定時自動投灰裝置的製作方法
2023-07-14 06:28:56 2
專利名稱：定時自動投灰裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及油、水、氣井帶壓修井技術領域，特別是一種帶壓修井過程中的定時自動投灰裝置。
背景技術：
近年來，帶壓作業技術在國內各大油田普遍開展，但油管內堵塞問題一直是制約該技術發展的技術瓶頸，目前均採用油管堵塞器或油管橋塞進行封堵，為了提高封堵效果，穩定堵塞器，需在橋塞上部上覆一定量的水泥漿，常規投注方法採用機械碰撞方式打開，工作效率低，安全風險高。針對油管內灌注水泥漿裝置，國內學者提出了《電釋放倒灰裝置》專利號:CN200620065535.8，《具有定深傾注功能的倒灰筒》專利號:CN201010611230.3等電纜傳輸倒灰裝置，通過下至預定位置，通過地面通電引爆安裝在倒灰筒下部的打開裝置實現倒灰作業，上述倒灰筒均需電纜傳輸作業，施工費用高，安全風險較大。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種具有定時自動開啟的定時自動投灰裝置，該裝置在管柱內任意位置定時自動開啟，採用鋼絲作業代替了電纜作業節省施工成本，投灰裝置容量可以根據設計倒灰量增減，並可實現重複使用。本實用新型解決其技術問題採用的技術方案是:定時自動投灰裝置，包括儲灰部分和激發部分，激發部分的激發器位於儲灰部分的空心活塞下方，當激發器處於待激發狀態時，空心活塞遮擋住儲灰部分的釋放口，當激發器處於激發狀態時，空心活塞在激發器產生的高壓氣體推動下運動至上方位置，打開儲灰部分的釋放口，置於儲灰部分內的水泥漿通過釋放口流出完成投灰。 所述的儲灰部分是由壓力平衡孔、儲灰管、釋放短節、空心活塞、釋放口組成，儲灰管與上接頭通過螺紋連接，儲灰管底部螺紋連接有釋放短節，釋放短節的中空腔體內置有空心活塞，釋放短節的側壁處開有釋放口，儲灰管上方的側壁處有壓力平衡孔。所述的空心活塞包括本體部分及活塞部分，本體部分為頂部封堵的柱狀結構，頂部中心位置有環狀開口，本體部分的外表面有用於與釋放短節內壁連接的外螺紋，活塞部分的一端是置於本體部分中空腔體內的活塞端，活塞部分的另一端是釋放口封堵裝置，活塞端與釋放口封堵裝置之間通過活塞杆固定連接，活塞杆由本體部分頂部中心的環狀開口伸出。所述的釋放口封堵裝置是圓柱狀結構，釋放口封堵裝置的中空腔體內側通過連接體與位於柱狀結構軸心位置的活塞杆固定連接。所述的空心活塞處於封堵住釋放口的待激發狀態時，空心活塞的釋放口封堵裝置與釋放口之間塗有密封脂。所述的激發部分是由激發器、激發裝置、激發裝置底座、電路短節組成，激發裝置內固定有激發器，激發裝置底部為激發裝置底座，激發裝置底座下方連接有電路短節，電路短節最低端為引鞋，激發器通過激發裝置以及激發裝置底座與電路短節電連接，所述的激發器是圓柱狀結構，激發器的銅質外壁處有用於與激發裝置連接的螺紋，激發器內部裝有炸藥。所述的電路短節內有電池倉和控制電路，其中控制電路位於電路短節的上端，電池倉位於電路短節的下端，電池倉內的電池對控制電路供電，控制電路再通過激發裝置底座以及激發裝置與激發器進行電源頂絲連接，布置完成後調節電源頂絲接通電路，引爆激發器。所述的儲灰管外徑為36-116mm，儲灰管的單節長度為1.0-3.0m。本實用新型的有益效果是通過控制電路定時開啟觸發器，從而使激發器能夠在設定時間自動開啟，進行投灰作業，完成一次投灰作業提出後，更換激發器，重新設定時間後可再次下井作業。
下面結合實施例附圖對本實用新型進一步說明。圖1是本定時自動投灰裝置的結構示意圖；圖2是圖1中A處局部放大圖；圖3是空心活塞的結構示意圖；圖4是空心活塞 的剖視圖；圖中:1、上接頭；2、壓力平衡孔；3、儲灰管；4、釋放短節；5、空心活塞；6、釋放口 ；
7、激發器；8、激發裝置；9、激發裝置底座；10、電路短節；11、引鞋；12、本體部分；13、活塞部分14、活塞端；15、釋放口封堵裝置；16、活塞杆；17、連接體。
具體實施方式
實施例1本定時自動投灰裝置涉及到油、氣、水井修井技術領域，主要用於油、氣、水井帶壓修井作業打完橋塞或堵塞器後的投灰作業，也可應用於修井作業中的常規投灰作業。如圖1所示，本定時自動投灰裝置包括儲灰部分和激發部分，激發部分的激發器7位於儲灰部分的空心活塞5下方，當激發器7處於待激發狀態時，空心活塞5遮擋住儲灰部分的釋放口 6，當激發器7處於激發狀態時，空心活塞5在激發器7產生的高壓氣體推動下運動至上方位置，儲灰部分的釋放口 6打開，置於儲灰部分內的水泥漿通過釋放口 6流出完成投灰。激發器7能夠在設定時間自動開啟，進行投灰作業，完成一次投灰作業提出後，更換激發器7，重新設定時間後可再次下井作業。實施例2上述實施例中的儲灰部分是由壓力平衡孔2、儲灰管3、釋放短節4、空心活塞5、釋放口 6組成，儲灰管3與上接頭I通過螺紋連接，儲灰管3底部螺紋連接有釋放短節4，釋放短節4的中空腔體內置有空心活塞5，釋放短節4的側壁處開有釋放口 6，見圖2，儲灰管3上方的側壁處有壓力平衡孔2。[0026]壓力平衡孔2在釋放口 6打開後起到平衡儲灰管3上下壓力的作用，有利於儲灰管3內水泥漿的流出，完成井內液體與水泥漿的置換。空心活塞5的結構如圖3所示,空心活塞5包括本體部分12及活塞部分13,本體部分12為頂部封堵的柱狀結構，頂部中心位置有環狀開口，本體部分的外表面有用於與釋放短節4內壁連接的外螺紋，活塞部分13的一端是置於本體部分中空腔體內的活塞端14，活塞部分的另一端是釋放口封堵裝置15，活塞端14與釋放口封堵裝置15之間通過活塞杆16固定連接，活塞杆16由本體部分頂部中心的環狀開口伸出。釋放口封堵裝置15是圓柱狀結構，釋放口封堵裝置15的中空腔體內側通過連接體17與位於柱狀結構軸心位置的活塞杆16固定連接，見圖4，釋放口封堵裝置15的柱狀外徑等於釋放短節4的內徑。當激發器7處於待激發狀態時，空心活塞5的釋放口封堵裝置15位於釋放短節4的釋放口 6位置，遮擋住儲灰部分的釋放口 6 ;當激發器7處於待激發狀態時，激發器7內炸藥燃燒，產生高壓氣體推動空心活塞5內的活塞端14運動至上方位置，從而通過活塞杆16推動釋放口封堵裝置15向上運動，儲灰部分的釋放口 6打開，置於儲灰部分內的水泥漿由釋放口封堵裝置15內各連接體17間形成的空隙處進入到釋放口封堵裝置15下方，最終通過釋放口 6流出完成投灰。空心活塞5處於封堵住釋放口 6的待激發狀態時，空心活塞5的釋放口封堵裝置15與釋放口 6之間塗有密封脂，通過密封脂對空心活塞5與釋放口 6之間進行密封。實施例3實施例1中的激發部分是由激發器7、激發裝置8、激發裝置底座9、電路短節10組成，激發裝置8內固定有激發器7，激發裝置8底部為激發裝置底座9，激發裝置底座9下方連接有電路短節10，電路短節10最低端為引鞋11，激發器7通過激發裝置8以及激發裝置底座9與電路短節10電連接。激發器7是圓柱狀結構，激發器7的銅質外壁處有用於與激發裝置8連接的螺紋，激發器7內部裝有炸藥。電路短節10內有電池倉和控制電路，其中控制電路位於電路短節10的上端，電池倉位於電路短節10的下端，電池倉內的電池對控制電路供電，控制電路再通過激發裝置底座9以及激發裝置8與激發器7進行電源頂絲連接，布置完成後調節電源頂絲接通電路，弓丨爆激發器7。控制電路及激發器7在各領域均有廣泛應用在此不詳細說明。實施例4其中儲灰管3外徑為36-116mm，儲灰管3的單節長度為1.0-3.0m，可以滿足2-3/8in至3-l/2in油管作業、4in-5_l/2in套管、帶壓作業要求。儲灰管3、釋放短節4、激發裝置8、激發裝置底座9、電路短節10之間依次通過螺紋連接，方便拆卸和保養。實施例5本定時自動投灰裝置的使用過程包括以下步驟:1、將電池裝入電路短節10的電池倉內，擰上電池倉後蓋。2 、對控制電路進行設定，設置激發部分的開啟時間，調節電路短節10的電源頂絲接通電路。3.連接電路短節10與激發裝置底座9，再將引鞋11與電路短節10進行連接。4、擰開激發裝置底座9，將激發器7固定在激發裝置8內，再將激發裝置底座9擰緊在激發裝置8底部。5、將激發裝置8與釋放短節4進行連接，將空心活塞5處於待激發狀態並與釋放口 6之間塗密封脂進行密封。6、將已調好的水泥漿裝進儲灰管3內，根據設計灰量選擇儲灰管3的長度。7、將儲灰管3連接在釋放短節4上。8、將儲灰管3頂部的投灰筒上接頭I與鋼絲作業工具進行連接。9、鋼絲作業下工具串至預定位置。10、等待定時裝置自動開啟，電路短節10的激發電流通過激發裝置8引燃激發器7，利用激發器7瞬間產生的高壓氣體向上推動空心活塞5將釋放口 6打開，儲灰管3內的流質水泥依靠重力從釋放口流出，完成投灰作業。 11、投灰作業完成後，起出裝置，拆卸保養，施工結束。本定時自動投灰裝置起出後還可重複使用，包括如下步驟:1、擰開儲灰管3和釋放短節4，將空心活塞5復位至待激發狀態；
2、拆除使用過的激發器7 ；3、重複上述1-10操作步驟進行再次投灰作業即可。本實施例沒有詳細敘述的部件和結構屬本行業的公知部件和常用結構或常用手段，這裡不一一敘述。
權利要求1.定時自動投灰裝置，它至少包括儲灰部分和激發部分，其特徵是:激發部分的激發器(7)位於儲灰部分的空心活塞(5)下方，當激發器(7)處於待激發狀態時，空心活塞(5)遮擋住儲灰部分的釋放口(6)，當激發器(7)處於激發狀態時，空心活塞(5)在激發器(7)產生的高壓氣體推動下運動至上方位置，打開儲灰部分的釋放口(6)，置於儲灰部分內的水泥漿通過釋放口(6)流出完成投灰。
2.根據權利要求1所述的定時自動投灰裝置，其特徵是:所述的儲灰部分是由壓力平衡孔(2)、儲灰管(3)、釋放短節(4)、空心活塞(5)、釋放口(6)組成，儲灰管(3)與上接頭(I)通過螺紋連接，儲灰管(3)底部螺紋連接有釋放短節(4)，釋放短節(4)的中空腔體內置有空心活塞(5)，釋放短節(4)的側壁處開有釋放口(6)，儲灰管(3)上方的側壁處有壓力平衡孔(2)。
3.根據權利要求1或2所述的定時自動投灰裝置，其特徵是:所述的空心活塞(5)包括本體部分(12)及活塞部分(13)，本體部分(12)為頂部封堵的柱狀結構，頂部中心位置有環狀開口，本體部分的外表面有用於與釋放短節(4)內壁連接的外螺紋，活塞部分(13)的一端是置於本體部分中空腔體內的活塞端(14)，活塞部分(13)的另一端是釋放口封堵裝置(15)，活塞端(14)與釋放口封堵裝置(15)之間通過活塞杆(16)固定連接，活塞杆(16)由本體部分頂部中心的環狀開口伸出。
4.根據權利要求3所述的定時自動投灰裝置，其特徵是:所述的釋放口封堵裝置(15)是圓柱狀結構，釋放口封堵裝置(15)的中空腔體內側通過連接體(17)與位於柱狀結構軸心位置的活塞杆(16)固定連接。
5.根據權利要求4所述的定時自動投灰裝置，其特徵是:所述的空心活塞(5)處於封堵住釋放口(6)的待激發狀態時，空心活塞(5)的釋放口封堵裝置(15)與釋放口(6)之間塗有密封脂。
6.根據權利要求2所述的定時自動投灰裝置，其特徵是:所述的儲灰管(3)外徑為36-116mm，儲灰管(3)的單節長度為1.0-3.0m。
7.根據權利要求1所述的定時自動投灰裝置，其特徵是:所述的激發部分是由激發器(7)、激發裝置(8)、激發裝置底座(9)、電路短節(10)組成，激發裝置(8)內固定有激發器(7)，激發裝置(8)底部為激發裝置底座(9)，激發裝置底座(9)下方連接有電路短節(10)，電路短節(10 )最低端為引鞋(11)，激發器(7 )通過激發裝置(8 )以及激發裝置底座(9 )與電路短節(10)電連接，所述的激發器(7)是圓柱狀結構，激發器(7)的銅質外壁處有用於與激發裝置(8)連接的螺紋，激發器(7)內部裝有炸藥。
8.根據權利要求7所述的定時自動投灰裝置，其特徵是:所述的電路短節(10)內有電池倉和控制電路，其中控制電路位於電路短節(10)的上端，電池倉位於電路短節(10)的下端，電池倉內的電池對控制電路供電，控制電路再通過激發裝置底座(9)以及激發裝置(8)與激發器(7 )進行電源頂絲連接，布置完成後調節電源頂絲接通電路，引爆激發器(7 )。
專利摘要本實用新型涉及油、水、氣井帶壓修井技術領域，特別是一種帶壓修井過程中的定時自動投灰裝置，它至少包括儲灰部分和激發部分，其特徵是激發部分的激發器(7)位於儲灰部分的空心活塞(5)下方，當激發器(7)處於待激發狀態時，空心活塞(5)遮擋住儲灰部分的釋放口(6)，當激發器(7)處於激發狀態時，空心活塞(5)在激發器(7)產生的高壓氣體推動下運動至上方位置，打開儲灰部分的釋放口(6)，置於儲灰部分內的水泥漿通過釋放口(6)流出完成投灰。該裝置在管柱內任意位置定時自動開啟，採用鋼絲作業代替了電纜作業節省施工成本，投灰裝置容量可以根據設計倒灰量增減，並可實現重複使用。
文檔編號E21B33/13GK203145891SQ201320093559
公開日2013年8月21日 申請日期2013年3月1日 優先權日2013年3月1日
發明者孫虎, 徐迎新, 楊紅斌, 謝濤, 柳志勇 申請人:中國石油集團川慶鑽探工程有限公司長慶井下技術作業公司