CN103527128A - 天然气开采井下节流器打捞工具及其操作方法 - Google Patents

天然气开采井下节流器打捞工具及其操作方法 Download PDF

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本发明公开了一种天然气开采井下节流器打捞工具及其操作方法，是为实现节流器靠气井自身能量上行完成打捞、降低作业风险且提高打捞成功率的目的而设计的，打捞工具主要包括连接投放器、连接头和心轴的连接管、设在连接管下方的接头、设在接头内的弹簧及锁定套、设在锁定套上的扁簧和卡瓦等。本发明打捞工具能通过节流器解卡、投放打捞工具、安装井口装置、开井生产和完成打捞等工序操作，使卡瓦保持收回状态，依靠气井自身能量推动节流器上行，承受远大于钢丝拉力的向上推力，从而大大降低作业风险，大幅提高节流器打捞的成功率。

Description

天然气开采井下节流器打捞工具及其操作方法
技术领域
本发明涉及一种天然气开采井下节流器打捞工具及其操作方法，属于油田采气技术领域。
背景技术
在天然气开采中，为了满足产气降压、限产和节能的要求，采用在气井井下安装节流装置。苏里格气田目前广泛应用的井下节流装置是卡瓦式井下节流器，这种节流器依靠钢丝下入、卡瓦定位、胶筒密封和气嘴配产来实现井筒天然气节流降压。
在现场应用中，为满足生产需求，要调节气井产量，或为了充分发挥气井产能，在气井生产后期需从井筒中打捞节流器。目前常用的是卡瓦式节流器打捞工具，随着节流器的长时间使用，其密封胶筒会发生永久变形，使胶筒与井壁摩擦力增大，造成打捞过程中上提拉力加大，容易引发井下事故。由于打捞工具普通钢丝作业的一般上提拉力不能大于300kg，所以更加大了打捞的难度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种天然气开采井下节流器打捞工具及其操作方法，其通过弹簧机构使节流器卡瓦处于收回状态，依靠气井自身能量促使节流器上行，从而大大降低作业风险，提高节流器打捞成功率。
天然气开采井下节流器打捞工具的技术方案如下：
投放器下端与连接管螺纹连接，连接管上部管壁设有径向销孔，心轴上端与连接头螺纹连接，两者均设有径向销孔并由圆柱销连接于连接管内壁。筒形接头设在连接管下方，心轴下部穿在筒形接头腔体内，心轴下端凸肩至接头腔体上端面间套有弹簧。锁定套螺纹连接于接头腔体内壁，锁定套下部设有均布的、用于卡入卡瓦打捞爪的卡瓦开槽，卡瓦上方是套接在锁定套上的扁簧。
天然气开采井下节流器打捞工具的操作步骤如下：
(1)节流器解卡：首先进行关井，通过钢丝作业使用盲锤下击节流器，使其下移解卡。
(2)投入本发明打捞工具：将本发明打捞工具投放至节流器上方。
(3)安装井口装置：工具投放后，工具串起出，在井口安装防喷管和捕捉器。
(4)开井生产：依靠本发明打捞工具使节流器卡瓦一直处于收回状态，然后缓慢开启生产阀门。随着气井生产，节流器和打捞新工具被向上推入捕捉器和防喷管。
(5)完成打捞：由于捕捉器可阻止工具下行，所以可关闭气井测试阀门，卸下防喷管和捕捉器，起出节流器，完成打捞工作。
本发明打捞工具通过节流器解卡、投放打捞工具、安装井口装置、开井生产和完成打捞等工序操作，充分依靠气井自身能量推动节流器上行，相比传统钢丝作业，能大大降低作业风险。由于本发明打捞工具能使卡瓦收回，而胶筒永久变形仍具有一定的密封作用，所以，开井降压后，节流器承受的向上推力远大于钢丝作业的拉力，从而能大幅提高节流器打捞的成功率。
附图说明
图1为天然气开采井下节流器打捞工具示意图。
图2为天然气开采井下节流器打捞工具投放后示意图。
图3为天然气开采井下节流器打捞工具抓取节流器示意图。
图4为天然气开采井下节流器打捞工具实施工艺示意图。
具体实施方式
实施例：
参照图1至4对本发明的实施例进一步说明：
投放器1下端与连接管2螺纹连接，连接管2上部管壁设有径向销孔，心轴5上端与连接头4螺纹连接，两者均设有径向销孔并由圆柱销3连接于连接管2内壁。筒形接头6设在连接管2下方，心轴5下部穿在筒形接头6腔体内，心轴5下端凸肩至接头6腔体上端面间套有弹簧7。锁定套8螺纹连接于接头6腔体内壁，锁定套8下部设有三个相隔120°均匀分布的、用于卡入卡瓦10打捞爪的卡瓦开槽，卡瓦10上方是套接在锁定套8上的扁簧9。
本发明通过试井钢丝作业，当打捞工具下放到节流器18上方时，由于向下的惯性力，使卡瓦10的打捞爪从锁定套8开槽中滑出，内径增大从而抓住节流器18打捞颈，同时扁簧9的弹力将卡瓦10打捞爪又拉回并锁定在开槽内，使其重新处于收缩状态。快速上提钢丝，通过震击器震击，剪断圆柱销3，将投放器1和连接管2随工具串一同起出，此时打捞工具连接头4和心轴5受弹簧7的张力作用下行。当心轴5下端接触到节流器18中心杆和本体时，在弹簧7的作用下，打捞工具将节流器18打捞颈和卡瓦拽起。当气井开井时，在上、下压差作用下，打捞工具和节流器18一起上行。当上行至防喷管12后，关闭测试阀门14，卸下防喷管12和捕捉器13，完成节流器18打捞工作。
天然气开采井下节流器打捞工具的操作方法如下：
（1）节流器解卡
在打捞节流器18之前，首先进行关井作业，关闭生产阀门15，使气井油管压力和套管压力基本平衡，然后设置防喷管12，通过传统钢丝作业，连接工具串绳帽+加重杆+震击器+盲锤。当工具串到达节流器18时，向下震击，使节流器18解卡。观察钢丝作业车深度计，节流器18下移说明其已解卡，起出工具串，完成节流器解卡工作。
（2）投入打捞工具
按图1组装好打捞工具17，设置防喷管12，通过传统钢丝作业，连接工具串绳帽+加重杆+震击器+打捞工具。缓慢下放钢丝，当工具达到节流器18上方而钢丝作业车指示钢丝拉力下降时，停止下放作业，缓慢尝试上提钢丝，如果上提力大于此位置的悬重，说明打捞工具卡瓦10已经抓取节流器打捞颈。此时，再上提钢丝，遇到油管接箍位置时拉力会上升，当拉力接近安全拉力时，即缓慢释放钢丝，使震击器闭合，下放一段距离后，快速上提钢丝，震击器震击剪断圆柱销3，投放器1和连接管2随工具串一同起出，打捞工具17其他部分则留在节流器18上方。
如图2、3所示，当打捞工具17的圆柱销3被剪断时，卡瓦10已牢牢抓住节流器18打捞颈，连接头4和心轴5在弹簧7作用下向下移动，在心轴5下端接触到节流器18中心杆和本体时，在弹簧7的作用下，打捞工具17将其卡瓦10和节流器18打捞颈拽起。由于节流器18胶筒长期承受高压差而处于变形状态，可以靠摩擦力紧贴油管，致使节流器18和打捞工具17不会下行。
（3）安装井口装置
完成打捞工具17投放后，起出钢丝和作业工具串，按照图4所示安装防喷管12和捕捉器13等井口装置，大弹簧11可以缓冲打捞工具17和节流器18到达井口的冲击力，确保井口设备安全。捕捉器13为单向可运行设备，其内部挡片可以确保节流器18和打捞工具17留在防喷管12内。
（4）开井生产
安装井口装置后，确保测试阀门14和主阀门16完全打开，此时缓慢打开生产阀门15（或者缓慢开启针阀）卸压。随着生产阀门15开启，油管压力缓慢下降，因节流器18胶筒永久变形仍可起到密封作用，所以节流器18上、下出现压差，节流器18受到向上推力。
（5）完成打捞
随着生产阀门15开启，气井缓慢生产，节流器18在上、下压差作用下和打捞工具17一起上行，当节流器18和打捞工具17进入防喷管12后，关闭测试阀门14，卸下防喷管12和捕捉器13，完成节流器打捞工作。
如果生产阀门15开启较长时间，油管压力已经降至很低，而节流器18和打捞工具17仍未进入防喷管12，则可能是节流器18在油管上行过程中遇阻。此时，关闭生产阀门15和测试阀门14，卸下防喷管12和捕捉器13，安装传统钢丝作业节流器打捞工具，下探抓取打捞工具17的接头6，通过钢丝作业使节流器18通过卡点。如果此时上提拉力不是很大，可以直接通过钢丝作业完成节流器18打捞。如果上提拉力大，则通过上击剪切传统打捞工具销钉，起出钢丝和传统打捞工具，安装井口撞击，继续开井生产，直至完成打捞作业。
以27/8″油管为例，节流器前后承受1MPa的压差，相当于节流器受到300kg左右的上推力，作用效果明显大于一般钢丝作业300kg的拉力（自重100kg左右）。而压差越大，节流器受到的上推力也越大，也就越有利于节流器的上行。而31/2″油管采用传统钢丝作业难度大，采用该发明后，同样的压差节流器受到更大的上推力，更有利于打捞成功。

Claims (2)

1.一种天然气开采井下节流器打捞工具，其特征在于：
投放器(1)下端与连接管(2)螺纹连接，连接管(2)上部管壁设有径向销孔，心轴(5)上端与连接头(4)螺纹连接，两者均设有径向销孔并由圆柱销(3)连接于连接管(2)内壁；筒形接头(6)设在连接管(2)下方，心轴(5)下部穿在筒形接头(6)腔体内，心轴(5)下端凸肩至接头(6)腔体上端面间套有弹簧(7)；锁定套(8)螺纹连接于接头(6)腔体内壁，锁定套(8)下部设有均布的、用于卡入卡瓦(10)打捞爪的卡瓦开槽，卡瓦(10)上方是套接在锁定套(8)上的扁簧(9)。
2.一种天然气开采井下节流器打捞工具的操作方法，其特征在于其操作步骤如下：
(1)节流器解卡：在打捞节流器(18)之前，首先进行关井作业，关闭生产阀门(15)，使气井油管压力和套管压力基本平衡，然后设置防喷管(12)，通过传统钢丝作业，连接工具串绳帽+加重杆+震击器+盲锤；当工具串到达节流器(18)时，向下震击，使节流器(18)解卡；观察钢丝作业车深度计，节流器(18)下移则说明其已解卡，起出工具串，完成节流器解卡工作；
(2)投入打捞工具：组装好打捞工具(17)，设置防喷管(12)，通过传统钢丝作业，连接工具串绳帽+加重杆+震击器+打捞工具；缓慢下放钢丝，当工具达到节流器(18)上方而钢丝作业车指示钢丝拉力下降时，停止下放作业，尝试缓慢上提钢丝，如果上提力大于此位置的悬重，说明打捞工具卡瓦(10)已经抓取节流器打捞颈；此时上提钢丝，遇到油管接箍位置时拉力会上升，当拉力接近安全拉力时，缓慢释放钢丝，使震击器闭合，下放一段距离后，快速上提钢丝，震击器震击 剪断圆柱销(3)，投放器(1)和连接管(2)随工具串一同起出，打捞工具其他部分则留在节流器(18)上方；
当打捞工具(17)的圆柱销(3)被剪断时，卡瓦(10)已牢牢抓住节流器(18)打捞颈，连接头(4)和心轴(5)在弹簧(7)作用下向下移动；当心轴(5)下端接触到节流器(18)中心杆和本体时，在弹簧7的作用下，打捞工具(17)将卡瓦(10)和节流器(18)打捞颈拽起；由于节流器(18)胶筒长期承受高压差而处于变形状态，可以靠摩擦力紧贴油管，致使节流器(18)和打捞工具(17)不会下行；
（3）安装井口装置
完成打捞工具(17)投放后，起出钢丝和作业工具串，安装防喷管(12)和捕捉器(13)等井口装置；大弹簧(11)可以缓冲打捞工具和节流器(18)到达井口的冲击力，确保井口设备安全；捕捉器(13)为单向可运行设备，其内部挡片可以确保节流器(18)和打捞工具(17)留在防喷管(12)内；
（4）开井生产
安装井口装置后，确保测试阀门(14)和主阀门(16)完全打开，此时缓慢打开生产阀门(15)（或者缓慢开启针阀）卸压；随着生产阀门(15)开启，油管压力缓慢下降，因节流器(18)胶筒永久变形仍可起到密封作用，所以节流器(18)上、下出现压差，节流器(18)受到向上推力；
（5）完成打捞
随着生产阀门(15)开启，气井缓慢生产，节流器(18)在上、下压差作用下和打捞工具(17)一起上行，当节流器(18)和打捞工具(17)进入防喷管(12)后，关闭测试阀门(14)，卸下防喷管(12)和捕捉器(13)，完成节流器打捞工作； 
如果生产阀门(15)开启较长时间，油管压力已经降至很低，而节流器(18)和打捞工具(17)仍未进入防喷管(12)，则可能节流器(18)在油管上行过程中遇阻；此时，关闭生产阀门(15)和测试阀门(14)，卸下防喷管(12)和捕捉器(13)，安装传统钢丝作业节流器打捞工具，下探抓取打捞工具(17)的接头(6)，通过钢丝作业使节流器(18)通过卡点；如果此时上提拉力不是很大，可以直接通过钢丝作业完成节流器(18)打捞；如果上提拉力大，则通过上击剪切传统打捞工具销钉，起出钢丝和传统打捞工具，安装井口撞击，继续开井生产，直至完成打捞作业。 
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