固井复合胶塞.pdf

本实用新型提供了一种固井复合胶塞。本实用新型的固井复合胶塞，包括：第一胶塞；复合胶塞短接，第一胶塞位于复合胶塞短接的一端，复合胶塞短接包括第二胶塞，第一胶塞与第二胶塞插接配合；自锁碰压座，其位于复合胶塞短接的另一端，插接有第一胶塞的第二胶塞与自锁碰压座碰压自锁。本实用新型结构简单，使用方便，通过第一胶塞与复合胶塞短接的第二胶塞相结合缩短了单个胶塞的相对运动距离，减少了单个胶塞的工作胶塞盘的磨损，有效隔离和刮削套管壁上的水泥浆，从而有效隔离顶替液。本实用新型各部件之间均设有自锁装置，连接稳定可靠。另外，根据井深和水平段长度情况，复合胶塞短接可多个串联使用，彻底解决胶塞磨损和水泥浆隔离问题。

权利要求书
1.  一种固井复合胶塞，其特征在于，其包括：
第一胶塞(10)；
复合胶塞短接(20)，第一胶塞(10)位于复合胶塞短接(20)的一端，复合胶 塞短接(20)包括第二胶塞(21)，第一胶塞(10)与第二胶塞(21)插接配合；
自锁碰压座(30)，其位于复合胶塞短接(20)的另一端，插接有第一胶塞(10) 的第二胶塞(21)与自锁碰压座(30)碰压自锁。

2.  根据权利要求1所述的固井复合胶塞，其特征在于，第一胶塞(10)包括相互 连接的胶塞主体(11)和第一胶塞插头(12)，第一胶塞插头(12)与第二胶塞(21) 插接配合。

3.  根据权利要求2所述的固井复合胶塞，其特征在于，胶塞主体(11)和第一胶 塞插头(12)之间可拆卸地连接有附加胶塞(13)。

4.  根据权利要求1所述的固井复合胶塞，其特征在于，复合胶塞短接(20)还包 括第一胶塞座(23)，第二胶塞(21)套设连接在第一胶塞座(23)上，第一胶塞(10) 通过第一胶塞座(23)与第二胶塞(21)插接配合。

5.  根据权利要求4所述的固井复合胶塞，其特征在于，复合胶塞短接(20)还包 括复合胶塞短接主体(22)，自锁碰压座(30)通过套管(40)与复合胶塞短接主体 (22)相连，第一胶塞座(23)通过剪切螺钉(25)穿设连接在复合胶塞短接主体(22) 内，在剪切螺钉(25)被剪断的状态下，第二胶塞(21)通过第一胶塞座(23)与自 锁碰压座(30)碰压自锁。

6.  根据权利要求5所述的固井复合胶塞，其特征在于，复合胶塞短接(20)还包 括第二胶塞插头(24)，第一胶塞座(23)与第二胶塞插头(24)相连接，第二胶塞 (21)夹设在第一胶塞座(23)与第二胶塞插头(24)之间。

7.  根据权利要求1所述的固井复合胶塞，其特征在于，自锁碰压座(30)包括座 体(31)和与第二胶塞(21)碰压自锁的自锁组件(32)，座体(31)连接在复合胶 塞短接(20)的另一端，自锁组件包括卡簧(321)和压盘(322)，卡簧(321)通过 压盘(322)压设固定在座体(31)内。

8.  根据权利要求2所述的固井复合胶塞，其特征在于，胶塞主体(11)由第一本 体(111)及套设在第一本体(111)上的多个第一胶塞盘(112)组成，第一胶塞盘 (112)的截面为梯形。

9.  根据权利要求3所述的固井复合胶塞，其特征在于，附加胶塞(13)由第二本 体(131)及套设在第二本体(131)上的多个第二胶塞盘(132)组成，第二胶塞盘 (132)的截面为椭圆形。

10.  根据权利要求3所述的固井复合胶塞，其特征在于，附加胶塞(13)与第一 胶塞插头(12)通过第一锁紧螺钉(14)锁紧。

说明书固井复合胶塞
技术领域
本实用新型涉及一种胶塞，特别地涉及一种石油天然气勘探开发领域中应用的固 井复合胶塞。
背景技术
目前，常规固井胶塞主要由胶塞、可钻性好的骨架材料硫化而成，但胶塞耐高温、 耐磨性能差，容易磨损、变形，不能有效隔离和刮削套管壁上的水泥浆。特别地，在 超深井、定向井及长水平段水平井的注水泥过程中，常规固井胶塞所受侧向力大、运 行距离长，胶皮磨损更为严重，导致套管内壁水泥浆清洁效果差，水泥浆与顶替液隔 离失效，容易使顶替液和水泥浆混合，降低水泥浆的性能，从而影响固井质量。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种固井复合胶塞，以解决常规固井胶塞因磨损严重造 成的水泥浆与顶替液隔离失效的技术问题。
本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：
本实用新型提供一种固井复合胶塞，其包括：第一胶塞；复合胶塞短接，第一胶 塞位于复合胶塞短接的一端，复合胶塞短接包括第二胶塞，第一胶塞与第二胶塞插接 配合；自锁碰压座，其位于复合胶塞短接的另一端，插接有第一胶塞的第二胶塞与自 锁碰压座碰压自锁。
进一步地，第一胶塞包括相互连接的胶塞主体和第一胶塞插头，第一胶塞插头与 第二胶塞插接配合。
进一步地，胶塞主体和第一胶塞插头之间可拆卸地连接有附加胶塞。
进一步地，复合胶塞短接还包括第一胶塞座，第二胶塞套设连接在第一胶塞座上， 第一胶塞通过第一胶塞座与第二胶塞插接配合。
进一步地，复合胶塞短接还包括复合胶塞短接主体，自锁碰压座通过套管与复合 胶塞短接主体相连，第一胶塞座通过剪切螺钉穿设连接在复合胶塞短接主体内，在剪 切螺钉被剪断的状态下，第二胶塞通过第一胶塞座与自锁碰压座碰压自锁。
进一步地，复合胶塞短接还包括第二胶塞插头，第一胶塞座与第二胶塞插头相连 接，第二胶塞夹设在第一胶塞座与第二胶塞插头之间。
进一步地，自锁碰压座包括座体和与第二胶塞碰压自锁的自锁组件，座体连接在 复合胶塞短接的另一端，自锁组件包括卡簧和压盘，卡簧通过压盘压设固定在座体内。
进一步地，胶塞主体由第一本体及套设在第一本体上的多个第一胶塞盘组成，第 一胶塞盘的截面为梯形。
进一步地，附加胶塞由第二本体及套设在第二本体上的多个第二胶塞盘组成，第 二胶塞盘的截面为椭圆形。
进一步地，附加胶塞与第一胶塞插头通过第一锁紧螺钉锁紧。
本实用新型的特点及优点是：
本实用新型结构简单，使用方便，通过第一胶塞与复合胶塞短接的第二胶塞相结 合缩短了单个胶塞的相对运动距离，减少了单个胶塞的工作胶塞盘的磨损，有效隔离 和刮削套管壁上的水泥浆，从而有效隔离顶替液。本实用新型第一胶塞与第二胶塞复 合，最后与自锁碰压座碰压，各部件之间均设有自锁装置，相互之间自锁或碰压后不 会脱离，连接稳定可靠。另外，根据井深和水平段长度情况，本实用新型的复合胶塞 短接可多个串联使用，彻底解决胶塞磨损和水泥浆隔离问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需 要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一 些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根 据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的固井复合胶塞的第一胶塞的示意图；
图2为本实用新型的固井复合胶塞的复合胶塞短接的示意图；
图3为本实用新型的固井复合胶塞的自锁碰压座的示意图；
图4为本实用新型的固井复合胶塞的第一胶塞与复合胶塞短接插接的示意图；
图5为本实用新型的固井复合胶塞的第一胶塞与第二胶塞整体运动的示意图；以 及
图6为本实用新型的固井复合胶塞的复合胶塞短接与自锁碰压座自锁的示意图。
附图中的附图标记如下：10、第一胶塞；11、胶塞主体；111、第一本体；112、 第一胶塞盘；12、第一胶塞插头；13、附加胶塞；131、第二本体；132、第二胶塞盘； 14、第一锁紧螺钉；15、水泥头连接端；20、复合胶塞短接；21、第二胶塞；22、复 合胶塞短接主体；23、第一胶塞座；24、第二胶塞插头；241、卡槽；242、流体循环 穿孔；25、剪切螺钉；26、第二锁紧螺钉；30、自锁碰压座；31、座体；32、自锁组 件；321、卡簧；322、压盘；40、套管。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性 劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1至图6所示，本实用新型提供一种固井复合胶塞，包括第一胶塞10；复 合胶塞短接20，第一胶塞10位于复合胶塞短接20的一端，复合胶塞短接20包括第 二胶塞21，第一胶塞10与第二胶塞21插接配合；自锁碰压座30，其位于复合胶塞 短接20的另一端，插接有第一胶塞10的第二胶塞21与自锁碰压座30碰压自锁。本 实用新型结构简单，使用方便，通过第一胶塞10与复合胶塞短接20的第二胶塞21 相结合缩短了单个胶塞的相对运动距离，减少了单个胶塞的工作胶塞盘的磨损，有效 隔离和刮削套管壁上的水泥浆，从而有效隔离顶替液。另外，在本实用新型中，根据 井深和水平段长度情况，复合胶塞短接20可多个串联使用，彻底解决胶塞磨损和水 泥浆隔离问题。
如图1所示，第一胶塞10包括相互连接的胶塞主体11和第一胶塞插头12。胶 塞主体11包括第一本体111以及套设在第一本体111上的多个第一胶塞盘112，第 一本体111的上端连接有水泥头连接端15，固井之前，将水泥头连接端15与水泥头 连接。第一胶塞盘112为环状，其截面为梯形，第一胶塞盘112套设在第一本体111 上时，沿第一本体111自上向下的方向，第一胶塞盘112的上表面直径大于其下表面 直径，在工作时第一胶塞盘112随第一本体111向下运动，第一胶塞盘112的外边缘 壁与套管壁接触，梯形截面的第一胶塞盘112增加了其与套管壁的接触面积，一方面 降低了第一胶塞盘112的磨损率，另一方面有效隔离和刮削套管壁上的水泥浆；另外， 由于第一胶塞盘112由橡胶材料制成，其随第一本体111向下运动的过程中，第一胶 塞盘112的边缘壁与套管壁贴合的更加紧密，密封效果更好，进一步有效隔离了顶替 液。
进一步的，如图1所示，胶塞主体11和第一胶塞插头12之间可拆卸地连接有附 加胶塞13，附加胶塞13与胶塞主体11的结构相似，其包括第二本体131以及套设 在第二本体131上的多个第二胶塞盘132，附加胶塞13的第二本体131的上端螺纹 连接在胶塞主体11的第一本体111下端，附加胶塞13的第二本体131的下端螺纹连 接在第一胶塞插头12的上端并通过第一锁紧螺钉14锁紧在第一胶塞插头12上，第 二胶塞盘132为环状，其截面为椭圆形，在工作时第二胶塞盘132随第二本体131 向下运动，第二胶塞盘132的外边缘与套管壁接触，椭圆形截面的第二胶塞盘132 增加了其与套管的接触面积，一方面降低了第二胶塞盘132的磨损率，另一方面有效 隔离和刮削套管壁上的水泥浆；另外，由于第二胶塞盘132由橡胶材料制成，其随第 二本体131向下运动的过程中，第二胶塞盘132的边缘与套管壁贴合的更加紧密，密 封效果更好，进一步有效隔离了顶替液。该附加胶塞13的设置增加了第一胶塞10 的胶塞盘的数量，达到了更好隔离顶替液的效果。
如图2所示，复合胶塞短接20包括第二胶塞21和第一胶塞座23，第二胶塞21 套设连接在第一胶塞座23上，第一胶塞10通过第一胶塞座23与第二胶塞21插接配 合；复合胶塞短接20还包括第二胶塞插头24，第一胶塞座23与第二胶塞插头24固 定相连，第二胶塞21夹设在第一胶塞座23与第二胶塞插头24之间。复合胶塞短接 20还包括复合胶塞短接主体22，第一胶塞座23通过剪切螺钉25穿设连接在复合胶 塞短接主体22内。在本实用新型中，第二胶塞插头24通过第二锁紧螺钉26连接在 第一胶塞座23的下端，第二胶塞插头24上开设有流体循环穿孔242，该流体循环穿 孔242在第一胶塞10和复合胶塞短接20复合之前为流体循环提供通道。第二胶塞插 头24上设置有密封圈，当第二胶塞插头24与自锁碰压座30插接时，增加摩擦力， 密封效果更好。
具体地，第二胶塞21套设在第一胶塞座23上，其夹设在第一胶塞座23与第二 胶塞插头24之间，第一胶塞10通过其第一胶塞插头12插接配合在第一胶塞座23 内，从而与第一胶塞座23组合成一体。第二胶塞21包括多个套设在第一胶塞座23 下端外侧的胶塞盘，该胶塞盘的截面呈三角形，三角形的胶塞盘的外边缘与复合胶塞 短接主体22的内壁抵接，多个三角形的胶塞盘工作时随第一胶塞座23运动，胶塞盘 的外边缘壁与复合胶塞短接主体22的内壁或套管壁接触，三角形的胶塞盘增加了其 与复合胶塞短接主体22的内壁或套管壁的接触面积，一方面降低了第二胶塞21的磨 损率，另一方面有效隔离和刮削套管壁上的水泥浆；另外，第二胶塞21的胶塞盘由 橡胶材料制成，其随第一胶塞10向下运动的过程中，第二胶塞21的胶塞盘的边缘壁 与复合胶塞短接主体22的内壁或套管壁贴合的更加紧密，密封效果更好，进一步有 效隔离了顶替液。
如图3所示，自锁碰压座30包括座体31和与第二胶塞21碰压自锁的自锁组件 32，自锁组件32包括卡簧321和压盘322，卡簧321通过压盘322压设固定在座体 31的安装槽内。具体地，自锁碰压座30的座体31的上端通过套管40连接在复合胶 塞短接20的复合胶塞短接主体22的下端，该座体31的内壁形成有安装槽，压盘322 设置在安装槽内，卡簧321通过压盘322压设固定在座体31内。第一胶塞10与第二 胶塞21通过第一胶塞座23插接自锁后，剪切螺钉25被剪断，连接有第一胶塞10 的第一胶塞座23沿套管40继续向下运动，直至连接在第一胶塞座23下端的第二胶 塞插头24插入座体31内，在本实用新型中，第二胶塞插头24的外壁开设有卡槽241， 当该卡槽241卡设在自锁组件32的卡簧321上时，第二胶塞插头24与座体31碰压 自锁。
参见图4至图6，在进行固井作业时，复合胶塞短接20、自锁碰压座30随套管 40一起下入井内合适位置。下套管40时，在浮箍上部安装自锁碰压座30，在固井套 管40串下入1/3—1/2合适位置连接复合胶塞短接20，并随套管40下入井内。注水 泥前，第一胶塞10装入水泥头内，固井注水泥、替浆同常规注水泥一致。注完水泥 浆替浆时，第一胶塞10释放，在套管内运行一定距离，以隔离和刮削套管壁上的水 泥浆，当第一胶塞10运行到复合胶塞短接20处，其第一胶塞插头12插入第一胶塞 座23内与第二胶塞21复合，形成复合胶塞一体结构，此时，第一胶塞座23与复合 胶塞短接主体22之间连接的剪切螺钉25被剪断，第一胶塞10同第一胶塞座23一同 顶替水泥浆下行，若第一胶塞10磨损严重，第二胶塞21能够进一步发挥隔离和刮削 水泥浆的作用，有效隔离顶替液。当插接有第一胶塞10的第二胶塞21运行到自锁碰 压座30时，第二胶塞插头24与自锁组件32的卡簧321自锁，高效地密封，防止复 合胶塞上浮及留灰塞，实现碰压，从而完成注水泥作业。
从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：
本实用新型结构简单，使用方便，通过第一胶塞与复合胶塞短接的第二胶塞相结 合缩短了单个胶塞的相对运动距离，减少了单个胶塞的工作胶塞盘的磨损，有效隔离 和刮削套管壁上的水泥浆，从而有效隔离顶替液。本实用新型第一胶塞与第二胶塞复 合，最后与自锁碰压座碰压，各部件之间均设有自锁装置，相互之间自锁或碰压后不 会脱离，连接稳定可靠。另外，根据井深和水平段长度情况，本实用新型的复合胶塞 短接可多个串联使用，彻底解决胶塞磨损和水泥浆隔离问题。
以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的 内容可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范 围。