一種壓力控制式脫手封閉回接開啟井下工具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種應(yīng)用在油氣井測試作業(yè)中的壓力控制式脫手封閉回接開啟井下工具。
【背景技術(shù)】
[0002]公開號為CN 201236698，公開日為2009年5月13日的中國專利文獻(xiàn)公開了一種電子式井下關(guān)井器，包括通過中間連接接頭上下固定連接在一起的外護筒和電子護筒、上連接接頭、下連接接頭、從中間連接接頭中部插入外護筒內(nèi)的推桿及從上至下依次安裝在電子護筒內(nèi)的帶動推桿上下移動的旋轉(zhuǎn)絲杠、對旋轉(zhuǎn)絲杠進(jìn)行驅(qū)動的電機、電池和線路板；線路板上安裝有對電機進(jìn)行控制的單片機、與單片機相接的開關(guān)井時間定時電路、電機正反轉(zhuǎn)控制電路和電壓轉(zhuǎn)換電路；外護筒側(cè)壁上設(shè)置有進(jìn)液孔，推桿上套裝固定有用于開啟關(guān)閉進(jìn)液孔的桶形滑套。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、操作方便且可靠性高，在減少地面動力使用次數(shù)、降低油田開發(fā)成本的同時，也實現(xiàn)了井下關(guān)井、開井的反復(fù)動作過程。
[0003]但以上述專利文獻(xiàn)代表的常規(guī)井下關(guān)井工具只能實現(xiàn)井下臨時關(guān)井，測試作業(yè)結(jié)束后，關(guān)井工具只能隨測試工具起出，無法實現(xiàn)永久關(guān)井。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型旨在針對上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷和不足，提供一種壓力控制式脫手封閉回接開啟井下工具，本實用新型在測試作業(yè)結(jié)束后，即可通過壓力控制方式操作該工具關(guān)井，并可從該工具處脫手，確保井下工具起出的同時，實現(xiàn)永久關(guān)井。后期，還可以重新下入回接工具，重新開啟該工具，確保后期開發(fā)順利進(jìn)行，快速實現(xiàn)“二次完井”。
[0005]本實用新型是通過采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]一種壓力控制式脫手封閉回接開啟井下工具，包括:球閥關(guān)閉控制動力和傳動系統(tǒng)、球閥開啟控制動力和傳動系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)，其特征在于:所述的球閥關(guān)閉控制動力和傳動系統(tǒng)包括:外筒一、破裂盤一、剪銷一、接頭一、芯軸一和脫接密封，其中:外筒一和接頭一通過絲扣連接，芯軸一通過剪銷一固定在外筒一內(nèi)形成空氣室，破裂盤一安裝在外筒一上，脫接密封通過絲扣連接在接頭一上；所述的執(zhí)行系統(tǒng)包括:密封外筒、球閥外筒、聯(lián)動棘爪、球閥操作臂、球閥總成和下接頭，其中:密封外筒與球閥外筒通過絲扣連接，球閥外筒與下接頭通過絲扣連接，聯(lián)動棘爪和操作臂通過鍵槽固定在一起，操作臂與球閥總成形成鉸鏈連接。
[0007]所述的球閥開啟控制動力和傳動系統(tǒng)包括:接頭二、剪銷二、破裂盤二、外筒二、芯軸二和脫接密封，其中:外筒二和接頭二通過絲扣連接，芯軸二通過剪銷二固定在接頭二上形成空氣室，破裂盤二安裝在外筒二上，密封脫接脫接密封通過絲扣與外筒二連接。
[0008]所述的球閥關(guān)閉控制動力和傳動系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)配合，形成脫手永久封堵流體通道結(jié)構(gòu)。
[0009]所述球閥開啟控制動力和傳動系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)配合，形成回接開啟流體通道結(jié)構(gòu)。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所達(dá)到的有益效果如下:
[0011]1、本實用新型在測試作業(yè)結(jié)束后，即可通過壓力控制方式操作該工具關(guān)井，并可從該工具處脫手，確保井下工具起出的同時，實現(xiàn)永久關(guān)井。后期，還可以重新下入回接工具，重新開啟該工具，確保后期開發(fā)順利進(jìn)行，快速實現(xiàn)“二次完井”。
[0012]2、本實用新型的球閥關(guān)閉控制動力和傳動系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)配合，能夠?qū)崿F(xiàn)脫手永久封堵流體通道功能。
[0013]3、本實用新型的球閥開啟控制動力和傳動系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)配合，能夠?qū)崿F(xiàn)回接開啟流體通道功能。
【附圖說明】
[0014]下面將結(jié)合說明書附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，其中:
[0015]圖1為球閥關(guān)閉控制動力和傳動系統(tǒng)示意圖；
[0016]圖2為球閥開啟系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)配合與執(zhí)行系統(tǒng)配合示意圖；
[0017]圖3為球閥關(guān)閉控制動力和傳動系統(tǒng)與執(zhí)行系統(tǒng)配合示意圖；
[0018]圖4為球閥開啟控制動力和傳動系統(tǒng)示意圖；
[0019]圖5為執(zhí)彳丁系統(tǒng)中球閥關(guān)閉狀態(tài)，丟手后留在井內(nèi)的工具不意圖。
[0020]圖中標(biāo)記:
[0021]球閥關(guān)閉控制動力和傳動系統(tǒng)1、球閥開啟控制動力和傳動系統(tǒng)2、執(zhí)行系統(tǒng)3、外筒一 4、破裂盤一 5、剪銷一 6、接頭一 7、芯軸一 8、脫接密封14、接頭二 9、剪銷二 10、破裂盤二 11、外筒二 12、芯軸二 13、密封外筒15、球閥外筒16、聯(lián)動棘爪17、球閥操作臂18、球閥總成19、下接頭20。
【具體實施方式】
[0022]壓力控制式脫手封閉回接開啟井下工具主要包括以下三個部分:球閥關(guān)閉控制動力和傳動系統(tǒng)1、球閥開啟控制動力和傳動系統(tǒng)2、執(zhí)行系統(tǒng)3。球閥關(guān)閉控制動力和傳動系統(tǒng)I包括:外筒一 4、破裂盤一 5、剪銷一 6、接頭一 7、芯軸一 8、脫接密封14 ;球閥開啟控制動力和傳動系統(tǒng)2包括:接頭二 9、剪銷二 10、破裂盤二 11、外筒二 12、芯軸二 13、脫接密封14 ;執(zhí)行系統(tǒng)3包括:密封外筒15、球閥外筒16、聯(lián)動棘爪17、球閥操作臂18、球閥總成19、下接頭20。
[0023]該工具一般放置在井下封隔器上部，其中球閥關(guān)閉控制動力和傳動系統(tǒng)I組成如下:外筒一 4和接頭一 7通過絲扣連接，芯軸一 8通過剪銷一 6固定在外筒一 4內(nèi)形成空氣室，破裂盤一 5安裝在外筒一 4上，脫接密封14通過絲扣連接在接頭一 7上。球閥開啟控制動力和傳動系統(tǒng)2組成如下:外筒二 12和接頭二 9通過絲扣連接，芯軸二 13通過剪銷二10固定在接頭二 9上形成空氣室，破裂盤二 11安裝在外筒二 12上，密封脫接脫接密封14通過絲扣與外筒二 12連接。執(zhí)行系統(tǒng)3組成如下:密封外筒15與球閥外筒16通過絲扣連接，球閥外筒16與下接頭20通過絲扣連接，聯(lián)動棘爪17和球閥操作臂18通過鍵槽固定在一起，球閥操作臂18與球閥總成19形成鉸鏈連接。
[0024]工作原理:該工具三個配套系統(tǒng)通過組合能實現(xiàn)兩種功能，即脫手永久封閉流體通道功能和回接開啟流體通道功能。
[0025]脫手永久封堵流體通道功能實現(xiàn)原理:脫接密封14與密封外筒15通過左旋絲扣連接，聯(lián)動棘爪17固定在芯軸一 8上，將球閥關(guān)閉控制動力和傳動系統(tǒng)I和執(zhí)行系統(tǒng)3組合入井。測試完成后，環(huán)空加壓擊破破裂盤一 5，環(huán)空壓力傳入球閥關(guān)閉控制動力和傳動系統(tǒng)I的空氣室內(nèi)，推動芯軸一 8上行，剪斷剪銷一 6，帶動執(zhí)行系統(tǒng)3的聯(lián)動棘爪17和球閥操作臂18操作球閥總成19封堵流體通道。球閥關(guān)閉后，聯(lián)動棘爪17上端進(jìn)入球閥外筒16上的鍵槽自動彈開與芯軸一 8的連接，通過正旋倒扣分離脫接密封14與密封外筒15，使執(zhí)行系統(tǒng)3以上所有管柱可起出井筒。
[0026]回接開啟流體通道功能實現(xiàn)原理:如需重新回插管柱，則通過生產(chǎn)油管帶球閥開啟控制動力和傳動系統(tǒng)2直接加壓20-50KN，使脫接密封14插入密封外筒15，聯(lián)動棘爪17與芯軸二 13的鍵槽連接。再通過環(huán)空加壓，擊破破裂盤二 11，環(huán)空壓力傳入球閥開啟控制動力和傳動系統(tǒng)2的空氣室內(nèi)，推動芯軸二 13下行，剪斷剪銷二 10，帶動執(zhí)行系統(tǒng)3的聯(lián)動棘爪17和球閥操作臂18操作球閥總成19開啟流體通道，聯(lián)通地層，實現(xiàn)正常生產(chǎn)。
[0027]采用這樣的結(jié)構(gòu)形式，其具有如下技術(shù)效果:
[0028]1、壓力控制式脫手封閉回接開啟井下工具具備脫手永久封閉流體通道功能和回接開啟流體通道功能2種功能，操作安全可靠，工作壓差105MPa，工作溫度177°C，適用于國內(nèi)大部分氣田試油完井作業(yè)。
[0029]2、通過擊破破裂盤來實現(xiàn)操作球閥開關(guān)，其操作壓力與設(shè)計壓力誤差不超過
2.5%，精確可靠。
[0030]3、芯軸上設(shè)置有限位剪銷，可以防止芯軸在沒有操作的情況下自由移動。
[0031]4、當(dāng)測試完成后，先環(huán)空加壓擊破破裂盤一 5，使球閥總成19關(guān)閉流體通道，再正旋倒扣的方式可實現(xiàn)上部管柱與密封外筒15的分離，起出上部管柱。
[0032]5、需重新回插管柱，直接加壓20-50KN，使脫接密封14插入密封外筒15，聯(lián)動棘爪17與芯軸二 13的鍵槽連接。再通過環(huán)空加壓，擊破破裂盤二 11，操作球閥總成19開啟流體通道，聯(lián)通地層，實現(xiàn)正常生產(chǎn)。
[0033]6、脫接密封14和密封外筒15之間采用非旋轉(zhuǎn)直插式連接扣，相比傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)式絲扣連接，該連接方式簡單，密封可靠。
【主權(quán)項】
1.一種壓力控制式脫手封閉回接開啟井下工具，包括:球閥關(guān)閉控制動力和傳動系統(tǒng)(1)、球閥開啟控制動力和傳動系統(tǒng)(2)和執(zhí)行系統(tǒng)(3)，其特征在于:所述的球閥關(guān)閉控制動力和傳動系統(tǒng)(I)包括:外筒一(4)、破裂盤一(5)、剪銷一(6)、接頭一(7)、芯軸一(8)和脫接密封(14)，其中:外筒一(4)和接頭一(7)通過絲扣連接，芯軸一(8)通過剪銷一(6)固定在外筒一(4)內(nèi)形成空氣室，破裂盤一(5)安裝在外筒一(4)上，脫接密封(14)通過絲扣連接在接頭一(7)上；所述的執(zhí)行系統(tǒng)(3)包括:密封外筒(15)、球閥外筒(16)、聯(lián)動棘爪(17)、球閥操作臂(18)、球閥總成(19)和下接頭(20)，其中:密封外筒(15)與球閥外筒(16)通過絲扣連接，球閥外筒(16)與下接頭(20)通過絲扣連接，聯(lián)動棘爪(17)和操作臂(18)通過鍵槽固定在一起，操作臂(18)與球閥總成(19)形成鉸鏈連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓力控制式脫手封閉回接開啟井下工具，其特征在于:所述的球閥開啟控制動力和傳動系統(tǒng)(2 )包括:接頭二( 9 )、剪銷二( 1 )、破裂盤二( 11)、夕卜筒二(12)、芯軸二(13)和脫接密封(14)，其中:外筒二(12)和接頭二(9)通過絲扣連接，芯軸二( 13)通過剪銷二( 10)固定在接頭二(9)上形成空氣室，破裂盤二(11)安裝在外筒二(12)上，密封脫接脫接密封(14)通過絲扣與外筒二( 12)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種壓力控制式脫手封閉回接開啟井下工具，其特征在于:所述的球閥關(guān)閉控制動力和傳動系統(tǒng)(I)和執(zhí)行系統(tǒng)(3)配合，形成脫手永久封堵流體通道結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種壓力控制式脫手封閉回接開啟井下工具，其特征在于:所述球閥開啟控制動力和傳動系統(tǒng)(2)和執(zhí)行系統(tǒng)(3)配合，形成回接開啟流體通道結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種壓力控制式脫手封閉回接開啟井下工具，包括：球閥關(guān)閉控制動力和傳動系統(tǒng)、球閥開啟控制動力和傳動系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)，所述的球閥關(guān)閉控制動力和傳動系統(tǒng)包括：外筒一、破裂盤一、剪銷一、接頭一、芯軸一和脫接密封，其中：外筒一和接頭一通過絲扣連接，芯軸一通過剪銷一固定在外筒一內(nèi)形成空氣室，破裂盤一安裝在外筒一上，脫接密封通過絲扣連接在接頭一上；本實用新型在測試作業(yè)結(jié)束后，即可通過壓力控制方式操作該工具關(guān)井，并可從該工具處脫手，確保井下工具起出的同時，實現(xiàn)永久關(guān)井。后期，還可以重新下入回接工具，重新開啟該工具，確保后期開發(fā)順利進(jìn)行，快速實現(xiàn)“二次完井”。
【IPC分類】E21B47-06
【公開號】CN204357424
【申請?zhí)枴緾N201420768240
【發(fā)明人】賈海, 林軼斌, 謝勝, 黃船, 龐東曉, 潘登, 賀秋云, 陳光智, 王志敏, 盧齊
【申請人】中國石油集團川慶鉆探工程有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2014年12月9日