專利名稱：井下管柱緩沖器的制作方法
專利說明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及一種井下管柱緩沖器，屬于油田機(jī)械采油領(lǐng)域。
二、技術(shù)背景油田分層注水過程中，懸掛無錨定式分注管柱不帶井下管柱緩沖器時，在封隔器液壓坐封和正常注水時，井下管柱會伸長，當(dāng)出現(xiàn)臨時停注、管網(wǎng)壓力和注水壓力波動等情況時，井下管柱失去內(nèi)壓，會出現(xiàn)管柱回縮，使得封隔器發(fā)生蠕動、密封不嚴(yán)甚至失效。井下管柱緩沖器的作用就是為了補(bǔ)償管柱伸縮，避免封隔器蠕動，延長封隔器使用壽命?，F(xiàn)有的管柱緩沖器在現(xiàn)場使用中發(fā)現(xiàn)以下不足①管柱緩沖器采用鎖塊鎖緊，開啟鎖塊時活塞既要克服銷釘剪斷力，又要克服鎖塊摩擦力，使開啟壓力不穩(wěn)定，開啟壓力偏低時，容易在封隔器坐封前提前釋放、拉伸，不起作用；開啟壓力偏高時，難以開啟，從而起不到作用。②沒有倒扣機(jī)構(gòu)，起管柱過程遇阻時，二次打撈困難。
三
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是克服上述不足，提供一種新型井下管柱緩沖器，利用自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)井下管柱緩沖器分步開啟、釋放，提高開啟可靠性，防止注水井下管柱伸縮時封隔器蠕動，影響封隔器密封效果，延長有效期。另外，在上提井下管柱遇阻時，能夠?qū)崿F(xiàn)倒扣，起出井下管柱緩沖器以上油管，下入打撈管柱進(jìn)行二次打撈。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)為主要由接頭、傳動環(huán)、內(nèi)管、外管、外套、沖擊活塞、壓環(huán)、鎖球、護(hù)套等組成。外管上端與接頭通過絲扣連接，外管中間與外套通過絲扣連接，外管下端與護(hù)套通過絲扣連接，沖擊活塞、壓環(huán)、鎖球套裝在外管與護(hù)套間的環(huán)形空間中；外套和沖擊銷釘通過絲扣連接，沖擊銷釘?shù)膱A柱端位于沖擊活塞的通孔內(nèi)，用于限制沖擊活塞的運(yùn)動；傳動環(huán)與內(nèi)管上端通過絲扣連接，內(nèi)管與外管通過鎖球連接，鎖球放置于內(nèi)管上的凹槽和外管上的圓孔中，外部采用壓環(huán)限制鎖球脫出；限位剪釘和護(hù)套通過絲扣連接，限位剪釘?shù)膱A柱端位于壓環(huán)的凹槽內(nèi)，用于限制壓環(huán)的運(yùn)動；傳動環(huán)上均布至少4個具有導(dǎo)向傳動作用的凸臺，并與接頭上對應(yīng)的凹槽配合，實(shí)現(xiàn)花鍵傳動，用于傳遞扭矩；內(nèi)管外表面上有一圈球面弧形凹槽，外管一端均布至少4個圓孔，用于放置鎖球；沖擊活塞和壓環(huán)之間有間隙，其尺寸大于沖擊銷釘?shù)膱A柱端外徑尺寸，其作用是為了保證在沖擊活塞將沖擊銷釘圓柱端剪斷時，沖擊活塞只受到?jīng)_擊銷釘?shù)淖枇Γ⑶覜_擊活塞能夠?qū)涵h(huán)產(chǎn)生沖擊力；沖擊銷釘?shù)膱A柱端外徑大于限位剪釘?shù)膱A柱端外徑，其作用是為了保證沖擊活塞推動壓環(huán)，剪斷限位剪釘圓柱端。
采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案具有如下效果①.當(dāng)注水壓力波動引起管柱伸縮時，井下管柱緩沖器對其下部與之相連的封隔器起到防止蠕動作用。
②.采取了依靠沖擊活塞沖擊力剪斷限位剪釘?shù)姆椒?，井下管柱緩沖器分步開啟，使用可靠。
③.井下管柱緩沖器沖擊活塞剪斷沖擊銷釘時，沖擊活塞受力單一，剪斷壓力穩(wěn)定，能夠控制井下管柱緩沖器開啟壓力高于封隔器坐封壓力，保證封隔器坐封可靠。
④.井下管柱緩沖器能夠傳遞扭矩，便于修井作業(yè)時對工具倒扣和二次打撈。
四

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1A-A剖面示意圖。
五、具體實(shí)施方案參見附圖，外套6、沖擊活塞9、壓環(huán)13、護(hù)套15裝在外管5上，外管5上端與接頭1通過絲扣連接，并配以密封膠圈3，外管5中間與外套6通過絲扣連接并配以密封膠圈7，外管5下端與護(hù)套15通過絲扣連接，沖擊活塞9套裝在外管5與護(hù)套15間的環(huán)形空間中，并配以密封膠圈7、8，并通過沖擊銷釘10定位，沖擊活塞9在液壓作用下將沖擊銷釘10圓柱端剪斷，此時沖擊銷釘10只受到?jīng)_擊活塞9的作用力，沖擊銷釘10剪斷力穩(wěn)定，便于設(shè)定；內(nèi)管4套裝在外管5的內(nèi)部并配以密封膠圈11，內(nèi)管4外表面上有一圈球面弧形凹槽，外管5一端至少均布有4個圓孔，用于放置鎖球14，對內(nèi)管4與外管5進(jìn)行限位，同時通過壓環(huán)13、限位剪釘12、及護(hù)套15限定鎖球14位置，保證下井過程中內(nèi)管4與外管5之間無相對運(yùn)動。沖擊銷釘10的剪斷壓力高于封隔器坐封壓力，保證封隔器坐封可靠。
本實(shí)用新型上端通過接頭1與分層注水管柱相接，下端通過內(nèi)管4與封隔器相接之上。下井前處于收縮狀態(tài)，管柱下至設(shè)計(jì)深度后，從井口打入液體，通過液體壓力，封隔器蹩壓坐封后，壓力繼續(xù)升高，沖擊活塞9在液壓作用下將沖擊銷釘10圓柱端剪斷，沖擊銷釘10被剪斷，沖擊活塞9突然釋放，沖向壓環(huán)13；壓環(huán)13受限位剪釘12限制，由于限位剪釘12的剪斷力小于沖擊銷釘10剪斷力，沖擊活塞9沖擊并推動壓環(huán)13，非?？煽康丶魯嘞尬患翎?2的圓柱端，壓環(huán)13向下運(yùn)動，推向護(hù)套15內(nèi)下內(nèi)端，鎖球14失去壓環(huán)13的限制，在內(nèi)管4和外管5對拉力作用下，從外管5上的圓孔內(nèi)退出，鎖球14進(jìn)入護(hù)套15與外管5的環(huán)形空間內(nèi)，內(nèi)管4與外管5之間失去鎖緊，可以相對拉伸，補(bǔ)償井下管柱緩沖器以上管柱在注水壓力變化時的伸縮，而井下管柱緩沖器以下管柱和封隔器不產(chǎn)生蠕動，起到防止封隔器蠕動的作用。
傳動環(huán)2與內(nèi)管4上端通過絲扣連接，并通過傳動環(huán)2上均布至少4個具有導(dǎo)向定位作用的凸臺，與接頭1上對應(yīng)的凹槽配合傳遞扭矩，井下管柱緩沖器內(nèi)管4與外管5之間失去鎖緊后，傳動環(huán)2可以從接頭1內(nèi)退出，在起管柱過程中如遇阻，上提不動管柱，可以下壓管柱，使傳動環(huán)2進(jìn)入接頭1內(nèi)，地面順時針方向旋轉(zhuǎn)油管，使傳動環(huán)2與內(nèi)管4絲扣倒扣，就可以起出井下管柱緩沖器接頭1和傳動環(huán)2以上管柱，進(jìn)行下步打撈作業(yè)。
權(quán)利要求1.井下管柱緩沖器主要由接頭(1)、傳動環(huán)(2)、內(nèi)管(4)、外管(5)、外套(6)、沖擊活塞(9)、壓環(huán)(13)、鎖球(14)、護(hù)套(15)等組成，其特征在于A.外管(5)上端與接頭(1)通過絲扣連接，外管(5)中間與外套(6)通過絲扣連接，外管(5)下端與護(hù)套(15)通過絲扣連接，沖擊活塞(9)、壓環(huán)(13)套裝在外管(5)與護(hù)套(15)間的環(huán)形空間中；B.外套(6)和沖擊銷釘(10)通過絲扣連接，沖擊銷釘(10)的圓柱端位于沖擊活塞(9)的通孔內(nèi)；C.傳動環(huán)(2)與內(nèi)管(4)上端通過絲扣連接，內(nèi)管(4)與外管(5)通過鎖球(14)連接，鎖球(14)放置于內(nèi)管(4)上的凹槽和外管(5)上的圓孔中，鎖球(14)外部有壓環(huán)(13)，限位剪釘(12)和護(hù)套(15)通過絲扣連接，限位剪釘(12)的圓柱端位于壓環(huán)(13)的凹槽內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下管柱緩沖器，其特征在于傳動環(huán)(2)上均布四個以上凸臺，與接頭(1)上均布的四個以上凹槽采取花鍵傳動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下管柱緩沖器，其特征在于內(nèi)管(4)外表面上有一圈球面弧形凹槽，外管(5)一端有四個以上均布的圓孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下管柱緩沖器，其特征在于沖擊活塞(9)和壓環(huán)(13)之間有間隙，其大小為大于沖擊銷釘(10)的圓柱端外徑尺寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的井下管柱緩沖器，其特征在于沖擊銷釘(10)的圓柱端外徑大于限位剪釘(12)的圓柱端外徑。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種油田注水井上進(jìn)行分層注水時使用的井下管柱緩沖器。主要由接頭(1)、傳動環(huán)(2)、內(nèi)管(4)、外管(5)、外套(6)、沖擊活塞(9)、沖擊銷釘(10)、限位剪釘(12)、壓環(huán)(13)、鎖球(14)、護(hù)套(15)等組成。主要用于懸掛無錨定式分層注水管柱中，與水力壓縮式分層注水封隔器配套使用，通過自身的可伸縮性，減少因注水壓力的波動造成的封隔器蠕動、失效、解封，達(dá)到延長密封有效期。易于修井作業(yè)時對工具可倒扣和二次打撈，從而增加了注水管柱現(xiàn)場使用的安全可靠性。
文檔編號E21B43/20GK2542827SQ0220495
公開日2003年4月2日 申請日期2002年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月7日
發(fā)明者馬宏偉, 楊軍虎, 陳平 申請人:中國石油化工股份有限公司河南油田分公司石油工程技術(shù)研究院