CN110454104B - 一种液压丢手送入工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压丢手送入工具，属油气井井下作业工具技术领域。它由锚定件和坐封件构成，锚定件的底端螺纹安装有坐封件，坐封件上通过紧固螺栓与锚定件固定连接；该液压丢手送入工具结构牢固、使用简单，工作时，通过在释放件上设计有行程补偿，能有效减小丢手过程中的摩擦阻力，避免出现丢手困难或者不能丢手的情况发生，从而顺利的实现丢手作业；该送入工具有丢手指示特征，当观察到油管返液或环空压力有突降显示时，则表示送入工具丢手成功；该送入工具具备有紧急丢手功能，在紧急情况下通过转动管柱，可实现紧急丢手，非常适合在大斜度油气井及深井进行丢手作业。

Description

一种液压丢手送入工具

技术领域

本发明涉及一种液压丢手送入工具，属油气井井下作业工具技术领域。

背景技术

油气井在进行固井和水平井的多段压裂工作时，通常需要利用尾管封隔悬挂器来进行尾管悬挂或层间封隔；尾管的入井、悬挂坐封及丢手作业一般由送入工具完成的，在大斜度井及深井进行尾管作业时，传统的送入工具因其结构有缺陷存在以下问题：1、当送入工具受到冲击或震荡时，容易出现中途脱手管柱的情况发生，会直接导致井眼内部状况更加复杂；2、送入工具在丢手完成后无指示，不能明确判断井底是否丢手成功；3、在进行丢手作业时，送入工具内部的活塞与中心管之间摩擦阻力大，导致剪切销钉很难剪断，容易出现丢手困难、甚至是不能丢手的情况发生，因此有必要对其进行改进。

发明内容

本发明针对上述的不足：提供一种结构牢固、使用简单，能够有效减小丢手时存在的阻力，且能在丢手完成后有明显指示的液压丢手送入工具。

本发明的技术方案是：

一种液压丢手送入工具，它由锚定件和坐封件构成，其特征在于：锚定件的底端螺纹安装有坐封件，坐封件上通过紧固螺栓与锚定件固定连接。

所述的锚定件由上接头、中心管、锁定套和释放件构成，中心管的顶端螺纹安装有上接头，上接头下方的中心管上套装有锁定套, 锁定套与上接头接触连接，锁定套与中心管之间套装有释放件，中心管与释放件之间形成有泄压内腔，中心管的底端上螺纹安装有坐封件。

所述的中心管为变径圆筒状，中心管的外壁圆周上设置有外凸台；与泄压内腔对应的中心管上呈并排状分别设置有上传压孔和下传压孔，上传压孔和下传压孔分别与泄压内腔相互连通。

所述的锁定套的形状为圆筒状，锁定套的一端与中心管之间键连接，锁定套的另一端端头的边沿上间隔设置有多个弹性爪，弹性爪一侧的锁定套上设置有传压通孔A，传压通孔A与锁定套的中心孔连通。

所述的弹性爪呈瓦片状，弹性爪的外壁上设置有螺纹齿，弹性爪的内壁上设置有凸起，凸起与释放件滑动接触连接。

所述的释放件由活塞、释放环和牵引半环构成，活塞和释放环呈上下状分别滑动套装在中心管上，活塞通过剪切销钉与中心管固定连接，释放环与锁紧套滑动接触连接；活塞和释放环之间的中心管上滑动套装有牵引半环，牵引半环的一端与活塞固定连接，牵引半环的另一端与释放环活动连接。

所述的活塞和释放环分别为变径圆筒体；所述的牵引半环为截面呈C字形的圆环体，牵引半环两端端口的外圆上设置有凸缘。

所述的坐封件由上密封接头、下密封接头、连通管和球座构成，上密封接头的顶端与锚定件螺纹连接，上密封接头的底端通过连接套螺纹安装有连通管，连通管的底端螺纹安装有下密封接头，下密封接头的底端螺纹安装有球座；所述的球座为变径圆筒状，球座的内壁上设置有台阶孔。

所述的上密封接头和下密封接头分别为筒状体，上密封接头和下密封接头的圆周上间隔状设置有硫化密封件，硫化密封件之间的密封接头上设置有隔环。

所述的连通管由上连通管和下连通管构成，上连通管和下连通管之间螺纹连接，上连通管通过紧固螺栓与下连接管固定连接；上连通管和下连通管的圆周上分别间隔状设置有多个传压孔B。

本发明的有益效果在于：

该液压丢手送入工具结构牢固、使用简单，工作时，通过在释放件上设计有行程补偿，能有效减小丢手过程中的摩擦阻力，避免出现丢手困难或者不能丢手的情况发生，从而顺利的实现丢手作业；该送入工具有丢手指示特征，当观察到油管返液或环空压力有突降显示时，则表示送入工具丢手成功；该送入工具具备有紧急丢手功能，在紧急情况下通过转动管柱，可实现紧急丢手，非常适合在大斜度油气井及深井进行丢手作业。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的中心管的结构示意图；

图3为本发明的锁紧套的结构示意图；

图4为本发明的释放件的结构示意图；

图5为本发明的上密封接头的结构示意图；

图6为本发明的连通管的结构示意图；

图7为本发明的下密封接头的结构示意图；

图8为本发明的球座的结构示意图；

图9为本发明的投球工作示意图；

图10为本发明的坐封工作示意图；

图11为图10中的A处放大结构示意图；

图12为图11丢手后的结构示意图；

图13为图10中B-B向的结构示意图；

图14为本发明的紧急丢手示意图。

图中：1、上接头，2、中心管，3、锁定套，4、弹性爪，5、传压通孔A，6、活塞，7、释放环，8、牵引半环，9、剪切销钉，10、泄压内腔，11、上传压孔，12、下传压孔，13、上密封接头，14、下密封接头，15、球座，16、上连通管，17、下连通管，18、硫化密封件，19、隔环，20、连接套，21、传压孔B，22、密封圈，23、封隔器，24、憋压球。

具体实施方式

该液压丢手送入工具由锚定件和坐封件构成，锚定件由上接头1、中心管2、锁定套3和释放件构成，中心管2为变径圆筒状，中心管2的外壁圆周上设置有外凸台，中心管2的顶端螺纹安装有上接头1，上接头1上通过紧固螺栓与中心管2固定连接，上接头1与中心管2之间设置有密封圈22，上接头1用于连接管柱进行坐封和丢手工作。

上接头1下方的中心管2上套装有锁定套3, 锁定套3的形状为圆筒状，锁定套3的一端内壁上设置有凸键，与凸键对应的中心管2上设置有键槽，凸键与键槽配合插装连接，锁定套3与上接头1接触连接，装配时，锁定套3通过凸键与键槽的配合与中心管2之间固定连接。

锁定套3的另一端端头的边沿上间隔设置有多个弹性爪4，弹性爪4呈瓦片状，弹性爪4的外壁上设置有螺纹齿，弹性爪4通过螺纹齿与封隔器23密封筒的螺纹配合用来锁定封隔器23，弹性爪4的螺纹齿齿形具有20°的导向角度，这样设置的目的是：避免弹性爪4的螺纹角度太陡与封隔器23密封筒的螺纹相互之间咬死，不利于正常丢手作业；弹性爪4在自然状态下处于向内收缩的状态，弹性爪4的内壁上设置有凸起，凸起与释放件滑动接触连接，装配时，释放件通过与弹性爪4的凸起接触，从而防止弹性爪4向内收缩。

弹性爪4一侧的锁定套3上设置有传压通孔A5，传压通孔A5与锁定套3的中心孔连通，工作时，传压通孔A5用于使锁定套3的内部与外界连通，以便于进行丢手作业时，外界的压力通过传压通孔A5传递至锁定套3的内部。

锁定套3与中心管2之间套装有释放件，释放件由活塞6、释放环7和牵引半环8构成，活塞6和释放环7呈上下状分别滑动套装在中心管2上，活塞6为变径圆筒体，活塞6的内壁上设置有内凸台，活塞6的一端端口处的内壁上设置有装配凹槽；活塞6通过剪切销钉9与中心管2固定连接，活塞6与锁定套3之间形成有一个两端密封的工作腔。

释放环7为变径圆筒体，释放环7的一端端口处的内壁上设置有行程凹槽，释放环7的外圆上设置有限位凸缘，限位凸缘与弹性爪4的凸起相互滑动接触连接，释放环7的限位凸缘用于配合弹性爪4的凸起为弹性爪4提供支撑，以使弹性爪4在丢手前保持伸直状态。

活塞6的装配凹槽和释放环7的行程凹槽之间的中心管2上滑动套装有牵引半环8，牵引半环8为截面呈C字形的圆环体，牵引半环8两端端口的外圆上设置有凸缘；牵引半环8一端的凸缘与活塞6的装配凹槽配合插装固定连接，牵引半环8另一端的凸缘与释放环7的行程凹槽活动连接，工作时，当活塞6受到外界的作用力剪断剪切销钉9发生位移时，活塞6带动牵引半环8发生位移，牵引半环8一端的凸缘在释放环7的行程凹槽内从一端滑移至另一端，牵引半环8的凸缘与释放环7的行程凹槽内壁相互接触连接时，牵引半环8带动释放环7发生位移，通过这种行程补偿的方式，有效减小了活塞6剪断剪切销钉9时的摩擦阻力。

中心管2的外凸台与释放件的活塞6内凸台之间形成有泄压内腔10，中心管2的外凸台与活塞6之间设置有密封圈22，活塞6的内凸台与中心管2之间设置有密封圈22，通过密封圈22的设置使泄压内腔10形成一个两端封闭的腔体；与泄压内腔10对应的中心管2上呈并排状分别设置有上传压孔11和下传压孔12，上传压孔11和下传压孔12分别与泄压内腔10之间相互连通。

锚定件的中心管2底端上螺纹安装有坐封件，坐封件由上密封接头13、下密封接头14、连通管和球座16构成，上密封接头13的顶端与中心管2螺纹连接，上密封接头13上通过紧固螺栓与锚定件的中心管2固定连接；上密封接头13为筒状体，上密封接头13圆周上间隔状设置有硫化密封件18，硫化密封件18之间的上密封接头13上设置有隔环19，工作时，上密封接头13通过硫化密封件18与封隔器23之间的环空进行密封。

上密封接头14的底端螺纹安装有连接套20，连接套20通过紧固螺栓与上密封接头14固定连接，上密封接头14通过连接套20螺纹安装有连通管，连通管由上连通管16和下连通管17构成，上连通管16的顶端与连接套20螺纹连接，上连通管16上通过紧固螺栓与连接套20固定连接，上连通管16底端与下连通管17之间螺纹连接，上连通管16通过紧固螺栓与下连接管17固定连接；上连通管16和下连通管17的圆周上分别间隔状设置有多个传压孔B21，传压孔B21用于传导钻井液，用于对封隔器23进行坐封作业。

下连通管17的底端螺纹安装有下密封接头14，下密封接头14上通过紧固螺栓与下连通管17固定连接，下密封接头14为筒状体，下密封接头14的圆周上间隔状设置有硫化密封件18，硫化密封件18之间的下密封接头14上设置有隔环19，工作时，下密封接头14通过硫化密封件18与封隔器23之间的环空进行密封。

下密封接头14的底端螺纹安装有球座16，球座16通过紧固螺栓与下密封接头14之间固定连接，球座16为变径圆筒状，球座16的内壁上设置有台阶孔，工作时，球座16的台阶孔可卡住投入的球，从而使钻井液无法从球座16流出，以使该送入工具的内部形成高压进行坐封工作。

该送入工具的工作过程为：首先在该送入工具的锚定件上螺纹安装与之配套的封隔器23，将送入工具的上接头1与油管连接，通过油管的输送，使送入工具和封隔器23下入到井下预定位置，送达到位后，即完成坐封准备工作。

准备工作完成后，向油管内投入憋压球24，投入的憋压球24在自身重力作用下，进入至送入工具内，并坐落在球座16的台阶孔上，通过向油管内注入高压钻井液，由于投入的球与球座16对送入工具形成封堵，高压钻井液只能通过该送入工具的传压孔B21进入封隔器23内，进入封隔器23内的高压钻井液配合封隔器23内的坐封机构实现坐封。

封隔器23坐封完成后，停止向油管内注入高压钻井液，向送入工具和套管之间的环空层注入高压钻井液，高压钻井液由传压通孔A5进入至锁定套3与活塞6之间的工作腔，此时锁定套3与活塞6之间的空腔为高压区，活塞6与中心管2之间的泄压内腔10为低压区，通过压力差剪断活塞6上的剪切销钉9，并推动活塞6向上移动，活塞6在向上移动的同时带动牵引半环8发生向上的位移，牵引半环8向上移动直至与释放环7之间的行程补偿补充完成时，牵引半环8带动释放环7发生向上位移，释放环7向上产生移动后，释放环7与弹性爪4之间发生错位，弹性爪4失去支撑向内收缩，弹性爪4上的螺纹从而与封隔器23的螺纹相互脱离。

与此同时，当活塞6在向上移动时，活塞6的上端头移动至与中心管2接触时达到极限位置，活塞6停止移动，这一过程中，活塞6与中心管2之间的泄压内腔10的体积逐渐缩小，泄压内腔10内的钻井液受到活塞6的挤压，由上传压孔11和下传压孔12排出，直到活塞6的内凸台上的密封圈22移动至上传压孔11和下传压孔12之间密封圈22失效，环空层的高压钻井液从下传压孔12进入至油管的内部，此时观察到油管返液或环空压力值有突降显示，则表示该送入工具丢手成功。

上提油管，使该送入工具与封隔器23之间的剪切销钉被剪断，将该送入工具起出井筒，即完成了整个送入工具的坐封及丢手作业。

当以上的液压丢手方式失效，或者封隔器23遇到阻碍时，可通过旋转管柱来实现紧急丢手操作，具体为：通过油管下压该送入工具，以减小送入工具与封隔器23之间的螺纹的摩擦阻力，然后右旋油管，由于弹性爪4通过左旋螺纹与封隔器23螺纹连接，且封隔器23固定在套管壁上无法旋转，因此右旋管柱即可使弹性爪4与封隔器23脱开，然后上提油管将送入工具起出井筒，即可实现紧急丢手操作。

该液压丢手送入工具结构牢固、使用简单，工作时，通过在释放件上设计有行程补偿，能有效减小丢手过程中的摩擦阻力，避免出现丢手困难或者不能丢手的情况发生，从而顺利的实现丢手作业；该送入工具有丢手指示特征，当观察到油管返液或环空压力有突降显示时，则表示送入工具丢手成功；该送入工具具备有紧急丢手功能，在紧急情况下通过转动管柱，可实现紧急丢手，非常适合在大斜度油气井及深井进行丢手作业。

Claims (6)

1.一种液压丢手送入工具，它由锚定件和坐封件构成，锚定件的底端螺纹安装有坐封件，其特征在于：锚定件由上接头（1）、中心管（2）、锁定套（3）和释放件构成，中心管（2）的顶端螺纹安装有上接头（1），上接头（1）下方的中心管（2）上套装有锁定套（3）, 锁定套（3）与上接头（1）接触连接，锁定套（3）与中心管（2）之间套装有释放件，释放件由活塞（6）、释放环（7）和牵引半环（8）构成，活塞（6）和释放环（7）分别为变径圆筒体，活塞（6）和释放环（7）呈上下状分别滑动套装在中心管（2）上，活塞（6）通过剪切销钉（9）与中心管（2）固定连接，释放环（7）与锁定套（3）滑动接触连接，活塞6的一端端口处的内壁上设置有装配凹槽，释放环7的一端端口处的内壁上设置有行程凹槽；

活塞（6）和释放环（7）之间的中心管（2）上滑动套装有牵引半环（8），牵引半环（8）为截面呈C字形的圆环体，牵引半环（8）两端端口的外圆上设置有凸缘，牵引半环（8）一端的凸缘与活塞（6）的装配凹槽配合插装固定连接，牵引半环（8）另一端的凸缘与释放环（7）的行程凹槽相互滑动连接，以形成行程补偿，减小活塞（6）剪断剪切销钉（9）时的摩擦阻力；中心管（2）与释放件之间形成有泄压内腔（10），中心管（2）的底端上螺纹安装有坐封件，坐封件上通过紧固螺栓与锚定件固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种液压丢手送入工具，其特征在于：所述的中心管（2）为变径圆筒状，中心管（2）的外壁圆周上设置有外凸台；与泄压内腔（10）对应的中心管（2）上呈并排状分别设置有上传压孔（11）和下传压孔（12），上传压孔（11）和下传压孔（12）分别与泄压内腔（10）相互连通。

3.根据权利要求1所述的一种液压丢手送入工具，其特征在于：所述的锁定套（3）的形状为圆筒状，锁定套（3）的一端与中心管（2）之间键连接，锁定套（3）的另一端端头的边沿上间隔设置有多个弹性爪（4），弹性爪（4）呈瓦片状，弹性爪（4）的外壁上设置有螺纹齿，弹性爪（4）的内壁上设置有凸起，凸起与释放件滑动接触连接，弹性爪（4）一侧的锁定套（3）上设置有传压通孔A（5），传压通孔A（5）与锁定套（3）的中心孔连通。

4.根据权利要求1所述的一种液压丢手送入工具，其特征在于：所述的坐封件由上密封接头（13）、下密封接头（14）、连通管和球座（15）构成，上密封接头（13）的顶端与锚定件螺纹连接，上密封接头（13）的底端通过连接套（20）螺纹安装有连通管，连通管的底端螺纹安装有下密封接头（14），下密封接头（14）的底端螺纹安装有球座（15）；所述的球座（15）为变径圆筒状，球座（15）的内壁上设置有台阶孔。

5.根据权利要求4所述的一种液压丢手送入工具，其特征在于：所述的上密封接头（13）和下密封接头（14）分别为筒状体，上密封接头（13）和下密封接头（14）的圆周上间隔状设置有硫化密封件（18），硫化密封件（18）之间的密封接头上设置有隔环（19）。

6.根据权利要求4所述的一种液压丢手送入工具，其特征在于：所述的连通管由上连通管（16）和下连通管（17）构成，上连通管（16）和下连通管（17）之间螺纹连接，上连通管（16）通过紧固螺栓与下连接管（17）固定连接；上连通管（16）和下连通管（17）的圆周上分别间隔状设置有多个传压孔B（21）；

该液压丢手送入工具的工作过程为：

1）、首先在该送入工具的锚定件上螺纹安装与之配套的封隔器（23），并且将该送入工具的上接头（1）与油管连接，通过油管的输送，使送入工具和封隔器（23）下入到井下预定位置，送达到位后，即完成坐封准备工作；

2）、向油管内投入憋压球（24），投入的憋压球（24）在自身重力作用下，进入至送入工具内，并坐落在球座（16）的台阶孔上；

3）、通过向油管内注入高压钻井液，由于投入的球与球座（16）对送入工具形成封堵，高压钻井液只能通过该送入工具的传压孔B（21）进入封隔器（23）内，进入封隔器（23）内的高压钻井液配合封隔器（23）内的坐封机构实现坐封；

4）、停止向油管内注入高压钻井液，向送入工具和套管之间的环空层注入高压钻井液，高压钻井液由传压通孔A（5）进入至锁定套（3）与活塞（6）之间的工作腔，此时锁定套（3）与活塞（6）之间的空腔为高压区，活塞（6）与中心管（2）之间的泄压内腔（10）为低压区，通过压力差剪断活塞（6）上的剪切销钉（9），并推动活塞（6）向上移动，活塞（6）在向上移动的同时带动牵引半环（8）发生向上的位移；

5）、牵引半环（8）向上移动直至与释放环（7）之间的行程补偿补充完成时，牵引半环（8）带动释放环（7）发生向上位移，释放环（7）向上产生移动后，释放环（7）与弹性爪（4）之间发生错位，弹性爪（4）失去支撑向内收缩，弹性爪（4）上的螺纹从而与封隔器（23）的螺纹相互脱离；

6）、当活塞（6）在向上移动时，活塞（6）的上端头移动至与中心管（2）接触时达到极限位置，活塞（6）停止移动，这一过程中，活塞（6）与中心管（2）之间的泄压内腔（10）的体积逐渐缩小，泄压内腔（10）内的钻井液受到活塞（6）的挤压，由上传压孔（11）和下传压孔（12）排出，直到活塞（6）的内凸台上的密封圈（22）移动至上传压孔（11）和下传压孔（12）之间密封圈（22）失效，环空层的高压钻井液从下传压孔（12）进入至油管的内部，此时观察到油管返液或环空压力值有突降显示，则表示该送入工具丢手成功；

7）、上提油管，使该送入工具与封隔器（23）之间的剪切销钉被剪断，将该送入工具起出井筒，坐封及丢手作业完成。

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