CN102828703B - 一种在井下管柱任意位置实现加压提放的游动卡瓦 - Google Patents

Abstract

本发明是一种在井下管柱任意位置实现加压提放的游动卡瓦，与带压蓄能修井机配合使用。本卡瓦包括本体和管柱卡紧装置，本体两侧装有提升钢丝绳，本体的下方通连接杆连接反加压装置，反加压装置与油管吊装装置连接；反加压装置装有反加压钢丝绳，油管吊装装置中装有吊环。提升钢丝绳配合油管吊装装置即可完成井内管柱自重大于上顶力时对管柱的提升，提升钢丝绳、管柱卡紧装置和反加压钢丝绳配合使用可完成在带压状态下的管柱起下。在带压作业过程中也可以在整根管柱的任意位置加压起出或下入，大大提高了作业效率。同时减少了刮伤井下管柱的几率，保护管柱少受损伤，延长管柱的使用寿命，也减轻了工人的劳动强度。

Description

一种在井下管柱任意位置实现加压提放的游动卡瓦

技术领域

本发明涉及一种用于油田带压修井装备的提升设备，特别是一种在井下管柱任意位置实现加压提放的游动卡瓦，与带压蓄能修井机配合使用。

背景技术

随着油气田开发的进一步深入，油田油水井检修越来越频繁。常规作业一般都采用高密度压井液压井或放喷手段将井内压力降低后进行作业。高密度压井液压井不仅成本高、时间长，而且会堵塞地下油水通道，影响采油产量和注水效果；如果采用放喷降压，不但会大量降低地层能量，给后续生产带来不可估量的损失，同时也会造成环境污染。而采用带压作业技术在油水井检修中有独特的优势，大多是以起管柱和下管柱靠一游动卡瓦和井口的一固定卡瓦配合倒管柱。现有游动卡瓦设有卡瓦本体和管柱卡紧装置，管柱卡紧装置通过侧门油缸控制。在起管柱时，井口的固定卡瓦首先卡紧管柱，横梁和游动卡瓦在加压油缸的驱动下运行到固定卡瓦的上端，游动卡瓦卡紧管柱，固定卡瓦松开管柱，然后游动卡瓦和管柱一起靠与横梁刚性连接的加压油缸起出管柱。下管柱过程与之相反。由于加压油缸本身的行程限制，每一次提放管柱的高度约为3.3m，一根油管要反复3-4次才能起出或压入。一般起出或下入一口井深2000米的管柱，需要一周时间。不仅作业效率低，而且刮伤管柱的几率也会增加很多。

发明内容

为克服现有技术的不足之处，本发明提供一种在井下管柱任意位置实现加压提放的游动卡瓦，集游动滑车和游动卡瓦的功能与一身，提高作业效率，保护井下管柱，降低作业成本。

本发明的目的是这样实现的：一种在井下管柱任意位置实现加压提放的游动卡瓦包括本体和管柱卡紧装置，本体两侧装有提升钢丝绳，本体的下方通连接杆连接反加压装置，反加压装置与油管吊装装置连接；反加压装置装有反加压钢丝绳，油管吊装装置中装有吊环。提升钢丝绳配合油管吊装装置即可完成井内管柱自重大于上顶力时对管柱的提升，提升钢丝绳、管柱卡紧装置和反加压钢丝绳配合使用可完成在带压状态下的管柱起下。

本发明的显著效果如下：

在常规作业或者带压作业中，当管柱的自重大于井内压力作用于管柱的上顶力时，挂好提升钢丝绳，在吊环连接杆挂好吊环，吊环与吊卡连接，即可完成在常规作业中管柱的起下，行程可达12米，是常规设备的近4倍。在带压作业中，当管柱的自重小于井内压力作用于管柱的上顶力时，首先反加压钢丝绳绕过带压蓄能修井机的反加压油缸上的滑轮组将反加压钢丝绳的两个自由端甩出固定在楔形接头上，提升钢丝绳与反加压钢丝形成一个闭合的钢丝绳环，给本游动卡瓦施加一个上、下均衡的力。液压系统通过换向阀与本发明侧门油缸的打开、关闭油口连接，其中在关闭油口上装有液控单向阀，防止在系统无压力的情况下液压油回流，造成侧门油缸的卡瓦活塞松动。当管柱穿过本游动卡瓦的中心孔时，只需操作带压蓄能修井机的提升系统和加压系统将本游动卡瓦提放在合适的高度位置上，操作换向阀使得侧门油缸内的卡瓦活塞向中心驱动卡瓦座和卡瓦块抱紧管柱本体，在反加压钢丝绳和提升钢丝绳的共同作用下即可完成在带压情况下上提、下放管柱的操作。本发明可以在一根管柱的任意位置卡紧管柱完成上提或下压过程。集常规作业中的游动滑车及带压作业中的游动卡瓦的功能于一身，无需使用游动滑车，就可配合带压蓄能修井机进行常规作业，也可以进行带压作业。在带压作业过程中也可以在整根管柱的任意位置加压起出或下入，大大提高了作业效率。同时减少了刮伤井下管柱的几率，保护管柱少受损伤，延长管柱的使用寿命，可显著降低生产成本和作业成本。经试验性应用证明，使用本发明起出或下入一口井深2000米的管柱，仅需2-3天时间，较之常规设备缩短3倍的施工时间，不仅大幅提高了作业效率，也减轻了工人的劳动强度，具有显著的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本发明的半剖视图。

图2为图1 的左视图。

图3为图2中局部A的放大视图。

具体实施方式

为进一步公开本发明的技术方案，下面结合说明书附图通过实施例作详细说明：如图1、2、3所示，一种在井下管柱任意位置实现加压提放的游动卡瓦包括本体7和管柱卡紧装置，本体7两侧装有提升钢丝绳6，本体7的下方通过连接杆21连接反加压装置，反加压装置与油管吊装装置连接；反加压装置装有反加压钢丝绳2，油管吊装装置中装有吊环1。反加压装置包括加压杆4和楔形接头19，加压杆4上端面设有螺纹连接孔与连接杆21连接；加压杆4的中心孔为阶梯孔，中心孔阶梯两侧安装轴承；加压杆4两侧是锥形臂，在锥形臂末端安装楔形接头19并连接反加压钢丝绳2；在加压杆4不设锥形臂的两侧设有防转机构安装孔与其中心孔连通，其内装有防转机构，防止油管吊装装置转动,防止旋转伤人。轴承包括上调心轴承16和下调心轴承17，上调心轴承16和下调心轴承17分别安装在加压杆4中心孔阶梯的两侧，通过上轴承端盖15和下轴承端盖18密封。防转机构包括防转销24、弹簧25和防转销座26，防转销24前端依次是防转孔配合端和弹簧顶台，其后端装有控制销和拉环27，弹簧25安装在弹簧顶台与防转销座26之间，将防转销24和弹簧25装入加压杆4的防转机构安装孔中，防转销座26焊接在加压杆4的本体上，防转销座26与控制销配合。防转销座26与控制销的配合端设有十字槽，一条槽深、另一条槽浅，其深浅差值至少等于防转销24前端防转孔配合端的长度，其深槽与浅槽交叉设置；控制销是十字形销与防转销24尾部螺纹连接，可以插在防转销座26的十字槽中。防转销24通过防转销座26上的十字槽锁紧。油管吊装装置包括吊环连接杆3和吊环1，吊环1挂在吊环连接杆3底部两侧的吊环轴上，吊环轴外端竖槽中装有吊环挡板，吊环挡板将吊环1圈闭在吊环连接杆3上。吊环连接杆3设有中心孔，底部为方形结构，上部为圆柱形杆体，圆柱形杆体末端设有外螺纹与背帽14连接，其中心孔为阶梯孔，上部孔径小、下部孔径大，中心孔底部设有内倒角；在吊环连接杆3圆柱形杆体外圆周向对称设置防转孔与防转机构的防转销24配合。吊环连接杆3圆柱形杆体外圆在周向一圏中至少设有8个防转孔，也可以设置12或16个。本体7是长方体结构，两侧设有钢丝绳槽，其内安装提升钢丝绳6并通过挡绳板23封挡，防止提升钢丝绳6滑脱。本体7在钢丝绳槽内侧的体壁上设有连接杆安装孔，该连接杆安装孔是阶梯孔，其内装有连接杆21和连接杆弹簧22，其端口通过本体7上端面的螺栓孔和螺栓安装封板20。管柱卡紧装置包括侧门油缸和卡瓦块8，侧门油缸包括油缸本体11、卡瓦活塞13，卡瓦活塞13安装在油缸本体11中，油缸本体11外侧安装油缸端盖12。卡瓦活塞13的尾端通过卡瓦座10和连接螺栓9与卡瓦块8连接。通过侧门螺栓5将侧门油缸固定在本体7的两侧。

如遇吊环1的方向偏离油管桥太多，可拉起拉环27带动防转销24旋转90°，将拉环27卡在防转销座26的浅槽上，转动加压杆4，转动至合适方向后，再拉起拉环27旋转90°将拉环27卡在防转销座26的深槽上，即可使防转销24的配合端伸入吊环连接杆3上的防转孔中，实现防转。

在常规作业或者带压作业中，当管柱的自重大于井内压力作用于管柱的上顶力时，只需将提升钢丝绳6安装在本体7两侧的钢丝绳槽内，只需通过吊环1连接吊卡即可起下管柱。

在带压作业中，当管柱的自重小于井内压力作用于管柱的上顶力时，首先反加压钢丝绳2绕过带压蓄能修井机的反加压油缸上的滑轮组，将反加压钢丝绳2的两个自由端甩出固定在楔形接头19上，提升钢丝绳6与反加压钢丝绳2形成一个闭合的钢丝绳环，给本游动卡瓦施加一个上、下均衡的力。液压系统通过换向阀连接在侧门油缸的打开和关闭油口上，其中在关闭油口上装有液控单向阀，防止在系统无压力的情况下液压油回流，卡瓦活塞13松动。当管柱穿过本游动卡瓦的中心孔时，只需操作带压蓄能修井机的提升系统和加压系统将本游动卡瓦提放在合适的高度位置上，操作换向阀使得油缸本体11内的卡瓦活塞13向中心驱动卡瓦座10和卡瓦块8，使卡瓦块8上的卡瓦牙抱紧管柱本体，同时配合反加压钢丝绳2和提升钢丝绳6即可完成在带压情况下上提、下放管柱的操作。本发明可以在一根管柱的任意位置卡紧管柱完成上提或下压操作。

Claims (10)

1.一种在井下管柱任意位置实现加压提放的游动卡瓦，包括本体（7），其特征是，本体（7）两侧装有提升钢丝绳（6），本体（7）的下方通过连接杆（21）连接反加压装置，反加压装置与油管吊装装置连接；反加压装置装有反加压钢丝绳（2），油管吊装装置中装有吊环（1）；反加压装置包括加压杆（4）和楔形接头（19），加压杆（4）上端面设有螺纹连接孔与连接杆（21）连接，楔形接头（19）安装在加压杆（4）的两侧与反加压钢丝绳（2）连接。

2.根据权利要求1所述的一种在井下管柱任意位置实现加压提放的游动卡瓦，其特征是，所述加压杆（4）的中心孔为阶梯孔，中心孔阶梯两侧安装轴承；加压杆（4）两侧是锥形臂，在锥形臂末端安装楔形接头（19）；在加压杆（4）不设锥形臂的两侧设有防转机构安装孔与其中心孔连通，其内装有防转机构。

3.根据权利要求2所述的一种在井下管柱任意位置实现加压提放的游动卡瓦，其特征是，所述轴承包括上调心轴承（16）和下调心轴承（17），上调心轴承（16）和下调心轴承（17）分别安装在加压杆（4）中心孔阶梯的两侧，通过上轴承端盖（15）和下轴承端盖（18）密封。

4.根据权利要求2所述的一种在井下管柱任意位置实现加压提放的游动卡瓦，其特征是，所述防转机构包括防转销（24）、弹簧（25）和防转销座（26），防转销（24）前端依次是防转孔配合端和弹簧顶台，其后端装有控制销和拉环（27），弹簧（25）安装在弹簧顶台与防转销座（26）之间，将防转销（24）和弹簧（25）装入加压杆（4）的防转机构安装孔中，防转销座（26）焊接在加压杆（4）的本体上，防转销座（26）与控制销配合。

5.根据权利要求4所述的一种在井下管柱任意位置实现加压提放的游动卡瓦，其特征是，所述防转销座（26）与控制销的配合端设有十字槽，一条槽深、另一条槽浅，其深浅差值至少等于防转销（24）前端防转孔配合端的长度，其深槽与浅槽交叉设置；控制销是十字形销与防转销（24）尾部螺纹连接，插在防转销座（26）的十字槽中。

6.根据权利要求2所述的一种在井下管柱任意位置实现加压提放的游动卡瓦，其特征是，所述油管吊装装置包括吊环连接杆（3）和吊环（1），吊环（1）安装在吊环连接杆（3）底部两侧的吊环轴上，吊环轴外端竖槽中装有吊环挡板，吊环挡板将吊环（1）圈闭在吊环连接杆（3）上。

7.根据权利要求6所述的一种在井下管柱任意位置实现加压提放的游动卡瓦，其特征是，吊环连接杆（3）设有中心孔，底部为方形结构，上部为圆柱形杆体，圆柱形杆体末端设有外螺纹与背帽（14）连接，其中心孔为阶梯孔，上部孔径小、下部孔径大，中心孔底部设有内倒角；在吊环连接杆（3）圆柱形杆体外圆周向设有防转孔与防转机构的防转销（24）配合。

8.根据权利要求6或7所述的一种在井下管柱任意位置实现加压提放的游动卡瓦，其特征是，所述吊环连接杆（3）圆柱形杆体外圆在周向一圏中至少设有8个防转孔。

9.根据权利要求2所述的一种在井下管柱任意位置实现加压提放的游动卡瓦，其特征是，所述本体（7）是长方体，两侧设有钢丝绳槽，其内安装提升钢丝绳（6）并通过挡绳板（23）封挡。

10.根据权利要求2或9所述的一种在井下管柱任意位置实现加压提放的游动卡瓦，其特征是，所述本体（7）在钢丝绳槽内侧的体壁上设有连接杆安装孔，该连接杆安装孔是阶梯孔，其内装有连接杆（21）和连接杆弹簧（22），其端口通过本体（7）上端面的螺栓孔和螺栓安装封板（20）。