注水井不壓井環保作業液壓控制錨的製作方法

2023-12-10 03:08:11 1

專利名稱：注水井不壓井環保作業液壓控制錨的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種油田注水井不壓井環保作業的井下控制裝置。
技術背景-油田注水井在注水的過程中，需要經常進行維護性的調整、重配等起下注 水管柱作業。當進行起下注水管柱作業時，由於地層壓力大，井中的井液會從 井筒中噴出，給工人的施工作業帶來困難，極大地影響作業施工進度、質量和 安全，同時造成環境汙染。為了防止井液從井筒中噴出， 一般都採用泥漿進行壓井作業。泥漿壓井不 但會造成泥漿汙染油層，影響注水驅油生產。泥漿替噴後也會造成環境汙染。因此油田注水井需要採用不壓井環保作業工藝，但是目前注水井還沒有一 個較好的不壓井環保作業工藝技術。目前注水井正在試驗採用的不壓井環保作 業工藝，主要有油管控制器。其工藝是在注水管柱的底部安裝一個油管控制器。 該油管控制器是由工作筒和堵塞器組成。當起下注水管柱時，將堵塞器投入工 作筒內，堵塞注水管柱的油管內通道，防止井液從油管內噴出。當完成下注水 管柱作業後，在井口從油管內下入專用的打撈工具，將堵塞器從工作筒內撈出， 就可進行正常的注水生產。這種工藝存在著封隔器、配水器倒出困難和管柱容易發生上竄的不安全隱患。實用新型內容-本實用新型所要解決的技術問題是提供一種新型的注水井不壓井環保作業 井下液壓控制錨，該井下液壓控制錨能有效地將水井不壓井環保作業管柱錨定 在水井射孔頂界之上，防止井液在起下管柱時，從井中噴出，起到注水井不壓 井環保作業的作用。為實現上述發明目的，本實用新型的技術解決方案是該液壓控制錨包括 中心管、外殼體、上、下接頭、滑動部件、彈性部件、錐體、鎖塊及鎖塊座， 其中中心管的上部開有傳壓孔，並且與滑動部件相應位置處開有使滑動部件軸 向運動的滑道，外殼體的下部固定連接鎖塊座，上接頭的下部與中心管和外殼 體固定密封連接，並形成密封腔室，該密封腔室通過與之緊密接觸的滑動部件 推動依次連接著的彈性部件和錐體，錐體的斜邊與鎖塊的斜邊咬合，鎖塊固定 在可使其沿徑向運動的鎖塊座上，下接頭的上部與中心管和鎖塊座的下端固定 密封連接。所述密封腔室由活塞、底部緊密接觸密封環的密封筒和中心管構成，其中 活塞與上接頭的下部、密封筒的上部、中心筒的外壁緊密接觸，密封環與密封 筒底部密封接觸、與中心管密封固定連接，所以可在活塞、密封環、密封筒內 壁、中心管外壁之間形成密封腔室。所述滑道是沿中心管徑向、交替設置的多個短滑道(13)和長滑道(14)。所述滑動部件為與中心管上的滑道相應的滑塊，該滑塊固定在滑塊座上， 滑塊可以沿著中心管上的滑道上下移動；再優選將滑塊固定在與密封環和外殼 體緊密接觸的滑塊定位套內。所述彈性部件為彈簧。再優選將彈簧分為兩段，前段為復位彈簧，後段為 壓緊彈簧，兩段彈簧之間依次連接有與中心管外壁接觸邊設置有凹陷部分的彈 簧座和彈簧推承環，並且在中心管上與彈簧座相應位置處有一凸起，該凸起卡 住彈簧座的凹入部分，彈簧座與彈簧推承環緊密接觸。所述滑動部件推動彈簧優選為通過彈簧推承座來推動，其中彈簧推承座上 部與滑塊定位套固定連接，下部與彈簧固定連接；更優選為在彈簧推承座的下 部固定連接與外殼體緊密接觸的彈簧推筒，該彈簧推筒的下部與彈簧推承環固 定連接，使得復位彈簧位於彈簧推筒的內部；在彈簧推承環的下部固定連接與 外殼體緊密接觸的解卡復位套，解卡復位套的底部沿軸向設置凸起，卡在錐體 的相應突出部位上，壓緊彈簧位於解卡復位套的內部。本實用新型的技術效果是該液壓控制錨在起下注水管柱時，對密封腔室 施壓，在壓力作用下推動，塊、鎖塊等相應的部件卡住套管接箍，從而將不壓 井管柱錨定住，其下連接M開關器在錨定的狀態下有效的控制井液從井筒中噴 出，實現注水井不壓井環保作業的作用，並且不損傷套管，該液壓控制錨結構 簡單、操作方便、是一種^效的井下控制裝置。

圖1是本實用新型液壓控制錨的結構示意圖。 圖2是不壓井工藝管柱的結構示意圖。圖中上接頭-1、中心管-2、外殼體-3、傳壓孔-4、活塞-5、密封筒-6、密 封腔室-7、密封環-8、滑塊定位套-9、滑塊-10、滑塊座-11、彈簧推承座-12 短滑道-13、長滑道-14、復位彈簧-15、彈簧推筒-16、彈簧座-17、彈簧推承環 -18、壓緊彈簧-19、解卡復位套-20、錐體-21、鎖塊座-22、鎖塊-23、下接頭 -2具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一歩說明。由圖1所示，注水井不壓井環保作業液壓控制錨主要包括中心管2、外殼體3、上、下接頭1、 24、密封腔室7、滑動部件、彈性部件、錐體21、鎖塊23 及鎖塊座22，上接頭1分別與中心管2和外殼體3連接，在中心管2和外殼體 3之間裝有活塞5，在活塞5的內外壁上裝有密封圈，用於與中心管2和外殼體 3進行密封，在中心管2相應的位置上有傳壓孔4，活塞5在受力的時候可以在 中心管2和外殼體3之間滑動。在活塞5的下面緊密接觸有密封筒6，在密封筒 6的外壁上有密封圈與外殼體3進行密封，在中心管2的外壁上固定連接有密封 環8，在密封環8的內外壁上都有密封圈，分別與中心管2和密封筒6進行密封， 這樣就在活塞5、密封筒6、密封環8和中心管2之間形成了一個密封腔室7。 在密封筒6和密封環8的下面裝有滑塊定位套9，滑塊定位套9的下部與彈簧推 承座12相連接，在滑塊定位套9與彈簧推承座12之間形成一個圓環形的凹槽， 在這個凹槽中裝有一個圓環形的滑塊座11，在滑塊座11上固定有一個滑塊10， 滑塊定位套9、滑塊10、滑塊座11組成滑動部件;在與滑塊10對應的中心管2 上開有沿中心管(2)徑向、交替設置的多個短滑道(13)和長滑道(14),滑 塊10可以沿著滑道軌跡上下移動。彈簧推承座12的下部與彈簧推筒16相連接， 彈簧推筒16的下部與彈簧推承環18相連接。在彈簧推筒16內裝有復位彈簧15， 復位彈簧15的上部支撐在彈簧推承座12上，復位彈簧15的下部支撐在與中心 管2卡接的彈簧座17上。在彈簧推承環18的下部與解卡復位套20相連接，在 解卡復位套20的下端設置凸臺，該凸臺與錐體21上端的凸臺相匹配，在解卡 時可以將錐體21強行拉回。在彈簧推承環18的下面是壓緊彈簧19。壓緊彈簧 19支撐在錐體21的上端，錐體21下端的燕尾凹槽，與鎖塊23內側的燕尾凸臺 相咬合，在解卡時可以將鎖塊23強行回收。鎖塊座22的上端與外殼體3相連 接，下端與下接頭24相連接，鎖塊座22上有與鎖塊23相匹配的孔，使鎖塊23 只能徑向伸出或收回，不能做軸向運動。下接頭24與中心管2相連接。由圖2所示，實際使用時要先把由開關器、液壓控制錨和脫接器組成的不 壓井工藝管柱，安裝在注水管柱的下部，隨注水管柱一起下入到注水井射孔底 界的口袋中。進行磁性定位合格後，在井口打壓坐封注水封隔器，進行正常的 注水生產。這時不壓井工藝管柱因為有封隔器的封隔，所承受的壓力不會升高， 只為靜水柱的壓力。當需要進行起注水管柱作業時，在井口上提管柱到油層射 孔頂界以上後，從油套環形空間打壓，控制錨的活塞5在密封腔室7的壓差作 用下帶著滑塊10壓縮復位彈簧15、壓緊彈簧19和錐體21向下運動，鎖塊23 在楔入力的作用下伸出，卡在套管的內壁上，當井口油管壓力達到15MPa時， 滑塊10運動到滑道的底部，同時壓緊彈簧19被壓縮到最緊的程度，這時液壓 控制錨將管柱錨定住。穩壓15分鐘後在井口釋放油管內的壓力，滑塊10在復 位彈簧15和壓緊彈簧19推力的作用下向上運動，進入短滑道13。因為壓緊彈 簧19的壓緊力，所以此時鎖塊23在壓緊彈簧19壓緊力的作用下，依然卡緊在 套管上。這時開關己完成關閉的動作，脫接器也完成脫開的動作。不壓井管柱 在井底油層壓力的推動向緩慢上移，當鎖塊23到達套管接箍時，鎖塊23卡在 套管的接箍處，將不壓井環保作業管柱錨定住。這時油層的井液完全被開關器 封堵在油層中。再起注水管柱時就不會有井液從井筒中噴出，並且油管中的井 液也會從配注器的注水通道流瀉到井筒中。當再次進行下注水管柱時，把將脫接器的上半部分接到注水管柱的下部。 將注水管柱下入井中，當管柱到達丟手管柱後，經脫接器對接，這時在井口從 油套環形空間打壓15MPa，液壓控制錨的活塞5在密封腔室7的壓差作用下帶著 滑塊10壓縮復位彈簧15和壓緊彈簧19向下運動。滑塊10運動到滑道的底部， 同時壓緊彈簧19被壓縮到最緊的程度。穩壓15分鐘後在井口釋放油管內的壓 力，滑塊10在復位彈簧15、壓緊彈簧19推力的作用下帶著錐體21向上運動， 進入長滑道14，鎖塊23在錐體21燕尾槽的拉力作用下強制收回。完成了解除 錨定的動作。這時開關已完成打開的動作同時脫接器完全接牢，再接著將注水管柱下到預定層位，不壓井工藝管柱重新回到油層底界的口 袋中。進行磁性定位合格後，在井口打壓坐封注水封隔器。進行正常的注水生 產。這時不壓井工藝管柱因為有封隔器的封隔，所承受的壓力不會升高，只為 靜水柱的壓力。
權利要求1、一種注水井不壓井環保作業液壓控制錨，包括中心管(2)、外殼體(3)、上、下接頭(1、24)、滑動部件、彈性部件、錐體(21)、鎖塊(23)及鎖塊座(22)，其特徵在於中心管(2)的上部開有傳壓孔(4)，並且在與滑動部件相應位置處開有使滑動部件徑向運動的滑道，外殼體(3)的下部固定連接鎖塊座(22)，上接頭(1)的下端與中心管(2)和外殼體(3)固定密封連接，形成密封腔室(7)，該密封腔室(7)通過與之緊密接觸的滑動部件推動依次連接的彈性部件和錐體(21)，錐體(21)的斜邊與鎖塊(23)的斜邊咬合，鎖塊(23)固定在可使其沿徑向運動的鎖塊座(22)上，下接頭(24)的上部與中心管(2)和鎖塊座(22)的下端固定密封連接。
2、 按照權利要求1所述的液壓控制錨，其特徵在於所述密封腔室(7) 由活塞(5)、底部緊密接觸有密封環(8)的密封筒(6)和中心管(2)的外 壁形成。
3、 按照權利要求l所述的液壓控制錨，其特徵在於所述滑道是沿中心管 (2)徑向、交替設置的多個短滑道(13)和長滑道(14)。
4、 按照權利要求l所述的液壓控制錨，其特徵在於所述滑動部件為與中 心管(2)上的滑道相適配的滑塊(10)。
5、 按照權利要求4所述的液壓控制錨，其特徵在於所述滑塊(10)固定 在滑塊座(11)上，並且位於滑塊定位套(9)的內部，滑塊定位套(9)的上 部與活塞(5)緊密接觸，下部與彈簧推承座(12)固定連接。
6、 按照權利要求1所述的液壓控制錨，其特徵在於所述彈性部件為彈簧。
7、 按照權利要求6所述的液壓控制錨，其特徵在於所述彈簧分為兩段， 前段為與彈簧推承座(12)下端固定連接的復位彈簧(15)，後段為與椎體(21) 上端固定連接的壓緊彈簧(19)，兩段彈簧之間依次連接有與中心管(2)外壁 接觸邊設置有凹陷部分的彈簧座(17)和彈簧推承環(18)，並且在中心管(2) 上與彈簧座(17)相應位置處設有凸起，該凸起卡住彈簧座(17)的凹入部分， 彈簧座(17)與彈簧推承環(18)緊密接觸。
8、 按照權利要求1所述的液壓控制錨，其特徵在於所述滑動部件推動彈 性部件通過彈簧推承座(12)來推動，該彈簧推承座上端與滑塊定位套(9)固 定連接；
9、 按照權利要求8所述的液壓控制錨，其特徵在於在彈簧推承座(12) 的下部固定連接與外殼體(3)緊密接觸的彈簧推筒(16)，該彈簧推筒(16) 的下部與彈簧推承環(18)固定連接，復位彈簧(15)位於彈簧推筒(16)的 內部，在彈簧推承環(18)的下部固定連接與外殼體(3)緊密接觸的解卡復位 套(20)，解卡復位套(20)的底部沿軸向設置凸起，卡在錐體(21)的相應 突出部位上，壓緊彈簧(19)位於解卡復位套(20)的內部。
專利摘要本實用新型公開了一種注水井不壓井環保作業液壓控制錨，包括中心管(2)、外殼體(3)、上、下接頭(1、24)、滑動部件、彈性部件、錐體(21)、鎖塊(23)及鎖塊座(22)，通過中心管(2)上的傳壓孔(4)對在上接頭(1)的下部與中心管(2)和外殼體(3)之間形成的密封腔室(7)施壓，推動彈性部件、滑動部件、鎖塊(23)等部件錨定套管，實現注水井不壓井環保作業的作用，並且不損傷套管，該液壓控制錨結構簡單、操作方便、是一種有效的井下控制裝置。
文檔編號E21B23/00GK201050316SQ20072015532
公開日2008年4月23日 申請日期2007年7月16日 優先權日2007年7月16日
發明者唐永強, 張冬玲, 李宜強 申請人:唐永強