CN105064944A - 一种具备作业空间可调节的双液动操作窗 - Google Patents

Abstract

一种具备作业空间可调节的双液动操作窗，涉及石油天然气钻采技术领域。本发明解决了连续管作业中使用的传统操作窗不能满足较大尺寸井下工具的下入和起出作业，使该项作业受到限制的问题。一种具备作业空间可调节的双液动操作窗，它包括连接法兰、止动环、多个调节油缸总成、主液缸总成、锁紧螺钉和锁紧块；调节油缸总成包括封头、小油缸、小活塞和固定螺母；主液缸总成包括主液缸和主活塞；主液缸由缸体法兰和支撑法兰通过螺钉固定而成。本发明的作业空间为常规操作窗的3～5倍，最大作业空间可达1.5米，采用两套液压驱动系统，能调节液动操作窗的总高度，进而达到需要的连接长度，极大的丰富了现场钻井工艺的特殊化需求。

Description

一种具备作业空间可调节的双液动操作窗

技术领域

本发明涉及石油天然气钻采技术领域，特别是涉及一种具备作业空间可调节的双液动操作窗。

背景技术

大部分气井进入开采后期，随着地层能量下降，产量降低，生产管柱中气体流速降低，导致不能将地层水及时排出，从而出现井底积液而对产层造成回压，最终造成气井产量大幅下降甚至停产。在现有生产油管中下入小直径连续管(速度管柱)的工艺方法能减小流体流动面积，增大流体流速，提高气井的排液能力，可以使气井恢复自喷生产。连续管作为生产管柱具有独特的优势，可提高气井排液能力，使气井恢复自喷生产；作业时不需压井，避免了压井伤害地层，同时减少了起出原有管柱造成油管断脱等复杂事故的风险。

操作窗是连续管柱完井装置中的重要组成部分，与连续管作业车、连续管井口悬挂器、井口采油树、连续管防喷器及其它配套工具等组成连续管作业装置，进行生产管柱排气采气等作业。目前，连续管作业中使用的传统操作窗不能满足较大尺寸井下工具的下入和起出作业，使该项作业受到很大限制，故研制一种作业空间可调节的双液动操作窗很有必要。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种具备作业空间可调节的双液动操作窗。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具备作业空间可调节的双液动操作窗，它包括连接法兰、止动环、多个调节油缸总成、主液缸总成、锁紧螺钉和锁紧块；其中，所述的调节油缸总成包括封头、小油缸、小活塞和固定螺母；所述的主液缸总成包括主液缸和主活塞；所述的主液缸由缸体法兰和支撑法兰通过螺钉固定而成；多个调节油缸总成的封头均匀分布在连接法兰圆周上并与连接法兰固定；所述的小油缸固定在封头上；所述的小活塞从小油缸的顶端穿出后穿过支撑法兰并通过固定螺母与支撑法兰固定；所述的主活塞的一端套设在缸体法兰和支撑法兰之间的腔体中；所述的主活塞的另一端与止动环螺接；所述的止动环通过多个锁紧螺钉和多个锁紧块配合使用而锁紧在连接法兰上；所述的支撑法兰的顶部的侧面位于主活塞的活塞面之上的位置设置有注油A口；所述的支撑法兰的底部的侧面位于主活塞的活塞面之下的位置设置有注油B口；多个调节油缸总成的小油缸的顶部的侧面位于小活塞的活塞面之上的位置通过油路总成连接到注油C口；多个调节油缸总成的小油缸的底部的侧面位于小活塞的活塞面之下的位置通过油路总成连接到注油D口。

所述的调节油缸总成的个数为三个。

所述的小活塞位于固定螺母之上还设置有锁紧销。

所述的油路总成包括多根长软管、两根短软管，以及多个简易三通组成，两根短软管与注油法兰连通，所述的油路总成用于将多个调节油缸总成连通为一体。

所述的油路总成还包括固定板，用于固定注油法兰。

所述的主活塞与缸体法兰和支撑法兰之间设置有多道导向环及密封；所述的小活塞与小油缸之间也同样设置有多道导向环及密封。

所述的主活塞与缸体法兰和支撑法兰之间的密封结构具体为：所述的主活塞的外径与支撑法兰相接触的位置设有双道外密封圈，并在双道外密封圈的上下两侧各设有一道外导向带；所述的主活塞的内径与缸体法兰相接触的位置设有双道内密封圈，所述的内密封圈的两边各设有一个挡圈；并在双道内密封圈的上下两侧各设有一道内导向带。

所述的主活塞的各密封部位均设置有镀铜层。

所述的小活塞的密封部位及小油缸的内壁皆设置有具有光滑表面的镀铬层。

工作原理：先将需要作业的井口装置上部的采油树拆除，先安装悬挂器三通法兰，同时安装过连续管密封部件，悬挂器暂不安装卡瓦。安装液动操作窗，将液动操作窗的连接法兰通过螺柱、螺母固定在悬挂器三通法兰上，通过注油D口向调节油缸总成中注入液压油(推荐控制压力不高于5Mpa)，可使液动操作窗总高度调节到需要的连接长度(根据现场工况而定)；通过主液缸总成的注油A口注入液压油(推荐控制压力不高于10Mpa)，关闭液动操作窗；将连续管防喷器连接在缸体法兰上，并依次将其它连续管设备安装在连续管防喷器的上端，将堵塞器安装在连续管末端，防止井内流体进入连续管，经井口试压合格后就可通过注入头将连续管下入井内。当连续管下入预定井深后，旋紧悬挂器顶丝，利用连续管密封部件封住管径和连续管的环空压力，利用防喷接头把上部气体放空；旋松液动操作窗的锁紧螺钉，打开锁紧块，向主液缸总成的注油B口注入液压油(推荐控制压力不高于10Mpa)，驱动液动操作窗的主活塞上升，升至最大行程时，将一对卡瓦对称放进悬挂器三通法兰内连续管的两侧，利用连续管的自重使其坐放在悬挂器的卡瓦座上；拆除液动操作窗以上的设备，通过注油C口向调节油缸总成中注入液压油(推荐控制压力不高于5Mpa)，可使液动操作窗缩回原始高度，并拆除液动操作窗。安装原拆下的采油树，通过氮气车使加压流体进入连续管内，将连续管下部的堵塞器打脱落，即可恢复生产作业。

本发明的有益效果：一、本发明的一种具备作业空间可调节的双液动操作窗的作业空间为常规操作窗的3～5倍，最大作业空间可达1.5米，且采用两套液压驱动系统，在作业空间中能调节液动操作窗的总高度，进而达到需要的连接长度，极大的丰富了现场钻井工艺的特殊化需求，可满足多种特殊工况；二、本发明的一种具备作业空间可调节的双液动操作窗，采用锁紧螺钉和锁紧块配合使用的锁紧装置，可防止液压误操作，并可在关井状态下，可承受井内压力并实现可靠密封；三、本发明的一种具备作业空间可调节的双液动操作窗，在主活塞和小活塞上设置有多道导向环及密封，可实现低压力的可靠操控；四、本发明的一种具备作业空间可调节的双液动操作窗，可快速的实现液动操作窗的开启及关闭，减轻了现场作业人员的工作量，占用人工少，节约了人工成本，同时也提高了操作的安全性，也提高了使用效率及加快现场作业进度。

附图说明

图1为实施例的一种具备作业空间可调节的双液动操作窗的立体示意图；

图2为实施例的一种具备作业空间可调节的双液动操作窗的剖面示意图；

图3为实施例的一种具备作业空间可调节的双液动操作窗的密封结构的剖面示意图；

图4为实施例的一种具备作业空间可调节的双液动操作窗与悬挂器三通法兰连接部分的剖面示意图；

图5为实施例的一种具备作业空间可调节的双液动操作窗的使用状态的示意图；

其中，1-连接法兰，2-止动环，3-调节油缸总成，4-主液缸总成，5-锁紧螺钉，6-锁紧块，7-悬挂器三通法兰，8-连续管防喷器，9-连续管，31-封头，32-小油缸，33-小活塞，34-固定螺母，35-锁紧销，36-油路总成，41-缸体法兰，42-支撑法兰，43-主活塞，71-连续管密封部件，72-卡瓦，73-悬挂器顶丝，91-堵塞器，361-长软管，362-简易三通，363-短软管，364-固定板，365-注油法兰，431-外导向带，432-外密封圈，433-内导向带，434-挡圈，435-内密封圈，A-注油A口，B-注油B口，C-注油C口，D-注油D口。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

实施例

如图1、图2和图3所示，一种具备作业空间可调节的双液动操作窗，它包括连接法兰1、止动环2、三个调节油缸总成3、主液缸总成4、锁紧螺钉5和锁紧块6；其中，所述的调节油缸总成3包括封头31、小油缸32、小活塞33和固定螺母34；所述的主液缸总成4包括主液缸和主活塞43；所述的主液缸由缸体法兰41和支撑法兰42通过螺钉固定而成；三个调节油缸总成3的封头31均匀分布在连接法兰1圆周上并与连接法兰1固定；所述的小油缸32固定在封头31上；所述的小活塞33从小油缸的顶端穿出后穿过支撑法兰42并通过固定螺母34与支撑法兰42固定；所述的主活塞43的一端套设在缸体法兰41和支撑法兰42之间的腔体中；所述的主活塞43的另一端与止动环2螺接；所述的止动环2通过三个锁紧螺钉5和三个锁紧块6配合使用而锁紧在连接法兰1上；所述的支撑法兰42的顶部的侧面位于主活塞43的活塞面之上的位置设置有注油A口；所述的支撑法兰42的底部的侧面位于主活塞43的活塞面之下的位置设置有注油B口；三个调节油缸总成3的小油缸32的顶部的侧面位于小活塞33的活塞面之上的位置通过油路总成36连接到注油C口；三个调节油缸总成3的小油缸32的底部的侧面位于小活塞33的活塞面之下的位置通过油路总成36连接到注油D口；所述的小活塞33位于固定螺母34之上还设置有锁紧销35；所述的油路总成36包括多根长软管361、两根短软管363，以及多个简易三通362组成，两根短软管与注油法兰365连通，所述的油路总成36用于将多个调节油缸总成3连通为一体；所述的油路总成36还包括固定板364，用于固定注油法兰365；所述的主活塞43与缸体法兰41和支撑法兰42之间设置有多道导向环及密封；所述的小活塞33与小油缸32之间也同样设置有多道导向环及密封；所述的主活塞43与缸体法兰41和支撑法兰42之间的密封结构具体为：所述的主活塞43的外径与支撑法兰42相接触的位置设有双道外密封圈432，并在双道外密封圈432的上下两侧各设有一道外导向带431；所述的主活塞43的内径与缸体法兰41相接触的位置设有双道内密封圈435，所述的内密封圈435的两边各设有一个挡圈434；并在双道内密封圈435的上下两侧各设有一道内导向带433；所述的主活塞43的各密封部位均设置有镀铜层；所述的小活塞33的密封部位及小油缸32的内壁皆设置有具有光滑表面的镀铬层。

本实施例的一种具备作业空间可调节的双液动操作窗的工作原理：如图1至图5所示，先将需要作业的井口装置上部的采油树拆除，先安装悬挂器三通法兰7，同时安装过连续管密封部件71，悬挂器暂不安装卡瓦72。安装液动操作窗，将液动操作窗的连接法兰1通过螺柱、螺母固定在悬挂器三通法兰7上，通过注油D口向调节油缸总成3中注入液压油(推荐控制压力不高于5Mpa)，可使液动操作窗总高度调节到需要的连接长度(根据现场工况而定)；通过主液缸总成4的注油A口注入液压油(推荐控制压力不高于10Mpa)，关闭液动操作窗；将连续管防喷器8连接在缸体法兰41上，并依次将其它连续管设备安装在连续管防喷器8的上端，将堵塞器91安装在连续管9末端，防止井内流体进入连续管9，经井口试压合格后就可通过注入头将连续管9下入井内。当连续管9下入预定井深后，旋紧悬挂器顶丝73，利用连续管密封部件71封住管径和连续管9的环空压力，利用防喷接头把上部气体放空；旋松液动操作窗的锁紧螺钉5，打开锁紧块6，向主液缸总成4的注油B口注入液压油(推荐控制压力不高于10Mpa)，驱动液动操作窗的主活塞43上升，升至最大行程时，将一对卡瓦72对称放进悬挂器三通法兰7内连续管9的两侧，利用连续管9的自重使其坐放在悬挂器的卡瓦座上；拆除液动操作窗以上的设备，通过注油C口向调节油缸总成3中注入液压油(推荐控制压力不高于5Mpa)，可使液动操作窗缩回原始高度，并拆除液动操作窗。安装原拆下的采油树，通过氮气车使加压流体进入连续管9内，将连续管下部的堵塞器91打脱落，即可恢复生产作业。

上述实施例不应以任何方式限制本发明，凡采用等同替换或等效转换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种具备作业空间可调节的双液动操作窗，其特征在于：它包括连接法兰、止动环、多个调节油缸总成、主液缸总成、锁紧螺钉和锁紧块；其中，所述的调节油缸总成包括封头、小油缸、小活塞和固定螺母；所述的主液缸总成包括主液缸和主活塞；所述的主液缸由缸体法兰和支撑法兰通过螺钉固定而成；多个调节油缸总成的封头均匀分布在连接法兰圆周上并与连接法兰固定；所述的小油缸固定在封头上；所述的小活塞从小油缸的顶端穿出后穿过支撑法兰并通过固定螺母与支撑法兰固定；所述的主活塞的一端套设在缸体法兰和支撑法兰之间的腔体中；所述的主活塞的另一端与止动环螺接；所述的止动环通过多个锁紧螺钉和多个锁紧块配合使用而锁紧在连接法兰上；所述的支撑法兰的顶部的侧面位于主活塞的活塞面之上的位置设置有注油A口；所述的支撑法兰的底部的侧面位于主活塞的活塞面之下的位置设置有注油B口；多个调节油缸总成的小油缸的顶部的侧面位于小活塞的活塞面之上的位置通过油路总成连接到注油C口；多个调节油缸总成的小油缸的底部的侧面位于小活塞的活塞面之下的位置通过油路总成连接到注油D口。

2.根据权利要求1所述的一种具备作业空间可调节的双液动操作窗，其特征在于：所述的调节油缸总成的个数为三个。

3.根据权利要求1所述的一种具备作业空间可调节的双液动操作窗，其特征在于：所述的小活塞位于固定螺母之上还设置有锁紧销。

4.根据权利要求1所述的一种具备作业空间可调节的双液动操作窗，其特征在于：所述的油路总成包括多根长软管、两根短软管，以及多个简易三通组成，两根短软管与注油法兰连通，所述的油路总成用于将多个调节油缸总成连通为一体。

5.根据权利要求1或4所述的一种具备作业空间可调节的双液动操作窗，其特征在于：所述的油路总成还包括固定板，用于固定注油法兰。

6.根据权利要求1所述的一种具备作业空间可调节的双液动操作窗，其特征在于：所述的主活塞与缸体法兰和支撑法兰之间设置有多道导向环及密封；所述的小活塞与小油缸之间也同样设置有多道导向环及密封。

7.根据权利要求6所述的一种具备作业空间可调节的双液动操作窗，其特征在于：所述的主活塞与缸体法兰和支撑法兰之间的密封结构具体为：所述的主活塞的外径与支撑法兰相接触的位置设有双道外密封圈，并在双道外密封圈的上下两侧各设有一道外导向带；所述的主活塞的内径与缸体法兰相接触的位置设有双道内密封圈，所述的内密封圈的两边各设有一个挡圈；并在双道内密封圈的上下两侧各设有一道内导向带。

8.根据权利要求1或6所述的一种具备作业空间可调节的双液动操作窗，其特征在于：所述的主活塞的各密封部位均设置有镀铜层。

9.根据权利要求1或6所述的一种具备作业空间可调节的双液动操作窗，其特征在于：所述的小活塞的密封部位及小油缸的内壁皆设置有具有光滑表面的镀铬层。