高壓可撈式懸掛封層工具的製作方法

2023-04-23 07:46:46 1

專利名稱：高壓可撈式懸掛封層工具的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於石油工業的井下作業設備，特別是高壓可撈式懸掛封層 工具，是一種用於油水井完井時的完井封層工具，特別適用於油水井的層間 封隔。
背景技術：
隨著油田開發的不斷深入，越來越多油水井的下部層段失去勘探、生產 價值時，需要封層上返，開發上部的其它勘探、生產層。常見的封層方式就
是l、下丟手封隔器，2、注水泥，3、打橋塞。下丟手封隔器和注水泥在生產 中使用比較廣泛，優點是工藝簡單，成本低。缺點是壓力很低，壽命比較短， 還必須懸掛一定重量的油管才可以實現封隔作用，不能用於一些夾層小、口 袋短的井。注水泥封層的優點就是井內不留金屬，對油水井套管無損害，但 對於一些高壓井、漏失嚴重的井、夾層較小的井也無法使用該方法封層。打 橋塞也常用於生產中，現場最常用的就是普通橋塞，雖然可以承受較高的壓 差，具有施工簡單易操作的特點，但是不可解封性給後期處理帶來了很大麻 煩，甚至無法處理。可撈式橋塞，雖然具有可撈的特點，但是能夠承受的壓 差不高，反向壓差更低，因此有很多地層壓力高的井封不住，再者，油田的 開發越來越向深層開發，因此需要壓力級別較高的橋塞來實現封層上返。壓 力級別較高的改進型可撈式橋塞在現場沒有得到推廣應用。其重要原因就是 這種橋塞由於結構的原因，可以解封但存在二次座封，導致所用井的井下管 柱被卡死在井筒中。由於這種橋塞的材料都是鋼件，小修隊根本無法靠磨銑處理掉，打撈也沒有可能，因此造成油水井報廢事故。這種橋塞結構最大的 問題就是自鎖單向沒有限位，即沿著座封方向沒有限制，而且設計的打撈 部位是內中心管。打撈成功之後上提起到解封的作用，但是由於是打撈內中 心管，在起鑽過程中橋塞雖然解封，但由於起鑽過程是一個井內管柱無規則 的晃動上移過程，打撈後接在管柱最下部的橋塞必然跟套管有碰掛摩擦的現 象存在，這樣橋塞內中心管以外的部件就會在這種力的作用下推動自鎖環繼 續下移，從而推動卡瓦和膠筒再次座封，這時已沒有任何解封的機構了，而 由於其本身就是一種承受高壓差的設計，所以越活動卡的越死，只有退出打
撈工具，上大修用套銑和磨銑兩種工藝處理，造成對套管的嚴重損壞，甚至 造成油水井的報廢。現場需要一種高壓可撈式的封層工具來解決上述技術問 題。
發明內容
本實用新型的目的是提供高壓可撈式懸掛封層工具，克服現有技術存在 的的上述缺陷，改進工具設計，解決二次座封問題，提高橋塞打撈的成功率， 降低生產成本。
本技術解決方案可達上述目的高壓可撈式懸掛封層工具包括自鎖解封 機構、丟手機構和內中心管，自鎖解封機構設有鎖解機關，自鎖解封機構、 膠筒密封錨定機構和丟手機構由內中心管連接，均套裝在丟手機構的丟手上。
本實用新型與現有技術相比具有以下有益的效果本實用新型的自鎖解 封機構設有鎖解機關，與內中心管成鋸齒型絲扣連接，鎖緊力強大，能夠承 受高壓。其解封力與鎖緊力是兩個互不相干的力，解封力只要一點就足夠， 只要剪斷解封銷釘就行。而自鎖環是套在解封爪上，靠解封爪將其漲開而失去自鎖功能，在達到解封目的的同時，也不可能再次自鎖導致工具在打撈 的過程中二次座封，解決了工具打撈過程中的二次座封問題。改進了打撈部 件的設計，打撈部件在組裝狀態與鎖壓帽及內中心管靠銷釘連接，起防座封 作用， 一旦座封完成就只有解封銷釘將其掛在內中心管上，使打撈部件在座 封狀態不受任何力的作用，解封時，撈住打撈部件上提剪斷解封銷釘，打撈 部件就與內中心管完全脫離開，打撈部件的所有力都傳遞到鎖壓帽、壓帽等 所有外部部件上，進而順利撈出橋塞。本實用新型雙向承受的壓力高，自鎖、 解封工作可靠，可打撈回收，大大降低了封層工具導致的井下作業事故和油 水井報廢事故，減少了生產成本，減輕了現場工人的勞動強度。如果在本實 用新型下部接上開關閥還可用於永久式完井技術，並且可以隨時取出來進行 檢修。


附圖為本實用新型的結構示意圖。
圖中鎖壓帽l、密封圈2、座封剪釘3、解封爪4、自鎖環5、解封剪釘 6、密封圈7、襯套8、壓帽9、母膨脹環10、公膨脹環11、壓環12、骨環13、 上膠筒14、上錐體15、筒式卡瓦16、內中心管17、下錐體18、副膠筒19、 託頭20、密封圈21、密封圈22、密封圈23、丟手24、丟手銷釘25、下接頭 26、底座27。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步的詳述參見附圖，高壓可撈式懸 掛封層工具包括自鎖解封機構、丟手機構和內中心管17，自鎖解封機構設有
鎖解機關，自鎖解封機構、膠筒密封錨定機構和丟手機構由內中心管17連接，均套裝在丟手機構的丟手24上。自鎖解封機構包括鎖壓帽1、座封剪釘3、 鎖解機關、襯套8和壓帽9，鎖壓帽1與鎖解機關的上部通過座封剪釘3連接; 內中心管17與鎖解機關絲扣連接並通過解封銷釘6與鎖解機關的下部固定； 襯套8套裝在鎖解機關的下方，外面安裝壓帽9，將壓帽9與鎖壓帽1連接。 鎖解機關包括解封爪4和自鎖環5，自鎖環5套在解封爪4的外圓上，解封爪 4插裝在內中心管17上。也就是將解封爪4插裝在自鎖環5與內中心管17之 間，自鎖環5與內中心管17絲扣連接。解封爪4的下部為爪型結構，爪身壁 薄、爪端壁厚形成錐面臺肩，在其爪端設有銷釘孔，安裝解封銷釘6。自鎖環 5設有軸向通槽，其內圓設有鋸齒型絲扣。內中心管17的上部外圓設有軸向 凸臺與解封爪4的爪間隙對應，其軸向凸臺上設有鋸齒型絲扣與自鎖環5的 鋸齒型絲扣配合，使自鎖環5與內中心管17的絲扣嚙合過程中，只能順內中 心管17下移、不能上移。鎖壓帽l的中部外圓有凸臺， 一端內圓的端部設有 臺肩，另一端設有剪釘孔。丟手機構包括丟手24和丟手銷釘25，丟手24為 下部設有間隔的管狀體，下端管體設有銷釘孔，丟手24通過丟手銷釘25與 內中心管17連接。
本工具的組裝裝配
首先將密封圈2套入解封爪4的密封圈槽內，將解封爪4與內中心管17 通過解封剪釘6連接在一起，然後將自鎖環5從解封爪4的上端套入，並與 內中心管17上的鋸齒絲扣咬合，然後將鎖壓帽1與解封爪4通過座封剪釘3 連接。連接好後，將密封圈7放入襯套8的密封槽內，將裝好的襯套8從內 中心管17的一端套入直至內中心管17的軸向凸臺下方。再將壓帽9從襯套8 的一端套入，並與鎖壓帽1絲扣連接，然後依次將母膨脹環10、公膨脹環11、壓環12套入襯套8上，再將骨環13套入上膠筒14的內槽中，並一起套入襯 套8上，再依次將壓環12、公膨脹環11、母膨脹環10套入襯套8上。然後 將上錐體15從內中心管17的一端套入，並與襯套8絲扣連接，再將筒式卡 瓦16、下錐體18依次從內中心管17 —端套入，並使筒式卡瓦16將上錐體 15和下錐體18這兩個錐體連接在一起。然後將副膠筒19、安裝了密封圈21 的託頭20從內中心管17的一端套入並使託頭20與內中心管17絲扣連接， 再將裝好了密封圈22的丟手24插入內中心管17中並用丟手銷釘25將其連 接起來，再將裝有密封圈23的下接頭26與託頭20絲扣連接，最後將底座27 與下接頭26絲扣連接即可。
具體使用時，將本工具連接在普通橋塞座封使用的工具底部，使用下井 管柱或者電纜將其送到需要封隔的部位，使用常規座封工具使其座封，其座 封和解封過程如下
座封用座封工具施加壓力，由於丟手24與座封工具相連接，座封工具 外套推動鎖壓帽1在一定負荷下剪斷座封剪釘3並與壓帽9 一起推動自鎖環5 下移，由於自鎖環5與內中心管17的螺紋屬於鋸齒型螺紋使自鎖環5可以單 向移動，反向不可退，起到自鎖作用。壓帽9繼續推動母膨脹環10、公膨脹 環ll、壓環12、上膠筒14、骨環13、上錐體15，這時母膨脹環IO、公膨脹 環ll受力脹開，上膠筒14壓縮膨脹，上錐體15帶動襯套8下移，推動筒式 卡瓦16脹開並下移，從而推動下錐體18下移壓縮副膠筒19脹開，當座封力 達到一定程度母膨脹環10、公膨脹環11、上膠筒14、筒式卡瓦16、副膠筒 19變形達到最大程度地與套管接觸，實現座封錨定。這時丟手銷釘25剪斷， 丟手24脫開實現丟手，將丟手24提出井外，全部座封過程完成，即可進行下步施工。
解封下入專用對扣撈錨撈住解封爪4上提負荷，剪斷解封剪釘6，解封
爪4上移其爪脹開自鎖環5解鎖至鎖壓帽1內圓的臺肩上，帶動鎖壓帽1和 壓帽9上移。母膨脹環IO、公膨脹環ll恢復，上膠筒14收縮上移一定距離 後帶動上錐體15、襯套8上移使上錐體15與筒式卡瓦16逐漸恢復到組裝狀 態。筒式卡瓦16開始收縮並與下錐體18—起上移，下錐體18遇到內中心管 17上的軸向凸臺，內中心管17上的襯套8停止移動，使上錐體15、下錐體 18、筒式卡瓦16恢復原來組裝時的狀態，充分脫開上錐體15和下錐體18的 連接，錨定解開。上膠筒14、副膠筒19在彈性下釋放恢復，從而實現解封， 即可將本工具從井內撈出回收。
權利要求1、高壓可撈式懸掛封層工具，包括自鎖解封機構、丟手機構和內中心管(17)，其特徵是自鎖解封機構設有鎖解機關，自鎖解封機構、膠筒密封錨定機構和丟手機構由內中心管(17)連接，均套裝在丟手機構的丟手(24)上。
2、 根據權利要求1所述的高壓可撈式懸掛封層工具，其特徵是自鎖解封機構包括鎖壓帽(1)、座封剪釘(3)、鎖解機關、襯套(8)和壓帽(9)，鎖壓帽(1)與鎖解機關的上部通過座封剪釘(3)連接；內中心管(17)與鎖解機關絲扣連接並通過解封銷釘(6)與鎖解機關的下部固定；襯套(8)套裝在鎖解機關的下方，外面安裝壓帽(9)，將壓帽(9)與鎖壓帽(1)連接。
3、 根據權利要求2所述的高壓可撈式懸掛封層工具，其特徵是鎖解機關包括解封爪(4)和自鎖環(5)，自鎖環(5)套在解封爪(4)的外圓上，解封爪(4)插裝在內中心管(17)上，自鎖環(5)與內中心管(17)絲扣連接。
4、 根據權利要求3所述的高壓可撈式懸掛封層工具，其特徵是解封爪(4)的下部為爪型結構，爪身壁薄、爪端壁厚形成錐面臺肩，在其爪端設有銷釘孔，安裝解封銷釘(6)。
5、 根據權利要求3所述的高壓可撈式懸掛封層工具，其特徵是自鎖環(5)設有軸向通槽，其內圓設有鋸齒型絲扣。
6、 根據權利要求3所述的高壓可撈式懸掛封層工具，其特徵是內中心管(17)的上部外圓設有軸向凸臺與解封爪(4)的爪間隙對應，其軸向凸臺上設有鋸齒型絲扣與自鎖環(5)的鋸齒型絲扣配合。
7、 根據權利要求2所述的高壓可撈式懸掛封層工具，其特徵是鎖壓帽(1)的中部外圓有凸臺， 一端內圓的端部設有臺肩，另一端設有剪釘孔。
8、 根據權利要求l所述的高壓可撈式懸掛封層工具，其特徵是丟手機構包括丟手(24)和丟手銷釘(25)，丟手(24)為下部設有間隔的管狀體，下端管體設有銷釘孔，丟手(24)通過丟手銷釘(25)與內中心管(17)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種石油工業使用的高壓可撈式懸掛封層工具，用於油水井完井時的完井封層工具，特別適用於油水井的層間封隔。本工具包括自鎖解封機構、丟手機構和內中心管，自鎖解封機構設有鎖解機關，自鎖解封機構、膠筒密封錨定機構和丟手機構由內中心管連接，均套裝在丟手機構的丟手上。本實用新型雙向承受的壓力高，自鎖、解封工作可靠，可打撈回收，大大降低了封層工具導致的井下作業事故和油水井報廢事故，減少了生產成本，減輕了現場工人的勞動強度。如果在本實用新型下部接上開關閥還可用於永久式完井技術，並且可以隨時取出來進行檢修。
文檔編號E21B33/128GK201273169SQ20082017253
公開日2009年7月15日 申請日期2008年10月8日 優先權日2008年10月8日
發明者劉化國, 孫長喜, 陳興泉 申請人:中國石化集團勝利石油管理局井下作業公司