一種防砂帽及具有該防砂帽的懸掛器的製作方法

2023-12-09 15:52:36 1

本發明涉及一種固井、完井用尾管懸掛工具，特別是一種防砂帽及具有該防砂帽的懸掛器。

背景技術：

在油氣井深井、定向井、水平井等尾管懸掛固、完井作業中，為節省大量的套管，通常採用尾管懸掛的方式進行作業。作業過程中，為提高液體的攜砂效率，通常採用尾管回接的方式進行作業。但是這種作業方式在使用過程中存在以下問題：

(1)懸掛器懸掛完畢後，懸掛器服務工具試丟手時，回接筒內易進砂，懸掛器服務工具被砂卡，導致無法正常作業；

(2)尾管懸掛器到達坐封位置後，由於回接筒內外壓差的存在，使攜砂液體極易進入服務工具內，使服務工具被卡，導致丟手困難；同時在懸掛器下入過程中，回接筒內外壓差的存在，易使懸掛器下入過程中出現提前坐封、坐掛的現象。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種防砂帽及具有該防砂帽的懸掛器，以解決上述現有技術的懸掛器服務工具被砂卡的問題。

為了實現上述目的，本發明提供了一種防砂帽，安裝在懸掛器上，其中，包括：

本體，為中空的迴轉體結構件，所述本體的兩端分別設置有用於與所述懸掛器連接的第一連接部和第二連接部；

過濾機構，包括設置在所述本體的側壁上的過濾孔和安裝在所述過濾孔內的過濾單元；以及

自動補液機構，包括設置在所述本體的側壁上的補液孔和安裝在所述補液 孔內的自動補液閥。

上述的防砂帽，其中，所述過濾單元包括：

殼體，為扁平圓柱形殼體結構，所述殼體的兩端分別設置有第一通孔和第二通孔，所述殼體的外壁設置有用於與所述過濾孔連接的外螺紋，所述過濾孔上設置有與所述外螺紋適配的內螺紋；

過濾網，填充安裝在所述殼體內並靠近所述第一通孔設置；以及

墊片，填充安裝在所述殼體內並位於所述過濾網和所述第二通孔之間，所述墊片上設置有多個小孔。

上述的防砂帽，其中，所述第一通孔的直徑小於所述第二通孔的直徑，所述多個小孔的軸線與所述第一通孔與第二通孔的軸線平行。

上述的防砂帽，其中，所述第一通孔和第二通孔同軸設置且均為圓錐孔，所述第一通孔和第二通孔的錐頂均朝向所述殼體的內部。

上述的防砂帽，其中，所述過濾網包括多層過濾層，所述過濾層垂直於所述第一通孔和第二通孔的軸線設置，每層所述過濾層的網孔大小相異。

上述的防砂帽，其中，所述自動補液閥包括：

閥座，安裝在所述補液孔內並位於靠近所述本體外壁的一側，所述閥座上設置有通孔；

鋼球，安裝在所述閥座的通孔內；

閥座調節螺母，安裝在所述補液孔內並位於靠近所述本體內壁的一側，所述閥座調節螺母設置有中心孔，所述中心孔為階梯孔；以及

彈簧，安裝在所述閥座調節螺母的中心孔內，所述彈簧的兩端分別抵靠在所述中心孔的臺階和所述鋼球上。

上述的防砂帽，其中，所述閥座的通孔的頂端設置有用於阻擋所述鋼球的凸緣。

上述的防砂帽，其中，所述補液孔包括自外而內順序連接的第一孔、第二孔和第三孔，所述第二孔的內徑小於所述第一孔和第三孔的內徑，所述閥座為T型結構，所述閥座安裝在所述第一孔和第二孔內，所述閥座的凸臺外圓上設置有用於與所述第一孔連接的外螺紋，所述第一孔的內壁上對應於所述外螺紋設置有內螺紋。

上述的防砂帽，其中，所述第一孔與所述第三孔的內徑相等，所述閥座調 節螺母安裝在所述第三孔內，所述第三孔的內壁上對應於所述閥座調節螺母設置有內螺紋。

為了更好地實現上述目的，本發明還提供了一種懸掛器，包括懸掛器服務工具、懸掛器回接筒和防砂帽，所述防砂帽安裝在所述懸掛器回接筒的頂端，所述懸掛器服務工具同軸套裝在所述懸掛器回接筒內，其中，所述防砂帽為上述的防砂帽。

本發明的有益功效在於：

本發明採用簡單的防砂帽結構，有效地解決了以下幾個可能引起作業失敗的問題：

(1)獨特的過濾單元結構設計，過濾掉攜砂液中的大顆粒物質，防止懸掛器服務工具砂卡；

(2)過濾單元單一大孔，使濾砂更容易，防止過濾單元過濾網的表面砂粒沉積，防止過濾單元堵塞；

(3)防砂帽中加入多個自動補液閥，若過濾單元堵塞，回接筒內外壓差超過2-3Mpa時，自動補液閥自動打開，進行補液，使回接筒內外壓差保持平衡，避免了懸掛器下入過程中提前坐封、坐掛現象的發生；

(4)自動補液閥使回接筒內外壓力平衡，避免了丟手時因壓差引起的攜砂液進入回接筒砂卡懸掛器服務工具的現象。

以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。

附圖說明

圖1為本發明一實施例懸掛器結構示意圖；

圖2為本發明一實施例的防砂帽結構示意圖；

圖3為本發明一實施例的過濾單元結構示意圖；

圖4為本發明一實施例的自動補液閥局部放大圖。

其中，附圖標記

1 懸掛器服務工具

2 懸掛器回接筒

3 防砂帽

31 本體

311 第一連接部

312 第二連接部

32 過濾機構

321 過濾孔

322 過濾單元

3221 殼體

3222 過濾網

3223 墊片

3224 第一通孔

3225 第二通孔

3226 外螺紋

3227 小孔

33 自動補液機構

331 補液孔

3311 第一孔

3312 第二孔

3313 第三孔

332 自動補液閥

3321 鋼球

3322 閥座

3323 彈簧

3324 閥座調節螺母

3325 通孔

3326 中心孔

3327 凸緣

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的結構原理和工作原理作具體的描述：

參見圖1，圖1為本發明一實施例懸掛器結構示意圖。本發明的 懸掛器，包括懸掛器服務工具1、懸掛器回接筒2和防砂帽3，所述防砂帽3安裝在所述懸掛器回接筒2的頂端，所述懸掛器服務工具1同軸套裝在所述懸掛器回接筒2內，與懸掛器一起下入井筒。防砂帽3安裝於懸掛器回接筒2的頂端，防止固體顆粒進入懸掛器回接筒2造成砂卡的現象發生，同時平衡懸掛器回接筒2內外壓力，避免發生提前坐封、坐掛現象；有效避免了懸掛器服務工具1丟手時因壓差導致攜砂液回流至懸掛器回接筒2引起懸掛器服務工具1砂卡的現象。因該懸掛器其他部分的結構、相互位置關係、連接關係及其功能等均為較成熟的現有技術，故在此不再贅述，下面僅對本發明的防砂帽3予以詳細說明。

參見圖2，圖2為本發明一實施例的防砂帽結構示意圖。本發明的防砂帽3，包括：本體31，為中空的迴轉體結構件，所述本體31的兩端分別設置有用於與所述懸掛器連接的第一連接部311和第二連接部312；過濾機構32，包括設置在所述本體31的側壁上的過濾孔321和安裝在所述過濾孔321內的過濾單元322；以及自動補液機構33，包括設置在所述本體31的側壁上的補液孔331和安裝在所述補液孔331內的自動補液閥332。

參見圖3，圖3為本發明一實施例的過濾單元結構示意圖。本實施例中，該過濾單元322包括：殼體3221，為扁平圓柱形殼體3221結構，所述殼體3221的兩端分別設置有第一通孔3224和第二通孔3225，所述殼體3221的外壁設置有用於與所述過濾孔321連接的外螺紋3226，所述過濾孔321上設置有與所述外螺紋3226適配的內螺紋；過濾網3222，填充安裝在所述殼體3221內並靠近所述第一通孔3224設置；以及墊片3223，填充安裝在所述殼體3221內並位於所述過濾網3222和所述第二通孔3225之間，所述墊片3223上設置有多個小孔3227。其中，過濾孔321為一個帶臺階的大孔，通透能力強，泥砂不易沉積在過濾單元322表面，可有效地防止過濾單元322堵塞。

其中，優選所述第一通孔3224的直徑小於第二通孔3225的直徑，所述多個小孔3227的軸線與所述第一通孔3224與第二通孔3225的軸線平行。所述第一通孔3224和第二通孔3225同軸設置且均優選為圓錐孔，所述第一通孔3224和第二通孔3225的錐頂均朝向所述殼體3221的內部。

其中，所述過濾網3222可包括多層過濾層，所述過濾層垂直於所述第一通孔3224和第二通孔3225的軸線設置，每層所述過濾層的網孔大小相異，過 濾網3222可根據油藏特徵進行過濾網3222的層數及過濾網3222的網孔大小的選擇設置，以保證有效地過濾掉大顆粒，防止砂卡服務工具。攜砂液經過濾網3222過濾後，經墊片3223上的小孔3227流入懸掛器回接筒2內。

參見圖4，圖4為本發明一實施例的自動補液閥局部放大圖。本實施例中，該自動補液閥332包括：閥座3322，安裝在所述補液孔331內並位於靠近所述本體31外壁的一側，所述閥座3322上設置有通孔3325；鋼球3321，安裝在所述閥座3322的通孔3325內；閥座調節螺母3324，安裝在所述補液孔331內並位於靠近所述本體31內壁的一側，所述閥座調節螺母3324設置有中心孔3326，所述中心孔3326為階梯孔，該閥座調節螺母3324的外圓周上設置有外螺紋，第三孔3313內壁上設置有與其適配的內螺紋；以及彈簧3323，安裝在所述閥座調節螺母3324的中心孔3326內，所述彈簧3323的兩端分別抵靠在所述中心孔3326的臺階和所述鋼球3321上。

本實施例中，所述補液孔331為H形結構，即包括自外而內順序連接的第一孔3311、第二孔3312和第三孔3313，所述第二孔3312的內徑小於所述第一孔3311和第三孔3313的內徑，所述閥座3322為T型結構，所述閥座3322安裝在所述第一孔3311和第二孔3312內，所述閥座3322的凸臺外圓上設置有用於與所述第一孔3311連接的外螺紋，所述第一孔3311的內壁上對應於所述外螺紋設置有內螺紋。所述第一孔3311與所述第三孔3313的內徑相等，所述閥座調節螺母3324安裝在所述第三孔3313內，所述第三孔3313的內壁上對應於所述閥座調節螺母3324設置有內螺紋。其中，所述閥座3322的通孔3325的頂端設置有用於阻擋所述鋼球3321的凸緣3327，也可採用墊片、擋環等結構實現對該鋼球3321的限制，對此不做限定。當懸掛器回接筒2外壓差高於回接筒內2-3Mpa時，該鋼球3321克服彈簧3323的彈力，將彈簧3323下壓，自動補液閥332的入口開啟，液體進入懸掛器回接筒2內，進行補液，使懸掛器回接筒2內外壓力平衡，避免了懸掛器下入過程中提前坐封、坐掛現象的出現，同時有效地避免因壓差引起的攜砂液進入懸掛器回接筒2砂卡懸掛器服務工具現象的發生。

當懸掛器入井筒作業時，防砂帽3通過第二連接部312連接在懸掛器回接筒2上，懸掛器服務工具1與懸掛器回接筒2一起入井，在下入過程中，若遇阻，可大排量循環，因防砂帽3的自動補液閥332能始終保持懸掛器內外壓差不大於3Mpa，故不會因管串內外的大壓差導致懸掛器提前坐封、坐掛現象的 發生，當懸掛器坐封完畢後，懸掛器服務工具1試丟手，上、下活動管串，攜砂液首先經過防砂帽3的過濾，才進入懸掛器回接筒2內，故避免了懸掛器服務工具1被砂卡的現象，懸掛器服務工具1可以成功實現丟手，而不會導致無法正常作業，從而克服了現有技術的缺陷。坐封坐掛完成後，防砂帽3的第二連接部312與懸掛器回接筒2之間的連接銷釘被剪斷，防砂帽3與懸掛器回接筒2脫離，防砂帽3通過第一連接部311與懸掛器服務工具1連接並與懸掛器服務工具1一起取出井筒。

本發明減少了試丟手時懸掛器服務件易被砂卡的現象、克服了因懸掛器服務件內外壓差導致的攜砂液易進入懸掛器服務件內引起砂卡的缺陷、避免了因懸掛器回接筒內外壓差的存在而引起的提前坐封、坐掛現象。克服了因井筒內攜砂液進入懸掛器回接筒引起懸掛器服務件砂卡導致無法正常作業的缺陷。

當然，本發明還可有其它多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明所附的權利要求的保護範圍。