CN102418485B - 可定位井下智能投捞器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可定位井下智能投捞器，属于油田井下作业工具。本发明公开的一种可定位井下智能投捞器，包括壳体、投捞杆，导向键、所述导向键位于所述壳体外部，所述壳体内固定有同轴电缆，所述同轴电缆一端穿过所述壳体，另一端与线圈连接，所述线圈设在线圈基座上，所述投捞杆设在所述线圈基座下方。本发明的可定位井下智能投捞器实现了投劳器井下精确定位，提高了投捞效率和成功率。

Description

可定位井下智能投捞器

技术领域

本发明涉及一种油田井下作业工具，特别涉及一种可定位井下智能投捞器。

背景技术

油田投入开发后，随着开采时间的增长，油层本身能量将不断地被消耗，致使油层压力不断地下降，地下原油大量脱气，粘度增加，油井产量大大减少，甚至会停喷停产，造成地下残留大量死油采不出来。为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，保持或提高油层压力，获得较高的采收率，必须对油田进行分层注水。分层注水工艺从管柱结构上分为偏心分层注水和同心分层注水，偏心分层注水可以在不动管柱条件下通过投捞作业实现配水器的投捞操作，因而被广泛应用在油田分层注水工艺中。

配水器的投捞是偏心分层注水工艺的一个重要环节，在现有技术中投、捞配水器所用时间占偏心分层注水工艺总过程的75％以上。现有技术一般采用钢丝投捞作业，即用钢丝牵引投捞器来投捞配水器，投捞时主要由操作工人通过下放钢丝的手感来确定投捞器是否到达投捞位置。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：目前投捞操作须由操作工人通过下放钢丝的手感来确定，无法实现精确定位，投捞操作主要靠惯性冲击实现配水器投入和抓取，对工人经验要求很高，成功率也有待提高。

发明内容

本发明实施例的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供一种智能化的可定位投捞器，实现投劳器井下精确定位，提高投捞效率和成功率。

为了实现上述目的本发明采取的技术方案是：

一种可定位井下智能投捞器，包括壳体、投捞杆和导向键，所述导向键设在所述壳体外部，所述壳体内固定有同轴电缆，所述同轴电缆一端穿过所述壳体的上端，另一端与线圈连接，所述线圈设在线圈基座上，所述投捞杆设在所述线圈基座下方。

所述壳体的上端设有打捞头，所述同轴电缆一端穿过所述打捞头。

所述同轴电缆依次穿过压帽、卡套和端直通，所述压帽和所述卡套均位于所述打捞头的空腔内，所述端直通的下端与所述壳体相连。

所述导向键上设有凹槽，所述凹槽内设有弹簧。

所述线圈基座为空心结构，所述线圈基座的空心内设有铁芯，所述线圈基座下方设有基体，所述基体为空心结构，所述铁芯下方设有保持弹簧，所述保持弹簧位于所述基体的空心内，所述保持弹簧下方设有插销，所述插销位于所述基体的空心内。

所述投捞杆包括主杆，所述主杆设在所述基体下方，所述主杆与变向杆连接，所述变向杆下方依次设有保持杆、稳定杆和连杆，所述变向杆与所述保持杆的连接处设有工作杆，所述工作杆的中部与所述连杆连接，所述主杆上具有导向槽，所述稳定杆设在所述导向槽上。

所述变向杆与所述主杆连接处设有带缺口的曲柄，所述插销能够卡在所述曲柄的缺口内。

所述变向杆与所述主杆之间设有扭簧，所述扭簧的一端设在所述主杆上，所述扭簧的另一端设在所述变向杆上。

所述主杆与所述稳定杆上均设有缺口。

所述工作杆下端设有工具接头。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过利用同轴电缆和线圈构成的LC谐振电路来进行精确定位，成功率高，且大大地节约了时间和人力资源，从而间接降低了投捞成本。

附图说明

图1是本发明实施例中提供的可定位井下智能投捞器收回状态示意图；

图2是本发明实施例中提供的可定位井下智能投捞器打开状态示意图；

图3是本发明实施例中提供的可定位井下智能投捞器局部示意图；

图4是本发明实施例中提供的可定位井下智能投捞器投捞过程示意图。

图中：1、端直通，2、导向键，3、弹簧，4、密封胶堵，5、螺母，6、线圈，7、铁芯，8、曲柄，9、扭簧；

10、稳定杆，11、导向槽，12、工具接头，13、工作杆，14、连杆，15、保持杆，16、销轴，17、基体，18、保持弹簧，19、线圈基座；

20、密封圈，21、密封螺钉，22、壳体，23、芯线，24、打捞头，25、同轴电缆，26、卡套，27、压帽，28、插销，29、主杆；

30、变向杆，31、分层注水控制管柱，32、可定位井下智能投捞器，33、智能配水器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

参照图1或图2，一种可定位井下智能投捞器，包括壳体22、导向键2、投捞杆，导向键2位于壳体22外部，壳体22内固定有同轴电缆25，同轴电缆25一端穿过壳体22的上端，另一端与线圈6连接，投捞杆设在线圈6的下方。所述投捞杆可以包含主杆29、变向杆30、保持杆15、稳定杆10、连杆14、工作杆13，所述投捞杆也可以是现有技术中的已有投捞杆。

线圈6通过与同轴电缆25连接形成LC振荡电路。LC振荡电路固有频率随着投捞器电感线圈电感量的变化而变化。当投捞器向下投入到指定位置时，电感线圈的磁路会发生变化，由于电感线圈磁路的变化导致电感量的变化，电感线圈电感量的变化导致LC振荡电路频率发生突变。当在地面监测到LC振荡电路频率发生突变时，可正确判断投捞器是否到达指定位置，实现精确定位。

为了防止同轴电缆25断裂使投捞器落入井内无法取出，本发明实施例的壳体22上端还设有打捞头24，用于投捞器落入井内时打捞投捞器。打捞头24与壳体22通过螺纹连接，并使用金属胶黏剂胶粘。

同轴电缆25依次穿过压帽27、卡套26、端直通1，卡套26设在端直通1的上端与同轴电缆25之间，端直通1的下端与壳体22连接，端直通1的上端和卡套26均位于打捞头24的空腔内，压帽27也位于打捞头24的空腔内，且能压紧端直通1的上端和卡套26，能使同轴电缆25更好的固定在壳体22上。

参照图3，本发明实施例的导向键2上设有凹槽，导向键2通过弹簧3的伸缩来实现张开或收回，导向键2收回时，弹簧3可收纳于导向键2的凹槽内。弹簧3收于导向键2的凹槽内既节约了空间和材料，又能使导向键3收回后更好的与壳体22贴合。

同轴电缆25的芯线23依次穿过密封螺钉21和密封胶堵4，芯线23与线圈6连接，密封螺钉21与螺母5连接，密封螺钉21拧紧后挤压密封胶堵4封住芯线23，螺母5与线圈基座19通过螺纹连接，且通过密封圈20密封，线圈基座19与壳体22通过螺纹连接，且通过密封圈20密封，线圈6与芯线23的连接处为一密封结构，能防止井下液体进入。

本发明实施例的可定位井下智能投捞器的线圈6设在线圈基座19上，线圈基座19为空心结构，线圈基座19下方设有基体17，基体17也为空心结构，且线圈基座19的空心与基体17的空心相通，线圈基座19的空心内设有铁芯7，铁芯7下方设有保持弹簧18，保持弹簧18位于基体17的空心内，保持弹簧18下方设有插销28，插销28位于基体17的空心内。当线圈6通电后，铁芯7能随着磁场的变化在线圈基座19与基体17的空心内上下移动，铁芯7上下移动能带动保持弹簧18拉伸或压缩，保持弹簧18的拉伸或压缩能带动插销28上下移动。

本发明实施例的投捞杆包括主杆29、变向杆30、保持杆15、稳定杆10、连杆14、工作杆13，主杆29与基体17连接，变向杆30、保持杆15、稳定杆10、连杆14首尾依次通过轴连接且能通过轴转动，变向杆30的上方通过轴连接在主杆29上且能通过轴转动，变向杆30与保持杆15的连接处与工作杆13的上端通过轴连接，工作杆13中部与连杆14一端也通过轴连接，连接处能通过轴转动，主杆29上具有导向槽11，稳定杆10的两端通过轴连接在主杆29的导向槽11上且能沿导向槽11上下滑动。本发明实施例的投捞杆可以收回或者打开。

本发明实施例的变向杆30与主杆29连接位置还设有带缺口的曲柄8，曲柄8与变向杆30通过销钉16铰接，插销28能卡住曲柄8的缺口也能离开曲柄8的缺口。变向杆30具有一侧卷边，所述卷边与曲柄8的缺口位于同一侧，变向杆30与主杆29连接处的下方设有扭簧9，扭簧9的一边固定在主杆29上，另一边撑在变向杆30的卷边内，主杆29和稳定杆10上均带有缺口，当投捞杆收回时，变向杆30与保持杆15的连接处能收纳在主杆29的缺口内，连接连杆14和工作杆13的连接处能收纳在稳定杆10的缺口内，从而节省了材料和空间。在本发明实施例中，当插销28离开曲柄8的缺口时，扭簧9将变向杆30弹开，此时变向杆30带动保持杆15向外移动、保持杆15拉动稳定杆10沿导向槽11向上移动，与此同时工作杆13也在变向杆30的带动下向外移动，连杆14在稳定杆10和工作杆13的带动下也向外移动，此时投捞杆处于打开状态。当插销28受力向下压曲柄8时，插销28向下移动并最终卡住曲柄8的缺口，使变向杆30收回，从而带动整个投捞杆收回。

本发明实施例中，投捞器下井后在到达投捞位置前，投捞杆呈收回状态，能有效地减小投捞器的体积，从而减少投捞器与分层注水控制管柱的碰撞，能更好的适应复杂的井下环境，到达投捞位置时，投捞杆打开，顺利进行投捞作业。

本发明实施例的工作杆13下端接有工具接头12，用于连接要投放或打捞的工具串。

本发明实施例用于智能配水器的投捞过程：

1、投入作业过程

参照图1、图3和图4，电缆带着本发明实施例的可定位井下智能投捞器下放到井中，投捞器的工具接头12接有智能配水器33。

当到达指定位置时，投捞器的导向键2沿分层注水控制管柱31内的单面凸轮滑动，直至卡住，因单面凸轮内径小于分层注水控制管柱31的内径，使此处电感线圈磁路发生变化，电感线圈磁路的变化导致电感线圈电感量的变化，电感线圈电感量的变化导致LC电路频率发生突变，当在地面监测到LC振荡电路频率发生突变时，判断投捞器到达指定位置。改变同轴电缆25的通入电流，从而改变线圈6的通电电流，通电电流的改变导致磁场发生变化，使铁芯7向上移动，撑开保持弹簧18，并使保持弹簧18带动插销28向上运动，使插销28逐渐脱离曲柄8的缺口。

当插销28离开曲柄8的缺口时，扭簧9将变向杆30弹开，此时变向杆30带动保持杆15向外移动、保持杆15带动稳定杆10沿导向槽11向上移动，与此同时工作杆13也在变向杆30的带动下向外移动，连杆14在稳定杆10和工作杆13的带动下也向外移动，此时投捞杆处于打开状态，使工具接头12所连接的智能配水器33对准偏心安装孔。

下放整个投捞系统，使智能配水器33进入安装孔，智能配水器33与安装孔卡住，上提整个投捞系统，使智能配水器33与工具接头12脱离，完成智能配水器33的投入作业。

2、打捞作业过程

参照图1、图3和图4，电缆带着本发明实施例的可定位井下智能投捞器下放到井中。

当到达指定位置时，投捞器的导向键2沿分层注水控制管柱31内的单面凸轮滑动，直至卡住，因单面凸轮内径小于分层注水控制管柱31的内径，使此处电感线圈磁路发生变化，磁路的变化导致电感线圈电感量的变化，电感线圈电感量的变化导致LC电路频率发生突变，当在地面监测到LC振荡电路频率发生突变时，判断投捞器到达指定位置。改变同轴电缆25的通入电流，从而改变线圈6的通电电流，通电电流的改变导致磁场发生变化，使铁芯7向上移动，撑开保持弹簧18，并使保持弹簧18带动插销28向上运动，使插销28逐渐脱离曲柄8的缺口。

当插销28离开曲柄8的缺口时，扭簧9将变向杆30弹开，此时变向杆30带动保持杆15向外移动、保持杆15带动稳定杆10沿导向槽11向上移动，与此同时工作杆13也在变向杆30的带动下向外移动，连杆14在稳定杆10和工作杆13的带动下也向外移动，此时投捞杆处于打开状态，使工具接头12对智能配水器33的打捞头。

下放整个投捞系统，使工具接头12抓住智能配水器33的打捞头，改变同轴电缆25的通入电流，使铁芯7向下移动，压缩保持弹簧18，保持弹簧18将插销28向下压，使插销28卡住曲柄8的缺口，使投捞杆收回，将整个投捞系统提到地面，完成智能配水器33的打捞作业。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可定位井下智能投捞器，包括壳体、投捞杆和导向键，所述导向键设在所述壳体外部，其特征在于，所述壳体内固定有同轴电缆，所述同轴电缆一端穿过所述壳体的上端，另一端与线圈连接，所述投捞杆设在所述线圈下方；

所述壳体的上端设有打捞头，所述同轴电缆一端穿过所述打捞头；

所述打捞头与所述壳体通过螺纹连接，且所述打捞头与所述壳体之间使用金属胶黏剂胶粘；

所述同轴电缆依次穿过压帽、卡套和端直通，所述压帽和所述卡套均位于所述打捞头的空腔内，所述端直通的下端与所述壳体相连；

所述卡套设置在所述端直通的上端与所述同轴电缆之间，所述端直通的上端位于所述打捞头的空腔内；

同轴电缆的芯线依次穿过密封螺钉和密封胶堵，芯线与线圈连接，密封螺钉与螺母连接，密封螺钉拧紧后挤压密封胶堵封住芯线，螺母与线圈基座通过螺纹连接，且通过密封圈密封，线圈基座与壳体通过螺纹连接，且通过密封圈密封，线圈与芯线的连接处为一密封结构。

2.根据权利要求1所述的可定位井下智能投捞器，其特征在于，所述导向键上设有凹槽，所述凹槽内设有弹簧。

3.根据权利要求1所述的可定位井下智能投捞器，其特征在于，所述线圈设在线圈基座上，所述线圈基座为空心结构，所述线圈基座的空心内设有铁芯，所述线圈基座下方设有基体，所述基体为空心结构，

所述铁芯下方设有保持弹簧，所述保持弹簧位于所述基体的空心内，所述保持弹簧下方设有插销，所述插销位于所述基体的空心内。

4.根据权利要求3所述的可定位井下智能投捞器，其特征在于，所述投捞杆包括主杆，所述主杆设在所述基体下方，所述主杆与变向杆连接，所述变向杆下方依次设有保持杆、稳定杆和连杆，所述变向杆与所述保持杆的连接处设有工作杆，所述工作杆的中部与所述连杆连接，所述主杆上具有导向槽，所述稳定杆设在所述导向槽上。

5.根据权利要求4所述的可定位井下智能投捞器，其特征在于，所述变向杆与所述主杆连接处设有带缺口的曲柄，所述插销能够卡在所述曲柄的缺口内。

6.根据权利要求4所述的可定位井下智能投捞器，其特征在于，所述变向杆与所述主杆之间设有扭簧，所述扭簧的一端设在所述主杆上，所述扭簧的另一端设在所述变向杆上。

7.根据权利要求4所述的可定位井下智能投捞器，其特征在于，所述主杆与所述稳定杆上均设有缺口。

8.根据权利要求4所述的可定位井下智能投捞器，其特征在于，所述工作杆下端设有工具接头。