩压。

在固井作业中，固井球座内部的剪切座在蹩压后断裂，断裂后的剪切座在自身重力的作用下往下跌落，并落于浮箍上。由于浮箍的上端没有保护装置，断裂后的剪切座砸向浮箍后会对浮箍造成冲击和损伤，从而影响浮箍的性能，使浮箍在施工过程中的可靠性降低，进而影响固井施工的质量。

发明内容

本发明实施例提供了一种固井球座，其能够有效防止蹩压断裂后的剪切座对浮箍造成损伤，增强了浮箍在施工过程中的可靠性，保证了整个固井施工的质量。

为达到上述目的，本发明的实施例提供以下技术方案：

固井球座，包括球座主体，所述球座主体包括剪切座，用于与外部球体配合以进行蹩压，其特征在于，所述固井球座还包括球篮座；

所述球篮座与所述球座主体连接，以使两者保持相对固定，所述球篮座设有容置槽，用于容置蹩压断裂后的剪切座。

优选地，所述剪切座的下端插入所述球篮座的容置槽，所述剪切座的下端与所述容置槽的槽壁滑动配合。

优选地，所述球篮座包括球篮和球篮帽，所述球篮的上端与所述球座主体可拆装连接，所述球篮的下端与所述球篮帽可拆装连接。

优选地，所述球座主体还包括球座内芯；

所述球座内芯设有内腔，所述球座内芯的下端与所述球篮座的上端可拆装连接，所述球座内芯的内腔连通所述球篮座的容置槽；

所述剪切座固设于所述球座内芯的内腔。

优选地，所述剪切座包括剪切座主体和支撑臂；

所述剪切座通过所述支撑臂固设于所述球座内芯的内腔；

所述剪切座主体设有定位槽；所述定位槽，用于容置所述外部球体，所述定位槽的槽壁在蹩压时与所述外部球体密封连接，所述定位槽的一端连通所述球座内芯的内腔，所述定位槽的另一端连通所述球篮座的容置槽。

优选地，所述球座内芯的内腔包括限位槽，所述限位槽的侧壁与所述球篮座的上端螺纹连接，所述剪切座的支撑臂设于所述限位槽的底面与所述球篮座的上端面之间，且其两端分别抵触所述限位槽的底面和所述球篮座的上端面。

优选地，所述支撑臂的外形轮廓形状呈环形。

优选地，所述球座主体还包括碰压座，所述碰压座的下端与所述球座内芯的上端可拆装连接，所述碰压座设有供外部球体穿过的过孔，所述碰压座的过孔连通所述球座内芯的内腔。

优选地，所述球座主体还包括球座外壳，所述球座外壳套设于所述球座内芯外部，所述球座外壳与所述球座内芯固定连接。

优选地，所述球座内芯的外表面包括第一工作面和第二工作面，所述球座内芯的第一工作面与所述球座外壳螺纹连接，所述球座内芯的第二工作面与所述球座外壳之间通过水泥固定连接。

与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：

因为在固井球座上设置有球篮座，该球篮座设有容置槽，剪切座在蹩压断裂后落入球篮座的容置槽内，可以有效防止剪切座跌落到浮箍并对浮箍造成损伤，从而提高了浮箍在施工过程中的安全使用系数，保证了固井施工的质量。

附图说明

图1是本发明实施例提供的固井球座与外部球体的分解视图；

图2是图1中A处的放大结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

如图1所示，本实施例提供的固井球座，包括球座主体1和球篮座2。

如图1所示，球座主体1整体呈管状，球座主体1包括剪切座11，剪切座11内部中空，且两端开口。剪切座11用于与外部球体5配合以进行蹩压。

如图1所示，球篮座2与球座主体1连接，以使两者之间相对固定。其中，球篮座2与球座主体1之间可以固定连接，也可以通过螺纹、销钉等可拆装连接，以保持两者之间的相对固定，其中，具体可根据用户的实际需求设置。在本实施例中，球篮座2整体呈块状，球篮座2连接于球座主体1的下端。球篮座2设有容置槽23，该容置槽23用于容置蹩压断裂后的剪切座11。

其中，具体地，在蹩压时，将外部球体5投入本实施例的固井球座内，外部球体5落于剪切座11上，外部球体5与剪切座11相互配合，以封闭压力循环通道，使固井球座内的压力升高，当压力达到剪切座11的断裂阀值时，剪切座11断裂，并从球座主体1内跌落至球篮座2的容置槽23。其中，相对于现有技术，剪切座11蹩压断裂后会被球篮座2接住，不会砸向剪切座11下方的浮箍，从而增强了浮箍在施工过程中的可靠性，保证了整个固井施工的质量。

进一步地，在本实施例中，如图1和图2所示，上述剪切座11的下端插入球篮座2的容置槽23，剪切座11的下端与容置槽23的槽壁滑动配合，剪切座11蹩压断裂后，球篮座2可以通过剪切座11下端插入的部分对断裂后的剪切座11进行捕捉和导向，使断裂后的剪切座11可以顺利地滑入到球篮座2的容置槽23内。

进一步地，在本实施例中，如图1所示，上述的球篮座2包括球篮21和球篮帽22，球篮21呈管状，球篮帽22呈块状，球篮21和球篮帽22共同组成球篮座2。球篮21的上端与球座主体1可拆装连接，球篮21的下端与球篮帽22可拆装连接。其中，具体地，球篮21的上端与球座主体1通过螺纹可拆装连接，球篮21的下端于球篮帽22也通过螺纹可拆装连接。当然，在其它实施例中，球篮21的上端与球座主体1，球篮21的下端与球篮帽22也可以通过定位销等可拆装连接，其中，不限于本实施例中的设置，具体可根据用户的实际需求设置。

在本实施中，将球篮座2分成两个单独零部件组成，并且球篮座2与球座主体1可拆装连接，其各个零部件单独加工，加工成本较低，加工较方便；当单一零部件发生损坏时，可以单独更换，不需要整体进行更换，维修成本较低。

进一步地，在本实施例中，如图1所示，上述的球篮21设有内腔，球篮21的内腔与球篮帽22的上端面共同形成上述的容置槽23。其中，蹩压断裂后的剪切座11落入容置槽23的地面，即球篮帽22的上端面。由于球篮帽22为一体成型，其强度较高，可以有效抵挡断裂后的剪切座11对球篮帽22的冲击；并且，球篮帽22损伤后可及时更换和维修。

进一步地，在本实施例中，如图1所示，上述球座主体1还包括球座内芯12，其呈管状。球座内芯12设有内腔121，球座内芯12的下端与球篮座2的上端可拆装连接，球座内芯12的内腔121连通球篮座2的容置槽23。剪切座11固设于球座内芯12的内腔121。剪切座11蹩压断裂后从球座内芯12的内腔121落入球篮座2的容置槽23内。其中，球座内芯12为球座主体1的主要组成部分，其为剪切座11以及球篮座2提供了安装空间，方便蹩压工序的进行。

进一步地，在本实施例中，如图1所示，上述的剪切座11包括剪切座主体111和支撑臂112，剪切座主体111呈管状，支撑臂112呈板状。剪切座11通过支撑臂112固设于球座内芯12的内腔121；剪切座主体111伸入球篮座2的容置槽23内，剪切座主体111与容置槽23的槽壁滑动配合。

剪切座主体111设有定位槽113，定位槽113用于容置外部球体5，定位槽113连通球座内芯12的内腔121。在蹩压时，外部球体5沿球座内芯12的内腔121落入剪切座主体111的定位槽113，定位槽113的槽壁与外部球体5密封连接，从而定位槽113被封堵，固井球座内部的压力循环通道被封闭；当固井球座内的压力达到一定数值时，剪切座11的支撑臂112断裂，剪切座主体111落入容置槽23内。

其中，通过支撑臂112对剪切座11进行固定，其结构简单，操作方便。

进一步地，在本实施例中，上述定位槽113的外形轮廓形状呈圆锥台状，该圆锥台形状既可以为外部球体5导向，又可以对其进行定位，其结构较简单，操作方便。

进一步地，在本实施例中，如图1和图2所示，上述球座内芯12的内腔121包括限位槽1211，限位槽1211的侧壁与球篮座2的上端螺纹连接，剪切座11的支撑臂112设于限位槽1211的底面与球篮座2的上端面之间，且支撑臂112的两端分别抵触限位槽1211的底面和球篮座2的上端面。其中，具体地，支撑臂112被紧紧地抵压在限位槽1211的底面和球篮座2的上端面之间，支撑臂112被抵压固定，从而剪切座11通过支撑臂112被固定。其在组装时，只需要将剪切座11的支撑臂112放置于球座内芯12的限位槽1211，然后通过球篮座2的上端抵压固定，其结构较简单，并且组装方便，组装效率较高。

进一步地，在本实施例中，上述支撑臂112的外形轮廓形状呈环形。这样其在剪切受力时，其环形端面均受到剪切的压力，受力较均匀，剪切压力较稳定，避免出现偏剪切的现象，进一步增强了剪切座11剪切的可靠性，保证了整个固井施工的质量。

进一步地，在本实施例中，如图1所示，上述球座主体1还包括碰压座13，碰压座13呈管状，碰压座13的下端与球座内芯12的上端可拆装连接，碰压座13设有供外部球体5穿过的过孔131，碰压座13的过孔131连通球座内芯12的内腔121。

进一步地，在本实施例中，如图1所示，上述球座主体1还包括球座外壳14，球座外壳14套设于球座内芯12外部，球座外壳14与球座内芯12固定连接。通过设置的外壳，可以为球座内芯12提供有效的保护，防止球座内芯12被损坏，提高了球座内芯12的安全使用系数。

进一步地，在本实施例中，如图1所示，上述球座内芯12的外表面包括第一工作面(图中未标示)和第二工作面(图中未标示)，球座内芯12的第一工作面与球座外壳14螺纹连接，球座内芯12的第二工作面与球座外壳14之间通过水泥3固定连接。其中，具体地，球座内芯12的第一工作面首先与球座外壳14螺纹连接，以使两者之间保持相对固定；然后，在球座内芯12的第二工作面与球座外壳14之间填充水泥3，进一步对两者进行固定。其中，通过该种双重固定的方式，提高了球座内芯12与球座外壳14之间的连接稳定性，防止两者之间出现滑脱。

进一步地，如图1所示，本实施例的固井球座的相互连接的两个零部件之间设有密封环4，具体地，即球座内芯12与碰压座13之间，球座内芯12与球座外壳14之间，球座内芯12与剪切座11之间均设有密封环4。通过设置的密封环4，提高了相邻两连接部件之间的密封性能，防止在蹩压的过程中发生漏气，提高了固井球座的密封性能。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.固井球座，包括球座主体，所述球座主体包括剪切座，用于与外部球体配合以进行蹩压，其特征在于，所述固井球座还包括球篮座；

所述球篮座与所述球座主体连接，以使两者保持相对固定，所述球篮座设有容置槽，用于容置蹩压断裂后的剪切座。

2.如权利要求1所述的固井球座，其特征在于，所述剪切座的下端插入所述球篮座的容置槽，所述剪切座的下端与所述容置槽的槽壁滑动配合。

3.如权利要求1所述的固井球座，其特征在于，所述球篮座包括球篮和球篮帽，所述球篮的上端与所述球座主体可拆装连接，所述球篮的下端与所述球篮帽可拆装连接。

4.如权利要求1所述的固井球座，其特征在于，所述球座主体还包括球座内芯；

所述球座内芯设有内腔，所述球座内芯的下端与所述球篮座的上端可拆装连接，所述球座内芯的内腔连通所述球篮座的容置槽；

所述剪切座固设于所述球座内芯的内腔。

5.如权利要求4所述的固井球座，其特征在于，所述剪切座包括剪切座主体和支撑臂；

所述剪切座通过所述支撑臂固设于所述球座内芯的内腔；

所述剪切座主体设有定位槽；所述定位槽，用于容置所述外部球体，所述定位槽的槽壁在蹩压时与所述外部球体密封连接，所述定位槽的一端连通所述球座内芯的内腔，所述定位槽的另一端连通所述球篮座的容置槽。

6.如权利要求5所述的固井球座，其特征在于，所述球座内芯的内腔包括限位槽，所述限位槽的侧壁与所述球篮座的上端螺纹连接，所述剪切座的支撑臂设于所述限位槽的底面与所述球篮座的上端面之间，且其两端分别抵触所述限位槽的底面和所述球篮座的上端面。

7.如权利要求5所述的固井球座，其特征在于，所述支撑臂的外形轮廓形状呈环形。

8.如权利要求4所述的固井球座，其特征在于，所述球座主体还包括碰压座，所述碰压座的下端与所述球座内芯的上端可拆装连接，所述碰压座设有供外部球体穿过的过孔，所述碰压座的过孔连通所述球座内芯的内腔。

9.如权利要求4所述的固井球座，其特征在于，所述球座主体还包括球座外壳，所述球座外壳套设于所述球座内芯外部，所述球座外壳与所述球座内芯固定连接。

10.如权利要求9所述的固井球座，其特征在于，所述球座内芯的外表面包括第一工作面和第二工作面，所述球座内芯的第一工作面与所述球座外壳螺纹连接，所述球座内芯的第二工作面与所述球座外壳之间通过水泥固定连接。