天然氣開採井下節流器打撈工具及其操作方法
2023-06-25 23:46:31
天然氣開採井下節流器打撈工具及其操作方法
【專利摘要】本發明公開了一種天然氣開採井下節流器打撈工具及其操作方法，是為實現節流器靠氣井自身能量上行完成打撈、降低作業風險且提高打撈成功率的目的而設計的，打撈工具主要包括連接投放器、連接頭和心軸的連接管、設在連接管下方的接頭、設在接頭內的彈簧及鎖定套、設在鎖定套上的扁簧和卡瓦等。本發明打撈工具能通過節流器解卡、投放打撈工具、安裝井口裝置、開井生產和完成打撈等工序操作，使卡瓦保持收回狀態，依靠氣井自身能量推動節流器上行，承受遠大於鋼絲拉力的向上推力，從而大大降低作業風險，大幅提高節流器打撈的成功率。
【專利說明】天然氣開採井下節流器打撈工具及其操作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種天然氣開採井下節流器打撈工具及其操作方法，屬於油田採氣【技術領域】。
【背景技術】
[0002]在天然氣開採中，為了滿足產氣降壓、限產和節能的要求，採用在氣井井下安裝節流裝置。蘇裡格氣田目前廣泛應用的井下節流裝置是卡瓦式井下節流器，這種節流器依靠鋼絲下入、卡瓦定位、膠筒密封和氣嘴配產來實現井筒天然氣節流降壓。
[0003]在現場應用中，為滿足生產需求，要調節氣井產量，或為了充分發揮氣井產能，在氣井生產後期需從井筒中打撈節流器。目前常用的是卡瓦式節流器打撈工具，隨著節流器的長時間使用，其密封膠筒會發生永久變形，使膠筒與井壁摩擦力增大，造成打撈過程中上提拉力加大，容易引發井下事故。由於打撈工具普通鋼絲作業的一般上提拉力不能大於300kg，所以更加大了打撈的難度。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於提供一種天然氣開採井下節流器打撈工具及其操作方法，其通過彈簧機構使節流器卡瓦處於收回狀態，依靠氣井自身能量促使節流器上行，從而大大降低作業風險，提高節流器打撈成功率。
[0005]天然氣開採井下節流器打撈工具的技術方案如下:
[0006]投放器下端與連接管螺紋連接，連接管上部管壁設有徑向銷孔，心軸上端與連接頭螺紋連接，兩者均設有徑向銷孔並由圓柱銷連接於連接管內壁。筒形接頭設在連接管下方，心軸下部穿在筒形接頭腔體內，心軸下端凸肩至接頭腔體上端面間套有彈簧。鎖定套螺紋連接於接頭腔體內壁，鎖定套下部設有均布的、用於卡入卡瓦打撈爪的卡瓦開槽，卡瓦上方是套接在鎖定套上的扁簧。
[0007]天然氣開採井下節流器打撈工具的操作步驟如下:
[0008](I)節流器解卡:首先進行關井，通過鋼絲作業使用盲錘下擊節流器，使其下移解卡。
[0009](2)投入本發明打撈工具:將本發明打撈工具投放至節流器上方。
[0010](3)安裝井口裝置:工具投放後，工具串起出，在井口安裝防噴管和捕捉器。
[0011](4)開井生產:依靠本發明打撈工具使節流器卡瓦一直處於收回狀態，然後緩慢開啟生產閥門。隨著氣井生產，節流器和打撈新工具被向上推入捕捉器和防噴管。
[0012](5)完成打撈:由於捕捉器可阻止工具下行，所以可關閉氣井測試閥門，卸下防噴管和捕捉器，起出節流器，完成打撈工作。
[0013]本發明打撈工具通過節流器解卡、投放打撈工具、安裝井口裝置、開井生產和完成打撈等工序操作，充分依靠氣井自身能量推動節流器上行，相比傳統鋼絲作業，能大大降低作業風險。由於本發明打撈工具能使卡瓦收回，而膠筒永久變形仍具有一定的密封作用，所以，開井降壓後，節流器承受的向上推力遠大於鋼絲作業的拉力，從而能大幅提高節流器打撈的成功率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為天然氣開採井下節流器打撈工具示意圖。
[0015]圖2為天然氣開採井下節流器打撈工具投放後示意圖。
[0016]圖3為天然氣開採井下節流器打撈工具抓取節流器示意圖。
[0017]圖4為天然氣開採井下節流器打撈工具實施工藝示意圖。
【具體實施方式】
[0018]實施例:
[0019]參照圖1至4對本發明的實施例進一步說明:
[0020]投放器I下端與連接管2螺紋連接，連接管2上部管壁設有徑向銷孔，心軸5上端與連接頭4螺紋連接，兩者均設有徑向銷孔並由圓柱銷3連接於連接管2內壁。筒形接頭6設在連接管2下方，心軸5下部穿在筒形接頭6腔體內，心軸5下端凸肩至接頭6腔體上端面間套有彈簧7。鎖定套8螺紋連接於接頭6腔體內壁，鎖定套8下部設有三個相隔120°均勻分布的、用於卡入卡瓦10打撈爪的卡瓦開槽，卡瓦10上方是套接在鎖定套8上的扁簧9。
[0021]本發明通過試井鋼絲作業，當打撈工具下放到節流器18上方時，由於向下的慣性力，使卡瓦10的打撈爪從鎖定套8開槽中滑出，內徑增大從而抓住節流器18打撈頸，同時扁簧9的彈力將卡瓦10打撈爪又拉回並鎖定在開槽內，使其重新處於收縮狀態。快速上提鋼絲，通過震擊器震擊，剪斷圓柱銷3，將投放器I和連接管2隨工具串一同起出，此時打撈工具連接頭4和心軸5受彈簧7的張力作用下行。當心軸5下端接觸到節流器18中心杆和本體時，在彈簧7的作用下，打撈工具將節流器18打撈頸和卡瓦拽起。當氣井開井時，在上、下壓差作用下，打撈工具和節流器18 —起上行。當上行至防噴管12後，關閉測試閥門14，卸下防噴管12和捕捉器13，完成節流器18打撈工作。
[0022]天然氣開採井下節流器打撈工具的操作方法如下:
[0023](I)節流器解卡
[0024]在打撈節流器18之前，首先進行關井作業，關閉生產閥門15，使氣井油管壓力和套管壓力基本平衡，然後設置防噴管12，通過傳統鋼絲作業，連接工具串繩帽+加重杆+震擊器+盲錘。當工具串到達節流器18時，向下震擊，使節流器18解卡。觀察鋼絲作業車深度計，節流器18下移說明其已解卡，起出工具串，完成節流器解卡工作。
[0025](2)投入打撈工具
[0026]按圖1組裝好打撈工具17，設置防噴管12，通過傳統鋼絲作業，連接工具串繩帽+加重杆+震擊器+打撈工具。緩慢下放鋼絲，當工具達到節流器18上方而鋼絲作業車指示鋼絲拉力下降時，停止下放作業，緩慢嘗試上提鋼絲，如果上提力大於此位置的懸重，說明打撈工具卡瓦10已經抓取節流器打撈頸。此時，再上提鋼絲，遇到油管接箍位置時拉力會上升，當拉力接近安全拉力時，即緩慢釋放鋼絲，使震擊器閉合，下放一段距離後，快速上提鋼絲，震擊器震擊剪斷圓柱銷3，投放器I和連接管2隨工具串一同起出，打撈工具17其他部分則留在節流器18上方。
[0027]如圖2、3所示，當打撈工具17的圓柱銷3被剪斷時，卡瓦10已牢牢抓住節流器18打撈頸，連接頭4和心軸5在彈簧7作用下向下移動，在心軸5下端接觸到節流器18中心杆和本體時，在彈簧7的作用下，打撈工具17將其卡瓦10和節流器18打撈頸拽起。由於節流器18膠筒長期承受高壓差而處於變形狀態，可以靠摩擦力緊貼油管，致使節流器18和打撈工具17不會下行。
[0028](3)安裝井口裝置
[0029]完成打撈工具17投放後，起出鋼絲和作業工具串，按照圖4所示安裝防噴管12和捕捉器13等井口裝置，大彈簧11可以緩衝打撈工具17和節流器18到達井口的衝擊力，確保井口設備安全。捕捉器13為單向可運行設備，其內部擋片可以確保節流器18和打撈工具17留在防噴管12內。
[0030](4)開井生產
[0031]安裝井口裝置後，確保測試閥門14和主閥門16完全打開，此時緩慢打開生產閥門15 (或者緩慢開啟針閥)卸壓。隨著生產閥門15開啟，油管壓力緩慢下降，因節流器18膠筒永久變形仍可起到密封作用，所以節流器18上、下出現壓差，節流器18受到向上推力。
[0032](5)完成打撈
[0033]隨著生產閥門15開啟，氣井緩慢生產，節流器18在上、下壓差作用下和打撈工具17 —起上行，當節流器18和打撈工具17進入防噴管12後，關閉測試閥門14，卸下防噴管12和捕捉器13，完成節流器打撈工作。
[0034]如果生產閥門15開啟較長時間，油管壓力已經降至很低，而節流器18和打撈工具17仍未進入防噴管12，則可能是節流器18在油管上行過程中遇阻。此時，關閉生產閥門15和測試閥門14，卸下防噴管12和捕捉器13，安裝傳統鋼絲作業節流器打撈工具，下探抓取打撈工具17的接頭6，通過鋼絲作業使節流器18通過卡點。如果此時上提拉力不是很大，可以直接通過鋼絲作業完成節流器18打撈。如果上提拉力大，則通過上擊剪切傳統打撈工具銷釘，起出鋼絲和傳統打撈工具，安裝井口撞擊，繼續開井生產，直至完成打撈作業。
[0035]以27/8"油管為例，節流器前後承受IMPa的壓差，相當於節流器受到300kg左右的上推力，作用效果明顯大於一般鋼絲作業300kg的拉力(自重IOOkg左右)。而壓差越大，節流器受到的上推力也越大，也就越有利於節流器的上行。而31/2"油管採用傳統鋼絲作業難度大，採用該發明後，同樣的壓差節流器受到更大的上推力，更有利於打撈成功。
【權利要求】
1.一種天然氣開採井下節流器打撈工具，其特徵在於: 投放器(I)下端與連接管(2)螺紋連接，連接管(2)上部管壁設有徑向銷孔，心軸(5)上端與連接頭(4)螺紋連接，兩者均設有徑向銷孔並由圓柱銷(3)連接於連接管(2)內壁；筒形接頭(6)設在連接管(2)下方，心軸(5)下部穿在筒形接頭(6)腔體內，心軸(5)下端凸肩至接頭(6)腔體上端面間套有彈簧(7);鎖定套(8)螺紋連接於接頭(6)腔體內壁，鎖定套(8)下部設有均布的、用於卡入卡瓦(10)打撈爪的卡瓦開槽，卡瓦(10)上方是套接在鎖定套⑶上的扁簧(9)。
2.一種天然氣開採井下節流器打撈工具的操作方法，其特徵在於其操作步驟如下: (1)節流器解卡:在打撈節流器(18)之前，首先進行關井作業，關閉生產閥門(15)，使氣井油管壓力和套管壓力基本平衡，然後設置防噴管(12)，通過傳統鋼絲作業，連接工具串繩帽+加重杆+震擊器+盲錘；當工具串到達節流器(18)時，向下震擊，使節流器(18)解卡；觀察鋼絲作業車深度計，節流器(18)下移則說明其已解卡，起出工具串，完成節流器解卡工作； (2)投入打撈工具:組裝好打撈工具(17)，設置防噴管(12)，通過傳統鋼絲作業，連接工具串繩帽+加重杆+震擊器+打撈工具；緩慢下放鋼絲，當工具達到節流器(18)上方而鋼絲作業車指示鋼絲拉力下降時，停止下放作業，嘗試緩慢上提鋼絲，如果上提力大於此位置的懸重，說明打撈工具卡瓦(10)已經抓取節流器打撈頸；此時上提鋼絲，遇到油管接箍位置時拉力會上升，當拉力接近安全拉力時，緩慢釋放鋼絲，使震擊器閉合，下放一段距離後，快速上提鋼絲，震擊器震擊剪斷圓柱銷(3)，投放器(I)和連接管(2)隨工具串一同起出，打撈工具其他部分則留在節流器(18)上方； 當打撈工具(17)的圓柱銷(3)被剪斷時，卡瓦(10)已牢牢抓住節流器(18)打撈頸，連接頭(4)和心軸(5)在彈簧(7)作用下向下移動；當心軸(5)下端接觸到節流器(18)中心杆和本體時，在彈簧7的作用下，打撈工具(17)將卡瓦(10)和節流器(18)打撈頸拽起；由於節流器(18)膠筒長期承受高壓差而處於變形狀態，可以靠摩擦力緊貼油管，致使節流器(18)和打撈工具(17)不會下行； (3)安裝井口裝置 完成打撈工具(17)投放後，起出鋼絲和作業工具串，安裝防噴管(12)和捕捉器(13)等井口裝置；大彈簧(11)可以緩衝打撈工具和節流器(18)到達井口的衝擊力，確保井口設備安全；捕捉器(13)為單向可運行設備，其內部擋片可以確保節流器(18)和打撈工具(17)留在防噴管(12)內； (4)開井生產 安裝井口裝置後，確保測試閥門(14)和主閥門(16)完全打開，此時緩慢打開生產閥門(15)(或者緩慢開啟針閥)卸壓；隨著生產閥門(15)開啟，油管壓力緩慢下降，因節流器(18)膠筒永久變形仍可起到密封作用，所以節流器(18)上、下出現壓差，節流器(18)受到向上推力； (5)完成打撈 隨著生產閥門(15)開啟，氣井緩慢生產，節流器(18)在上、下壓差作用下和打撈工具(17) 一起上行，當節流器(18)和打撈工具(17)進入防噴管(12)後，關閉測試閥門(14)，卸下防噴管(12)和捕捉器(13)，完成節流器打撈工作；如果生產閥門(15)開啟較長時間，油管壓力已經降至很低，而節流器(18)和打撈工具(17)仍未進入防噴管(12)，則可能節流器(18)在油管上行過程中遇阻；此時，關閉生產閥門(15)和測試閥門(14)，卸下防噴管(12)和捕捉器(13)，安裝傳統鋼絲作業節流器打撈工具，下探抓取打撈工具(17)的接頭(6)，通過鋼絲作業使節流器(18)通過卡點；如果此時上提拉力不是很大，可以直接通過鋼絲作業完成節流器(18)打撈；如果上提拉力大，則通過上擊剪切傳統打撈工具銷釘，起出鋼絲和傳統打撈工具，安裝井口撞擊，繼續開井生產，直至完 成打撈作業。
【文檔編號】E21B31/12GK103527128SQ201210229645
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年7月4日 優先權日:2012年7月4日
【發明者】於志剛, 張書平, 徐勇, 陳德見, 程小莉, 肖述琴, 楊旭東, 衛亞明, 張軍 申請人:中國石油天然氣股份有限公司