一種電動坐封工具總成系統的制作方法

本實用新型屬于石油開采技術領域，特別涉及一種電動坐封工具總成系統的設計。

背景技術：

在石油技術開采作業中，井下工具如封隔器、橋塞等發揮了重大且關鍵的作用，用于管柱的隔采或封堵。目前，部分封隔器或橋塞的封堵基本采用油管液壓坐封或火藥推進坐封。而油管液壓坐封需要下幾千米的油管柱入井、動用大型修井機和較多的作業人員，即需要消耗很多的人力、財力和資源。火藥推進坐封是目前不太推薦的作業方式，國家的一些政策導致很難買到火藥，為了安全起見，有些油田則明令禁止使用。

為了找到更為方便的井下坐封工具，特別研制了一種電動坐封工具總成系統，采用清潔的能源“電”作為動力源，將信號送入電動坐封工具中，來實現對井下工具的封堵作業。通過試驗及井下實際操作，一趟橋塞坐封、丟手只要不到半小時，充分節省了各種資源。

技術實現要素：

發明目的：研制一種電動坐封工具總成系統，避免油管液壓坐封及火藥坐封所帶來的高投入及安全性的系列風險，且節約人工及資源成本，提高工作效率。

技術方案：一種電動坐封工具總成系統，包括地面控制器、測井電纜對接線、馬龍頭、電動坐封工具，所述測井電纜對接線分為上段和下段，分別與測井車自帶的測井車滾筒電纜配套對接；所述測井電纜對接線上段的上端與所述地面控制器連接，所述測井電纜對接線下段的下端連接所述馬龍頭并通過所述馬龍頭與所述電動坐封工具連接；所述電動坐封工具的上端連接所述馬龍頭、下端與井下作業工具連接，所述電動坐封工具包括馬龍頭副、高壓保護室、密封外殼及其內部零件、輔助增力機構，所述密封外殼內組裝所述內部零件，所述內部零件包括電動機、減速機；所述輔助增力機構包括增力機構上外筒、增力機構下外筒及組裝在內部的減速機的輸出軸、絲杠、絲杠螺母、活塞桿、連接芯軸，所述連接芯軸下端車有螺紋，用來與輔助連接芯軸連接后再與井下作 業工具連接；

所述地面控制器設置在地面上，包括電源開關、功能指示燈、人機對話液晶顯示屏、多功能鍵盤、按鈕，以控制電壓、電流等信號平穩輸出；

所述馬龍頭體積小、重量輕，耐高溫、高壓，絕緣性能好。

工作原理：電動坐封工具總成系統連接組裝好之后，與井下作業工具進行螺紋連接，通過測井車滾筒電纜緩慢送入設計井深；打開電源開關，將電流和控制信號送入電動坐封工具，電動機、減速機開始工作，由于減速機的輸出軸與絲杠固定連接，減速機輸出的大扭矩帶動絲杠旋轉，絲杠螺母與絲杠進行螺紋傳動，而絲杠螺母與增力機構上外筒之間有導向鍵進行導向，這樣絲杠螺母只能上下運動，扭矩力轉化成軸向拉力，即產生了足夠的上提力。另外，輔助增力機構利用井下液柱的壓力，通過內部幾級活塞的力量傳遞，產生輔助上提力。這兩力合成來實現井下作業工具如橋塞的坐封、丟手。丟手后，電動坐封工具總成系統隨電纜起出井口。整個坐封及丟手過程大約不到半小時。

本實用新型的有益效果：本實用新型電動坐封工具總成系統與常規的油管液壓坐封工具、火藥推進坐封工具相比，有幾大獨特的優勢：(1)采用清潔能源“電”做動力源，安全環保；(2)增加輔助增力機構，利用井下液柱自身的液柱壓力，提供輔助動力，以避免電機過載而造成損壞；(3)節省了操作工時，節約了資源成本，實現井下作業的簡單化。

附圖說明

圖1為本實用新型所述電動坐封工具總成系統連接組裝示意圖；

圖2為本實用新型的電動坐封工具的內部結構示意圖；

圖3為本實用新型所述電動坐封工具總成系統與井下作業工具在井下套管內連接示意圖。

在圖1、圖3中：

1：地面控制器、2：測井電纜對接線、3：馬龍頭、4：電動坐封工具、51：輔助連接芯軸、52：輔助連接外筒、6：井下作業工具、61：井下作業工具端面凸臺、7：井下套管、8：測井車滾筒電纜；

在圖2中：

401：馬龍頭副、402：密封圈、403：高壓保護室、404：O型密封圈、405：電動機、406：減速機、407：密封外殼、408：組合密封圈、409：絲杠、410絲杠螺母、411：增力機構上外筒、412活塞桿、413：活塞桿密封圈、414：增力機構下外筒、415：連接芯軸。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述。

如圖1、圖2所示，一種電動坐封工具總成系統，包括地面控制器1、測井電纜對接線2、馬龍頭3、電動坐封工具4，所述測井電纜對接線2分為上段和下段，分別與測井車自帶的測井車滾筒電纜8配套對接；所述測井電纜對接線2上段的上端與所述地面控制器1連接，所述測井電纜對接線2下段的下端連接所述馬龍頭3并通過所述馬龍頭3與所述電動坐封工具4連接；所述電動坐封工具4的上端連接所述馬龍頭3、下端與井下作業工具6連接，所述電動坐封工具4包括馬龍頭副401、高壓保護室403、密封外殼407及其內部零件、輔助增力機構，所述密封外殼407內組裝內部零件，所述內部零件包括電動機405、減速機406；所述輔助增力機構包括增力機構上外筒411、增力機構下外筒414及組裝在內部的減速機406的輸出軸、絲杠409、絲杠螺母410、活塞桿412、連接芯軸415，所述連接芯軸415下端車有螺紋，用來與外部的輔助連接芯軸51連接后再與井下作業工具6連接；

所述地面控制器1設置在地面上，包括電源開關、功能指示燈、人機對話液晶顯示屏、多功能鍵盤、按鈕，以控制電壓、電流等信號平穩輸出；

所述馬龍頭3體積小、重量輕，耐高溫、高壓，絕緣性能好；

所述電動坐封工具4的上端有一馬龍頭副401，與測井電纜對接線2下段的下端的馬龍頭3相連，外部有密封圈402，保證兩者螺紋連接后處于密封狀態，內部有電纜對接線2通過內部高壓保護室403將信號傳輸給其內部零件如電動機405、減速機406，在高壓保護室403的作用下，各種電子元器件都在常溫下工作，有效的延長其使用壽命；所述電動機405、減速機406組裝后裝進密封外殼407，密封外殼407的下端內孔處安裝有組合密封圈408，與減速機406的輸出軸有效密封，上端與馬龍頭副401螺紋連接，通過O型密封圈404密封，這樣電動坐封工具4的上半段就形成一密閉腔體，保證電動機405、減速機406等有效地工作；

所述減速機406的輸出軸與絲杠409固定連接，絲杠螺母410螺紋連接于絲杠409的下端，外部套上增力機構上外筒411，其外部的對稱導向鍵與增力機構上外筒411內對稱導向鍵槽相互匹配，增力機構上外筒411上端與密封外殼407通過螺紋連接，配有O型密封圈404密封；將活塞桿412的密封槽處嵌入活塞桿密封圈413，上端與絲杠螺母410螺紋連接，下端與嵌入活塞桿密封圈413 的連接芯軸415進行螺紋連接，最后將增力機構下外筒414與增力機構上外筒411螺紋連接，也配有密封圈密封。這樣在活塞桿密封圈413的上下端形成常壓端與高壓端，工具下井后，井下液柱的壓力通過增力裝置下外筒414上的液壓傳輸孔作用于活塞桿412的下端面形成活塞液壓腔，產生向上的輔助推力；根據井下作業工具或工藝的需要，可設計兩到三級活塞液壓腔，目的就是增加輔助推力的大小；

將測井車上自帶的測井車滾筒電纜8通過電纜對接線2的上段和下段分別與地面控制器1、馬龍頭3連接，所述馬龍頭3與電動坐封工具4上端的馬龍頭副401連接好即可；

根據井下作業工具6的情況，例如以橋塞實現井下封堵、丟手為例，選擇合適的輔助連接芯軸51及輔助連接外筒52(見圖3)，輔助連接芯軸51上端與電動坐封工具4的連接芯軸415螺紋連接，下端與井下作業工具6(橋塞)的上連接頭螺紋連接；輔助連接外筒52上端與電動坐封工具4的增力機構下外筒414螺紋連接并進行調節使得其下端與井下作業工具(橋塞)端面凸臺61接觸。

電動坐封工具總成系統與井下作業工具6(橋塞)進行組裝測試正常后，通過測井車滾筒電纜8緩慢送入井下套管7的設計井深；打開電源開關，將電流和控制信號送入電動坐封工具4，電機405、減速機406開始工作，由于減速機406的輸出軸與絲杠409固定連接，減速機406輸出的大扭矩帶動絲杠409旋轉，絲杠螺母410與絲杠409進行螺紋傳動，而絲杠螺母410與增力機構上外筒411之間有導向鍵進行導向，這樣絲杠螺母410只能上下運動，扭矩力轉化成軸向拉力，即產生了足夠的上提力；另外，輔助增力機構利用井下液柱的壓力，通過內部幾級活塞的力量傳遞，產生輔助上提力。這兩力合成來實現井下作業工具橋塞的坐封、丟手(即橋塞的張力棒被拉斷)。丟手后，電動坐封工具總成系統隨電纜起出井口。

以上所述僅為本實用新型的較佳實例而已，并不用以限制本實用新型，在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的系統結構之內。