大斜度注水井毛細管液壓增力投撈器的製作方法

2023-05-18 01:29:16 4

本發明涉及油田大斜度注水井分層注水開發的打撈裝置，具體地說是大斜度注水井毛細管液壓增力投撈器。

背景技術：

目前油田大斜度井(井斜大於45°)分層注水工藝以偏心和空心分注為主，分層測試和調配主要採用鋼絲投撈方式實施，在大斜度分層注水井上應用時，受井斜影響，鋼絲及測調儀器下行困難，同時配水芯子上提時易於配水器工作筒遇卡，投撈成功率低，在井斜45°-60°之間，空心投撈成功率只有57％，井斜超過60°，鋼絲投撈測調無法實施。這些嚴重影響分注實施效果。

雖然大斜度井可以採用油套分注和雙管注水工藝技術，但是對於油套分注管柱，套管長期承壓易受損，同時在注水狀態下面臨腐蝕結垢的威脅，而雙管注水管柱需要下入內外雙層油管，地面和井下成本較高。且以上兩種管柱都只能分注2層，當大斜度井分注2層以上時，雖然可以採用連續杆或管進行分層測調解決大斜度分注井測調中所遇到的難題，但是作業成本較高，現場操作複雜。空心分注管柱雖能解決上述問題，但其配水器芯子的投撈問題是制約大斜度井實施有效分注的瓶頸。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供大斜度注水井毛細管液壓增力投撈器，通過液力方式解決測調儀器在斜井段下行困難和上行時打撈力小的難題。

為了達到上述目的，本發明採用了如下技術方案：大斜度注水井毛細管液壓增力投撈器，包括打撈主體及安裝在打撈主體下端的撈爪，所述打撈主體的上端設置有液力助推機構，所述液力助推機構包括中心杆、楔入體、皮碗、錐體，所述中心杆外壁自上而下依次設置楔入體、皮碗、錐體，所述中心杆和楔入體為定程滑動式連接，錐體用螺紋方式連接在中心杆下端，所述皮碗的內錐面貼合在楔入體的外錐面上，錐體上端頂在皮碗的下端，所述楔入體上端用螺紋方式連接上接頭，在上接頭內插入毛細管連通至中心杆內腔，所述中心杆和楔入體之間有孔隙形成活塞腔，中心杆作為活塞使用，在中心杆和楔入體上均開設通往活塞腔的通孔。

所述打撈主體和液力助推機構之間還設置有增力機構，所述增力機構包括卡瓦增力機構和兩級活塞增力機構。

所述卡瓦增力機構包括中心管、增力卡瓦、卡瓦座、外筒、推力彈簧，所述增力卡瓦設置在中心管外側，增力卡瓦的上端內錐面與錐體下端外錐面相互錐面貼合，增力卡瓦下端設置卡瓦座，所述中心管外側還設置有外筒，外筒內設置推力彈簧，推力彈簧上端頂住中心管，所述中心管上開設通往卡瓦座底部的通孔，中心管上端與錐體內壁為螺紋連接。

所述錐體上還開設有供增力卡瓦沿斜面移動的軌道槽。

所述兩級活塞增力機構主要包括一級活塞、二級活塞，所述一級活塞上端與中心管螺紋連接，二級活塞上端與一級活塞螺紋連接，二級活塞下端與下接頭螺紋連接，下接頭通過限位塊與打撈主體連接。

所述上接頭上端與毛細管之間設置壓帽，壓帽下端與上接頭之間設置用來壓實毛細管的密封件。

所述打撈主體下端連接承載套，所述撈爪通過扭簧安裝在承載套上，所述承載套下端安裝有導向頭。

相較於現有技術，本發明具有以下有益效果：

設計了液力助推機構，結構組成上主要包括中心杆活塞、楔入體和楔入式皮碗，通過對皮碗受力分析，設計皮碗形狀。此助推機構主要功能是利用皮碗和油管間隙過流產生的節流壓差，在斜井段給儀器提供下行動力，防止儀器中途遇阻，確保儀器下行至預定位置。為防止儀器下行過程中增力卡瓦提前撐開，設計了推力彈簧，以控制增力卡瓦的撐出時機，保證皮碗在最大撐開狀態時，增力卡瓦未撐開。為防止下行推力過大，設計了中心杆活塞，以降低下行推力。

針對注水井在斜井段打撈時配水芯子容易與工作筒發生卡死現象，設計了增力卡瓦和兩級增力活塞，增加打撈儀器在斜井段的錨定力和上行動力；在毛細管洩壓時，推力彈簧對增力卡瓦提供反向推力，保證其正常收回。

本發明能提高打撈儀器在大斜度井中投放到位的成功率；提高配水器芯子在斜井段的打撈成功率。

附圖說明

圖1為本發明的大斜度注水井毛細管液壓增力投撈器的結構示意圖。

圖中，1-毛細管；2-壓帽；3-密封件；4-上接頭；5-中心杆；6-楔入體；7-皮碗；8-錐體；9-增力卡瓦；10-卡瓦座；11-中心管；12-外筒；13-推力彈簧；14-一級活塞；15-二級活塞；16-下接頭；17-限位塊；18-打撈主體；19-承載套；20-扭簧；21-撈爪； 22-導向頭。

具體實施方式

有關本發明的詳細說明及技術內容，配合附圖說明如下，然而附圖僅提供參考與說明之用，並非用來對本發明加以限制。

根據圖1所示，大斜度注水井毛細管液壓增力投撈器，包括打撈主體18及安裝在打撈主體下端的撈爪21，打撈主體的上端設置有液力助推機構，所述液力助推機構包括中心杆5、楔入體6、皮碗7、錐體8，中心杆外壁自上而下依次設置楔入體、皮碗、錐體，中心杆和楔入體為定程滑動式連接，錐體用螺紋方式連接在中心杆下端，皮碗的內錐面貼合在楔入體的外錐面上，錐體上端頂在皮碗的下端，楔入體上端用螺紋方式連接上接頭4，在上接頭內插入毛細管1連通至中心杆內腔，中心杆和楔入體之間有孔隙形成活塞腔，中心杆作為活塞使用，在中心杆5和楔入體6上均開設通往活塞腔的通孔。所述上接頭上端與毛細管之間設置壓帽2，壓帽下端與上接頭之間設置有用來壓實毛細管的密封件3。打撈主體下端連接承載套19，撈爪通過扭簧20安裝在承載套上，承載套下端安裝有導向頭22。

打撈主體和液力助推機構之間還設置有增力機構，增力機構包括卡瓦增力機構和兩級活塞增力機構。卡瓦增力機構包括增力卡瓦9、卡瓦座10、中心管11、外筒12、推力彈簧13，所述增力卡瓦設置在中心管外側，增力卡瓦的上端內錐面與錐體下端外錐面相互錐面貼合，增力卡瓦下端設置卡瓦座10，所述中心管外側還設置有外筒12，外筒內設置推力彈簧13，推力彈簧上端頂住中心管，所述中心管上開設通往卡瓦座底部的通孔，中心管上端與錐體內壁為螺紋連接。所述錐體上還開設有供增力卡瓦沿斜面移動的軌道槽。兩級活塞增力機構主要包括一級活塞14、二級活塞15，所述一級活塞上端與中心管螺紋連接，二級活塞上端與一級活塞螺紋連接，二級活塞下端與下接頭16螺紋連接，下接頭通過限位塊17與打撈主體18連接。

連接關係：

本發明的大斜度注水井毛細管液壓增力投撈器，毛細管1插入到壓帽2內，上接頭4通過螺紋與壓帽2連接，並通過壓帽2內的密封件3壓緊毛細管1，中心杆5與錐體8通過螺紋連接，楔入體6與上接頭4螺紋連接，皮碗7與錐體8通過硫化件連接，增力卡瓦9通過軌道槽與錐體8連接，卡瓦座10與外筒12螺紋連接，卡瓦座10與外筒12套裝在中心管11上，推力彈簧13放在外筒12內，中心管11與錐體8螺紋連接，一級活塞14與中心管11螺紋連接，二級活塞15與一級活塞14螺紋連接，下接頭16與二級 活塞15螺紋連接，限位塊17與下接頭16螺紋連接，打撈主體18與限位塊17螺紋連接，承載套19與打撈主體18螺紋連接，扭簧20、撈爪21通過銷釘與承載套19連接，導向頭22與打撈主體18螺紋連接。

工作原理：

下井時，在地面由鋼製毛細管攜帶大斜度注水井毛細管液壓增力投撈器，經過井口防噴器下入油管中。投撈器下至斜井段後，在重力作用下，投撈器會偏離油管中心，導致投撈器與油管間的摩擦阻力增大，下行困難，此時在地面對毛細管內部打壓，液壓通過中心杆的開孔傳遞至中心杆與楔入體的接觸面，液壓推動中心杆上移的同時，帶動錐體上移，錐體又帶動皮碗沿著楔入體的錐面上移使皮碗撐開，減小皮碗與油管內徑的間隙，利用間隙過流產生的節流壓差提供下行動力，推動投撈儀器繼續下行。推力彈簧的反向推力較大，此時卡瓦座與外筒並未動作，增力卡瓦未撐開，當下行推力過大時，油管液壓通過楔入體的開孔作用在中心杆活塞，推動活塞杆下移，使皮碗回收，降低投撈器下行推力。毛細管內反覆打壓直至儀器順利下至設定位置。

打撈到配水器芯子時，先試探性上提投撈儀器，打撈力小於毛細管承受拉力時，順利上提儀器，打撈出配水器芯子；當打撈力大於毛細管承受拉力時，在地面對毛細管打壓，液體通過中心管開孔作用在卡瓦座上，壓縮卡瓦座，使其克服推力彈簧的反向推力後壓縮增力卡瓦使其撐出後錨定在油管內壁上，此時與打撈爪相連的兩級增力活塞在液壓力作用下開始增力上提打撈頭，對配水芯子提供上提拉力，芯子上提後毛細管洩壓，皮碗回收，同時推力彈簧收回增力卡瓦，兩級增力活塞在毛細管拉力作用下回到初始位置，繼續毛細管打壓重複以上步驟直至配水芯子從配水器工作筒中完全脫開。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，非用以限定本發明的專利範圍，其他運用本發明的專利精神的等效變化，均應俱屬本發明的專利範圍。