分層注氣安全接頭及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及油田開采技術中的分層采油井下工具安全接頭技術領域，更具體地說是一種分層注氣安全接頭及其使用方法。
【背景技術】
[0002]近年來，C02驅油技術在國內外得到了蓬勃發展，其中注氣技術是該項技術的重要一環。為了減少油層之間的相互干擾，提高油層的采收率，進行了分層注氣技術的研究和應用。
[0003]井下分層注采管柱一般都安裝了井下封隔器，分層注氣技術也不例外，需要在油層上下都安裝封隔器，至少是兩個封隔器。保證封隔器和注氣裝置能安全地下入井下和安裝并盡可能地回收，是完井作業技術必須研究的課題。然而，到目前為止，封隔器技術還不能達到令人滿意的程度，不能保證所有安裝在井下的封隔器都能順利地解封回收。為了解決這一問題，石油工程師不約而同地采取了同樣的解決方案，就是在井下的兩個封隔器之間安裝一個安全接頭，當下一級封隔器遇到故障而不能解封時，通過安全接頭實現丟手，把下一級封隔器暫時留在井下，而把安全接頭以上部分的管柱先提出井筒。
[0004]中國專利申請號201510346547.1，申請日2015.06.19，專利名稱“油田作業用安全接頭”公開了一種壓差丟手式安全接頭，這種安全接頭主要由上接頭、下接頭、內襯管和剪釘組成，上接頭和下接頭之間有相互配合的鎖爪和內槽，鎖爪通過內襯管支撐鎖定，當使用這種安全接頭的管柱的內壓差足夠大時，內襯管剪斷剪釘下行，從而讓出鎖爪位置，安全接頭實現丟手。這樣的安全接頭如應用在分層注氣完井管柱上時就存在一個問題，分層注氣完井管柱上所使用的封隔器一般都是液壓坐封的，封隔器打液壓坐封時就會激發安全接頭丟手，這樣就影響了完井管柱正常的解封封隔器的作業，增加了作業工序。
[0005]中國專利申請號201420328376.0，申請日2014.06.19，專利名稱“一種液壓安全接頭”也公開了一種壓差丟手式安全接頭，這種安全接頭的結構與上述的“油田作業用安全接頭”類似，只是在丟手時需要通過管柱內投球再打液壓來實現。這樣的安全接頭如應用在分層注氣完井管柱上時就存在另一個問題，當管柱內徑受到限制而無法投球時就不能實現丟手。
【發明內容】
[0006]為了解決上述技術問題，發明了分層注氣安全接頭，本發明的裝置應用在分層注氣完井管柱上很好地同時滿足了管柱下井、封隔器坐封、封隔器解封和封隔器遇卡時丟手等多方面需求。
[0007]本發明的技術方案如下:
分層注氣安全接頭，包括上接頭、下接頭和缸套，缸套上端與上接頭相連，活塞置于缸套與上接頭所形成的環空內，在活塞和上接頭之間設置鎖緊機構一和啟動剪釘;連接管從缸套下端伸入缸套中并與缸套相連，連接管內設置二級內臺階槽;丟手管從連接管的上端伸入，丟手管的下部進入連接管的下內臺階槽內；護套置于缸套與丟手管所形成的環空內，護套的下部套在連接管外;護套與活塞相連接;在護套和丟手管之間設置鎖緊機構二;丟手管和連接管之間設置上丟手機構;下接頭從連接管下端伸入，下接頭上部進入丟手管下端；下接頭和丟手管之間設置下丟手機構;下接頭和連接管之間設置丟手剪釘。
[0008]本發明的分層注氣安全接頭的使用方法，其步驟是，
a、所述的分層注氣安全接頭安裝在井下的分層注氣管柱上并位于兩個封隔器之間；
b、打液壓使啟動剪釘剪斷；
c、下放注氣管柱剪斷丟手剪釘；
d、上提注氣管柱丟手。
[0009]與現有技術相比，本發明的有益效果是，由于本發明的裝置內設計了二套丟手機構，它實現了三個功能，一是管柱下井過程中，如果出現遇阻、遇卡情況，可以上下活動管柱而不會意外丟手;二是在封隔器解封過程中不會丟手，能夠保證管柱可以有較大的上提負荷;三是在下一級封隔器解封失敗或遇卡需要丟手時，本發明的裝置可以實現安全丟手。
【附圖說明】
[0010]前面簡單地描述了本發明，接下來參考描述本發明的以下具體實施例的圖紙進一步、詳細地敘述本發明。這些圖紙只描述了該發明的一些典型的實施例，因此不能認為是限制本發明的范圍。在這些圖紙中:
圖1是本發明的分層注氣安全接頭的結構示意圖。
[0011]圖2是本發明的分層注氣安全接頭的結構示意圖，圖中展示了不同的鎖緊機構和丟手機構。
[0012]圖3是本發明的分層注氣安全接頭的結構示意圖，圖中展示了活塞與護套作為一體設計的情況。
[0013]圖4是連接管的結構示意圖。
[0014]圖5是丟手管的結構示意圖。
[0015]圖6是圖1中A部的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0016]在本發明中，為了便于描述，各部件的相對位置關系的描述均是根據說明書附圖的布圖方式來進行描述的，如:上、下、上部、下部等的位置關系是依據說明書附圖的布圖方向來確定的。
[0017]參見圖1和圖2，分層注氣安全接頭，缸套2上端與上接頭1相連，活塞8置于缸套2與上接頭1所形成的環空內，活塞8與上接頭1、缸套2之間各自設置密封圈。
[0018]在活塞8和上接頭1之間設置鎖緊機構一20。
[0019]所述的鎖緊機構一20可以是鋸齒形螺紋鎖緊機構，如圖1和圖6所示，鋸齒形螺紋鎖緊機構由內鎖環7和外鎖緊螺紋6構成，內鎖環7內能沿外鎖緊螺紋6向上運動。鋸齒形螺紋鎖緊機構是一種已有技術，在井下液壓封隔器上普遍使用。為了方便安裝，活塞8可以拆為兩件，如圖1所示，在內鎖環7以上設置一個壓帽5，壓帽5與活塞8相連接。當然，活塞8也可以不拆為兩件，如圖2所示，在內卡簧21處只設置一個內槽，把內卡簧21裝入。
[0020]所述的鎖緊機構一20也可以是卡簧鎖緊機構。如圖2所示，卡簧鎖緊機構包括內卡簧21和外槽22，當活塞8帶動內卡簧21向上移動到達外槽22處時，內卡簧21卡住外槽22，防止活塞8下行。卡簧鎖緊機構也是一種已有技術。
[0021]如圖2所示，在活塞8和上接頭1之間設置啟動剪釘4，設置啟動剪釘4的目的是給活塞8—個向上運動的啟動壓力，當啟動剪釘4被剪斷時，活塞8才可以軸向運動。所述的在活塞8和上接頭1之間設置啟動剪釘4，不是指在活塞8和上接頭1之間的間隙中設置，而是指設置一個啟動剪釘4使活塞8和上接頭1在軸向上相互關聯。本說明書中的其它位置說明中，例如在護套25和丟手管11之間設置鎖緊機構二，關于兩件零件之間設置機構的表述與此相同，不再贅述。
[0022]如圖1所示，由于壓帽5和活塞8相連接，在向上移動過程中二者是作為一體來看待的，所以啟動剪釘4也可以設置在壓帽5上。
[0023]為了使活塞8上行更通暢，在缸套2上部設置排液孔3。
[0024]如圖1所示，連接管14從缸套2下端伸入缸套中并與缸套相連，連接管14內設置二級內臺階槽，包括上內臺階槽28和下內臺階槽17。
[0025]丟手管11從連接管14的上端伸入，丟手管11的下部進入連接管14的下內臺階槽17內。
[0026]護套25置于缸套2與丟手管11所形成的環空內，護套25的下部套在連接管14外;護套25與活塞8相連接;在實際應用中，護套25與活塞8可以合為一件，如圖3所示，在本說明書中只是為了敘述方便，從功能上進行了區分，把它拆為了二件來說明。
[0027]在護套25和丟手管11之間設置鎖緊機構二30。
[0028]所述的鎖緊機構二30可以是卡簧鎖緊機構，該卡簧鎖緊機構包括外卡簧10和內槽
9。在丟手管11上設置一個外環槽，并把外卡簧10裝入其中，在護套25上設置一個內槽9，當外卡簧10進入內槽9時，丟手管11被鎖住而再不能向下移動。本卡簧鎖緊機構與前述的安裝在活塞與上接頭之間的卡簧鎖緊機構的原理是相同的，不同的是一個是內卡簧，另一個是外卡簧。
[0029]所述的鎖緊機構二30也可以是鋸齒形螺紋鎖緊機構。鋸齒形螺紋鎖緊機構包括安裝在丟手管11外環槽中的外鎖環24和設置在護管25上的內鎖緊螺紋23，其結構原理與前述的設置在活塞與上接頭之間的鋸齒形螺紋鎖緊機構是相同的。
[0030]丟手管11和連接管14之間設置上丟手機構。
[0031]所述的上丟手機構是鎖