CN110725666A - 可重复开关电动滑套及矿井注气管路更换保护液的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可重复开关电动滑套及矿井注气管路更换保护液的方法。其中，可重复开关电动滑套包括：外管体，外管体具有第一开孔；旋套，旋套枢转设置在外管体内且能够封堵第一开孔，旋套具有第二开孔，当旋套转动时，第一开孔和第二开孔能够对接以使旋套内部与外管体外部连通，旋套靠近矿井的井口的一端具有与测调仪配合的连接结构，通过测调仪带动旋套转动。本发明解决了现有技术中的反循环滑套的可靠性低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及油田管路技术领域，具体而言，涉及一种可重复开关电动滑套及矿井注气管路更换保护液的方法。
背景技术
注入井(例如注水井或注气井)或采出井(例如天然气采出井)为了保护套管，通常在套管保护封隔器以上加反循环阀套，在间歇停气时，打开反循环滑套，使得套管与油套连通，通过套管进、油管出方式将保护液(缓蚀剂)循环至套管中，起到保护套管作用，环空保护液循环结束后，再将反循环滑套关闭。
常规的反循环滑套主要有两种：一种是压力控制开启式反循环滑套，另一种是钢丝控制开关式反循环滑套。
压力控制开启式反循环滑套是依靠套管压力大于油管压力(滑套外部压力大于内部压力)推动内部滑套压缩弹射上行，使旁通开启，实现油管连通，当套管压力(滑套外部压力)解除后，内部滑套在弹簧作用下下行，关闭循环通道，完成循环保护液添加。但压力开启式反循环滑套存在弊端，当弹簧设计开启力较小时，由于封隔器漏失等原因出现套压过高时，导致滑套误开启。当内部弹簧设计开启压力过大时，导致井口开启套压过大，甚至超过采气树所能承受压力。
钢丝控制开关式反循环滑套是地面采用钢丝车下放开关工具，开关工具与反循环滑套的内滑套配合，采用快速向下冲击击打内滑套方式，使内滑套下行，使反循环滑套内外连通(油管和套管连通)。关闭内滑套时，地面钢丝车连接开关工具，下至反循环滑套以下，然后上提，开关工具与内滑套配合，在钢丝拉力作用下内滑套上行，关闭循环滑套以封闭油套。由于钢丝承受力受限，致使内滑套存在打不开、关不上等弊端。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种可重复开关电动滑套及矿井注气管路更换保护液的方法，以解决现有技术中的反循环滑套的可靠性低的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于矿井注气管路的可重复开关电动滑套，包括：外管体，外管体具有第一开孔；旋套，旋套枢转设置在外管体内且能够封堵第一开孔，旋套具有第二开孔，当旋套转动时，第一开孔和第二开孔能够对接以使旋套内部与外管体外部连通，旋套靠近矿井的井口的一端具有与测调仪配合的连接结构，通过测调仪带动旋套转动。
进一步地，旋套具有封堵段和连接段，封堵段具有第二开孔，连接段具有连接结构，且封堵段的直径大于连接段的直径。
进一步地，连接结构为卡接槽，卡接槽为多个，各卡接槽沿旋套的周向间隔设置。
进一步地，卡接槽与旋套的靠近井口的端部连通。
进一步地，第一开孔为多个，各第一开孔沿外管体周向间隔设置；和/或第二开孔为多个，各第二开孔沿旋套周向间隔设置。
进一步地，可重复开关电动滑套还包括：第一接头，第一接头的至少一部分套设在外管体内且与旋套抵接；第二接头，第二接头的至少一部分套设在外管体内且与旋套远离第一接头的一端抵接。
进一步地，可重复开关电动滑套还包括密封件，密封件设置在第一接头和/或第二接头与外管体之间。
根据本发明的另一方面，提供了一种矿井注气管路更换保护液的方法，在矿井中设置有上述的可重复开关电动滑套，方法包括：步骤S1：将测调仪的下入矿井中，直到测调仪出现短距离磁定位尖峰，此时测调仪位于可重复开关电动滑套的旋套内；步骤S2：打开测调仪的调节爪，调整测调仪使得调节爪伸入旋套的连接结构内；步骤S3：向可重复开关电动滑套的外管体与矿井内壁之间的间隙或旋套内通入保护液，同时控制测调仪转动带动旋套转动，直到旋套的第二开孔与外管体的第一开孔对齐，使得保护液充满间隙；步骤S4：待保护液更换完毕后，控制测调仪转动带动旋套转动，使得第二开孔与第一开孔错位，以便旋套密封第一开孔。
进一步地，在步骤S2中，先将测调仪提升至旋套上方，以使测调仪与旋套的距离为1m至3m，然后打开调节爪，下放测调仪，直到测调仪出现遇阻状态，此时调节爪与连接结构对接完成，若未出现遇阻状态，则重复上述过程直到测调仪出现遇阻状态。
进一步地，在步骤S3中，向间隙中通入保护液，并使保护液经旋套流出。
进一步地，在步骤S3中，先保持间隙中具有2MPa至4MPa的压力，然后控制测调仪转动旋套，直到间隙中的压力值降低，此时第一开孔与第二开孔部分连通，继续转动旋套直到第一开孔与第二开孔完全对接。
进一步地，当第一开孔与第二开孔完全对接后，向间隙中以13m3/h至17m3/h的排量通入保护液，且通入保护液的体积为间隙的1.3倍至1.8倍。
进一步地，排量为15m3/h；和/或保护液的体积为间隙的1.5倍。
进一步地，在步骤S4中，待保护液更换完毕后，控制测调仪转动带动旋套转动，直到间隙内的压力值达到2MPa至4MPa，在继续转动旋套，使得旋套封堵第一开孔。
应用本发明的技术方案，通过设置旋套，使得旋套能够相对于外管体转动，当需要将外管体的内部和外部连通时，只需要将测调仪与旋套的连接结构配合后，通过测调仪控制旋套转动，使得第一开口和第二开口对接即可实现连通，这样不必使得旋套上下运动，从而避免了采用钢丝或者弹簧的使得开闭不稳定导致的可重复开关电动滑套不可靠问题，保证可重复开关电动滑套能够有效开闭。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明的可重复开关电动滑套的结构示意图；
图2示出了图1中的可重复开关电动滑套的旋套的结构示意图；以及
图3示出了图2中的旋套的主视剖视图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、外管体；11、第一开孔；20、旋套；21、第二开孔；22、连接结构；23、封堵段；24、连接段；30、第一接头；40、第二接头；50、密封件。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。
为了解决现有技术中的反循环滑套的可靠性低的问题，本发明提供了一种可重复开关电动滑套及矿井注气管路更换保护液的方法。
如图1所示的一种用于矿井注气管路的可重复开关电动滑套，包括外管体10和旋套20，外管体10具有第一开孔11；旋套20枢转设置在外管体10内且能够封堵第一开孔11，旋套20具有第二开孔21，当旋套20转动时，第一开孔11和第二开孔21能够对接以使旋套20内部与外管体10外部连通，旋套20靠近矿井的井口的一端具有与测调仪配合的连接结构22，通过测调仪带动旋套20转动。
本实施例通过设置旋套20，使得旋套20能够相对于外管体10转动，当需要将外管体10的内部和外部连通时，只需要将测调仪与旋套20的连接结构22配合后，通过测调仪控制旋套20转动，使得第一开口和第二开口对接即可实现连通，这样不必使得旋套20上下运动，从而避免了采用钢丝或者弹簧的使得开闭不稳定导致的可重复开关电动滑套不可靠问题，保证可重复开关电动滑套能够有效开闭。
需要说明的是，所谓的可重复开关电动滑套即为滑套阀门，其中的可重复开关是指外管体10和旋套20之间可以反复打开或关闭，从而使得第一开孔11和第二开孔21能够反复地在连通和关闭之间切换。
如图2和图3所示，旋套20具有封堵段23和连接段24，封堵段23具有第二开孔21，连接段24具有连接结构22，且封堵段23的直径大于连接段24的直径。
具体地，封堵段23作为外管体10内外连通的控制部分，当封堵段23的第二开孔21与第一开孔11对接时，外管体10与旋套20处于开启状态，当封堵段23的除第二开孔21的其他部分与第一开孔11对接时，外管体10与旋套20处于关闭状态，通常将封堵段23的外圈的直径设置成与外管体10的内圈的直径大致相同，使得封堵段23与外管体10间隙配合，在制造时保证封堵段23与外管体10之间的表面具有较高的表面精度，以保证封堵效果。连接段24相对于封堵段23更靠近矿井的井口，这样解调仪只需要下放到位置较高的连接段24即可，同时连接段24的直径较封堵段23小，在连接段24与外管体10之间形成有间隙，由于旋套20的壁厚一般不会很大，测调仪的调节爪与连接结构22配合的空间较小，通过将连接段24的直径缩小增大调节爪与连接结构22的配合空间，保证连接的可靠性。
在本实施例中，连接结构22为卡接槽，卡接槽为多个，各卡接槽沿旋套20的周向间隔设置。
具体地，卡接槽呈长条形且沿旋套20的轴向延伸，卡接槽的一端与旋套20的靠近井口的端部连通，且沿旋套20的周向设置有六个卡接槽，这样调节爪对接连接结构22时能够在逐渐靠近旋套20的过程中就伸入到卡接槽内，实现卡接，从而降低了调节爪与卡接槽对接的难度，简化了操作，保证了对接的可靠性。
在一个未图示的实施例中，第一开孔11为多个，各第一开孔11沿外管体10周向间隔设置，第二开孔21为多个，各第二开孔21沿旋套20周向间隔设置。
在本实施例中，第一开孔11和第二开孔21均仅有一个，且均为大小相等的方形孔，方形孔方便在转动旋套20时计算出第一开孔11和第二开孔21是否完全对接，也就是说，当利用测调仪确定第一开孔11和第二开孔21开始对接时，根据方形孔的大小和旋套20的转速，就能够计算出使得第一开孔11和第二开孔21完全对接的转动时间。例如，方形孔沿旋套20的周向的长度为40mm，旋套20的转速为40mm/min，则从第一开孔11和第二开孔21开始对接时，再转动旋套20大约1分钟即可实现第一开孔11和第二开孔21完全对接。
如图1所示，可重复开关电动滑套还包括第一接头30和第二接头40，第一接头30的至少一部分套设在外管体10内且与旋套20抵接；第二接头40的至少一部分套设在外管体10内且与旋套20远离第一接头30的一端抵接。也就是说，旋套20是设置在第一接头30与第二接头40之间并且第一接头30和第二接头40抵接旋套20使得旋套20无法滑动，只能转动，从而避免了旋套20产生轴向滑动导致第一开孔11和第二开孔21轴向错位的问题。
同时，可重复开关电动滑套还包括密封件50，在第一接头30和、第二接头40和旋套20与外管体10之间均设置有密封件50，以保证第一接头30、第二接头40和旋套20与外管体10之间的密封性。密封件50可以是橡胶圈等弹性圈。
本实施例还提供了一种矿井注气管路更换保护液的方法，在矿井中设置有上述的可重复开关电动滑套，方法包括：步骤S1：将测调仪的下入矿井中，直到测调仪出现短距离磁定位尖峰，此时测调仪位于可重复开关电动滑套的旋套20内；步骤S2：打开测调仪的调节爪，调整测调仪使得调节爪伸入旋套20的连接结构22内；步骤S3：向可重复开关电动滑套的外管体10与矿井内壁之间的间隙或旋套20内通入保护液，同时控制测调仪转动带动旋套20转动，直到旋套20的第二开孔21与外管体10的第一开孔11对齐，使得保护液充满间隙；步骤S4：待保护液更换完毕后，控制测调仪转动带动旋套20转动，使得第二开孔21与第一开孔11错位，以便旋套20密封第一开孔11。
具体地，当设置有上述的可重复开关电动滑套的矿井需要更换保护液时，将地面电缆车连接电缆，电缆的底端连接测调仪入井(测调仪自带磁定位系统)，当测调仪经过旋套20时，会出现短距离磁定位尖峰且两尖峰距离等于旋套20的长度，结合套管入井数据，确定此时出现的短距离磁定位尖峰表示测调仪位于旋套20的最上端。
确定旋套20的位置后，用电缆将测调仪上提至旋套20上方2m位置处，地面控制打开测调仪的调节爪，并缓慢下放电缆，当下放至调节爪与卡接槽的底部接触时，出现遇阻状态，此时表明测调仪与卡接槽对接完成。若未出现遇阻状态，则重新将测调仪上提至旋套20上方2m位置处，缓慢下放电缆直至出现遇阻状态为止。上述位置也可以调整为旋套20上方的1m至3m处。
在本实施例中，采用反循环的方式向矿井管路中通入保护液，具体地说，矿井的内壁上通常套设有套管，套管内同轴设置有油管，油管上设置有可重复开关电动滑套，从而将可重复开关电动滑套设置在套管内，外管体10与矿井内壁之间的间隙即为外管体10与套管之间的间隙，又因为可重复开关电动滑套是与油管连接的，因而上述的间隙也是套管与油管之间的间隙，更具体地说是套管与油管之间的间隙中被封隔器密封的部分。向外管体10与套管之间的间隙通入保护液，当旋套20与外管体10之间处于开启状态时，保护液经过外管体10内，由外管体10的顶部出口流出，这样，保护液从外管体10与套管之间通入由外管体10内流出的循环方式即为反循环。
对接结束后，地面控制测调仪旋转，测调仪带动旋套20沿轴心旋转，由于地面无法判断外管体10与旋套20之间是处于开启状态还是关闭状态，所以必须配合地面泵车进行保护液的更换。首先套管与外管体10之间保持2MPa的泵压，地面控制测调仪旋转，当地面泵压瞬间降低时，证明测调仪使得外管体10与旋套20之间处于刚刚开启状态，此时第一开孔11与第二开孔21部分连通，然后根据预先计算得到的时间继续控制测调仪旋转，直到第一开孔11和第二开孔21完全对接，这样，保护液就从外管体10与套管之间通入经由旋套20从外管体10的顶部开口流出。
在本实施例中，地面泵车的排量控制在15m3/h，直至完成保护液的更换为止。同时保护液的用量设置为套管与外管体10之间的间隙体积的1.5倍。当然，上述参数可以根据实际情况进行调整，排量可以设置在13m3/h至17m3/h之间，保护液的用量可以在间隙的1.3倍至1.8倍之间。
当地面泵车替完所有的保护液时，地面控制测调仪旋转，当地面泵车泵压憋至高于更换保护液时的压力2MPa至4MPa时，证明测调仪使得外管体10与旋套20之间处于关闭状态，此时根据预先计算得到的时间继续控制测调仪旋转，直到第一开孔11和第二开孔21完全错位，旋套20封堵第一开孔11，保证可重复开关电动滑套关闭。然后直接上提电缆，电缆带动测调仪直接与卡接槽脱开，继续上提测调仪，直至测调仪提出井，至此整个过程结束。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
1、解决了现有技术中的反循环滑套的可靠性低的问题；
2、整体结构简单，能够准确保证可重复开关电动滑套的打开和关闭，可靠性强。
3、旋套的设置有效避免了现有结构需要推拉滑套产生的打开和关闭不稳定的问题，保证外管体与旋套之间的实际开闭状态与预想的开闭状态一致。
显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种用于矿井注气管路的可重复开关电动滑套，其特征在于，包括：
外管体(10)，所述外管体(10)具有第一开孔(11)；
旋套(20)，所述旋套(20)枢转设置在所述外管体(10)内且能够封堵所述第一开孔(11)，所述旋套(20)具有第二开孔(21)，当所述旋套(20)转动时，所述第一开孔(11)和所述第二开孔(21)能够对接以使所述旋套(20)内部与所述外管体(10)外部连通，所述旋套(20)靠近所述矿井的井口的一端具有与测调仪配合的连接结构(22)，通过所述测调仪带动所述旋套(20)转动。
2.根据权利要求1所述的可重复开关电动滑套，其特征在于，所述旋套(20)具有封堵段(23)和连接段(24)，所述封堵段(23)具有所述第二开孔(21)，所述连接段(24)具有所述连接结构(22)，且所述封堵段(23)的直径大于所述连接段(24)的直径。
3.根据权利要求1所述的可重复开关电动滑套，其特征在于，所述连接结构(22)为卡接槽，所述卡接槽为多个，各所述卡接槽沿所述旋套(20)的周向间隔设置。
4.根据权利要求3所述的可重复开关电动滑套，其特征在于，所述卡接槽与所述旋套(20)的靠近所述井口的端部连通。
5.根据权利要求1所述的可重复开关电动滑套，其特征在于，
所述第一开孔(11)为多个，各所述第一开孔(11)沿所述外管体(10)周向间隔设置；和/或
所述第二开孔(21)为多个，各所述第二开孔(21)沿所述旋套(20)周向间隔设置。
6.根据权利要求1所述的可重复开关电动滑套，其特征在于，所述可重复开关电动滑套还包括：
第一接头(30)，所述第一接头(30)的至少一部分套设在所述外管体(10)内且与所述旋套(20)抵接；
第二接头(40)，所述第二接头(40)的至少一部分套设在所述外管体(10)内且与所述旋套(20)远离所述第一接头(30)的一端抵接。
7.根据权利要求6所述的可重复开关电动滑套，其特征在于，所述可重复开关电动滑套还包括密封件(50)，所述密封件(50)设置在所述第一接头(30)和/或所述第二接头(40)与所述外管体(10)之间。
8.一种矿井注气管路更换保护液的方法，其特征在于，在矿井中设置有权利要求1至7中任一项所述的可重复开关电动滑套，所述方法包括：
步骤S1：将测调仪的下入所述矿井中，直到所述测调仪出现短距离磁定位尖峰，此时所述测调仪位于所述可重复开关电动滑套的旋套(20)内；
步骤S2：打开所述测调仪的调节爪，调整所述测调仪使得所述调节爪伸入所述旋套(20)的连接结构(22)内；
步骤S3：向所述可重复开关电动滑套的外管体(10)与所述矿井内壁之间的间隙或所述旋套(20)内通入保护液，同时控制所述测调仪转动带动所述旋套(20)转动，直到所述旋套(20)的第二开孔(21)与所述外管体(10)的第一开孔(11)对齐，使得保护液充满所述间隙；
步骤S4：待所述保护液更换完毕后，控制所述测调仪转动带动所述旋套(20)转动，使得所述第二开孔(21)与所述第一开孔(11)错位，以便所述旋套(20)密封所述第一开孔(11)。
9.根据权利要求8所述的矿井注气管路更换保护液的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，先将所述测调仪提升至所述旋套(20)上方，以使所述测调仪与所述旋套(20)的距离为1m至3m，然后打开所述调节爪，下放所述测调仪，直到所述测调仪出现遇阻状态，此时所述调节爪与所述连接结构(22)对接完成，若未出现所述遇阻状态，则重复上述过程直到所述测调仪出现所述遇阻状态。
10.根据权利要求8所述的矿井注气管路更换保护液的方法，其特征在于，在所述步骤S3中，向所述间隙中通入所述保护液，并使所述保护液经所述旋套(20)流出。
11.根据权利要求10所述的矿井注气管路更换保护液的方法，其特征在于，在所述步骤S3中，先保持所述间隙中具有2MPa至4MPa的压力，然后控制所述测调仪转动所述旋套(20)，直到所述间隙中的压力值降低，此时所述第一开孔(11)与所述第二开孔(21)部分连通，继续转动所述旋套(20)直到所述第一开孔(11)与所述第二开孔(21)完全对接。
12.根据权利要求11所述的矿井注气管路更换保护液的方法，其特征在于，当所述第一开孔(11)与所述第二开孔(21)完全对接后，向所述间隙中以13m3/h至17m3/h的排量通入所述保护液，且通入所述保护液的体积为所述间隙的1.3倍至1.8倍。
13.根据权利要求12所述的矿井注气管路更换保护液的方法，其特征在于，所述排量为15m3/h；和/或所述保护液的体积为所述间隙的1.5倍。
14.根据权利要求8所述的矿井注气管路更换保护液的方法，其特征在于，在所述步骤S4中，待所述保护液更换完毕后，控制所述测调仪转动带动所述旋套(20)转动，直到所述间隙内的压力值达到2MPa至4MPa，在继续转动所述旋套(20)，使得所述旋套(20)封堵所述第一开孔(11)。
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