CN105909241A - 井下油管起下过程中接箍探测装置 - Google Patents
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Abstract
一种井下油管起下过程中接箍探测装置，包括调压阀、单向阀、变径信号探测阀、转向阀、右油缸、左油缸、气压表、提示装置行程开关、油管接箍组件，安装在左右油缸的活塞杆外端滚轮对称地设置在油管接箍组件的两侧，并分别与油管接箍组件的侧壁紧贴接触，气压表与变径信号探测阀的气压腔相通，提示装置行程开关设置在变径信号探测阀活塞杆的极限位置。它是利用液体不能压缩，气体可以压缩的原理，由变径信号探测阀控制左右滚轮与油管接箍组件的机械刚性接触，并将之转化成液相与气相之间的柔性变换，实现对接箍升降情况进行准确的无损探测，能克服现有接箍探测装置存在的不足，这种液气双相平衡机构结构设计巧妙，能理想地满足油田的带压作业要求。
Description
技术领域
本发明涉及油田开采用油套管组件，尤其涉及油套管组件。
背景技术
在带压作业过程中，油管和套管间的环形空间是由防喷器来密封的。起下油管时，当油管接箍接近防喷器密封位置时，必须要让防喷器密封闸板(或胶芯)退让，否则，不是造成防喷器密封闸板(胶芯)的严重损坏，就是造成接箍脱扣，油管落井等事故。因此，在带压作业时，准确判断接箍位置，显得非常重要。同时在常规修井作业中，接箍探测器也是实现自动化作业过程中必不可少的关键部件。
目前，从事接箍探测的研究比较多，有机械式接箍探测装置、超声波式接箍探测装置和磁性式接箍探测装置等。但这些接箍探测装置都处于不可靠状态。机械式接箍探测装置结构复杂，体积大，探头件与接箍之间为刚性接触，同时也没有解决油管位置偏心、油污物、井下压力变化等带来的影响，因没有实际应用价值被否定；超声波式接箍探测装置和磁性式接箍探测装置的操作技术要求太高，对操作人员的专业要求太高，一般的油田工人不会操控，同时响应慢、干扰多，无法实现电信号的准确及时反馈。
发明内容
本发明的目的是提供一种井下油管起下过程中接箍探测装置，它将液体不可压缩和气体可以压缩的原理应用于本探测装置中，使机械刚性接箍探测过程中探测件与接箍之间刚性接触转化成液相与气相之间的柔性变换，从而保证井下油管在起下过程中对接箍的确准无损探测。
本发明采取的技术方案如下：
一种井下油管起下过程中接箍探测装置，其特征是：包括压力油油管、调压阀、单向阀、变径信号探测阀、转向阀、右油缸、右滚轮、左滚轮、左油缸、气压表、提示装置行程开关、油管和接箍，右滚轮安装在右油缸的活塞杆的外端，左滚轮安装在左油缸的活塞杆的外端，油管和接箍的结合组件垂直地设置在油井中，右滚轮和左滚轮对称地设置在油管和接箍的结合组件的两侧，且右滚轮和左滚轮分别与油管或接箍的侧壁紧贴接触，调压阀、单向阀、变径信号探测阀的液压腔和转向阀串联后，分别与右油缸和左油缸的进油口相连接，压力油油管中的压力油依次经过调压阀、单向阀、变径信号探测阀的液压腔和转向阀进入右油缸和左油缸的施压腔中，气压表与变径信号探测阀的气压腔相通，提示装置行程开关设置在变径信号探测阀活塞杆的极限位置。
进一步，右滚轮和左滚轮的轴向长度为接箍直径的1-2倍。
由于在本发明所述井下油管起下过程中接箍探测装置中应用了变径信号探测阀，它是利用液体不能压缩，气体可以压缩的原理，将对称设置的左右滚轮与接箍与油管结合组件的机械刚性接触转化成液相与气相之间的柔性变换，它既能使左右滚轮始终与接箍或油管的机械刚性接触，又能不会使接箍或油管受压过大而产生机械损伤，能准确无误地对接箍升降情况进行探测，能克服现有接箍探测装置存在的不足，结构简单，性能可靠，它在对井下油管起下过程中接箍的升降进行准确探测过程中，左右滚轮与接箍或油管之间的机械刚性接触压力柔性可调，这种液压平衡机构结构设计巧妙，成本低实用性，能理想地满足油田的带压作业要求。
附图说明：
图1为本发明的结构原理示意图；
图中：1-压力油油管；2-调压阀；3-单向阀；4-变径信号探测阀；5-转向阀；6-右油缸；7-右滚轮；8-左滚轮；9-左油缸；10-气压表；11-提示装置行程开关；12-油管；13-接箍；41-液压腔；42-气压腔。
具体实施方式
下面结合附图举例说明本发明的具体实施方式：
实施例1：
一种井下油管起下过程中接箍探测装置，如图1所示，包括压力油油管1、调压阀2、单向阀3、变径信号探测阀4、转向阀5、右油缸6、右滚轮7、左滚轮8、左油缸9、气压表10、提示装置行程开关11、油管12和接箍13，右滚轮7安装在右油缸6的活塞杆的外端，左滚轮8安装在左油缸9的活塞杆的外端，油管12和接箍13的结合组件垂直地设置在油井中，右滚轮7和左滚轮8对称地设置在油管12和接箍13的结合组件的两侧，且右滚轮7和左滚轮8分别与油管12或接箍13的侧壁紧贴接触，调压阀2、单向阀3、变径信号探测阀4的液压腔41和转向阀5串联后，分别与右油缸6和左油缸9的进油口相连接，压力油油管1中的压力油依次经过调压阀2、单向阀3、变径信号探测阀4的液压腔41和转向阀5进入右油缸6和左油缸9的施压腔中，气压表10与变径信号探测阀4的气压腔42相通，提示装置行程开关11设置在变径信号探测阀4活塞杆的极限位置。
本发明的使用方法如下：
在工作状态，即需要对接箍起下进行探测时，
第一步，测定油管与套管内压力值，以此值作为后续调节减压阀的依据；
第二步，将转向阀5处于开通状态，调节调压阀2使压力油油管1中的压力油减压至预定值，预定值为比油管与套管之间介质压力大0.5MPa～1Mpa，确保右滚轮7和左滚轮8能紧贴油管12或接箍13侧壁；
第三步，调节变径信号探测阀4的气压腔42内的压力值，使油管12和接箍13的结合组件上升，当接箍13通过右滚轮7和左滚轮8时，由于接箍13的直径大于油管的直径，因此接箍13迫使右滚轮7和左滚轮8远离油管12的中心线，由于单向阀3的作用，这样，右油缸6和左油缸9存液腔内存有的压力油就被挤压进入变径信号探测阀4的液压腔41内，使变径信号探测阀4的液压腔41内压力增加，从而打破液压腔41和气压腔42原有的平衡，由于气压腔内的气体具有可压缩性，因此，变径信号探测阀4的活塞杆随活塞向外伸展移动，当伸展到极限位置时拨动提示装置行程开关11，使提示装置发出相应的提示，例如报警、灯光显示或作为自动化作业时的触发讯号。
当接箍13越过右滚轮7和左滚轮8时，右滚轮7和左滚轮8在压力油的作用下自动向油管12的中心线靠拢，这样，右油缸6和左油缸9存液腔内的压力降低，变径信号探测阀4的液压腔41内压力也随之下降，此时，变径信号探测阀4的气压腔42内压力高于液压腔41的压力，液压腔41和气压腔42之间的平衡被打破，因此变径信号探测阀4的活塞杆就离开提示装置行程开关11，使提示装置处于不显示状态。
当要检修作业时，将转向阀5处于卸压工位，此时右油缸6和左油缸9自动卸压，在井下压力作用下，左右滚轮退回到初始状态。压力油油管1内的压力油经调压阀2、单向阀3、变径信号探测阀4和转向阀5自动卸压。
本发明的实施方式很多，在此不逐个罗列，只要采用液气双相平衡相补原理，使由液压油控制的滚轮与油管12和接箍13的结合组件刚性接触，柔性转换的技术方案均在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种井下油管起下过程中接箍探测装置，其特征是：包括压力油油管(1)、调压阀(2)、单向阀(3)、变径信号探测阀(4)、转向阀(5)、右油缸(6)、右滚轮(7)、左滚轮(8)、左油缸(9)、气压表(10)、提示装置行程开关(11)、油管(12)和接箍(13)，右滚轮(7)安装在右油缸(6)的活塞杆的外端，左滚轮(8)安装在左油缸(9)的活塞杆的外端，油管(12)和接箍(13)的结合组件垂直地设置在油井中，右滚轮(7)和左滚轮(8)对称地设置在油管(12)和接箍(13)的结合组件的两侧，且右滚轮(7)和左滚轮(8)分别与油管(12)或接箍(13)的侧壁紧贴接触，调压阀(2)、单向阀(3)、变径信号探测阀(4)的液压腔(41)和转向阀(5)串联后，分别与右油缸(6)和左油缸(9)的进油口相连接，压力油油管(1)中的压力油依次经过调压阀(2)、单向阀(3)、变径信号探测阀(4)的液压腔(41)和转向阀(5)进入右油缸(6)和左油缸(9)的施压腔中，气压表(10)与变径信号探测阀(4)的气压腔(42)相通，提示装置行程开关(11)设置在变径信号探测阀(4)活塞杆的极限位置。
2.根据权利要求1所述井下油管起下过程中接箍探测装置，其特征是：右滚轮(7)和左滚轮(8)的轴向长度为接箍(13)直径的1～2倍。
3.权利要求1所述井下油管起下过程中接箍探测装置的使用方法如下：
当需要对接箍起下进行探测时，首先测定油管与套管内压力值，以此值作为后续调节减压阀的依据，将转向阀(5)处于开通状态，调节调压阀(2)使压力油油管(1)中的压力油减压至预定值，预定值为比油管与套管之间介质压力大0.5MPa～1Mpa，确保右滚轮(7)和左滚轮(8)能紧贴油管(12)或接箍(13)侧壁；调节变径信号探测阀(4)的气压腔(42)内的压力值，使油管(12)和接箍(13)的结合组件上升，当接箍(13)通过右滚轮(7)和左滚轮(8)时，由于接箍(13)的直径大于油管的直径，因此接箍(13)迫使右滚轮(7)和左滚轮(8)远离油管(12)的中心线，由于单向阀(3)的作用，这样，右油缸(6)和左油缸(9)存液腔内存有的压力油就被挤压进入变径信号探测阀(4)的液压腔(41)内，使变径信号探测阀(4)的液压腔(41)内压力增加，从而打破液压腔(41)和气压腔(42)原有的平衡，由于气压腔内的气体具有可压缩性，因此，变径信号探测阀(4)的活塞杆随活塞向外伸展移动，当伸展到极限位置时拨动提示装置行程开关(11)，使提示装置发出相应的提示，例如报警、灯光显示或文字显示，当接箍(13)越过右滚轮(7)和左滚轮(8)时，右滚轮(7)和左滚轮(8)在压力油的作用下自动向油管(12)的中心线靠拢，这样，右油缸(6)和左油缸(9)存液腔内的压力降低，变径信号探测阀(4)的液压腔(41)内压力也随之下降，此时，变径信号探测阀(4)的气压腔(42)内压力高于液压腔(41)的压力，液压腔(41)和气压腔(42)之间的平衡被打破，因此变径信号探测阀(4)的活塞杆就离开提示装置行程开关(11)，使提示装置处于不显示状态；
当要带压检修作业时，将转向阀(5)处于卸压工位，此时右油缸(6)和左油缸(9)自动卸压，压力油油管(1)内的压力油经调压阀(2)、单向阀(3)、变径信号探测阀(4)和转向阀(5)自动卸压。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |