CN105625954B - 智能完井安全装置 - Google Patents

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    • E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
    • E21B17/06—Releasing-joints, e.g. safety joints

Abstract

本发明涉及一种智能完井安全装置，用于油田分层采油智能完井技术。在上接头(1)和外套(2)所形成的环空内设置让位套(5)和让位剪钉(4)；丢手套(8)套在下接头(13)的上部且通过丢手剪钉(7)与下接头(13)相固定，丢手套(8)上部设让位锁块(6)；让位套(5)的下部套在让位锁块(6)外周；支撑套(10)套在下接头(13)的中部，丢手锁块(11)安装在支撑套(10)的径向开孔中；连接套(12)套在下接头(13)和丢手锁块(11)的外周，连接套(12)上部与丢手套(8)相连且下部与外套(2)的下部相连。本发明很好地同时满足了智能完井管柱下井、封隔器坐封、封隔器解封和丢手等多方面需求。

Description

智能完井安全装置
技术领域
本发明涉及油田开采技术中的分层采油井下工具技术领域 ，更具体地说是一种智能完井安全装置。
背景技术
在油田多油层开采过程中，为了减少油层之间的相互干扰，提高油层的采收率，进行了很多分层开采技术的研究和应用。近年来，智能完井技术越来越受到业界重视。这是一种智能化井下分采技术，在油井内的分采管柱上于各油层之间设置封隔器，在封隔器之间的管柱上安装智能开关和多种传感器，并有电力、液压和数据传输管线附着在油管外侧连接到地面。这是一个复杂的系统，井下智能开关和传感器价格昂贵，保证这些装置能安全地下入井下和安装并尽可能地回收，是完井作业技术必须研究的课题。然而，到目前为止，封隔器技术还不能达到令人满意的程度，不能保证所有安装在井下的封隔器都能顺利地解封回收。为了解决这一问题，石油工程师不约而同地采取了同样的解决方案，就是在井下的两个封隔器之间安装一个安全接头，当下一级封隔器遇到故障而不能解封时，通过安全接头实现丢手，把下一级封隔器暂时留在井下，而把安全接头以上部分的管柱先提出井筒。
中国专利申请号201510346547.1，申请日2015.06.19，专利名称“油田作业用安全接头”公开了一种压差丢手式安全接头，这种安全接头主要由上接头、下接头、内衬管和剪钉组成，上接头和下接头之间有相互配合的锁爪和内槽，锁爪通过内衬管支撑锁定，当使用这种安全接头的管柱的内压差足够大时，内衬管剪断剪钉下行，从而让出锁爪位置，安全接头实现丢手。这样的安全接头如应用在智能完井管柱上时就存在一个问题，智能完井管柱上所使用的封隔器一般都是液压坐封的，封隔器打液压坐封时就会激发安全接头丢手，这样就影响了智能完井管柱正常的解封封隔器的作业，增加了作业工序。
中国专利申请号201420328376.0，申请日2014.06.19，专利名称“一种液压安全接头”也公开了一种压差丢手式安全接头，这种安全接头的结构与上述的“油田作业用安全接头”类似，只是在丢手时需要通过管柱内投球再打液压来实现。这样的安全接头如应用在智能完井管柱上时就存在另一个问题，当管柱内径受到限制而无法投球时就不能实现丢手。
发明内容
为了解决上述技术问题，发明了智能完井安全装置，本发明的装置应用在智能完井管柱上很好地同时满足了智能完井管柱下井、液压封隔器坐封、封隔器解封和封隔器遇卡时丢手等多方面需求。
本发明的技术方案如下：
智能完井安全装置，包括上接头、下接头和外套，外套上端和上接头相连接，让位套置于外套内，且让位套上部置于上接头和外套所形成的环空内，让位套通过让位剪钉与上接头相固定，在上接头和让位套之间以及外套和让位套之间均设置密封圈；在下接头的上部设置横截面为梯形的环槽，丢手套套在下接头的上部且通过丢手剪钉与下接头相固定，丢手套上部设开孔，让位锁块安装在丢手套上部所设开孔中，让位锁块的梯形部置于下接头的上部所设的横截面为梯形的环槽中；让位套的下部套在让位锁块外周；下接头的中部设置横截面为梯形的环槽，支撑套套在下接头的中部，支撑套径向开孔，丢手锁块安装在支撑套的所述径向开孔中且其梯形部置于下接头的中部所设横截面为梯形的环槽中；连接套套在下接头和丢手锁块的外周，连接套上部与丢手套相连且下部与外套的下部相连；让位套上端与上接头的外台阶之间的轴向距离不小于让位套下端至让位锁块上端的轴向距离；在丢手套和支撑套之间于连接套的侧壁上设置扩孔，扩孔的高度大于支撑套的高度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是，由于设置了让位套和让位锁块，上下接头之间通过让位锁块进行了锁定，下井时如果管柱遇卡，可以大力上下活动管柱而不会丢手。在完成封隔器坐封过程中，让位锁块解除锁定。在解封过程中，管柱的拉力传递由丢手锁块承担，因此本发明的装置可以承受较大拉力载荷而不丢手。如果下一级封隔器遇卡需要丢手，则通过下放管柱剪断丢手剪钉使丢手锁块让位来实现本发明装置的丢手。本发明的装置很好地同时满足了智能完井管柱下井、封隔器坐封、封隔器解封和丢手等多方面需求。
附图说明
前面简单地描述了本发明，接下来参考描述本发明的以下具体实施例的图纸进一步、详细地叙述本发明。这些图纸只描述了该发明的一些典型的实施例，因此不能认为是限制本发明的范围。在这些图纸中：
图1是本发明智能完井安全装置的结构示意图。
图2是图1中A处的局部放大图。
具体实施方式
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图的布图方式来进行描述的，如：上、下、上部、下部等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明做进一步描述。
参见图1，智能完井安全装置，包括上接头1、下接头13和外套2，外套2上端和上接头1相连接；让位套5置于外套2内，且让位套5上部置于上接头1和外套2所形成的环空内，让位套5通过让位剪钉4与上接头1相固定，在上接头1和让位套5之间以及外套2和让位套5之间均设置密封圈；在下接头(13)的上部设置横截面为梯形的环槽，丢手套8套在下接头13的上部且通过丢手剪钉7与下接头13相固定，丢手套8上部设开孔，让位锁块6安装在丢手套8上部所设开孔中，让位锁块6的梯形部置于下接头13的上部所设的横截面为梯形的环槽中；让位套5的下部套在让位锁块6外周；下接头13的中部设置横截面为梯形的环槽，支撑套10套在下接头13的中部，支撑套10径向开孔，丢手锁块11安装在支撑套10的所述径向开孔中且其梯形部置于下接头13的中部所设横截面为梯形的环槽中；连接套12套在下接头13和丢手锁块11的外周，连接套12上部与丢手套8相连且下部与外套2的下部相连；让位套5上端与上接头1的外台阶之间的轴向距离H1不小于让位套5下端至让位锁块6上端的轴向距离H2；在丢手套8和支撑套10之间于连接套12的侧壁上设置扩孔9，扩孔9的高度H3大于支撑套10的高度H4。
智能完井管柱上的封隔器打液压坐封时，当液压力达到让位剪钉4的剪断力时，让位剪钉4被剪断，让位套5上行，让位锁块6失去支撑，丢手套8与下接头13之间失去锁定。当上提解封下一级封隔器时，丢手锁块11承受了轴向拉力。如果封隔器不能正常解封而遇卡时，就向下压管柱，剪断丢手剪钉7，下接头13带着支撑套10和丢手锁块11一起向上移动，当丢手锁块11径向上向外移动而落入扩孔9内时，下接头13就失去了丢手锁块11的锁定而丢手。下接头11留在井下，其它部分随管柱起出井筒。
为了使让位套5在上行时更加顺畅，一种优选实施例是，在让位套5以上位置于外套2侧壁上设置排液孔3。
参见图2。丢手后，为了防止丢手锁块11在起出管柱时落入井筒内，一种优选实施例是，所述的丢手锁块11是一种带裙边的锁块，其裙边部14的尺寸大于所述的支撑套10的径向开孔的尺寸，这样丢手锁块11在径向上就不能向中心移动而落入井下。
另外，本发明的装置属于液压工具，同时也为了防止管柱内外的液压力连通，在下接头13和连接套12、连接套12和外套2之间设有密封圈。
前述仅为本发明的典型实施例，但不仅限于这些实施例，本领域技术人员可以在不偏离本发明的精神启示下做出修改。本文所公开的方案可能存在很多变更、组合和修改，且都在本发明的范围内，因此，保护范围不仅限于上文的说明，而是根据权利要求来定义，保护范围包括权利要求的标的的所有等价物。

Claims (3)

1.智能完井安全装置，包括上接头(1)、下接头(13)和外套(2)，外套(2)上端和上接头(1)相连接，其特征在于，让位套(5)置于外套(2)内，且让位套(5)上部置于上接头(1)和外套(2)所形成的环空内，让位套(5)通过让位剪钉(4)与上接头(1)相固定，在上接头(1)和让位套(5)之间以及外套(2)和让位套(5)之间均设置密封圈；在下接头(13)的上部设置横截面为梯形的环槽，丢手套(8)套在下接头(13)的上部且通过丢手剪钉(7)与下接头(13)相固定，丢手套(8)上部设开孔，让位锁块(6)安装在丢手套(8)上部所设开孔中，让位锁块(6)的梯形部置于下接头(13)的上部所设的横截面为梯形的环槽中；让位套(5)的下部套在让位锁块(6)外周；下接头(13)的中部设置横截面为梯形的环槽，支撑套(10)套在下接头(13)的中部，支撑套(10)径向开孔，丢手锁块(11)安装在支撑套(10)的所述径向开孔中且其梯形部置于下接头(13)的中部所设横截面为梯形的环槽中；连接套(12)套在下接头(13)和丢手锁块(11)的外周，连接套(12)上部与丢手套(8)相连且下部与外套(2)的下部相连；让位套(5)上端与上接头(1)的外台阶之间的轴向距离不小于让位套(5)下端至让位锁块(6)上端的轴向距离；在丢手套(8)和支撑套(10)之间于连接套(12)的侧壁上设置扩孔(9)，扩孔(9)的高度大于支撑套(10)的高度。
2.根据权利要求1所述的智能完井安全装置，其特征在于，在让位套(5)以上位置于外套(2)侧壁上设置排液孔(3)。
3.根据权利要求1所述的智能完井安全装置，其特征在于，所述的丢手锁块(11)是一种带裙边的锁块，其裙边部(14)的尺寸大于所述的支撑套(10)的径向开孔的尺寸。
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