一种单体限位式井下防喷冲砂堵塞器技术领域
本发明涉及油田不压井作业辅助型井下工具；具体地说是一种单体限位式井下防喷
冲砂堵塞器。
背景技术
据调查2010年以前，桩西油田所属高压低渗油藏的油水井修井作业过程中，常规
探冲砂、井筒清理作业及措施增产作业周期均明显过长，且采取常规压井方式作业期间
环保压力大，作业后频繁出现地层不供液现象，导致油井减产和停产。分析原因为作业
过程中卤水和泥浆等入井液对地层污染伤害。为更好的保护油气层不受外界水源的污染
和破坏，2011年引进了新型带压作业设备及相关配套技术，可以避免常规修井作业中用
压井液压井，一压就漏，不压就喷，低渗油藏很容易压死及作业后排液周期长的工艺难
题，但使用过程发现工艺管柱配套防喷工具存在明显不足，已有的分体式防喷冲砂阀适
用性差、工具质量存在缺陷，下井后频繁出现返工，导致无效作业成本的大额浪费，有
待新型防喷冲砂工具的研发和配套。
在油田开发过程中，为提高油井产量，增加水井注水效果，经常会针对性采取射孔、
酸化、压裂等增油(注)措施，措施后实现高压自喷生产，能量递减后或因管柱上部结
蜡，致使过油通道减小，生产能力下降，油井减产和停产。该类井作业施工难度很大，
在施工过程中井口时常会有喷溢情况发生，作业井控风险高，施工中易发生大面积环境
污染，且无法正常进行下钻作业，生产时效低。强行起下钻存在较大安全风险和环保压
力，不符合新环保法要求。以往多是采取卤水或泥浆循环压井作业的方式进行作业，但
在桩59、桩147、桩163等高压低渗油藏，压井作业后地层容易受到污染产能大幅下降，
又得采取酸化、泡沫混排等增产措施，措施后井筒压力高又难以动管柱。此种工况严重
制约了下步工艺措施的实施。不压井带压作业是比较好些的作业方法，可以在井口有压
力的情况下实现管柱的安全起下作业，但目前工艺管柱配套工具不能满足现场施工需要。
因此研制一种新型井下防喷堵塞器，针对性实施工艺治理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种单体限位式井下防喷冲砂堵塞器，工艺管柱连接井下防
喷冲砂堵塞器后，实现工具上部管柱零压无喷溢，保证下钻安全受控，解决不压井作业
井口带压时管柱喷溢无法下钻难题。到达设计位置后使用液力打开过流通道并完成冲砂、
洗井、酸化或防砂等后续工艺施工。
为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种单体限位式井下防喷冲砂堵
塞器，包括阀体、悬挂总成、堵塞器总成，所述堵塞器总成置于阀体内腔，并且堵塞器
总成上端圆周外壁通过剪断销钉与阀体进行暂时连接固定，所述堵塞器总成下半段与阀
体内壁之间形成环空，在该环空的底部即堵塞器总成和阀体内壁之间安装有悬挂总成。
所述悬挂总成包括限位块、锁紧环，所述限位块圆周外壁通过固定销钉与阀体连接
固定，所述限位块还开设轴向贯通的通道。
所述限位块内壁和堵塞器总成之间套装锁紧环，锁紧环底部用压帽压紧。
所述堵塞器总成包括变径柱塞，所述变径柱塞上端外壁通过剪断销钉与阀体进行暂
时连接固定并且变径柱塞上端外壁与阀体内壁之间设置O型密封圈。
所述变径柱塞下半段外壁开设下部外侧锯齿形螺纹，所述压帽内壁套装在下部外侧
锯齿形螺纹上，外壁则与限位块内壁丝扣连接。
所述阀体的上端内壁开设上部内螺纹，下端外壁开设下部外螺纹。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
用于在井口有不高于3MPa压力的情况下，带压实现工艺管柱钻具防喷、安全无污
染起下钻作业，井口液力打开通道后配合水泥车建立循环实现洗井、冲砂、酸化、防砂
等工艺施工。依次下入笔尖或通井规等井下工具，上部连接油管短接，井下防喷冲砂堵
塞器，防喷冲砂堵塞器上部用螺纹扣与油管连接，直至井口。下钻过程中使用自封封井
器或球形封井器控制油管及套管环空，压力通过套管闸门连接到放喷罐。井内压力通过
安装在管柱最下部的井下防喷堵塞器实施控制，实现井口无压状态，起到不压井、防喷
的作用。正常下管柱到位后，通过井口液力打压的方法打开防喷冲砂堵塞器柱塞建立油
套循环通道，配合水泥车可以实现洗井、冲砂、酸化、防砂等工艺作业。措施后可以配
合放喷、循环脱气或投送暂堵封隔器方式起钻。
将堵塞器总成和悬挂总成设计在同一个阀体内，长度仅为0.35m，小巧轻便，便于
现场安装拆卸。
下井时利用剪断销钉迫使变径柱塞固定锁紧，内部锁紧环也施加在变径柱塞下部外
侧锯齿形螺纹上反向力，防止下钻时液击使剪断销钉折断后变径柱塞向上滑移。
设计限位块，内部锁紧环与变径柱塞下部外侧锯齿形螺纹配合，实现变径柱塞下移
锁紧后悬挂于该位置，防止反洗井时变径活塞上移回位憋压。
阀体上部加工内螺纹，下部加工外螺纹，采用一体式结构，工具强度高，工艺实施
过程中出现异常卡钻情况便于处理。
工艺管柱下部连接井下防喷冲砂堵塞器，实现工具以上管柱零压无喷溢，保证下钻
过程井口安全受控，实现井控安全生产。
工艺管柱下钻到达设计位置后使用液力打开过流通道，可以完成后续冲砂、洗井、
酸化或防砂等工艺施工任务。
附图说明
图1为本发明的一种单体限位式井下防喷冲砂堵塞器的结构示意图；
图2为图1的A-A剖视图。
图中：上部内螺纹1、O型密封圈2、剪断销钉3、变径柱塞4、限位块5，锁紧环6、
固定销钉7，压帽8、阀体9、下部外螺纹10、下部外侧锯齿形螺纹11。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说
明之用，并非用来对本发明加以限制。
根据图1，一种单体限位式井下防喷冲砂堵塞器，包括阀体9、悬挂总成、堵塞器
总成和上下连接螺纹。悬挂总成包括限位块5、固定销钉7；限位块5上设置有多个过流
通孔和变径柱塞通孔，侧面预留固定销钉盲孔，限位块5下部内装有锁紧环6，用压帽8
压紧。堵塞器总成包括变径柱塞4、剪断销钉3、O型密封圈2；变径柱塞4外侧设置2
个O型密封圈槽，安装O型密封圈2，下部有锯齿形螺纹11与锁紧环6配合。阀体9使
用独立阀体结构，侧面留有多个剪断销钉和固定销钉通孔，阀体上部加工有内螺纹10，
下部加工有外螺纹1。
如图1所示，将锁紧环6放入限位块5内，用压帽8压紧，将限位块5放入阀体9
中，并用固定销钉7固定；将变径柱塞4从阀体9上部内螺纹1位置放入，并用剪断销
钉3紧固。探冲砂、酸化等工艺管柱将防喷冲砂堵塞器提前接在管柱尾部，管柱下至设
计深度后，接好地面车组，用水泥车在井口液力打压8-10MPa作用在变径柱塞4上部，
使剪断销钉3受力折断，水力推动变径柱塞4下移，变径柱塞4下部外侧锯齿形螺纹11
与锁紧环6配合，迫使锁紧环6向外扩张，变径柱塞4下移至限位块5位置后，液体通
过限位块5过流通孔进入井下防喷冲砂堵塞器下部井筒；反洗井，此时液体经限位块5
过流通道进入防喷冲砂堵塞器上部管柱内，由于变径柱塞4下部外侧锯齿形螺纹11与锁
紧环6配合，将变径柱塞4锁紧限位，悬挂于该位置，不能上移。根据需要，该工具可
采用反(正)循环方式洗井并替入各种药剂、液体，进行冲砂、洗井、酸化、防砂等工
艺施工；工艺完成后，上提管柱时变径柱塞随防喷堵塞器起出，不会落入井内导致井筒
复杂化。
实施井例：新型防喷冲砂堵塞器研制成功以来，已在不压井作业油气水井现场应用
125口次，下钻过程中井口安全受控，做到不压井情况下带压起下管柱，减少地面污染，
实现安全、环保修井作业目的，满足井控安全生产及HSE要求。工艺管柱下钻到位后，
均按设计8-10MPa正常打开柱塞建立循环，并完成后续洗井，冲砂、酸化等工艺措施作
业，性能安全可靠，达到了预期效果，更好的保护油气层。该工具现已作为带压作业井
下工具在胜利多个油田推广使用，经济效益及社会效益显著，具备同行业推广价值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发
明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。