CN107676054B - 一种井下节流器打捞工具及操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种井下节流器打捞工具及操作方法，包括上下连接的压力控制机构和打捞机构。压力控制机构主要包括震击杆、导向管、剪销、小油缸、活塞杆、防护筒、油囊、控制阀、大油缸、回油组件、顶杆，当打捞部分抓住井下节流器打捞颈后，震击工具向上震击时，剪断剪销，释放弹片式单向爪，在重复提放打压解封过程中，井下节流器下移至下一个油管接箍间隙处，弹片式单向爪弹出并悬挂住打捞工具。继续提放打压，直至节流器中心杆彻底解封。本发明结构简单，操作方法易行，通过压缩节流器中心杆，迫使节流器胶筒、卡爪彻底解封，解决了现有井下节流器打捞成功率不高的问题，可满足井下节流器打捞中的安全、可靠、低成本的技术及经济性要求。
Description
技术领域
本发明属于井下作业技术领域，具体涉及一种井下节流器打捞工具及打捞方法。
背景技术
目前，气井井下节流技术已成为低压、低产气田开发的关键技术之一，在气井投产初期普遍应用，具有低压集气的重要功能。可减少低压、低产气井在开发初期的地面配套费用（达数百万元），是低压、低产气田经济有效开发的重要手段。
但气田生产进入中后期，需要开展排水采气等工艺措施，因此需将节流器打捞出来，一般采用钢丝作业。但由于气田在开采过程中，井下出砂、结垢、腐蚀等原因，部分井存在打捞井下节流器难度大、成功率低等问题。而井下节流器如不能及时打捞，可能造成部分低压产水气井无法实施泡排、速度管柱、柱塞气举等排水采气措施，导致气井产量低或停井。为将节流器取出，需开展压井起油管柱或带压起油管柱等措施，这些措施存在费用高、易卡钻及较高的井控安全风险。因此，在生产现场急需一种解封、丢手可靠，且低成本的井下节流器打捞工具。
发明内容
本发明的目的是克服现有井下节流器打捞工具存在的成本高、成功率低的问题。
为此，本发明提供了一种井下节流器打捞工具，包括上下连接的压力控制机构和打捞机构；
所述压力控制机构包括上接头下端内壁通过销钉连接着震击杆，上接头下端端部连接着螺帽，螺帽通过平端紧固螺钉连接着导向管，导向管内壁与震击杆外壁之间设有剪切套，剪切套与导向管之间通过剪销一连接，导向管下端连接着外筒，外筒与震击杆之间通过剪销二连接，外筒下部内壁连接着小油缸，小油缸顶端与震击杆底端留有间隙，震击杆下方内壁连接有活塞杆，活塞杆、震击杆和外筒由内向外设置且通过连接销连接，外筒下部外壁连接着防护筒，沿防护筒内壁长度方向设有油囊，油囊紧贴防护筒内壁，防护筒与小油缸之间留有间隙，防护筒下端部连接着大油缸，大油缸顶端与活塞杆、小油缸底端之间安装有控制阀，大油缸上安装有回油钉，大油缸上端部设有向内凸起，凸起的下方连接有顶杆，顶杆下端内壁连接顶头；
所述震击杆与导向管、剪切套与外筒形成的空间内设有弹片式单向爪，导向管在对应弹片式单向爪的位置开设孔槽，孔槽的上下长度小于弹片式单向爪的长度。
所述打捞机构包括连接座、弹簧、芯轴、隔环、撑管、安全剪切销钉、矩形弹簧、连接块、卡爪、锁定套；
连接座连接于大油缸下端，撑管和芯轴分别连接于连接座下端的外侧和内侧，芯轴套于顶杆下部外侧，弹簧和隔环上下设置位于芯轴和撑管之间，隔环和芯轴通过安全剪切销钉固定，弹簧被压缩置于连接座和隔环之间，隔环外侧套有矩形弹簧，且矩形弹簧位于撑管下方，芯轴下端外侧有限位台阶，限位台阶上置有连接块，连接块与隔环之间留有空隙，连接块外侧设有凸起，卡爪上端设有圆孔，连接块的凸起置于卡爪的圆孔内，卡爪置于矩形弹簧下方，卡爪嵌于锁定套内。
所述外筒的下端与小油缸、防护筒之间设有套在外筒上的密封圈，顶杆、大油缸之间设有套在顶杆上的密封圈。
一种井下节流器打捞工具的操作方法，包括如下步骤：
步骤1），组装井下节流器打捞工具
连接压力控制杆机构和打捞机构，组成打捞工具；
步骤2），投入打捞工具
通过钢丝试井车将井下节流器打捞工具下入井下，到达节流器上方后，快速下放井下节流器打捞工具，然后缓慢上提打捞工具，当上提力大于悬重时，说明打捞工具已经抓住节流器打捞颈；
步骤3），解封节流器
井下节流器打捞工具抓住节流器打捞颈后，上提井下节流器打捞工具并向上震击，剪切掉剪销一，释放弹片式单向爪，并向上拉出震击杆和活塞杆，完成上提吸油过程，快速下放钢丝震击工具，完成下放注油过程，并推动顶杆下行，如此往复，直至顶杆迫使节流器胶筒解封；
步骤4），上提井下节流器打捞工具即可提出节流器。
所述步骤3）中当节流器解封失败时，通过向上震击丢手，使得安全剪切销钉断开，弹簧弹力释放，弹簧的弹力大于矩形弹簧的弹力，撑管下移，推动连接块，迫使卡爪沿锁定套斜面上行，卡爪打开，松开节流器打捞颈，此时即可取出井下节流器打捞工具。
本发明的有益效果：本发明的井下节流器打捞的工具及操作方法。结构简单，操作方法易行，通过压缩节流器中心杆，迫使节流器胶筒、卡爪彻底解封，解决了现有井下节流器打捞成功率不高的问题，可满足井下节流器打捞中的安全、可靠、低成本的技术及经济性要求。
（1）当节流器解封失败时，通过向上震击或向下震击，丢手，使得剪切销钉断开，弹簧弹力释放，弹簧的弹力大于矩形弹簧的弹力，隔环下移，震击连接块，迫使卡爪脱离锁定套，卡爪打开，松开节流器打捞颈，此时即可取出打捞工具，回收方便、彻底，避免了节流器打捞失败后，打捞工具滞留井底影响后续作业。
（2）本发明的井下节流器打捞工具用于抓取节流器，芯轴和撑管分别与连接座连接，打捞机构与压力控制机构成为一体，隔环置于芯轴和撑管之间，且锁定套与芯轴通过剪切销钉固定，撑管与连接块之间留有空隙，打捞工具下放时，卡爪接触到节流器打捞颈后，受节流器向上的推力向上移动，通过矩形弹簧的缓冲可避免因冲击力太大而损坏工具，卡爪和连接块一起上移，当连接块碰到隔环时停止移动，此时卡爪受到上部的推力卡住节流器打捞颈，完成抓取动作，这种打捞工具结构简单，成功率较高。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是井下节流器打捞工具的结构示意图。
附图标记说明：1、上接头；2、销钉；3、震击杆；4、螺帽；5、平端紧定螺钉；6、导向管；7、剪切套；8、剪销一；9、弹片式单向爪；10、外筒；11、剪销二；12、连接销；13、密封圈；14、小油缸；15、活塞杆；16、防护筒；17、油囊；18、控制阀；19、回油钉；20、大油缸；21、顶杆；22、连接座；23、弹簧；24、芯轴；25、隔环；26、撑管；27、安全剪切销钉；28、矩形弹簧；29、连接块；30、顶头；31、卡爪；32、锁定套。
具体实施方式
实施例1：
本实施例提供了一种如图1所示的井下节流器打捞工具，包括上下连接的压力控制机构和打捞机构。
连接压力控制机构和打捞机构，组成打捞工具，通过试井钢丝将打捞工具下至节流器上方后，快速下放打捞工具，然后缓慢上提打捞工具，当上提力大于悬重时，打捞工具已抓住节流器打捞颈，解封节流器，上提打捞工具即可提出节流器。
实施例2：
在实施例1的基础上，如图1所示，所述压力控制机构包括上接头1，上接头1下端内壁通过销钉2连接着震击杆3，上接头1下端端部连接着螺帽4，螺帽4通过平端紧固螺钉5连接着导向管6，导向管6内壁与震击杆3外壁之间设有剪切套7，剪切套7与导向管6之间通过剪销一8连接，导向管6下端连接着外筒10，外筒10与震击杆3之间通过剪销二11连接，外筒10下部内壁连接着小油缸14，小油缸14顶端与震击杆3底端留有间隙，震击杆3下方内壁连接有活塞杆15，活塞杆15、震击杆3和外筒10由内向外设置且通过连接销12连接，外筒10下部外壁连接着防护筒16，沿防护筒16内壁长度方向设有油囊17，油囊17紧贴防护筒16内壁，防护筒16与小油缸14之间留有间隙，防护筒16下端部连接着大油缸20，大油缸20顶端与活塞杆15、小油缸14底端之间安装有控制阀18，大油缸20上安装有回油钉19，大油缸20上端部设有向内凸起，凸起的下方连接有顶杆21，顶杆21下端内壁连接顶头30；
所述震击杆3与导向管6、剪切套7与外筒10形成的空间内设有弹片式单向爪9，导向管6在对应弹片式单向爪9的位置开设孔槽，孔槽的上下长度小于弹片式单向爪9的长度。
压力控制机构的工作原理是: 震击杆3在小油缸14中上行，控制阀打开，小油缸14中吸入液压油；震击杆3在小油缸14中下行，控制阀关闭，小油缸14中的液压油进入大油缸20，来回往复，逐渐推动活塞杆15下行。
弹片式单向爪的工作原理是：震击杆3第一次上行时，拉断剪销一8，弹片式单向爪9弹出并与气井油管内壁接触，在打捞下行过程中，定位于油管接箍间隙处，其作用是保证整个打捞工具只能上行，不能下行，并保证井下节流器胶皮彻底解封。
实施例3：
在实施例1的基础上，所述打捞机构包括连接座22、弹簧23、芯轴24、隔环25、撑管26、安全剪切销钉27、矩形弹簧28、连接块29、卡爪31、锁定套32；
连接座22连接于大油缸29下端，撑管26和芯轴24分别连接于连接座22下端的外侧和内侧，芯轴24套于顶杆30下部外侧，弹簧23和隔环25上下设置位于芯轴24和撑管26之间，隔环25和芯轴24通过安全剪切销钉27固定，弹簧23被压缩置于连接座22和隔环25之间，隔环25外侧套有矩形弹簧28，且矩形弹簧28位于撑管26下方，芯轴24下端外侧有限位台阶，限位台阶上置有连接块29，连接块29与隔环25之间留有空隙，连接块29外侧设有凸起，卡爪31上端设有圆孔，连接块29的凸起置于卡爪31的圆孔内，卡爪31置于矩形弹簧28下方，卡爪31嵌于锁定套32内。
打捞工具下放时，卡爪31接触到节流器打捞颈后，受节流器向上的推力向上移动，通过矩形弹簧28的缓冲可避免因冲击力太大而损坏工具，卡爪31和连接块29一起上移，当连接块29碰到隔环25时停止移动，此时卡爪31受到上部的推力卡住节流器打捞颈，完成抓取动作，这种打捞工具结构简单，成功率较高。
实施例4：
在实施例1的基础上，为了确保整个打捞工具的密封性，所述外筒10的下端与小油缸14、防护筒16之间设有套在外筒10上的密封圈13，顶杆21、大油缸20之间设有套在顶杆21上的密封圈13。
实施例5：
一种井下节流器打捞工具的操作方法，包括如下步骤：
步骤1，组装井下节流器打捞工具
连接压力控制杆机构和打捞机构，组成打捞工具；
步骤2，投入打捞工具
通过钢丝试井车将井下节流器打捞工具下入井下，到达节流器上方后，快速下放井下节流器打捞工具，然后缓慢上提打捞工具，当上提力大于悬重时，说明打捞工具已经抓住节流器打捞颈；
步骤3，解封节流器
井下节流器打捞工具抓住节流器打捞颈后，上提井下节流器打捞工具并向上震击，剪切掉剪销一8，释放弹片式单向爪9，并向上拉出震击杆3和活塞杆15，完成上提吸油过程，快速下放钢丝震击工具，完成下放注油过程，并推动顶杆21下行，如此往复，直至顶杆21迫使节流器胶筒解封；
步骤4，上提井下节流器打捞工具即可提出节流器。
所述步骤3中当节流器解封失败时，通过向上震击丢手，使得安全剪切销钉27断开，弹簧23弹力释放，弹簧23的弹力大于矩形弹簧28的弹力，撑管26下移，推动连接块29，迫使卡爪31沿锁定套32斜面上行，卡爪31打开，松开节流器打捞颈，此时即可取出井下节流器打捞工具。
本发明的井下节流器打捞工具结构简单，操作方法易行，通过向上震击丢手或向下震击丢手的双向丢手解决了现有井下节流器打捞成功率低的问题，可满足气田井下节流器打捞要求的安全、可靠及低成本要求。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
Claims (4)
1.一种井下节流器打捞工具，其特征在于：包括上下连接的压力控制机构和打捞机构；所述压力控制机构包括上接头（1），上接头（1）下端内壁通过销钉（2）连接着震击杆（3），上接头（1）下端端部连接着螺帽（4），螺帽（4）通过平端紧固螺钉（5）连接着导向管（6），导向管（6）内壁与震击杆（3）外壁之间设有剪切套（7），剪切套（7）与导向管（6）之间通过剪销一（8）连接，导向管（6）下端连接着外筒（10），外筒（10）与震击杆（3）之间通过剪销二（11）连接，外筒（10）下部内壁连接着小油缸（14），小油缸（14）顶端与震击杆（3）底端留有间隙，震击杆（3）下方内壁连接有活塞杆（15），活塞杆（15）、震击杆（3）和外筒（10）由内向外设置且通过连接销（12）连接，外筒（10）下部外壁连接着防护筒（16），沿防护筒（16）内壁长度方向设有油囊（17），油囊（17）紧贴防护筒（16）内壁，防护筒（16）与小油缸（14）之间留有间隙，防护筒（16）下端部连接着大油缸（20），大油缸（20）顶端与活塞杆（15）、小油缸（14）底端之间安装有控制阀（18），大油缸（20）上安装有回油钉（19），大油缸（20）上端部设有向内凸起，凸起的下方连接有顶杆（21），顶杆（21）下端内壁连接顶头（30）；
震击杆（3）在小油缸（14）中上行，控制阀（18）打开，小油缸（14）中吸入液压油；震击杆（3）在小油缸（14）中下行，控制阀（18）关闭，小油缸（14）中的液压油进入大油缸（20），来回往复，逐渐推动活塞杆（15）下行；
所述震击杆（3）与导向管（6）、剪切套（7）与外筒（10）形成的空间内设有弹片式单向爪（9），导向管（6）在对应弹片式单向爪（9）的位置开设孔槽，孔槽的上下长度小于弹片式单向爪（9）的长度；
所述打捞机构包括连接座（22）、弹簧（23）、芯轴（24）、隔环（25）、撑管（26）、安全剪切销钉（27）、矩形弹簧（28）、连接块（29）、卡爪（31）、锁定套（32）；
连接座（22）连接于大油缸（20）下端，撑管（26）和芯轴（24）分别连接于连接座（22）下端的外侧和内侧，芯轴（24）套于顶杆（21）下部外侧，弹簧（23）和隔环（25）上下设置位于芯轴（24）和撑管（26）之间，隔环（25）和芯轴（24）通过安全剪切销钉（27）固定，弹簧（23）被压缩置于连接座（22）和隔环（25）之间，隔环（25）外侧套有矩形弹簧（28），且矩形弹簧（28）位于撑管（26）下方，芯轴（24）下端外侧有限位台阶，限位台阶上置有连接块（29），连接块（29）与隔环（25）之间留有空隙，连接块（29）外侧设有凸起，卡爪（31）上端设有圆孔，连接块（29）的凸起置于卡爪（31）的圆孔内，卡爪（31）置于矩形弹簧（28）下方，卡爪（31）嵌于锁定套（32）内；
顶杆（21）、大油缸（20）之间设有套在顶杆（21）上的密封圈（13）。
2.如权利要求1所述的井下节流器打捞工具，其特征在于：所述外筒（10）的下端与小油缸（14）、防护筒（16）之间设有套在外筒（10）上的密封圈（13）。
3.一种如权利要求1或2所述的井下节流器打捞工具的操作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1），组装井下节流器打捞工具
连接压力控制机构和打捞机构，组成打捞工具；
步骤2），投入打捞工具
通过钢丝试井车将井下节流器打捞工具下入井下，到达节流器上方后，快速下放井下节流器打捞工具，然后缓慢上提打捞工具，当上提力大于悬重时，说明打捞工具已经抓住节流器打捞颈；
步骤3），解封节流器
井下节流器打捞工具抓住节流器打捞颈后，上提井下节流器打捞工具并向上震击，剪切掉剪销一（8），释放弹片式单向爪（9），并向上拉出震击杆（3）和活塞杆（15），完成上提吸油过程，快速下放钢丝震击工具，完成下放注油过程，并推动顶杆（21）下行，如此往复，直至顶杆（21）迫使节流器胶筒解封；
步骤4），上提井下节流器打捞工具即可提出节流器。
4.如权利要求3所述的井下节流器打捞工具的操作方法，其特征在于，所述步骤3）中当节流器解封失败时，通过向上震击丢手，使得安全剪切销钉（27）断开，弹簧（23）弹力释放，弹簧（23）的弹力大于矩形弹簧（28）的弹力，撑管（26）下移，推动连接块（29），迫使卡爪（31）沿锁定套（32）斜面上行，卡爪（31）打开，松开节流器打捞颈，此时即可取出井下节流器打捞工具。
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