一種在井下管柱任意位置實現加壓提放的遊動卡瓦的製作方法

2023-05-15 21:36:41 3

專利名稱：一種在井下管柱任意位置實現加壓提放的遊動卡瓦的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於油田帶壓修井裝備的提升設備，特別是一種在井下管柱任意位置實現加壓提放的遊動卡瓦，與帶壓蓄能修井機配合使用。
背景技術：
隨著油氣田開發的進一步深入，油田油水井檢修越來越頻繁。常規作業一般都採用高密度壓井液壓井或放噴手段將井內壓力降低後進行作業。高密度壓井液壓井不僅成本高、時間長，而且會堵塞地下油水通道，影響採油產量和注水效果；如果採用放噴降壓，不但會大量降低地層能量，給後續生產帶來不可估量的損失，同時也會造成環境汙染。而採用帶壓作業技術在油水井檢修中有獨特的優勢，大多是以起管柱和下管柱靠一遊動卡瓦和井口的一固定卡瓦配合倒管柱。現有遊動卡瓦設有卡瓦本體和管柱卡緊裝置，管柱卡緊裝置通過側門油缸控制。在起管柱時，井口的固定卡瓦首先卡緊管柱，橫梁和遊動卡瓦在加壓油缸 的驅動下運行到固定卡瓦的上端，遊動卡瓦卡緊管柱，固定卡瓦鬆開管柱，然後遊動卡瓦和管柱一起靠與橫梁剛性連接的加壓油缸起出管柱。下管柱過程與之相反。由於加壓油缸本身的行程限制，每一次提放管柱的高度約為3. 3m，一根油管要反覆3-4次才能起出或壓入。一般起出或下入一口井深2000米的管柱，需要一周時間。不僅作業效率低，而且刮傷管柱的機率也會增加很多。

發明內容
為克服現有技術的不足之處，本發明提供一種在井下管柱任意位置實現加壓提放的遊動卡瓦，集遊動滑車和遊動卡瓦的功能與一身，提高作業效率，保護井下管柱，降低作業成本。本發明的目的是這樣實現的一種在井下管柱任意位置實現加壓提放的遊動卡瓦包括本體和管柱卡緊裝置，本體兩側裝有提升鋼絲繩，本體的下方通連接杆連接反加壓裝置，反加壓裝置與油管吊裝裝置連接；反加壓裝置裝有反加壓鋼絲繩，油管吊裝裝置中裝有吊環。提升鋼絲繩配合油管吊裝裝置即可完成井內管柱自重大於上頂力時對管柱的提升，提升鋼絲繩、管柱卡緊裝置和反加壓鋼絲繩配合使用可完成在帶壓狀態下的管柱起下。本發明的顯著效果如下
在常規作業或者帶壓作業中，當管柱的自重大於井內壓力作用於管柱的上頂力時，掛好提升鋼絲繩，在吊環連接杆掛好吊環，吊環與吊卡連接，即可完成在常規作業中管柱的起下，行程可達12米，是常規設備的近4倍。在帶壓作業中，當管柱的自重小於井內壓力作用於管柱的上頂力時，首先反加壓鋼絲繩繞過帶壓蓄能修井機的反加壓油缸上的滑輪組將反加壓鋼絲繩的兩個自由端甩出固定在楔形接頭上，提升鋼絲繩與反加壓鋼絲形成一個閉合的鋼絲繩環，給本遊動卡瓦施加一個上、下均衡的力。液壓系統通過換向閥與本發明側門油缸的打開、關閉油口連接，其中在關閉油口上裝有液控單向閥，防止在系統無壓力的情況下液壓油回流，造成側門油缸的卡瓦活塞鬆動。當管柱穿過本遊動卡瓦的中心孔時，只需操作帶壓蓄能修井機的提升系統和加壓系統將本遊動卡瓦提放在合適的高度位置上，操作換向閥使得側門油缸內的卡瓦活塞向中心驅動卡瓦座和卡瓦塊抱緊管柱本體，在反加壓鋼絲繩和提升鋼絲繩的共同作用下即可完成在帶壓情況下上提、下放管柱的操作。本發明可以在一根管柱的任意位置卡緊管柱完成上提或下壓過程。集常規作業中的遊動滑車及帶壓作業中的遊動卡瓦的功能於一身，無需使用遊動滑車，就可配合帶壓蓄能修井機進行常規作業，也可以進行帶壓作業。在帶壓作業過程中也可以在整根管柱的任意位置加壓起出或下入，大大提高了作業效率。同時減少了刮傷井下管柱的機率，保護管柱少受損傷，延長管柱的使用壽命，可顯著降低生產成本和作業成本。經試驗性應用證明，使用本發明起出或下入一口井深2000米的管柱，僅需2-3天時間，較之常規設備縮短3倍的施工時間，不僅大幅提高了作業效率，也減輕了工人的勞動強度，具有顯著的經濟效益和社會效益。


圖I為本發明的半剖視圖。圖2為圖I的左視圖。 圖3為圖2中局部A的放大視圖。
具體實施例方式為進一步公開本發明的技術方案，下面結合說明書附圖通過實施例作詳細說明如圖1、2、3所示，一種在井下管柱任意位置實現加壓提放的遊動卡瓦包括本體7和管柱卡緊裝置，本體7兩側裝有提升鋼絲繩6，本體7的下方通過連接杆21連接反加壓裝置，反加壓裝置與油管吊裝裝置連接；反加壓裝置裝有反加壓鋼絲繩2，油管吊裝裝置中裝有吊環
I。反加壓裝置包括加壓杆4和楔形接頭19，加壓杆4上端面設有螺紋連接孔與連接杆21連接；加壓杆4的中心孔為階梯孔，中心孔階梯兩側安裝軸承；加壓杆4兩側是錐形臂，在錐形臂末端安裝楔形接頭19並連接反加壓鋼絲繩2 ;在加壓杆4不設錐形臂的兩側設有防轉機構安裝孔與其中心孔連通，其內裝有防轉機構，防止油管吊裝裝置轉動，防止旋轉傷人。軸承包括上調心軸承16和下調心軸承17,上調心軸承16和下調心軸承17分別安裝在加壓杆4中心孔階梯的兩側，通過上軸承端蓋15和下軸承端蓋18密封。防轉機構包括防轉銷24、彈簧25和防轉銷座26，防轉銷24前端依次是防轉孔配合端和彈簧頂臺，其後端裝有控制銷和拉環27，彈簧25安裝在彈簧頂臺與防轉銷座26之間，將防轉銷24和彈簧25裝入加壓杆4的防轉機構安裝孔中，防轉銷座26焊接在加壓杆4的本體上，防轉銷座26與控制銷配合。防轉銷座26與控制銷的配合端設有十字槽，一條槽深、另一條槽淺，其深淺差值至少等於防轉銷24前端防轉孔配合端的長度，其深槽與淺槽交叉設置；控制銷是十字形銷與防轉銷24尾部螺紋連接，可以插在防轉銷座26的十字槽中。防轉銷24通過防轉銷座26上的十字槽鎖緊。油管吊裝裝置包括吊環連接杆3和吊環1，吊環I掛在吊環連接杆3底部兩側的吊環軸上，吊環軸外端豎槽中裝有吊環擋板，吊環擋板將吊環I圈閉在吊環連接杆3上。吊環連接杆3設有中心孔，底部為方形結構，上部為圓柱形杆體，圓柱形杆體末端設有外螺紋與背帽14連接，其中心孔為階梯孔，上部孔徑小、下部孔徑大，中心孔底部設有內倒角；在吊環連接杆3圓柱形杆體外圓周向對稱設置防轉孔與防轉機構的防轉銷24配合。吊環連接杆3圓柱形杆體外圓在周向一圏中至少設有8個防轉孔，也可以設置12或16個。本體7是長方體結構，兩側設有鋼絲繩槽，其內安裝提升鋼絲繩6並通過擋繩板23封擋，防止提升鋼絲繩6滑脫。本體7在鋼絲繩槽內側的體壁上設有連接杆安裝孔，該連接杆安裝孔是階梯孔，其內裝有連接杆21和連接杆彈簧22，其埠通過本體7上端面的螺栓孔和螺栓安裝封板20。管柱卡緊裝置包括側門油缸和卡瓦塊8，側門油缸包括油缸本體11、卡瓦活塞13，卡瓦活塞13安裝在油缸本體11中，油缸本體11外側安裝油缸端蓋12。卡瓦活塞13的尾端通過卡瓦座10和連接螺栓9與卡瓦塊8連接。通過側門螺栓5將側門油缸固定在本體7的兩側。如遇吊環I的方向偏離油管橋太多，可拉起拉環27帶動防轉銷24旋轉90°，將拉環27卡在防轉銷座26的淺槽上，轉動加壓杆4，轉動至合適方向後，再拉起拉環27旋轉90°將拉環27卡在防轉銷座26的深槽上，即可使防轉銷24的配合端伸入吊環連接杆3上 的防轉孔中，實現防轉。在常規作業或者帶壓作業中，當管柱的自重大於井內壓力作用於管柱的上頂力時，只需將提升鋼絲繩6安裝在本體7兩側的鋼絲繩槽內，只需通過吊環I連接吊卡即可起下管柱。在帶壓作業中，當管柱的自重小於井內壓力作用於管柱的上頂力時，首先反加壓鋼絲繩2繞過帶壓蓄能修井機的反加壓油缸上的滑輪組，將反加壓鋼絲繩2的兩個自由端甩出固定在楔形接頭19上，提升鋼絲繩6與反加壓鋼絲繩2形成一個閉合的鋼絲繩環，給本遊動卡瓦施加一個上、下均衡的力。液壓系統通過換向閥連接在側門油缸的打開和關閉油口上，其中在關閉油口上裝有液控單向閥，防止在系統無壓力的情況下液壓油回流，卡瓦活塞13鬆動。當管柱穿過本遊動卡瓦的中心孔時，只需操作帶壓蓄能修井機的提升系統和加壓系統將本遊動卡瓦提放在合適的高度位置上，操作換向閥使得油缸本體11內的卡瓦活塞13向中心驅動卡瓦座10和卡瓦塊8，使卡瓦塊8上的卡瓦牙抱緊管柱本體，同時配合反加壓鋼絲繩2和提升鋼絲繩6即可完成在帶壓情況下上提、下放管柱的操作。本發明可以在一根管柱的任意位置卡緊管柱完成上提或下壓操作。
權利要求
1.一種在井下管柱任意位置實現加壓提放的遊動卡瓦，包括本體(7)，其特徵是，本體(7)兩側裝有提升鋼絲繩(6)，本體(7)的下方通過連接杆(21)連接反加壓裝置，反加壓裝置與油管吊裝裝置連接；反加壓裝置裝有反加壓鋼絲繩(2)，油管吊裝裝置中裝有吊環(I)。
2.根據權利要求I所述的一種在井下管柱任意位置實現加壓提放的遊動卡瓦，其特徵是，所述反加壓裝置包括加壓杆(4)和楔形接頭(19)，加壓杆(4)上端面設有螺紋連接孔與連接杆(21)連接；加壓杆(4)的中心孔為階梯孔，中心孔階梯兩側安裝軸承；加壓杆(4)兩側是錐形臂，在錐形臂末端安裝楔形接頭(19)並連接反加壓鋼絲繩(2);在加壓杆(4)不設錐形臂的兩側設有防轉機構安裝孔與其中心孔連通，其內裝有防轉機構。
3.根據權利要求2所述的一種在井下管柱任意位置實現加壓提放的遊動卡瓦，其特徵是，所述軸承包括上調心軸承(16)和下調心軸承(17)，上調心軸承(16)和下調心軸承(17)分別安裝在加壓杆(4)中心孔階梯的兩側，通過上軸承端蓋(15)和下軸承端蓋(18)密封。
4.根據權利要求2所述的一種在井下管柱任意位置實現加壓提放的遊動卡瓦，其特徵是，所述防轉機構包括防轉銷(24)、彈簧(25)和防轉銷座(26)，防轉銷(24)前端依次是防轉孔配合端和彈簧頂臺，其後端裝有控制銷和拉環(27)，彈簧(25)安裝在彈簧頂臺與防轉銷座(26)之間，將防轉銷(24)和彈簧(25)裝入加壓杆(4)的防轉機構安裝孔中，防轉銷座(26)焊接在加壓杆(4)的本體上，防轉銷座(26)與控制銷配合。
5.根據權利要求4所述的一種在井下管柱任意位置實現加壓提放的遊動卡瓦，其特徵是，所述防轉銷座(26)與控制銷的配合端設有十字槽，一條槽深、另一條槽淺，其深淺差值至少等於防轉銷(24)前端防轉孔配合端的長度，其深槽與淺槽交叉設置；控制銷是十字形銷與防轉銷(24)尾部螺紋連接，可以插在防轉銷座(26)的十字槽中。
6.根據權利要求2所述的一種在井下管柱任意位置實現加壓提放的遊動卡瓦，其特徵是，所述油管吊裝裝置包括吊環連接杆(3)和吊環(1)，吊環(I)安裝在吊環連接杆(3)底部兩側的吊環軸上，吊環軸外端豎槽中裝有吊環擋板，吊環擋板將吊環(I)圈閉在吊環連接杆(3)上。
7.根據權利要求6所述的一種在井下管柱任意位置實現加壓提放的遊動卡瓦，其特徵是，吊環連接杆(3)設有中心孔，底部為方形結構，上部為圓柱形杆體，圓柱形杆體末端設有外螺紋與背帽(14)連接，其中心孔為階梯孔，上部孔徑小、下部孔徑大，中心孔底部設有內倒角；在吊環連接杆(3)圓柱形杆體外圓周向設有防轉孔與防轉機構的防轉銷(24)配合。
8.根據權利要求6或7所述的一種在井下管柱任意位置實現加壓提放的遊動卡瓦，其特徵是，所述吊環連接杆(3)圓柱形杆體外圓在周向一圏中至少設有(8)個防轉孔。
9.根據權利要求2所述的一種在井下管柱任意位置實現加壓提放的遊動卡瓦，其特徵是，所述本體(7)是長方體，兩側設有鋼絲繩槽，其內安裝提升鋼絲繩(6)並通過擋繩板(23)封擋。
10.根據權利要求2或9所述的一種在井下管柱任意位置實現加壓提放的遊動卡瓦，其特徵是，所述本體(7 )在鋼絲繩槽內側的體壁上設有連接杆安裝孔，該連接杆安裝孔是階梯孔，其內裝有連接杆(21)和連接杆彈簧(22 )，其埠通過本體(7 )上端面的螺栓孔和螺栓安裝封板(20)。
全文摘要
本發明是一種在井下管柱任意位置實現加壓提放的遊動卡瓦，與帶壓蓄能修井機配合使用。本卡瓦包括本體和管柱卡緊裝置，本體兩側裝有提升鋼絲繩，本體的下方通連接杆連接反加壓裝置，反加壓裝置與油管吊裝裝置連接；反加壓裝置裝有反加壓鋼絲繩，油管吊裝裝置中裝有吊環。提升鋼絲繩配合油管吊裝裝置即可完成井內管柱自重大於上頂力時對管柱的提升，提升鋼絲繩、管柱卡緊裝置和反加壓鋼絲繩配合使用可完成在帶壓狀態下的管柱起下。在帶壓作業過程中也可以在整根管柱的任意位置加壓起出或下入，大大提高了作業效率。同時減少了刮傷井下管柱的機率，保護管柱少受損傷，延長管柱的使用壽命，也減輕了工人的勞動強度。
文檔編號E21B19/10GK102828703SQ201210339888
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月14日 優先權日2012年9月14日
發明者孔慶潭, 王軍棟, 張金飛, 歐陽新良, 劉東生 申請人:東營鴻昇機械設備有限公司