CN109779547A - 一种井下液流换向工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井下液流换向工具，包括该工具包括上接头、外密封环、内密封圈、过渡短接、限位锁块、环形压帽、第一弹簧、下接头和内滑套；所述上接头的两端与下接头的两端均设有丝扣，所述上接头与下接头相互靠近的一端分别与过渡短接的两端丝扣连接，所述外密封环固定连接在上接头的内壁上。优点在于：利用换向工作筒对内滑套进行限位，在管柱下入的过程中，利用压差使得内滑套上的孔道与过渡短接中的出液通道发生错位，自动改变液体流向，完成换向循环功能，在冲砂过程中不需要停泵即可用油管连接冲砂，可有效避免因停泵造成的沉沙卡钻事故；不需要反复连接冲砂循环弯头、由壬和水龙带，从而大大降低冲砂作业的劳动强度。

Description

一种井下液流换向工具

技术领域

本发明涉及用于冲砂、磨铣、套铣作业不停泵循环的工具，尤其涉及一种井下液流换向工具。

背景技术

石油开采是指在有石油储存的地方对石油进行挖掘、提取的行为。在开采石油的过程中，油气从储层流入井底，又从井底上升到井口的驱动方式。

目前海上油田长期延用的“接油管单根”的方式进行冲砂、磨铣、套铣作业，进尺1个油管单根时，先循环 1.5～2个井筒体积的冲砂液，把砂粒或者碎屑带至地面，然后停泵，泄压，卸水龙头 ( 包括单根) ，接单根下入，安装水龙头，开泵，继续循环作业。该方式施工程序复杂，无法实现不停泵连续作业，劳动强度大，卡钻风险极高。

为解决上述问题，我们提出了一种井下液流换向工具。

发明内容

本发明的目的是为了解决背景技术中的问题，而提出的一种井下液流换向工具，即可保证作业管柱不停泵连续下入，又能满足冲砂液持续循环携砂。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种井下液流换向工具，该工具包括上接头、外密封环、内密封圈、过渡短接、限位锁块、环形压帽、第一弹簧、下接头和内滑套；

所述上接头的两端与下接头的两端均设有丝扣，所述上接头与下接头相互靠近的一端分别与过渡短接的两端丝扣连接，所述外密封环固定连接在上接头的内壁上，所述内密封圈贯穿上接头与过渡短接设置，所述过渡短接的上侧壁开设有卡槽，所述限位锁块内置于卡槽内，所述环形压帽与卡槽的上端内壁丝扣连接，所述环形压帽与限位锁块相互靠近的一侧侧壁共同固定连接有第一弹簧，所述内滑套插设在过渡短接内，所述过渡短接的下侧壁开设有限位槽，所述内滑套由上块和固定连接在上块下端的下块组成，所述限位锁块将上块限位于限位槽中，所述内滑套在垂直方向上下滑动，所述过渡短接的一侧侧壁开设有出液通道，所述内滑套的一侧侧壁开设有孔道，且孔道的形状大小大于出液通道的形状大小，在所述内滑套的上下滑动中出液通道与孔道相互连通。

在上述的井下液流换向工具中，所述外密封环采用硫化橡胶制成。

在上述的井下液流换向工具中，所述内滑套靠近上接头的一端开设有多个开槽，所述开槽的内壁固定连接有第二弹簧，所述第二弹簧远离开槽的一端与上接头固定连接。

在上述的井下液流换向工具中，所述开槽的数量为2个或3个。

与现有的技术相比，本井下液流换向工具的优点在于：

1、利用换向工作筒对内滑套进行限位，在管柱下入的过程中，利用压差使得内滑套上的孔道与过渡短接中的出液通道发生错位，自动改变液体流向，完成换向循环功能，在冲砂过程中不需要停泵即可用油管连接冲砂，可有效避免因停泵造成的沉沙卡钻事故；

2、不需要反复连接冲砂循环弯头、由壬和水龙带，从而大大降低冲砂作业的劳动强度。

附图说明

图1为本发明提出的一种井下液流换向工具实施例1的结构示意图；

图2为本发明提出的一种井下液流换向工具实施例2的结构示意图；

图3为本发明中图2旋转90度的结构示意图。

图中：1上接头、2外密封环、3内密封圈、4过渡短接、5限位锁块、6环形压帽、7第一弹簧、8下接头、9内滑套、10卡槽、11限位槽、12出液通道、13孔道、14开槽、15第二弹簧。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“罩盖”、“嵌装”、“连接”、“固定”、“分布”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参照图1，一种井下液流换向工具，该工具包括上接头1、外密封环2、内密封圈3、过渡短接4、限位锁块5、环形压帽6、第一弹簧7、下接头8和内滑套9；

上接头1的两端与下接头8的两端均设有丝扣，上接头1与下接头8相互靠近的一端分别与过渡短接4的两端丝扣连接（即螺纹连接），上接头1与下接头8相互远离的一端在入井时均与油管丝扣连接，外密封环2固定连接在上接头1的内壁上，外密封环2采用硫化橡胶制成，硫化后生胶内形成空间立体结构，具有较高的弹性、耐热性、拉伸强度和在有机溶剂中的不溶解性等，用于密封内滑套9出液口，内密封圈3贯穿上接头1与过渡短接4设置，与换向工作筒配合密封，过渡短接4的上侧壁开设有卡槽10，限位锁块5内置于卡槽10内，环形压帽6与卡槽10的上端内壁丝扣连接，环形压帽6与限位锁块5相互靠近的一侧侧壁共同固定连接有第一弹簧7，内滑套9插设在过渡短接4内，过渡短接4的下侧壁开设有限位槽11，内滑套9由上块和固定连接在上块下端的下块组成，限位锁块5将上块限位于限位槽11中，内滑套9在垂直方向上下滑动，内滑套9是活动部件，受过渡短接4的限位槽11约束，在压差和限位锁块5双重作用下可在一定范围内上下移动，过渡短接4的一侧侧壁开设有出液通道12，内滑套9的一侧侧壁开设有孔道13，且孔道13的形状大小大于出液通道12的形状大小，在内滑套9的上下滑动中出液通道12与孔道13相互连通。

该工具在换向工作筒内限位锁块5受换向工作筒约束，限制内滑套9向上移动；该工具出换向工作筒后，限位锁块5不受换向工作筒约束并在第一弹簧7的弹性力下弹出，同时解除对内滑套9的限位作用，内滑套9受压差作用上移。

本实施例的组装过程如下（参照附图1）：

1）外密封环2硫化于上接头1两端出液口内壁；

2）内密封圈3套设在过渡短接4上，将上接头1与过渡短接4相互靠近的一端通过丝扣进行连接；

3）内滑套9插入过渡短接4内，限位锁块5安装在过渡短接4卡槽内，第一弹簧7向下压住，环形压帽6与卡槽口丝扣连接封住卡槽口；

4）下短接8与过渡短接4通过丝扣进行连接；

5）连接组装完毕，内滑套9开启功能试验，开启压力不大于1MPa为合格；

6）该工具与换向工作筒进行动密封试验，试水压15MPa，稳压10min，压力不降为合格。

本实施例的使用过程如下（参照附图1）：

1）该工具下接头8远离上接头1的一端与油管丝扣连接；

2）该工具上接头1远离下接头8的一端与油管丝扣连接；

3）每隔一根油管，连接一个井下液流换向工具；

4）该工具在换向工作筒内限位锁块5受换向工作筒约束，限制内滑套9向上移动，内滑套9一侧的孔道13与上接头1一侧的出液通道12重合，携砂液从内滑套9的孔道13和上接头1一侧的出液通道12返出，进入油管和换向工作筒环空，并在水压或气压下返出地面；

需要说明的是，初始状态下的孔道13与出液通道12为重合状态。

5）随着作业管柱下入，该工具出换向工作筒后，限位锁块5不受换向工作筒约束并在第一弹簧7的弹性力下弹出，同时解除对上块的限位作用，内滑套9受压差作用上移，孔道13与出液通道12发生错位，从而堵塞出液通道12，携砂液通过内滑套9出液端、上接头1进入上接头1上端连接的油管中，从而完成液体换向循环功能。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于：内滑套9靠近上接头1的一端开设有多个开槽14，开槽14的内壁固定连接有第二弹簧15，第二弹簧15远离开槽14的一端与上接头1固定连接，开槽14的数量为2个或3个，开槽14的数量与第二弹簧15的数量相同，但开槽14的数量不宜过多或过少，过多则对内滑套9总的弹性力更大，在作业管柱下降的过程中，很有可能出现压差不能克服第二弹簧15弹性力而无法完成液体换向流动的功能，过少则对内滑套9起不到限位作用。

本实施例的组装过程如下（参照附图2-3）：

1）外密封环2硫化于上接头1两端出液口内壁；

2）内密封圈3套设在过渡短接4上，将上接头1与过渡短接4相互靠近的一端通过丝扣进行连接；

3）内滑套9插入过渡短接4内，并在内滑套9靠近上接头1的一端开设开槽14，并在开槽14与上接头1之间焊接第二弹簧15；

4）下短接8与过渡短接4通过丝扣进行连接；

5）连接组装完毕，内滑套9开启功能试验，开启压力不大于1MPa为合格；

6）该工具与换向工作筒进行动密封试验，试水压15MPa，稳压10min，压力不降为合格。

本实施例的使用过程如下（参照附图2-3）：

1）该工具下接头8远离上接头1的一端与油管丝扣连接；

2）该工具上接头1远离下接头8的一端与油管丝扣连接；

3）每隔一根油管，连接一个井下液流换向工具；

4）该工具在换向工作筒内，第二弹簧15的弹性力以及自身重力的双重作用下限制内滑套9向上移动，内滑套9一侧的孔道13与上接头1一侧的出液通道12重合，携砂液从内滑套9的孔道13和上接头1一侧的出液通道12返出，进入油管和换向工作筒环空，并在水压或气压下返出地面；

5）该工具出换向工作筒后，上块不受任何位置限制，但在垂直方向上受到自身重力以及第二弹簧15的垂直向下的作用力，随着作业管柱下入，内滑套9受压差作用克服自身重力以及第二弹簧15的弹簧弹力向上移动，孔道13与出液通道12发生错位，从而堵塞出液通道12，携砂液通过内滑套9出液端、上接头1进入上接头1上端连接的油管中，从而完成液体换向循环功能。

本实施例相比实施例结构更为简单，仅仅使用开槽14、第二弹簧15对内滑套9的位置进行限位，而实施例1中使用卡槽10、限位槽11、环形压帽6、第一弹簧7和限位锁块5对内滑套9进行限位，但实施例1中相比本实施例作用更为稳定。

综上所述，本发明具有以下优点：利用换向工作筒对内滑套9进行限位，在管柱下入的过程中，利用压差使得内滑套9上的孔道12与过渡短接4中的出液通道12发生错位，自动改变液体流向，完成换向循环功能，在冲砂过程中不需要停泵即可用油管连接冲砂，可有效避免因停泵造成的沉沙卡钻事故；不需要反复连接冲砂循环弯头、由壬和水龙带，从而大大降低冲砂作业的劳动强度。

尽管上面结合附图对本发明的优选实例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (4)

1.一种井下液流换向工具，其特征在于，该工具包括上接头（1）、外密封环（2）、内密封圈（3）、过渡短接（4）、限位锁块（5）、环形压帽（6）、第一弹簧（7）、下接头（8）和内滑套（9）；

所述上接头（1）的两端与下接头（8）的两端均设有丝扣，所述上接头（1）与下接头（8）相互靠近的一端分别与过渡短接（4）的两端丝扣连接，所述外密封环（2）固定连接在上接头（1）的内壁上，所述内密封圈（3）贯穿上接头（1）与过渡短接（4）设置，所述过渡短接（4）的上侧壁开设有卡槽（10），所述限位锁块（5）内置于卡槽（10）内，所述环形压帽（6）与卡槽（10）的上端内壁丝扣连接，所述环形压帽（6）与限位锁块（5）相互靠近的一侧侧壁共同固定连接有第一弹簧（7），所述内滑套（9）插设在过渡短接（4）内，所述过渡短接（4）的下侧壁开设有限位槽（11），所述内滑套（9）由上块和固定连接在上块下端的下块组成，所述限位锁块（5）将上块限位于限位槽（11）中，所述内滑套（9）在垂直方向上下滑动，所述过渡短接（4）的一侧侧壁开设有出液通道（12），所述内滑套（9）的一侧侧壁开设有孔道（13），且孔道（13）的形状大小大于出液通道（12）的形状大小，在所述内滑套（9）的上下滑动中出液通道（12）与孔道（13）相互连通。

2.根据权利要求1所述的一种井下液流换向工具，其特征在于，所述外密封环（2）采用硫化橡胶制成。

3.根据权利要求1所述的一种井下液流换向工具，其特征在于，所述内滑套（9）靠近上接头（1）的一端开设有多个开槽（14），所述开槽（14）的内壁固定连接有第二弹簧（15），所述第二弹簧（15）远离开槽（14）的一端与上接头（1）固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种井下液流换向工具，其特征在于，所述开槽（14）的数量为2个或3个。