CN111663933A - 试井钢丝的安全保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种试井钢丝的安全保护装置，包括：防喷管连接段、轴承支撑段、旋转逐级除污段、液体注入段以及污垢排屑孔；防喷管连接段的上端与防喷管连接、下端与井筒采气树井口法兰连接，该安全保护装置的五部分均为圆筒结构，且均设置于防喷管连接段的内部，防喷管连接段、轴承支撑段和旋转逐级除污段呈由外至内顺次套设结构；旋转逐级除污段包括由下至上顺次连接的第一旋转体、第二旋转体、第三旋转体以及第四旋转体，用于逐级去除试井钢丝上的污垢，并通过污垢排屑孔排掉去除的污垢；液体注入段横向设置于防喷管连接段上，液体注入段注入液体后，润滑冷却试井钢丝。该安全保护装置能够有效去除钢丝上附着的杂物，并且能够冷却试井钢丝。
Description
技术领域
本发明涉及油气井的试井测试作业领域，特别涉及一种试井钢丝的安全保护装置。
背景技术
在油气田开发过程中，往往需要通过试井测试来了解油气藏动态，例如获取测试资料来评价油气井的生产动态、研究油层、气层、水层和测试井的各种物性参数、生产能力、以及油层、气层和水层三者之间的连通关系等。其中，试井测试作业主要测试地层压力、温度以及流量变化等，具体地，通常采用钢丝试井绞车操作测试设备(电子压力计)到高压井筒内进行测试。
相关技术中，试井钢丝作为连接测试设备的载体，直径通常仅有2.33mm，在试井钢丝起升过程中，试井钢丝上易粘附蜡、泥浆、泥岩、沙、油水等杂物，而试井钢丝在移出高压井筒至回到大气压状态收回到钢丝试井绞车的过程中，带杂物的试井钢丝与防喷管的顶密封会相互摩擦，这可能会导致试井钢丝因拉应力增大而发生断裂，进而导致测试设备及试井钢丝落入井底，造成巨大的经济损失。另外，带杂物的试井钢丝与防喷管的顶密封之间会形成一个动密封面，由于杂物不光滑且不平整，因此密封不严，所以会存在井筒的油气泄漏到井场周围的安全隐患，特别是如果油气中含硫化氢等物质，则会存在人员中毒的风险。为此，如何有效密封试井钢丝，到达保护试井钢丝、防止测试设备落入井底以及避免油气泄漏的安全隐患，成为了本领域技术人员亟待解决的一个问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种试井钢丝的安全保护装置,能够有效去除试井钢丝上附着的杂物，并且能够冷却试井钢丝，大大减少了试井钢丝与防喷管的顶密封之间的摩擦，能够有效密封试井钢丝，到达保护钢丝，防止测试设备落入井底，以及避免油气泄漏的目的。所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种试井钢丝的安全保护装置，所述装置包括：防喷管连接段、轴承支撑段、旋转逐级除污段、液体注入段以及污垢排屑孔；
所述防喷管连接段的上端与防喷管连接、下端与井筒采气树井口法兰连接，所述轴承支撑段、所述旋转逐级除污段、所述液体注入段以及所述污垢排屑孔均为圆筒结构，且均设置于所述防喷管连接段的内部，所述防喷管连接段、所述轴承支撑段和所述旋转逐级除污段呈由外至内顺次套设结构；
所述旋转逐级除污段包括由下至上顺次连接的第一旋转体、第二旋转体、第三旋转体以及第四旋转体，所述第一旋转体、所述第二旋转体、所述第三旋转体以及所述第四旋转体用于逐级去除试井钢丝上的污垢，并通过所述污垢排屑孔排掉去除的污垢；
所述液体注入段横向设置于所述防喷管连接段上，所述液体注入段注入液体后，润滑冷却试井钢丝。
在一种可能的实现方式中，所述第一旋转体、所述第二旋转体、所述第三旋转体以及所述第四旋转体均设置有螺旋线。
在一种可能的实现方式中，所述第一旋转体、所述第二旋转体、所述第三旋转体以及所述第四旋转体的螺旋孔径逐级减小。
在一种可能的实现方式中，所述第一旋转体的螺旋孔径为直径6mm，所述第二旋转体的螺旋孔径为直径5mm，所述第三旋转体的螺旋孔径为直径4mm，所述第四旋转体的螺旋孔径为直径3mm。
在一种可能的实现方式中在一种可能的实现方式中，所述第一旋转体和所述第四旋转体的长度相等，所述第二旋转体和所述第三旋转体的长度相等。
在一种可能的实现方式中，所述第一旋转体和所述第四旋转体的长度为30mm，所述第二旋转体和所述第三旋转体的长度为15mm。
在一种可能的实现方式中，所述第一旋转体、所述第二旋转体、所述第三旋转体以及所述第四旋转体均为硬橡胶材质。
在一种可能的实现方式中，所述第一旋转体、所述第二旋转体、所述第三旋转体以及所述第四旋转体中的任意两个旋转体之间设置有定位销。
在一种可能的实现方式中，所述液体注入段注入的液体为机油。
在一种可能的实现方式中，所述液体注入段与单向阀连接，所述单向阀与机油泵连接。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例提供的试井钢丝的安全保护装置能够有效去除试井钢丝上附着的杂物，并且能够冷却试井钢丝，大大减少了试井钢丝与防喷管的顶密封之间的摩擦，能够有效密封试井钢丝，到达保护钢丝，防止测试设备落入井底，以及避免油气泄漏的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明实施例提供的一种试井钢丝的安全保护装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1是本发明实施例提供的一种试井钢丝的安全保护装置的结构示意图。参见图1，该装置包括：防喷管连接段1、轴承支撑段2、旋转逐级除污段3、液体注入段4以及污垢排屑孔5。
其中，防喷管连接段1的上端与防喷管连接、下端与井筒采气树井口法兰连接，轴承支撑段2、旋转逐级除污段3、液体注入段4以及污垢排屑孔5均为圆筒结构，且均设置于防喷管连接段1的内部，防喷管连接段1、轴承支撑段2和旋转逐级除污段3呈由外至内顺次套设结构。
旋转逐级除污段3包括由下至上顺次连接的第一旋转体31、第二旋转体32、第三旋转体33以及第四旋转体34，第一旋转体31、第二旋转体32、第三旋转体33以及第四旋转体34用于逐级去除试井钢丝上的污垢，并通过污垢排屑孔5排掉去除的污垢。
液体注入段4横向设置于防喷管连接段1上，液体注入段4注入液体后，润滑冷却试井钢丝。
需要说明的第一点是，防喷管在本文中指代试井测试中一个动密封井筒内高压气体防止其泄漏到大气的连接装置。试井钢丝在起升出防喷管前，会经过该试井钢丝的安全保护装置，以完成去掉附着的污垢杂物以及润滑冷却。
需要说明的第二点是，上述防喷管连接段1与防喷管和井筒采气树井口法兰的连接均为螺纹连接，本发明实施例对此不进行具体限定。
其中，该安全保护装置去除试井钢丝上污垢杂物的工作原理为：当周身附着有污垢杂物的试井钢丝经过旋转逐级除污段3时，旋转逐级除污段3包括的四段旋转体会对试井钢丝进行逐级刮屑和切屑，进而通过逐级刮屑和切屑的共同作用去除试井钢丝上的污垢。其中，四段旋转体均是带有螺旋线的，换一种表达方式，在本发明实施例中，第一旋转体31、第二旋转体32、第三旋转体33以及第四旋转体34均设置有螺旋线。
而任意一个旋转体上的螺旋线会对试井钢丝上的污垢进行刮屑，而若污垢没有被刮屑掉，则附着有污垢的试井钢丝便会被卡在螺旋线上，进而试井钢丝会带动螺旋线一起上升，而旋转体会随着螺旋线的上升而产生旋转，这样螺旋线便会与试井钢丝发生旋转切屑作用，旋转切屑除掉污垢，进而到达去除试井钢丝的污垢的目的。
本发明实施例提供的试井钢丝的安全保护装置，能够有效去除试井钢丝上附着的杂物，并且能够冷却试井钢丝，大大减少了试井钢丝与防喷管的顶密封之间的摩擦，能够有效密封试井钢丝，到达保护钢丝，防止测试设备落入井底，以及避免油气泄漏的目的。
在一种可能的实现方式中，参见图1，第一旋转体31、第二旋转体32、第三旋转体33以及第四旋转体34的螺旋孔径是逐级减小的。示例性地，位于最下方的第一旋转体31的螺旋孔径最大，位于最上方的第四旋转体34的螺旋孔径最小，这样的结构设置可实现先将大颗粒的污垢去除掉，然后再逐级将小颗粒的污垢去除掉。
在一种可能的实现方式中，第一旋转体31的螺旋孔径为直径6mm，第二旋转体32的螺旋孔径为直径5mm，第三旋转体33的螺旋孔径为直径4mm，第四旋转体34的螺旋孔径为直径3mm，本发明实施例对此不进行具体限定。
在一种可能的实现方式中，第一旋转体31和第四旋转体34的长度(也称为切屑长度)相等，第二旋转体32和第三旋转体33的长度相等。示例性地，第一旋转体31和第四旋转体34的长度为30mm，第二旋转体32和第三旋转体33的长度为15mm。
在一种可能的实现方式中，用于刮屑和切屑的第一旋转体31、第二旋转体32、第三旋转体33以及第四旋转体34均为硬橡胶材质，以避免损伤试井钢丝。
在一种可能的实现方式中，参见图1，第一旋转体31、第二旋转体32、第三旋转体33以及第四旋转体34中的任意两个旋转体之间设置有定位销6。换一种表达方式，各级旋转体之间有定位销6用于固定，即是每级旋转体之间设置的定位销6可以实现将去除掉的污垢排屑到第一旋转体31的环空筒中，进而再通过污垢排屑孔5排掉。
在一种可能的实现方式中，液体注入段4与单向阀连接，单向阀与机油泵连接。其中，上述连接均为螺纹连接，机油泵可为手摇机油泵，本发明实施例对此不进行具体限定。换一种表达方式，液体注入段4为注油口，注入的液体为机油，以对试井钢丝进行润滑冷却，从而有效保护试井钢丝，有效保证试井钢丝起降过程中的稳定、可靠地密封，防止井筒内油气泄漏。
综上所述，试井钢丝的安全保护装置不但结构简单、加工方便、容易实现，而且通过注入机油实现了对试井钢丝的润滑冷却，而通过逐级刮屑和切屑能够有效去除试井钢丝上的污垢，有效地保护了试井钢丝。
下面以一个具体的实施例来对试井钢丝的安全保护装置包含的各个组成部分的尺寸进行说明。
其中，防喷管连接段1的工作压力为35Mpa(5000PSI)，防喷管连接段1的上端和下端在连接井筒采气树井口法兰和防喷管时，可采用5〃—4ACME螺纹连接。示例性地，防喷管连接段1的外径为180mm，长度为300mm。而轴承支撑段2包括两个调芯滚子轴承，其中，轴承支撑段2的轴承外直径为72mm，轴承内直径为35mm，长度为24mm。液体注入段4在连接单向阀时可采用1/2〃NPT螺纹连接，本发明实施例对此不进行具体限定。
在另一个实施例中，参见图1，本发明实施例提供的试井钢丝的安全保护装置还包括内六角圆柱头螺钉7、垫片8。
综上所述，本发明实施例提供的应用在油气井试井测试的试井钢丝的安全保护装置，能够有效去掉试井钢丝上附着的诸如蜡、泥浆、泥岩、沙、油水等杂物，并且还能够润滑冷却试井钢丝，大大地减少了试井钢丝与防喷管内顶密封之间的摩擦，可有效密封试井钢丝，到达保护钢丝、防止测试设备落入井底、以及防止井筒内油气泄漏的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (10)
1.一种试井钢丝的安全保护装置，其特征在于，所述装置包括：防喷管连接段(1)、轴承支撑段(2)、旋转逐级除污段(3)、液体注入段(4)以及污垢排屑孔(5)；
所述防喷管连接段(1)的上端与防喷管连接、下端与井筒采气树井口法兰连接，所述轴承支撑段(2)、所述旋转逐级除污段(3)、所述液体注入段(4)以及所述污垢排屑孔(5)均为圆筒结构，且均设置于所述防喷管连接段(1)的内部，所述防喷管连接段(1)、所述轴承支撑段(2)和所述旋转逐级除污段(3)呈由外至内顺次套设结构；
所述旋转逐级除污段(3)包括由下至上顺次连接的第一旋转体(31)、第二旋转体(32)、第三旋转体(33)以及第四旋转体(34)，所述第一旋转体(31)、所述第二旋转体(32)、所述第三旋转体(33)以及所述第四旋转体(34)用于逐级去除试井钢丝上的污垢，并通过所述污垢排屑孔(5)排掉去除的污垢；
所述液体注入段(4)横向设置于所述防喷管连接段(1)上，所述液体注入段(4)注入液体后，润滑冷却试井钢丝。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一旋转体(31)、所述第二旋转体(32)、所述第三旋转体(33)以及所述第四旋转体(34)均设置有螺旋线。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一旋转体(31)、所述第二旋转体(32)、所述第三旋转体(33)以及所述第四旋转体(34)的螺旋孔径逐级减小。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一旋转体(31)的螺旋孔径为直径6mm，所述第二旋转体(32)的螺旋孔径为直径5mm，所述第三旋转体(33)的螺旋孔径为直径4mm，所述第四旋转体(34)的螺旋孔径为直径3mm。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一旋转体(31)和所述第四旋转体(34)的长度相等，所述第二旋转体(32)和所述第三旋转体(33)的长度相等。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一旋转体(31)和所述第四旋转体(34)的长度为30mm，所述第二旋转体(32)和所述第三旋转体(33)的长度为15mm。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一旋转体(31)、所述第二旋转体(32)、所述第三旋转体(33)以及所述第四旋转体(34)均为硬橡胶材质。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一旋转体(31)、所述第二旋转体(32)、所述第三旋转体(33)以及所述第四旋转体(34)中的任意两个旋转体之间设置有定位销(6)。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述液体注入段(4)注入的液体为机油。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述液体注入段(4)与单向阀连接，所述单向阀与机油泵连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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