一種可取可鉆式高壓注水管柱的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可取可鉆式高壓注水管柱，其特征在于其包括依次通過油管相連的連通滑套、水力錨、注水封隔器、坐封球座、接球籃，所述水力錨包括第一上接頭、連接套、錨體、內套于第一上接頭內的支撐套，所述連接套的兩端分別連接第一上接頭和錨體，在錨體上設置有錨爪及弓簧，所述支撐套通過剪釘固定設置在第一上接頭內，所述第一上接頭的下端設置有彈性爪，在連接套的內壁設置有容納彈性爪外端的卡槽，所述支撐套的下端頂住彈性爪使彈性爪的外端卡裝在連接套的卡槽內。本實用新型能在管柱遇卡后采用油管內投球憋壓和正轉油管丟手并起出水力錨錨體以上部分油管，可在打撈解卡無效時，將留于井內部分快速鉆銑清除。
【專利說明】—種可取可鉆式高壓注水管柱
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種可取可鉆式高壓注水管柱。
【背景技術】
[0002]隨著各油田開發的不斷深入，注水是油田保持地層能量的有效方式之一，但部分油田注水井井況條件日漸復雜，注水井井內結鹽、結垢問題突出。
[0003]目前國內各油田由于地層物性差等原因，注水井的注水壓力不斷升高，因此注水管柱均采用了封隔器保護油層上部套管，同時配套使用水力錨和單向卡瓦封隔器錨定管柱，防止管柱在注水壓力波動和地面管線及設備故障時發生竄動。井下工具在結鹽、結垢嚴重井筒環境下，常會因為結鹽、結垢導致水力錨錨爪無法正常放壓后回收或封隔器無法解封，管柱由此無法順利起出。雖然此類注水管柱均配有安全丟手接頭，但安全丟手接頭距離水力錨錨爪處有至少2(T50cm的距離，對后續管柱的解卡打撈造成一定的困難，而且管柱無法通過鉆銑的方式清除。
[0004]目前應用的插管封隔器注水管柱，一是需要坐封和完井兩趟管柱完成；二是封隔器下井坐封后不能取出，只能通過鉆銑的方式清除。由此，大大增加了作業施工周期和施工成本。
實用新型內容
[0005]本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中存在的不足提供一種的可取可鉆式高壓注水管柱，該注水管柱能在管柱遇卡后采用油管內投球憋壓和正轉油管丟手并起出水力錨錨體以上部分油管，也可在打撈解卡無效時，將留于井內部分快速鉆銑清除，大大的減少了作業。
[0006]本實用新型所采用的技術方案為:一種可取可鉆式高壓注水管柱，其特征在于其包括依次通過油管相連的連通滑套、水力錨、注水封隔器、坐封球座、接球籃，其特征在于所述水力錨包括第一上接頭、連接套、錨體、內套于第一上接頭內的支撐套，所述連接套的兩端分別連接第一上接頭和錨體，在錨體上設置有錨爪及弓簧，所述支撐套通過剪釘固定設置在第一上接頭內，所述第一上接頭的下端設置有彈性爪，在連接套的內壁設置有容納彈性爪外端的卡槽，所述支撐套的下端頂住彈性爪使彈性爪的外端卡裝在連接套的卡槽內。
[0007]按上述技術方案，所述封隔器包括至上而下依次連接的第二上接頭、上中心管、下中心管、下接頭，在上中心管、下中心管、下接頭的外周依次套裝有膠筒、上外套、椎體、卡瓦、卡瓦座、、下外套、鎖緊機構、剪釘座，所述剪釘座通過坐封啟動銷釘固定在下接頭上，在上中心管的下端設有第一傳壓孔，該第一傳壓孔與上外套的內壁相連通，在卡瓦座的下端設置有活塞，該活塞設置在下中心管的外壁與下外套之間的環形空間內，在下中心管的下端設置有第二傳壓孔與活塞相連通。
[0008]按上述技術方案，所述卡瓦的為單向朝下的卡瓦，所述椎體、卡瓦、卡瓦座之間通過防轉卡瓦機構與下中心管連接。
[0009]按上述技術方案，所述防轉卡瓦機構包括在椎體、卡瓦、卡瓦座的內壁、下中心管外壁上設置軸向鍵槽以及在軸向槽中設置的鍵。
[0010]按上述技術方案，所述活塞通過防轉活塞機構與下中心管相配設。
[0011]按上述技術方案，所述鎖緊機構通過防轉機構與下接頭相配設。
[0012]按上述技術方案，所述鎖緊機構包括鎖環、支撐環、鎖套，所述鎖套的兩端分別與下外套和剪釘座連接，所述支撐環通過解封銷釘固定在下接頭上，所述鎖環按設在支撐環的上端與下接頭上設置的止擋臺階之間，所述鎖環外周設有棘齒或鋸齒外螺紋，與鎖套內孔設置的棘齒或鋸齒內螺紋相配置。
[0013]按上述技術方案，在支撐套的外周設置有方便彈性爪退出的環形凹槽。
[0014]按上述技術方案，所述連接套的上端與第一上接頭密封配設，下端與錨體反向螺紋連接。
[0015]按上述技術方案，所述連通滑套包括滑套主體和滑套芯子，所述滑套芯子設置在滑套主體內并通過剪釘固定。
[0016]按上述技術方案，所述第一上接頭、連接套、錨體、錨爪、第二上接頭、上中心管、下中心管、上外套、下外套、錐體、卡瓦、卡瓦座、活塞均采用可鉆銑材料制成。
[0017]本實用新型所取得的有益效果為:
[0018]1、本實用新型具有操作簡單、通用性強，可承受高壓，既能滿足水井高壓注水的需求，可實現坐封完井一趟管柱完成，在管柱坐封后可直接完井注水；同時可通過在油管內投球桿憋壓實現油套連通進行反洗井等作業，又能在管柱遇卡后采用油管內投球憋壓和正轉油管丟手并起出水力錨錨體以上部分油管，可在打撈解卡無效時，將留于井內部分快速鉆統清除。
[0019]2、本實用新型采用的水力錨和單向卡瓦封隔器，防止管柱在注水壓力波動而產生的管柱竄動，提高了本實用新型的安全性和可靠性，提高了井況條件復雜的注水井管柱安全性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0021]圖2為本實用新型中的連通滑套的結構圖。
[0022]圖3為本實用新型中水力錨的結構圖。
[0023]圖4為本實用新型中注水封隔器的結構圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0025]如圖1所示，本實施例提供的一種可取可鉆式高壓注水管柱包括通過油管1連接的連通滑套2、水力錨3、注水封隔器4、坐封球座5、接球籃6。
[0026]如圖2所示，所述連通滑套2包括滑套主體7和滑套芯子8，所述滑套芯子8設置在滑套主體內并通過剪釘固定。
[0027]如圖3所示，水力錨3包括第一上接頭9、連接套11、支撐套10、錨體12，所述連接套11的上端與第一上接頭9通過密封圈密封配設，下端與錨體12通過反向螺紋連接，在錨體12上設置有錨爪13及弓簧14，支撐套10通過剪釘固定設置在第一上接頭9內，所述支撐套10上位于剪釘的上下方均通過密封圈與第一上接頭9密封配置；所述第一上接頭9的下端設置有彈性爪15，所述彈性爪15的下端設置有外凸臺，在連接套10的內壁設置有容納彈性爪外凸臺的卡槽，所述支撐套10的下端頂住彈性爪15使彈性爪的外凸臺卡裝在連接套11的卡槽內。在支撐套10的外周位于彈性爪的上方設置有環形凹槽，方便彈性爪退出。
[0028]如圖4所示，注水封隔器4包括至上而下依次連接的第二上接頭15、上中心管16、下中心管19、下接頭27，在上中心管16、下中心管19、下接頭27的外周依次套裝有膠筒17、上外套18、椎體20、卡瓦21、卡瓦座22、下外套23、鎖緊機構、剪釘座26，所述剪釘座26通過坐封啟動銷釘固定在下接頭27上，在上中心管16的下端設有第一傳壓孔31，該第一傳壓孔31與上外套18的內壁相連通，在上外套18上位于第一傳壓孔31的上方的內壁與上中心管16通過密封圈密封，位于第一傳壓孔31的下方的內壁通過密封圈與下中心管19密封配置，在卡瓦座22的下端設置有活塞24，該活塞24設置在下中心管19的外壁與下外套23之間的環形空間內，在下中心管的下端設置有第二傳壓孔31與活塞24相連通，其中活塞24的外壁與內壁分別與下外套23和下中心管19密封配設。
[0029]其中，卡瓦21采用燕尾槽式單向朝下的卡瓦，這種結構在起管柱的時候具有強行收回卡瓦的功能，增加管柱可取幾率，所述椎體20、卡瓦21、卡瓦座22之間通過防轉卡瓦機構與下中心管19連接。所述防轉卡瓦機構包括在椎體20、卡瓦21、卡瓦座22的內壁、下中心管19外壁上設置軸向鍵槽以及在軸向槽中設置的鍵。通過設置防轉卡瓦機構可以在鉆銑時可以有效的防止卡瓦旋轉，具有防轉功能。相應的，為了防止活塞與中心管之間相互旋轉，所述活塞通過防轉活塞機構與下中心管相配設，優選的，采取了活塞與中心管采用互相咬合式設計；為了防止鎖緊在鉆銑式發生相對旋轉，使鎖緊機構通過防轉機構與下接頭相配設，優選的，設計了銷子固定鎖緊機構。
[0030]所述鎖緊機構包括鎖環29、支撐環25、鎖套28，所述鎖套28的兩端分別與下外套23和剪釘座26連接，所述支撐環25通過解封銷釘30固定在下接頭27上，所述鎖環29按設在支撐環25的上端與下接頭27上設置的止擋臺階之間，所述鎖環29外周設有棘齒或鋸齒外螺紋，與鎖套28內孔設置的棘齒或鋸齒內螺紋相配置使鎖套與鎖環的螺紋嚙合時能上不能退。
[0031]本實用新型中，封隔器4各個部件需要不同力學性能的可鉆材料，上、下中心管、上、下外套等部件選用抗內壓強度、抗拉強度較高并硬度適中的可鉆材料，卡瓦機構選用硬度較高可鉆材料，置于封隔器下端的鎖緊機構可選用常規材料，以便保障封隔器坐封后的工作可靠。其中可鉆材料可選取球墨鑄鐵類材料。
[0032]將管柱下入井中，管柱下入過程中:管柱油套連通，管柱可正常下入。施工、生產過程:在管柱下放至指定位置之后，油管投入與坐封球座5相對應的鋼球，油管正憋壓坐封可鉆可取式注水封隔器4，同時，當錨體12內部壓力大于錨體12外部壓力時，錨爪13伸出并齒尖咬合在套管內壁上，實現管柱的錨定。其中，注水封隔器4坐封坐卡過程為:油管內部憋壓，液壓推動上外套18和活塞24上行，剪斷剪釘座26上的坐封啟動銷釘，活塞24上行推動卡瓦座22上行并帶動卡瓦21張開后卡在套管內壁上，同時上外套18上行壓縮膠筒17并密封油套環形空間，并帶動鎖套移動與鎖環嚙合，鎖緊封隔器，此時可進行注水施工。起出管柱過程:當施工完畢或檢管換封需要起出管柱時，油管內放壓后上提管柱方可起出管柱，其中，管柱接觸錨定的過程為:油管內放壓后，使得錨體12內部壓力小于或等于錨體12外部壓力時，此時錨爪13在弓簧14彈力的作用下回收，即可解除管柱錨定；注水封隔器4的解封解卡過程為:通過上提第二上接頭15，管柱的上提作用力會通過第二上接頭15、上中心管16、下中心管19傳遞到下接頭27，從而帶動支撐環與鎖環發生相對移動，剪斷解封銷釘。處于壓縮狀態的膠筒及卡瓦失去鎖定后回彈，繼續上提管柱即可將工具提出。當管柱長期處于井下，因結鹽結垢遇卡時，可首先投入相應鋼球打開連通滑套2，使油套壓力平衡，并可進行反洗井沖洗；如上述措施無效可通過正轉油管使水力錨3中連接套11與錨體12間的反扣處脫開；如管柱正轉丟手無效還可通過內投入相應的鋼球，油管內憋壓使水力錨3中支撐套10下行剪短第一上接頭9上的剪釘，此時第一上接頭9上的彈簧爪15失去支撐，上提管柱丟手，下打撈工具進行打撈。同時安全丟手一體式可鉆水力錨3中連接套11、錨體12和錨爪13與注水封隔器4的第二上接頭、上中心管、下中心管、上外套、下外套、錐體、卡瓦、卡瓦座、活塞均均采用可鉆材料，可在打撈解卡無效時，將留于井內部分快速鉆銑清除。
【權利要求】
1.一種可取可鉆式高壓注水管柱，其特征在于其包括依次通過油管相連的連通滑套、水力錨、注水封隔器、坐封球座、接球籃，所述水力錨包括第一上接頭、連接套、錨體、內套于第一上接頭內的支撐套，所述連接套的兩端分別連接第一上接頭和錨體，在錨體上設置有錨爪及弓簧，所述支撐套通過剪釘固定設置在第一上接頭內，所述第一上接頭的下端設置有彈性爪，在連接套的內壁設置有容納彈性爪外端的卡槽，所述支撐套的下端頂住彈性爪使彈性爪的外端卡裝在連接套的卡槽內。
2.根據權利要求1所述的一種可取可鉆式高壓注水管柱，其特征在于所述封隔器包括至上而下依次連接的第二上接頭、上中心管、下中心管、下接頭，在上中心管、下中心管、下接頭的外周依次套裝有膠筒、上外套、椎體、卡瓦、卡瓦座、下外套、鎖緊機構、剪釘座，所述剪釘座通過坐封啟動銷釘固定在下接頭上，在上中心管的下端設有第一傳壓孔，該第一傳壓孔與上外套的內壁相連通，在卡瓦座的下端設置有活塞，該活塞設置在下中心管的外壁與下外套之間的環形空間內，在下中心管的下端設置有第二傳壓孔與活塞相連通。
3.根據權利要求2所述的一種可取可鉆式高壓注水管柱，其特征在于所述卡瓦的為單向朝下的卡瓦，所述椎體、卡瓦、卡瓦座之間通過防轉卡瓦機構與下中心管連接。
4.根據權利要求3所述的一種可取可鉆式高壓注水管柱，其特征在于所述防轉卡瓦機構包括在椎體、卡瓦、卡瓦座的內壁、下中心管外壁上設置軸向鍵槽以及在軸向槽中設置的鍵。
5.根據權利要求2或3所述的一種可取可鉆式高壓注水管柱，其特征在于所述活塞通過防轉活塞機構與下中心管相配設。
6.根據權利要求2或3所述的一種可取可鉆式高壓注水管柱，其特征在于所述鎖緊機構通過防轉機構與下接頭相配設。
7.根據權利要求2或3所述的一種可取可鉆式高壓注水管柱，其特征在于所述鎖緊機構包括鎖環、支撐環、鎖套，所述鎖套的兩端分別與下外套和剪釘座連接，所述支撐環通過解封銷釘固定在下接頭上，所述鎖環按設在支撐環的上端與下接頭上設置的止擋臺階之間，所述鎖環外周設有棘齒或鋸齒外螺紋，與鎖套內孔設置的棘齒或鋸齒內螺紋相配置。
8.根據權利要求1或2所述的一種可取可鉆式高壓注水管柱，其特征在于在支撐套的外周設置有方便彈性爪退出的環形凹槽。
9.根據權利要求1或2所述的一種可取可鉆式高壓注水管柱，其特征在于所述連接套的上端與第一上接頭密封配設，下端與錨體反向螺紋連接。
10.根據權利要求1或2所述的一種可取可鉆式高壓注水管柱，其特征在于所述第一上接頭、連接套、錨體、錨爪、第二上接頭、上中心管、下中心管、上外套、下外套、錐體、卡瓦、卡瓦座、活塞均采用可鉆銑材料制成。
【文檔編號】E21B23/01GK204175266SQ201420475267
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年8月22日 優先權日:2014年8月22日
【發明者】王暉, 管斌, 黃進, 程忱, 王升 申請人:中國石油化工股份有限公司江漢油田分公司采油工藝研究院