CN106150416A - 大斜度注水井毛细管液压增力投捞器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了大斜度注水井毛细管液压增力投捞器，包括打捞主体、液力助推机构、液力增力机构、安装在打捞主体下端的捞爪机构。本发明中的液力助推机构主要针对投捞仪器在斜井段下行困难而设计，利用皮碗和油管间隙过流产生的节流压差，在斜井段给仪器提供下行动力，防止仪器中途遇阻，确保仪器下行至预定位置。本发明中的液力增力机构主要针对在斜井段打捞时配水器芯子容易与工作筒发生卡死现象而设计，包括卡瓦增力机构和两级活塞增力机构，通过增加投捞仪器在斜井段的锚定力和上行动力，确保芯子顺利脱出工作筒。本发明通过液力方式解决投捞仪器在斜井段下行困难和上行时打捞力小的难题。

Description

大斜度注水井毛细管液压增力投捞器

技术领域

本发明涉及油田大斜度注水井分层注水开发的打捞装置，具体地说是大斜度注水井毛细管液压增力投捞器。

背景技术

目前油田大斜度井(井斜大于45°)分层注水工艺以偏心和空心分注为主，分层测试和调配主要采用钢丝投捞方式实施，在大斜度分层注水井上应用时，受井斜影响，钢丝及测调仪器下行困难，同时配水芯子上提时易于配水器工作筒遇卡，投捞成功率低，在井斜45°-60°之间，空心投捞成功率只有57％，井斜超过60°，钢丝投捞测调无法实施。这些严重影响分注实施效果。

虽然大斜度井可以采用油套分注和双管注水工艺技术，但是对于油套分注管柱，套管长期承压易受损，同时在注水状态下面临腐蚀结垢的威胁，而双管注水管柱需要下入内外双层油管，地面和井下成本较高。且以上两种管柱都只能分注2层，当大斜度井分注2层以上时，虽然可以采用连续杆或管进行分层测调解决大斜度分注井测调中所遇到的难题，但是作业成本较高，现场操作复杂。空心分注管柱虽能解决上述问题，但其配水器芯子的投捞问题是制约大斜度井实施有效分注的瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于提供大斜度注水井毛细管液压增力投捞器，通过液力方式解决测调仪器在斜井段下行困难和上行时打捞力小的难题。

为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：大斜度注水井毛细管液压增力投捞器，包括打捞主体及安装在打捞主体下端的捞爪，所述打捞主体的上端设置有液力助推机构，所述液力助推机构包括中心杆、楔入体、皮碗、锥体，所述中心杆外壁自上而下依次设置楔入体、皮碗、锥体，所述中心杆和楔入体为定程滑动式连接，锥体用螺纹方式连接在中心杆下端，所述皮碗的内锥面贴合在楔入体的外锥面上，锥体上端顶在皮碗的下端，所述楔入体上端用螺纹方式连接上接头，在上接头内插入毛细管连通至中心杆内腔，所述中心杆和楔入体之间有孔隙形成活塞腔，中心杆作为活塞使用，在中心杆和楔入体上均开设通往活塞腔的通孔。

所述打捞主体和液力助推机构之间还设置有增力机构，所述增力机构包括卡瓦增力机构和两级活塞增力机构。

所述卡瓦增力机构包括中心管、增力卡瓦、卡瓦座、外筒、推力弹簧，所述增力卡瓦设置在中心管外侧，增力卡瓦的上端内锥面与锥体下端外锥面相互锥面贴合，增力卡瓦下端设置卡瓦座，所述中心管外侧还设置有外筒，外筒内设置推力弹簧，推力弹簧上端顶住中心管，所述中心管上开设通往卡瓦座底部的通孔，中心管上端与锥体内壁为螺纹连接。

所述锥体上还开设有供增力卡瓦沿斜面移动的轨道槽。

所述两级活塞增力机构主要包括一级活塞、二级活塞，所述一级活塞上端与中心管螺纹连接，二级活塞上端与一级活塞螺纹连接，二级活塞下端与下接头螺纹连接，下接头通过限位块与打捞主体连接。

所述上接头上端与毛细管之间设置压帽，压帽下端与上接头之间设置用来压实毛细管的密封件。

所述打捞主体下端连接承载套，所述捞爪通过扭簧安装在承载套上，所述承载套下端安装有导向头。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

设计了液力助推机构，结构组成上主要包括中心杆活塞、楔入体和楔入式皮碗，通过对皮碗受力分析，设计皮碗形状。此助推机构主要功能是利用皮碗和油管间隙过流产生的节流压差，在斜井段给仪器提供下行动力，防止仪器中途遇阻，确保仪器下行至预定位置。为防止仪器下行过程中增力卡瓦提前撑开，设计了推力弹簧，以控制增力卡瓦的撑出时机，保证皮碗在最大撑开状态时，增力卡瓦未撑开。为防止下行推力过大，设计了中心杆活塞，以降低下行推力。

针对注水井在斜井段打捞时配水芯子容易与工作筒发生卡死现象，设计了增力卡瓦和两级增力活塞，增加打捞仪器在斜井段的锚定力和上行动力；在毛细管泄压时，推力弹簧对增力卡瓦提供反向推力，保证其正常收回。

本发明能提高打捞仪器在大斜度井中投放到位的成功率；提高配水器芯子在斜井段的打捞成功率。

附图说明

图1为本发明的大斜度注水井毛细管液压增力投捞器的结构示意图。

图中，1-毛细管；2-压帽；3-密封件；4-上接头；5-中心杆；6-楔入体；7-皮碗；8-锥体；9-增力卡瓦；10-卡瓦座；11-中心管；12-外筒；13-推力弹簧；14-一级活塞；15-二级活塞；16-下接头；17-限位块；18-打捞主体；19-承载套；20-扭簧；21-捞爪；22-导向头。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

根据图1所示，大斜度注水井毛细管液压增力投捞器，包括打捞主体18及安装在打捞主体下端的捞爪21，打捞主体的上端设置有液力助推机构，所述液力助推机构包括中心杆5、楔入体6、皮碗7、锥体8，中心杆外壁自上而下依次设置楔入体、皮碗、锥体，中心杆和楔入体为定程滑动式连接，锥体用螺纹方式连接在中心杆下端，皮碗的内锥面贴合在楔入体的外锥面上，锥体上端顶在皮碗的下端，楔入体上端用螺纹方式连接上接头4，在上接头内插入毛细管1连通至中心杆内腔，中心杆和楔入体之间有孔隙形成活塞腔，中心杆作为活塞使用，在中心杆5和楔入体6上均开设通往活塞腔的通孔。所述上接头上端与毛细管之间设置压帽2，压帽下端与上接头之间设置有用来压实毛细管的密封件3。打捞主体下端连接承载套19，捞爪通过扭簧20安装在承载套上，承载套下端安装有导向头22。

打捞主体和液力助推机构之间还设置有增力机构，增力机构包括卡瓦增力机构和两级活塞增力机构。卡瓦增力机构包括增力卡瓦9、卡瓦座10、中心管11、外筒12、推力弹簧13，所述增力卡瓦设置在中心管外侧，增力卡瓦的上端内锥面与锥体下端外锥面相互锥面贴合，增力卡瓦下端设置卡瓦座10，所述中心管外侧还设置有外筒12，外筒内设置推力弹簧13，推力弹簧上端顶住中心管，所述中心管上开设通往卡瓦座底部的通孔，中心管上端与锥体内壁为螺纹连接。所述锥体上还开设有供增力卡瓦沿斜面移动的轨道槽。两级活塞增力机构主要包括一级活塞14、二级活塞15，所述一级活塞上端与中心管螺纹连接，二级活塞上端与一级活塞螺纹连接，二级活塞下端与下接头16螺纹连接，下接头通过限位块17与打捞主体18连接。

连接关系：

本发明的大斜度注水井毛细管液压增力投捞器，毛细管1插入到压帽2内，上接头4通过螺纹与压帽2连接，并通过压帽2内的密封件3压紧毛细管1，中心杆5与锥体8通过螺纹连接，楔入体6与上接头4螺纹连接，皮碗7与锥体8通过硫化件连接，增力卡瓦9通过轨道槽与锥体8连接，卡瓦座10与外筒12螺纹连接，卡瓦座10与外筒12套装在中心管11上，推力弹簧13放在外筒12内，中心管11与锥体8螺纹连接，一级活塞14与中心管11螺纹连接，二级活塞15与一级活塞14螺纹连接，下接头16与二级活塞15螺纹连接，限位块17与下接头16螺纹连接，打捞主体18与限位块17螺纹连接，承载套19与打捞主体18螺纹连接，扭簧20、捞爪21通过销钉与承载套19连接，导向头22与打捞主体18螺纹连接。

工作原理：

下井时，在地面由钢制毛细管携带大斜度注水井毛细管液压增力投捞器，经过井口防喷器下入油管中。投捞器下至斜井段后，在重力作用下，投捞器会偏离油管中心，导致投捞器与油管间的摩擦阻力增大，下行困难，此时在地面对毛细管内部打压，液压通过中心杆的开孔传递至中心杆与楔入体的接触面，液压推动中心杆上移的同时，带动锥体上移，锥体又带动皮碗沿着楔入体的锥面上移使皮碗撑开，减小皮碗与油管内径的间隙，利用间隙过流产生的节流压差提供下行动力，推动投捞仪器继续下行。推力弹簧的反向推力较大，此时卡瓦座与外筒并未动作，增力卡瓦未撑开，当下行推力过大时，油管液压通过楔入体的开孔作用在中心杆活塞，推动活塞杆下移，使皮碗回收，降低投捞器下行推力。毛细管内反复打压直至仪器顺利下至设定位置。

打捞到配水器芯子时，先试探性上提投捞仪器，打捞力小于毛细管承受拉力时，顺利上提仪器，打捞出配水器芯子；当打捞力大于毛细管承受拉力时，在地面对毛细管打压，液体通过中心管开孔作用在卡瓦座上，压缩卡瓦座，使其克服推力弹簧的反向推力后压缩增力卡瓦使其撑出后锚定在油管内壁上，此时与打捞爪相连的两级增力活塞在液压力作用下开始增力上提打捞头，对配水芯子提供上提拉力，芯子上提后毛细管泄压，皮碗回收，同时推力弹簧收回增力卡瓦，两级增力活塞在毛细管拉力作用下回到初始位置，继续毛细管打压重复以上步骤直至配水芯子从配水器工作筒中完全脱开。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。

Claims (7)

1.大斜度注水井毛细管液压增力投捞器，包括打捞主体及安装在打捞主体下端的捞爪，其特征在于，所述打捞主体的上端设置有液力助推机构，所述液力助推机构包括中心杆、楔入体、皮碗、锥体，所述中心杆外壁自上而下依次设置楔入体、皮碗、锥体，所述中心杆和楔入体为定程滑动式连接，锥体用螺纹方式连接在中心杆下端，所述皮碗的内锥面贴合在楔入体的外锥面上，锥体上端顶在皮碗的下端，所述楔入体上端用螺纹方式连接上接头，在上接头内插入毛细管连通至中心杆内腔，所述中心杆和楔入体之间有孔隙形成活塞腔，中心杆作为活塞使用，在中心杆和楔入体上均开设通往活塞腔的通孔。

2.根据权利要求1所述的大斜度注水井毛细管液压增力投捞器，其特征在于，所述打捞主体和液力助推机构之间还设置有增力机构，所述增力机构包括卡瓦增力机构和两级活塞增力机构。

3.根据权利要求2所述的大斜度注水井毛细管液压增力投捞器，其特征在于，所述卡瓦增力机构包括中心管、增力卡瓦、卡瓦座、外筒、推力弹簧，所述增力卡瓦设置在中心管外侧，增力卡瓦的上端内锥面与锥体下端外锥面相互锥面贴合，增力卡瓦下端设置卡瓦座，所述中心管外侧还设置有外筒，外筒内设置推力弹簧，推力弹簧上端顶住中心管，所述中心管上开设通往卡瓦座底部的通孔，中心管上端与锥体内壁为螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的大斜度注水井毛细管液压增力投捞器，其特征在于，所述锥体上还开设有供增力卡瓦沿斜面移动的轨道槽。

5.根据权利要求3所述的大斜度注水井毛细管液压增力投捞器，其特征在于，所述两级活塞增力机构主要包括一级活塞、二级活塞，所述一级活塞上端与中心管螺纹连接，二级活塞上端与一级活塞螺纹连接，二级活塞下端与下接头螺纹连接，下接头通过限位块与打捞主体连接。

6.根据权利要求1所述的大斜度注水井毛细管液压增力投捞器，其特征在于，所述上接头上端与毛细管之间设置压帽，压帽下端与上接头之间设置用来压实毛细管的密封件。

7.根据权利要求1所述的大斜度注水井毛细管液压增力投捞器，其特征在于，所述打捞主体下端连接承载套，所述捞爪通过扭簧安装在承载套上，所述承载套下端安装有导向头。