CN111535780A - 防提前座封的座封工具及保护封隔器裸眼悬挂工艺 - Google Patents

防提前座封的座封工具及保护封隔器裸眼悬挂工艺 Download PDF

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CN111535780A CN202010655832.2A CN202010655832A CN111535780A CN 111535780 A CN111535780 A CN 111535780A CN 202010655832 A CN202010655832 A CN 202010655832A CN 111535780 A CN111535780 A CN 111535780A
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武洪鑫
尚华振
顾海瑞
尹玉超
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Abstract

本发明提供了防提前座封的座封工具及保护封隔器裸眼悬挂工艺,涉及油田完井技术领域。防提前座封的座封工具包括依次连接的座封组件和双重丢手组件;座封组件上设置有可剪切销钉的防座封件,防座封件与封隔器的压环连接;双重丢手组件上设置有可剪切销钉的锁爪,锁爪与封隔器连接。保护封隔器裸眼悬挂工艺包括以下步骤:下入防砂管柱及装有防提前座封的座封工具的服务管柱到预定位置;投钢球座封封隔器,验封封隔器;正转或环空打压服务管柱,使座封组件与封隔器丢手;上提服务管柱,向服务管柱内打压剪切球座,建立新的正循环通道,实现大排量洗井;继续上提服务管柱关闭滑套,验证滑套关闭情况;起出服务管柱。达到了降低座封工具提前座封几率的技术效果。

Description

防提前座封的座封工具及保护封隔器裸眼悬挂工艺
技术领域
本发明涉及油田完井技术领域,具体而言,涉及防提前座封的座封工具及保护封隔器裸眼悬挂工艺。
背景技术
在目前的裸眼独立筛管防砂完井作业中,常用大通径防砂封隔器悬挂筛管完井,管柱到位后替入完井液及破胶液,但现有的封隔器不带洗井滑套,封隔器座封前替完井液时,封隔器胶筒受完井液及泥浆冲蚀,经常出现封隔器胶筒损坏的情况,导致封隔器无法安全密封。现有的与封隔器配合的座封工具功能多样性贫乏,而座封工具作为直接作用于封隔器的服务工具,其在防砂作业中的重要性不言而喻,应具备更多的保护封隔器的功能。
现有技术中的座封工具在使用时容易提前座封。
因此,提供一种降低座封工具提前座封几率的防提前座封的座封工具及保护封隔器裸眼悬挂工艺成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供防提前座封的座封工具及保护封隔器裸眼悬挂工艺,以缓解现有技术中座封工具容易提前座封的技术问题。
第一方面,本发明实施例提供的防提前座封的座封工具,包括依次连接的座封组件和双重丢手组件;
所述座封组件上设置有可剪切销钉的防座封件,所述防座封件与封隔器的压环连接;
所述双重丢手组件上设置有可剪切销钉的锁爪,所述锁爪与封隔器连接。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式,其中,上述座封组件包括连接管和座封传力件;
所述连接管外壁套设有外护管,所述连接管与所述外护管之间形成第一环空空间,所述座封传力件套设在所述连接管外壁,所述座封传力件与所述连接管销接,所述座封传力件的一端位于所述第一环空空间内,且所述座封传力件与所述第一环空空间的两内壁滑动密封,所述连接管上开设有与所述第一环空空间连通的通液口,工作液体能够通过所述通液口进入到第一环空空间内并驱动所述座封传力件朝向封隔器移动;
所述防座封件滑动套设在所述连接管外壁,且所述防座封件上设置有用于防止封隔器的压环移动的限位部;
所述连接管外壁开设有限位槽,所述防座封件上设置有与所述限位槽适配的弹性限位块,所述弹性限位块较所述限位部靠近所述第一环空空间,所述座封传力件上设置有约束台,在未座封时,所述约束台与所述弹性限位块对应以防止所述弹性限位块脱离所述限位槽。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式,其中,上述座封传力件包括活塞、传力套和座封套;
所述活塞与所述第一环空空间的两内壁滑动密封;
所述传力套销接在所述连接管外壁,且所述传力套与所述活塞抵接,所述座封套固定套设在所述传力套上。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式,其中,上述防座封件包括弹性套;
所述弹性套滑动套设在所述连接管外壁,所述弹性限位块设置在所述弹性套靠近所述座封传力件的一端;
所述弹性套上开设有用于安装所述限位部的第一安装槽,所述第一安装槽内设置有弹力件和挡销,所述限位部上开设有用于安装所述弹力件的第一凹槽,所述第一凹槽的底部与所述弹力件抵接;
所述第一安装槽上开设有用于安装所述挡销的安装孔,所述弹力件的一端与所述第一凹槽抵接,另一端与所述挡销抵接;
所述连接管位于所述弹性套处设置有变径台阶,以使所述连接管位于所述弹性套处的外径大于所述连接管位于所述弹性套下方的外径。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式,其中,上述双重丢手组件包括脱手活塞;
所述锁爪固定套设在所述连接管外壁,所述锁爪远离所述连接管的一端设置有弹性爪,所述弹性爪与封隔器的中心管连接,且所述弹性爪具有远离封隔器的中心管的趋势;
所述锁爪与所述连接管之间留有间隙形成第二环空空间,所述脱手活塞位于所述第二环空空间内,所述脱手活塞与所述锁爪销接,且所述脱手活塞能够支撑所述弹性爪,以使所述弹性爪与封隔器的中心管连接;
所述锁爪上开设有液流孔,所述液流孔能够连通所述第二环空空间同所述连接管与封隔器之间的环空。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式,其中,上述脱手活塞上设置有用于支撑所述弹性爪的支撑块,在所述脱手活塞未移动时,所述支撑块与所述弹性爪抵接。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式,其中,上述防提前座封的座封工具还包括开关组件;
所述开关组件包括工作管、抓手和弹力件;
所述工作管能够与所述连接管连接,所述工作管上设置有用于安装所述抓手的第二安装槽,所述弹力件位于所述抓手与所述第二安装槽之间;
所述工作管的外壁位于第二安装槽处设置有防护板,所述防护板用于将限制所述抓手无法从所述第二安装槽内完全脱离。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式,其中,上述开关组件还包括安全套,所述安全套套设在所述工作管外,且安全套位于第二安装槽内,且所述安全套与所述工作管销接,在所述安全套受所述抓手压力剪断销钉后,所述安全套能够向下滑动,以使所述抓手完全缩入到所述第二安装槽内;
所述抓手的上下端呈锥台状,所述抓手的中部开设有能够带动滑套开关上定位台阶连接的第三凹槽。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式,其中,上述抓手上开设有用于安装所述弹力件的第二凹槽。
第二方面,本发明实施例提供的保护封隔器裸眼悬挂工艺,包括以下步骤:
a、下入防砂管柱及装有所述防提前座封的座封工具的服务管柱下入到预定位置;
b、投钢球座封封隔器,验封封隔器;
c、正转或环空打压服务管柱,使座封组件与封隔器丢手;
d、上提服务管柱,向服务管柱内打压剪切球座,建立新的正循环通道,实现大排量洗井;
e、继续上提服务管柱关闭滑套,验证滑套关闭情况;
f、起出服务管柱。
结合第二方面,本发明实施例提供了第二方面的一种可能的实施方式,其中,上述a步骤为:先将防砂管柱与装有所述防提前座封的座封工具的服务管柱连接,然后一起下入到预定位置,下入过程中从服务管柱的最底部进行正循环作业,边洗边下入。
结合第二方面,本发明实施例提供了第二方面的一种可能的实施方式,其中,上述b步骤为:服务管柱下入到位后,投钢球等待设定时间,泵送钢球至钻杆升压,起压后迅速停泵,避免撞击球座,重新正打压至设定压力时,座封封隔器;
在座封位置做标记,上提、下放服务管柱,服务管柱不移动则判断座挂成功;
从防砂管柱与套管之间的环空打压,通过观察地面压力表,以检验封隔器座封是否合格,若压力下降则表明封隔器没有完全座封,再次进行座封并验封封隔器。
结合第二方面,本发明实施例提供了第二方面的一种可能的实施方式,其中,上述c步骤为双重丢手方式,服务管柱机械丢手时,上提服务管柱悬重至中和点,正转设定圈数,此时座封组件的锁爪与封隔器的中心管螺纹脱开,实现机械丢手;
液压丢手时,套管环空打压至设定压力,液体经套管与服务工具之间的环空,通过锁爪的液流孔作用于脱手活塞,脱手活塞剪断销钉并向下移动,锁爪下端的弹性爪失去支撑,此时上提服务工具,因锁爪与封隔器的中心管的连接螺纹为梯形,锁爪下端的弹性爪受力向内收缩,锁爪与中心管分离,实现液压丢手。
结合第二方面,本发明实施例提供了第二方面的一种可能的实施方式,其中,上述d步骤为:先上提服务工具设定距离,判断丢手成功后,向连接管内正打压至设定压力,将球座剪切;
下放服务工具至洗井位置,向连接管内正打压设定排量,判断新的正循环通道畅通,随后缓慢提高排量,正替完井液、破胶液及顶替液,排量根据替浆压力控制,进行大排量洗井;
所述新的正循环通道为:水流通过连接管向下流动,经定位密封底部排到服务管柱与防砂管柱之间的环空,再经浮鞋底部进入到防砂管柱与井壁之间的环空,并经滑套上的导流孔进入服务工具与防砂管柱之间的环空,绕过封隔器,然后从服务服务管柱与井壁之间的环空返出。
结合第二方面,本发明实施例提供了第二方面的一种可能的实施方式,其中,上述e步骤为:上提服务工具设定距离,开关组件的抓手在弹簧支撑作用下可弹出或回缩,开关组件向上移动至防砂筛管上的滑套位置,当抓手的第三凹槽与滑套开关的定位台阶接触时,抓手与滑套开关勾住,并产生开关力作用,随着服务工具上提,滑套开关随之向上移动,滑套开关与防砂管柱的限位套卡接,滑套关闭过程结束,服务工具继续上提,抓手的上部进入限位套的限位台阶,抓手回缩,抓手与滑套开关解除勾住状态,服务工具继续上移,开关组件提出滑套;
当上提服务工具关闭滑套出现故障,负荷过载服务工具无法继续上移时,则缓慢上提服务工具超过设定吨位,此时抓手受向下的反作用力,抓手在力的作用下回缩并相对开关组件向下位移,抓手的下端面与开关组件的安全套的上端面抵接,安全套受力剪断销钉并向下位移,抓手获得空间继续向下位移并回缩,服务工具继续上提,此时开关组件弹性机构失效,抓手通过滑套开关及限位套,从而起出开关组件;
此时若判断滑套关闭不严,可采用备用措施,起出服务工具后,重新下入钻杆送入密封杆+短节+密封杆组合将留井封隔器的中心管与滑套下方的密封筒密封,从而将中间的滑套隔离;
滑套关闭后,关闭闸板防喷器,随后套管打压,验证滑套关闭情况。
有益效果:
本发明提供的防提前座封的座封工具,包括依次连接的座封组件和双重丢手组件;座封组件上设置有可剪切销钉的防座封件,防座封件与封隔器的压环连接;双重丢手组件上设置有可剪切销钉的锁爪,锁爪与封隔器连接。
具体在使用时,通过座封组件能够防止封隔器提前座封,当需要进行座封时,可以通过液压剪切销钉使防座封件失效,从而使得座封组件正常驱动封隔器进行座封,避免了因为井壁狭小等情况时封隔器的胶筒处容易出现剐蹭导致封隔器提前座封的事情发生;并且双重丢手组件通过可剪切销钉的锁爪实现双重丢手工作,正常情况可转动管柱完成丢手,如遇卡死等情况,可以通过液压剪切锁爪的销钉,从而使服务管柱与封隔器脱离连接关系,从而使得工作人员能够上提服务管柱;通过这样的设置,提高本实施例提供的防提前座封的座封工具的使用效果。
本发明提供的保护封隔器裸眼悬挂工艺,包括以下步骤:a、下入防砂管柱及装有防提前座封的座封工具的服务管柱到预定位置;b、投钢球座封封隔器,验封封隔器;c、正转或环空打压服务管柱,使座封组件与封隔器丢手;d、上提服务管柱,向服务管柱内打压剪切球座,建立新的正循环通道,实现大排量洗井;e、继续上提服务管柱关闭滑套,验证滑套关闭情况;f、起出服务管柱。保护封隔器裸眼悬挂工艺与现有技术相比具有上述的优势,此处不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的防提前座封的座封工具使用时的示意图;
图2为本发明实施例提供的防提前座封的座封工具中座封组件和双重丢手组件的示意图;
图3为图2中A处的局部放大图;
图4为本发明实施例提供的防提前座封的座封工具中座封组件和双重丢手组件的上部示意图;
图5为本发明实施例提供的防提前座封的座封工具中座封组件和双重丢手组件的下部示意图;
图6为本发明实施例提供的防提前座封的座封工具中开关组件第一状态的示意图;
图7为本发明实施例提供的防提前座封的座封工具中开关组件第二状态的示意图;
图8为本发明实施例提供的防提前座封的座封工具中开关组件的局部放大图;
图9为本发明实施例提供的防提前座封的座封工具工作的全流程示意图。
图标:
1-封隔器;101-连接套;102-压环;103-第四凹槽;104-中心管;
2-滑套;21-洗井滑套;211-导流孔;22-限位套;221-限位台阶;23-滑套开关;231-定位台阶;
3-密封筒;6-筛管;8-浮鞋;
9-座封组件;91-连接管;911-限位槽;912-变径台阶;92-活塞;93-传力套;931-约束台;94-座封套;
95-锁爪;951-液流孔;952-弹性爪;96-脱手活塞;97-球座;98-通液口;
10-密封杆;
11-开关组件;111-抓手;1111-第三凹槽;112-工作管;113-安全套;114-防护板;
12-定位密封;13-钢球;
14-防座封件;141-弹性套;1411-弹性限位块;142-限位部;143-挡销。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,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,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”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。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。
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
参见图1-图9所示,本实施例提供的防提前座封的座封工具,包括依次连接的座封组件9和双重丢手组件;座封组件9上设置有可剪切销钉的防座封件14,防座封件14与封隔器1的压环102连接;双重丢手组件上设置有可剪切销钉的锁爪95,锁爪95与封隔器1连接。
具体在使用时,通过座封组件9能够防止封隔器1提前座封,当需要进行座封时,可以通过液压剪切销钉使防座封件14失效,从而使得座封组件9正常驱动封隔器1进行座封,避免了因为井壁狭小等情况时封隔器1的胶筒处容易出现剐蹭导致封隔器1提前座封的事情发生;并且双重丢手组件通过可剪切销钉的锁爪95实现双重丢手工作,正常情况可转动管柱完成丢手,如遇卡死等情况,可以通过液压破坏锁爪95,从而使服务管柱与封隔器1脱离连接关系,从而使得工作人员能够上提服务管柱;通过这样的设置,提高本实施例提供的防提前座封的座封工具的使用效果。
参见图1-图9所示,本实施例的可选方案中,座封组件9包括连接管91和座封传力件;连接管91外壁套设有外护管,连接管91与外护管之间形成第一环空空间,座封传力件套设在连接管91外壁,座封传力件与连接管91销接,座封传力件的一端位于第一环空空间内,且座封传力件与第一环空空间的两内壁滑动密封,连接管91上开设有与第一环空空间连通的通液口98,工作液体能够通过通液口98进入到第一环空空间内并驱动座封传力件朝向封隔器1移动;防座封件14滑动套设在连接管91外壁,且防座封件14上设置有用于防止封隔器1的压环102移动的限位部142;连接管91外壁开设有限位槽911,防座封件14上设置有与限位槽911适配的弹性限位块1411,弹性限位块1411较限位部142靠近第一环空空间,座封传力件上设置有约束台931,在未座封时,约束台931与弹性限位块1411对应以防止弹性限位块1411脱离限位槽911。
其中,限位部142插入封隔器1的连接套101与压环102配合所形成的第四凹槽103内。
如果遇到井壁狭小等情况,封隔器1的胶筒处容易出现剐蹭导致封隔器1提前座封;当封隔器1的胶筒被井壁剐蹭时,由于封隔器1上的压环102被防座封件14约束,而防座封件14的弹性限位块1411被座封传力件的约束台931约束在限位槽911内,即当封隔器1的胶筒被井壁剐蹭时封隔器1的压环102无法带动防座封件14移动,从而避免封隔器1提前进行座封工作;当进行封隔器1座封工作时,向座封组件9内投入钢球13然后充液打压,液体能够从基座的通液口98进入到第一环空空间内,液体能够推动座封传力件朝向封隔器1移动,当座封传力件向下移动后,座封传力件上的约束台931会与防座封件14的弹性限位块1411脱离,在座封传力件推动封隔器1的压环102向下移动时,压环102能够带着防座封件14向下移动,防座封件14的弹性限位块1411能够从连接管91的限位槽911中脱离出来,从而使得压环102能够向下移动,从而完成封隔器1的座封。
在未进行座封工作时,弹性限位块1411位于限位槽911内,并且在约束台931的限制,即使封隔器1的胶筒受到剐蹭等情况,封隔器1的压环102也无法将弹性限位块1411脱离限位槽911,从而避免封隔器1受意外提前座封;在进行座封工作时,座封传力件会向下(靠近封隔器1)移动,从而使得座封传力件上的约束台931脱离弹性限位块1411,此时压环102受到向下压力时,压环102会将弹性限位块1411从限位槽911中拉出,在没有弹性限位块1411的位置限定后,压环102能够顺利向下滑动,进而挤压封隔器1外壁的胶筒撑开,从而进行座封工作。
其中,限位槽911可以设置成弧形槽,或者限位槽911内设置有倒角,或者设置成其他形状,以使弹性限位块1411在无约束套的限位情况下,弹性限位块1411受到向下拉力时能够从限位槽911内脱离。
参见图1-图9所示,本实施例的可选方案中,座封传力件包括活塞92、传力套93和座封套94;活塞92与第一环空空间的两内壁滑动密封;传力套93销接在连接管91外壁,且传力套93与活塞92抵接,座封套94固定套设在传力套93上。
当进行座封工作时,连接管91内的液体能够从通液口98进入到第一环空空间内,然后随着液压的升高,液体会驱动活塞92向下滑动,活塞92驱动传力组件向下滑动,当压力达到设定压力值时,连接管91与传力套93之间的销钉会被剪断,约束台931会随传力套93向下滑动,从而解除对弹性限位块1411的约束。
传力套93的底端增厚形成约束台931,从而使得约束台931与连接管91外壁之间的距离小于传力套93的底部内壁与连接管91外壁之间的距离,当约束台931随传力套93向下滑动后,约束台931与弹性限位块1411脱离,从而弹性限位块1411位于传力套93的内部,并且内部空间较大,使得弹性限位块1411有足够的空间向远离连接管91的方向移动,从而从限位槽911内脱离出去。
参见图1-图9所示,本实施例的可选方案中,防座封件14包括弹性套141;弹性套141滑动套设在连接管91外壁,弹性限位块1411设置在弹性套141靠近座封传力件的一端;弹性套141上开设有用于安装限位部142的第一安装槽,第一安装槽内设置有弹力件和挡销143,限位部142上开设有用于安装弹力件的第一凹槽,第一凹槽的底部与弹力件抵接;第一安装槽上开设有用于安装挡销143的安装孔,弹力件的一端与第一凹槽抵接,另一端与挡销143抵接;连接管91位于弹性套141处设置有变径台阶912,以使连接管91位于弹性套141处的外径大于连接管91位于弹性套141下方的外径。
通过设置弹力件,能够将限位部142紧紧的抵接在连接管91上,限位部142底部的凸缘与安装槽适配,避免限位部142从安装槽内脱离。
当弹性套141在压环102的带动下向下滑动一端距离后,连接管91的外径变小,在弹力件的作用下,限位部142会被压向连接管91,从而使得限位部142凸出安装槽的部分向连接管91移动一端距离,从而使限位部142与压环102脱离,避免弹性套141和限位部142发生卡死情况时应先压环102的移动。
参见图1-图9所示,本实施例的可选方案中,双重丢手组件包括脱手活塞96;锁爪95固定套设在连接管91外壁,锁爪95远离连接管91的一端设置有弹性爪952,弹性爪952与封隔器1的中心管104连接,且弹性爪952具有远离封隔器1的中心管104的趋势;锁爪95与连接管91之间留有间隙形成第二环空空间,脱手活塞96位于第二环空空间内,脱手活塞96与锁爪95销接,且脱手活塞96能够支撑弹性爪952,以使弹性爪952与封隔器1的中心管104连接;锁爪95上开设有液流孔951,液流孔951能够连通第二环空空间同连接管91与封隔器1之间的环空。
具体的,在进行丢手工作时,工作人员可以上提服务工具悬重至中和点,正转设定圈数,此时本实施例提供的防提前座封的座封工具的弹性爪952与封隔器1的中心管104的螺纹脱开,实现机械丢手;当工作人员无法转动连接管91时,或者需要采用液压丢手时,向套管环空打压至设定压力,液体经套管与服务工具环空向下流动,然后可以进入到封隔器1与连接管91之间,然后通过锁爪95上的液流孔951流入第二环空空间内,此时液压能够作用于脱手活塞96,脱手活塞96受力剪断销钉并向下移动,锁爪95下端的弹性爪952从而失去支撑,此时上提服务工具,弹性爪952与封隔器1的中心管104的连接螺纹为梯形,弹性爪952会受力向内收缩,从而使得锁爪95与中心管104分离,实现液压丢手。
具体在实际丢手工作时,工作人员可先向套管环空打压,实施双重丢手组件的液压丢手,如果液压丢手失败,可上提本实施例提供的防提前座封的座封工具至悬重中和点,正转本实施例提供的防提前座封的座封工具实施机械丢手;通过先进行液压丢手的方式进行丢手工作,可以避免找管柱悬重中和点的工作,提高工作效率。
参见图1-图9所示,本实施例的可选方案中,脱手活塞96上设置有用于支撑弹性爪952的支撑块,在脱手活塞96未移动时,支撑块与弹性爪952抵接。
具体的,脱手活塞96上设置有支撑块,通过支撑块能够使弹性爪952紧紧的与封隔器1的中心管104连接在一起;当脱手活塞96下移时,支撑块会与弹性爪952脱离,从而使得弹性爪952无支撑,因此当工作人员上提服务管柱时,弹性爪952受力会向内弯曲,从而使得弹性爪952无法与封隔器1的中心管104继续连接,从而实现液压丢手。
通过设置双重丢手组件,即使当井下发生卡死时,依然能够保证本实施例提供的防提前座封的座封工具可以完成丢手工作。
参见图1-图9所示,本实施例的可选方案中,防提前座封的座封工具还包括开关组件11;开关组件11包括工作管112、抓手111和弹力件;工作管112能够与连接管91连接,工作管112上设置有用于安装抓手111的第二安装槽,弹力件位于抓手111与第二安装槽之间;工作管112的外壁位于第二安装槽处设置有防护板114,防护板114用于将限制抓手111无法从第二安装槽内完全脱离。
具体的,抓手111设置在第二安装槽内,防护板114设置在第二安装槽的槽口处,防护板114能够限制抓手111,使得抓手111无法从第二安装槽内完全脱离出去;抓手111与第二安装槽之间设置还有弹力件,当抓手111位于套管内时,抓手111被套管的内壁约束收缩在第二安装槽内,当上提服务管柱时,抓手111会进入到滑套2内,而且滑套2的直径较大,使得抓手111在弹力件的作用下能够伸出第二安装槽,并且滑套2内的滑套开关23连接,从而能够带动滑套开关23移动,从而启闭滑套2上的导流孔211。
其中,弹力件可以采用弹簧。
参见图1-图9所示,本实施例的可选方案中,开关组件11还包括安全套113,安全套113套设在工作管112外,且安全套113位于第二安装槽内,且安全套113与工作管112销接,在安全套113受抓手111压力剪断销钉后,安全套113能够向下滑动,以使抓手111完全缩入到第二安装槽内;抓手111的上下端呈锥台状,抓手111的中部开设有能够带动滑套开关23上定位台阶231连接的第三凹槽1111。
具体的,当开关完成后,可以继续上提服务管柱,抓手111上端的锥台的作用下,抓手111会缩回第二安装槽内。
其中,当上提服务工具关闭滑套2出现故障时,负荷过载服务工具无法上移,此时缓慢上提服务工具超过设定吨位,此时抓手111受向下的反作用力,抓手111在力的作用下回缩并相对开关组件11向下位移,抓手111的下端面与安全套113的上端面接触,安全套113受力剪断销钉并向下位移,双边抓获得空间继续向下位移并回缩,服务工具继续上提,此时开关组件11弹性机构失效,抓手111通过滑套开关23等结构,从而起出开关组件11。
参见图1-图9所示,本实施例的可选方案中,抓手111上开设有用于安装弹力件的第二凹槽。
具体的,将弹力件安装在第二凹槽内,能够提高弹力件的稳定性,避免弹力件歪扭。
参见图1-图9所示,本实施例提供的防提前座封的座封工具的工作步骤如下:a、下入防砂管柱及装有防提前座封的座封工具的服务管柱到预定位置;b、投钢球13座封封隔器1,验封封隔器1;c、正转或环空打压服务工具,使座封组件9与封隔器1丢手;d、剪切球座97,建立新的正循环通道,实现大排量洗井;e、关闭滑套2,验证滑套2关闭情况;f、起初服务工具。
具体为:a步骤中,将防砂管柱与装有防提前座封的座封工具的服务管柱到预定位置,下入过程从管柱最底部正循环作业;b步骤中,本实施例提供的防提前座封的座封工具下入到位后,投钢球13等待设定时间,泵送钢球13至钻杆升压,起压后迅速停泵,避免撞击球座97,重新正打压至设定压力时,座封封隔器1;然后在座封位置做标记,上提、下放保护封隔器1裸眼悬挂管柱,管柱不移动则判断座挂成功;从套管打压,通过观察地面压力表稳压,以检验封隔器1座封是否合格,若压力下降则表明封隔器1没有完全座封,然后进行座封并验封封隔器1。c步骤中,采用双重丢手方式,其中正转丢手时,上提服务工具悬重至中和点,正转设定圈数,此时双重丢手组件的锁爪95与封隔器1的中心管104螺纹脱开,实现机械丢手;其中环空打压丢手时,套管环空打压至设定压力,液体经套管与服务工具环空,通过锁爪95的液流孔951作用于脱手活塞96,脱手活塞96剪断销钉并向下移动,锁爪95下端的弹性爪952失去支撑,此时上提服务工具,因锁爪95与封隔器1的中心管104的连接螺纹为梯形,锁爪95下端的弹性爪952受力向内收缩,锁爪95与中心管104分离,实现液压丢手。d步骤中,先上提服务工具设定距离,判断丢手后,正打压至设定压力,将球座97剪切;下放服务工具至洗井位置,正打压设定排量,判断新的正循环通道畅通,随后缓慢提高排量;正替完井液、破胶液及顶替液,排量根据替浆压力控制,进行大排量洗井。其中,d步骤的新的正循环通道为:水流通过服务工具内部经定位密封12底部进入外管柱,再经浮鞋8底部进入外管柱外部环空,并经滑套2上的导流孔211进入服务工具与外管柱之间的环形空间,从套管返出。e步骤中,上提服务工具设定距离,开关组件11的抓手111在弹簧支撑作用下可弹出或回缩,开关组件11向上移动至滑套2位置,当抓手111下部的上端面与滑套开关23的上定位台阶231的下端面接触时,抓手111与滑套开关23勾住,并产生开关力作用,随着服务工具上提,滑套开关23随之向上移动,滑套开关23下部的弹性卡爪能够通过洗井滑套21下部的定位台,当滑套开关23上部的弹性卡爪通过限位套22下部的的定位台时,滑套2关闭过程结束,服务工具继续上提,抓手111的上部进入限位套22的限位台阶221,抓手111回缩,抓手111与滑套开关23解除勾住状态,服务工具继续上移,开关组件11提出滑套2。在e步骤过程中,当上提服务工具关闭滑套2出现故障,负荷过载服务工具不上移时,则缓慢上提服务工具超过设定吨位,此时抓手111受向下的反作用力,抓手111在力的作用下回缩并相对开关组件11向下位移,抓手111的下端面与开关组件11的安全套113上端面接触,安全套113受力剪断销钉并向下位移,抓手111获得空间继续向下位移并回缩,服务工具继续上提,此时开关组件11弹性机构失效,抓手111通过滑套开关23及限位套22,从而起出开关组件11;此时若判断滑套2关闭不严,可采用备用措施,起出服务工具后,重新下入钻杆送入密封杆10+短节+密封杆10组合将留井封隔器1中心管104与洗井滑套21下部密封筒3密封,从而将中间的洗井滑套21隔离,送入后正打压丢开送入工具。
其中,在下入本实施例提供的防提前座封的座封工具前,先将封隔器1、筛管6等部件下入。
本实施例提供的防提前座封的座封工具与现有技术相比较具有如下优点:可先座封封隔器1,再通过滑套2洗井,避免了封隔器1座封前洗井对封隔器1胶筒的冲蚀、损坏,增加了安全密封的可靠性;座封后将滑套2打开,有效的增加了洗井通道的流通面积,可大排量替入完井液洗井,将裸眼段彻底洗净,尤其对于长距离水平井效果明显,增加产能,节省施工时间;带有滑套开关23,可上提服务工具关闭滑套2;可验证滑套2关闭情况,若判断滑套2关闭不严,可采用备用措施;座封组件9与封隔器1配合带有防提前座封装置,可保护封隔器1不被提前座封;设有双重丢手组件,可正转丢手,也可环空打压丢手,保证丢手成功性。
参见图1-图9所示,本实施例提供的保护封隔器裸眼悬挂工艺,包括以下步骤:a下入防砂管柱及装有防提前座封的座封工具的服务管柱到预定位置;b投钢球13座封封隔器1,验封封隔器1;c正转或环空打压服务管柱,使座封组件9与封隔器1丢手;d上提服务管柱,向服务管柱内打压剪切球座97,建立新的正循环通道,实现大排量洗井;e继续上提服务管柱关闭滑套2,验证滑套2关闭情况;f起出服务管柱。
本实施例的可选方案中,a步骤为:将防砂管柱及将装有防提前座封的座封工具的服务管柱一起下入到预定位置,下入过程中从服务管柱的最底部进行正循环作业,边洗边下入。
本实施例的可选方案中,b步骤为:服务管柱下入到位后,投钢球13等待设定时间,泵送钢球13至钻杆升压,起压后迅速停泵,避免撞击球座97,重新正打压至设定压力时,座封封隔器1;在座封位置做标记,上提、下放服务管柱,服务管柱不移动则判断座挂成功;从防砂管柱与套管之间的环空打压,通过观察地面压力表,以检验封隔器1座封是否合格,若压力下降则表明封隔器1没有完全座封,再次进行座封并验封封隔器1。
本实施例的可选方案中,c步骤为双重丢手方式,服务管柱机械丢手时,上提服务管柱悬重至中和点,正转设定圈数,此时座封组件9的锁爪95与封隔器1的中心管104螺纹脱开,实现机械丢手;液压丢手时,套管环空打压至设定压力,液体经套管与服务工具之间的环空,通过锁爪95的液流孔951作用于脱手活塞96,脱手活塞96剪断销钉并向下移动,锁爪95下端的弹性爪952失去支撑,此时上提服务工具,因锁爪95与封隔器1的中心管104的连接螺纹为梯形,锁爪95下端的弹性爪952受力向内收缩,锁爪95与中心管104分离,实现液压丢手。
本实施例的可选方案中,d步骤为:先上提服务工具设定距离,判断丢手成功后,向连接管91内正打压至设定压力,将球座97剪切;下放服务工具至洗井位置,向连接管91内正打压设定排量,判断新的正循环通道畅通,随后缓慢提高排量,正替完井液、破胶液及顶替液,排量根据替浆压力控制,进行大排量洗井;新的正循环通道为:水流通过连接管91向下流动,经定位密封12底部排到服务管柱与防砂管柱之间的环空,再经浮鞋8底部进入到防砂管柱与井壁之间的环空,并经滑套2上的导流孔211进入服务工具与防砂管柱之间的环空,绕过封隔器1,然后从服务服务管柱与井壁之间的环空返出。
本实施例的可选方案中,e步骤为:上提服务工具设定距离,开关组件11的抓手111在弹簧支撑作用下可弹出或回缩,开关组件11向上移动至防砂筛管上的滑套2位置,当抓手111的第三凹槽1111与滑套开关23的定位台阶231接触时,抓手111与滑套开关23勾住,并产生开关力作用,随着服务工具上提,滑套开关23随之向上移动,滑套开关23与防砂管柱的限位套22卡接,滑套2关闭过程结束,服务工具继续上提,抓手111的上部进入限位套22的限位台阶221,抓手111回缩,抓手111与滑套开关23解除勾住状态,服务工具继续上移,开关组件11提出滑套2;当上提服务工具关闭滑套2出现故障,负荷过载服务工具无法继续上移时,则缓慢上提服务工具超过设定吨位,此时抓手111受向下的反作用力,抓手111在力的作用下回缩并相对开关组件11向下位移,抓手111的下端面与开关组件11的安全套113的上端面抵接,安全套113受力剪断销钉并向下位移,抓手111获得空间继续向下位移并回缩,服务工具继续上提,此时开关组件11弹性机构失效,抓手111通过滑套开关23及限位套22,从而起出开关组件11;此时若判断滑套2关闭不严,可采用备用措施,起出服务工具后,重新下入钻杆送入密封杆10+短节+密封杆10组合将留井封隔器1的中心管104与滑套2下方的密封筒3密封,从而将中间的滑套2隔离;滑套2关闭后,关闭闸板防喷器,随后套管打压,验证滑套2关闭情况。
其中需要说明的是,上述的“套管”为油井内最外层的管体,位于防砂管柱外侧。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种防提前座封的座封工具,其特征在于,包括:依次连接的座封组件(9)和双重丢手组件;
所述座封组件(9)上设置有可剪切销钉的防座封件(14),所述防座封件(14)与封隔器(1)的压环(102)连接;
所述双重丢手组件上设置有可剪切销钉的锁爪(95),所述锁爪(95)与封隔器(1)连接。
2.根据权利要求1所述的防提前座封的座封工具,其特征在于,所述座封组件(9)包括连接管(91)和座封传力件;
所述连接管(91)外壁套设有外护管,所述连接管(91)与所述外护管之间形成第一环空空间,所述座封传力件套设在所述连接管(91)外壁,所述座封传力件与所述连接管(91)销接,所述座封传力件的一端位于所述第一环空空间内,且所述座封传力件与所述第一环空空间的两内壁滑动密封,所述连接管(91)上开设有与所述第一环空空间连通的通液口(98),工作液体能够通过所述通液口(98)进入到第一环空空间内并驱动所述座封传力件朝向封隔器(1)移动;
所述防座封件(14)滑动套设在所述连接管(91)外壁,且所述防座封件(14)上设置有用于防止封隔器(1)的压环(102)移动的限位部(142);
所述连接管(91)外壁开设有限位槽(911),所述防座封件(14)上设置有与所述限位槽(911)适配的弹性限位块(1411),所述弹性限位块(1411)较所述限位部(142)靠近所述第一环空空间,所述座封传力件上设置有约束台(931),在未座封时,所述约束台(931)与所述弹性限位块(1411)对应以防止所述弹性限位块(1411)脱离所述限位槽(911)。
3.根据权利要求2所述的防提前座封的座封工具,其特征在于,所述座封传力件包括活塞(92)、传力套(93)和座封套(94);
所述活塞(92)与所述第一环空空间的两内壁滑动密封;
所述传力套(93)销接在所述连接管(91)外壁,且所述传力套(93)与所述活塞(92)抵接,所述座封套(94)固定套设在所述传力套(93)上。
4.根据权利要求3所述的防提前座封的座封工具,其特征在于,所述防座封件(14)包括弹性套(141);
所述弹性套(141)滑动套设在所述连接管(91)外壁,所述弹性限位块(1411)设置在所述弹性套(141)靠近所述座封传力件的一端;
所述弹性套(141)上开设有用于安装所述限位部(142)的第一安装槽,所述第一安装槽内设置有弹力件和挡销(143),所述限位部(142)上开设有用于安装所述弹力件的第一凹槽,所述第一凹槽的底部与所述弹力件抵接;
所述第一安装槽上开设有用于安装所述挡销(143)的安装孔,所述弹力件的一端与所述第一凹槽抵接,另一端与所述挡销(143)抵接;
所述连接管(91)位于所述弹性套(141)处设置有变径台阶(912),以使所述连接管(91)位于所述弹性套(141)处的外径大于所述连接管(91)位于所述弹性套(141)下方的外径。
5.根据权利要求2所述的防提前座封的座封工具,其特征在于,所述双重丢手组件包括脱手活塞(96);
所述锁爪(95)固定套设在所述连接管(91)外壁,所述锁爪(95)远离所述连接管(91)的一端设置有弹性爪(952),所述弹性爪(952)与封隔器(1)的中心管(104)连接,且所述弹性爪(952)具有远离封隔器(1)的中心管(104)的趋势;
所述锁爪(95)与所述连接管(91)之间留有间隙,以形成第二环空空间,所述脱手活塞(96)位于所述第二环空空间内,所述脱手活塞(96)与所述锁爪(95)销接,且所述脱手活塞(96)能够支撑所述弹性爪(952),以使所述弹性爪(952)与封隔器(1)的中心管(104)连接;
所述锁爪(95)上开设有液流孔(951),所述液流孔(951)能够连通所述第二环空空间同所述连接管(91)与封隔器(1)之间的环空;
所述脱手活塞(96)上设置有用于支撑所述弹性爪(952)的支撑块,在所述脱手活塞(96)未移动时,所述支撑块与所述弹性爪(952)抵接。
6.一种保护封隔器裸眼悬挂工艺,其特征在于,包括以下步骤:
a、下入防砂管柱及装有如权利要求1-6任一项所述的防提前座封的座封工具的服务管柱到预定位置;
b、投钢球(13)座封封隔器(1),验封封隔器(1);
c、正转或环空打压服务管柱,使座封组件(9)与封隔器(1)丢手;
d、上提服务管柱,向服务管柱内打压剪切球座(97),建立新的正循环通道,实现大排量洗井;
e、继续上提服务管柱关闭滑套(2),验证滑套(2)关闭情况;
f、起出服务管柱。
7.根据权利要求6所述的保护封隔器裸眼悬挂工艺,其特征在于,a步骤为:先将防砂管柱与将装有所述防提前座封的座封工具的服务管柱连接,然后一起下入到预定位置,下入过程中从服务管柱的最底部进行正循环作业,边洗边下入;
b步骤为:服务管柱下入到位后,投钢球(13)等待设定时间,泵送钢球(13)至钻杆升压,起压后迅速停泵,避免撞击球座(97),重新正打压至设定压力时,座封封隔器(1);
在座封位置做标记,上提、下放服务管柱,服务管柱不移动则判断座挂成功;
从防砂管柱与套管之间的环空打压,通过观察地面压力表,以检验封隔器(1)座封是否合格,若压力下降则表明封隔器(1)没有完全座封,再次进行座封并验封封隔器(1)。
8.根据权利要求7所述的保护封隔器裸眼悬挂工艺,其特征在于,c步骤为双重丢手方式,服务管柱机械丢手时,上提服务管柱悬重至中和点,正转设定圈数,此时座封组件(9)的锁爪(95)与封隔器(1)的中心管(104)螺纹脱开,实现机械丢手;
液压丢手时,套管环空打压至设定压力,液体经套管与服务工具之间的环空,通过锁爪(95)的液流孔(951)作用于脱手活塞(96),脱手活塞(96)剪断销钉并向下移动,锁爪(95)下端的弹性爪(952)失去支撑,此时上提服务工具,因锁爪(95)与封隔器(1)的中心管(104)的连接螺纹为梯形,锁爪(95)下端的弹性爪(952)受力向内收缩,锁爪(95)与中心管(104)分离,实现液压丢手。
9.根据权利要求8所述的保护封隔器裸眼悬挂工艺,其特征在于,d步骤为:先上提服务工具设定距离,判断丢手成功后,向连接管(91)内正打压至设定压力,将球座(97)剪切;
下放服务工具至洗井位置,向连接管(91)内正打压设定排量,判断新的正循环通道畅通,随后缓慢提高排量,正替完井液、破胶液及顶替液,排量根据替浆压力控制,进行大排量洗井;
所述新的正循环通道为:水流通过连接管(91)向下流动,经定位密封(12)底部排到服务管柱与防砂管柱之间的环空,再经浮鞋(8)底部进入到防砂管柱与井壁之间的环空,并经滑套(2)上的导流孔(211)进入服务工具与防砂管柱之间的环空,绕过封隔器(1),然后从服务服务管柱与井壁之间的环空返出。
10.根据权利要求9所述的保护封隔器裸眼悬挂工艺,其特征在于,e步骤为:上提服务工具设定距离,开关组件(11)的抓手(111)在弹簧支撑作用下可弹出或回缩,开关组件(11)向上移动至防砂筛管上的滑套(2)位置,当抓手(111)的第三凹槽(1111)与滑套开关(23)的定位台阶(231)接触时,抓手(111)与滑套开关(23)勾住,并产生开关力作用,随着服务工具上提,滑套开关(23)随之向上移动,滑套开关(23)与防砂管柱的限位套(22)卡接,滑套(2)关闭过程结束,服务工具继续上提,抓手(111)的上部进入限位套(22)的限位台阶(221),抓手(111)回缩,抓手(111)与滑套开关(23)解除勾住状态,服务工具继续上移,开关组件(11)提出滑套(2);
当上提服务工具关闭滑套(2)出现故障,负荷过载服务工具无法继续上移时,则缓慢上提服务工具超过设定吨位,此时抓手(111)受向下的反作用力,抓手(111)在力的作用下回缩并相对开关组件(11)向下位移,抓手(111)的下端面与开关组件(11)的安全套(113)的上端面抵接,安全套(113)受力剪断销钉并向下位移,抓手(111)获得空间继续向下位移并回缩,服务工具继续上提,此时开关组件(11)弹性机构失效,抓手(111)通过滑套开关(23)及限位套(22),从而起出开关组件(11);
此时若判断滑套(2)关闭不严,可采用备用措施,起出服务工具后,重新下入钻杆送入密封杆(10)+短节+密封杆(10)组合将留井封隔器(1)的中心管(104)与滑套(2)下方的密封筒(3)密封,从而将中间的滑套(2)隔离;
滑套(2)关闭后,关闭闸板防喷器,随后套管打压,验证滑套(2)关闭情况。
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