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1、10申请公布号CN104358542A43申请公布日20150218CN104358542A21申请号201410643285022申请日20141110E21B33/13420060171申请人中国石油天然气集团公司地址100007北京市东城区东直门北大街9号申请人中国石油集团钻井工程技术研究院72发明人袁进平任锐蔡阳生刘斌辉74专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司11127代理人韩嫚嫚54发明名称固井复合胶塞57摘要本发明提供了一种固井复合胶塞。本发明的固井复合胶塞，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。
2、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。本发明结构简单，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。本发明各部件之间均设有自锁装置，连接稳定可靠。另外，在本发明中，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。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图3页10申请公布号CN104358542ACN10435854。
3、2A1/1页21一种固井复合胶塞，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。
4、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。
5、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。
6、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。权利要求书CN104358542A1/4页3固井复合胶塞技术领域0001本发明涉及一种胶塞，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0002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。
7、质量。发明内容0003本发明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。0004本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现0005本发明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。0006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。0007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。0008进一步地，复合胶。
8、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。0009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。0010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。0011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。00。
9、12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。0013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。0014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。0015本发明的特点及优点是说明书CN104358542A2/4页40016本发明结构简单，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。本发明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。
10、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，本发明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0017为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。0018图1为本发明的固井复合胶塞的第一胶塞的示意图；0019图2为本发明的固井复合胶塞的复合胶塞短接的示意图；0020图3为本发明的固井复合胶塞的自锁碰压座的示意图；0021图4为本发明的固井复合胶塞的。
11、第一胶塞与复合胶塞短接插接的示意图；0022图5为本发明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0023图6为本发明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。0024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；3。
12、2、自锁组件；321、卡簧；322、压盘；40、套管。具体实施方式0025下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。0026如图1至图6所示，本发明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。
13、的第二胶塞21与自锁碰压座30碰压自锁。本发明结构简单，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，在本发明中，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。0027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说明书CN104358542A3/4页5的上端连接有水泥头连接端15，固井之前，将。
14、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。0028进一步的，如图1所。
15、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。
16、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。0029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。
17、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。在本发明中，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。0030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。
18、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。0031如图3所示，自锁碰压座30包括座体31和。
19、与第二胶塞21碰压自锁的自锁组件说明书CN104358542A4/4页632，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，在本发明中，第二胶塞插头24。
20、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。0032参见图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1/31/2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，。
21、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。0033从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果0034本发明结构简单，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。
22、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。本发明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，本发明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。0035以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。说明书CN104358542A1/3页7图1图2说明书附图CN104358542A2/3页8图3图4说明书附图CN104358542A3/3页9图5图6说明书附图CN104358542A。