CN112780204A - 一种丢手装置及丢手方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种丢手装置及丢手方法，属于油气作业领域。该丢手装置包括：电缆定位件、爆炸组件、打捞短节、电流控制器、电极组件以及电缆。爆炸组件包括：爆炸本体、位于爆炸本体内部的雷管组件和炸药，其中，爆炸本体的外壁上对应于炸药的位置设置有削弱槽；电缆定位件、爆炸本体、打捞短节、电极组件顺次固定连接；电流控制器位于打捞短节内部，包括：高通滤波器、正向二极管和反向二极管；电缆、高通滤波器、正向二极管、电极组件顺次串联连接，构成作业通路；电缆、高通滤波器、反向二极管、雷管组件顺次串联连接，构成丢手通路。该丢手装置可实现安全可靠且省时省力的丢手作业，爆炸组件提高丢手作业可靠性，更加安全环保。

Description

一种丢手装置及丢手方法

技术领域

本发明涉及油气作业领域，特别涉及一种丢手装置及丢手方法。

背景技术

在油气田开发过程中，需要通过电缆进行射孔、测井等作业。作业过程中，由于井筒内通径的变化，下入井筒内的工具可能存在井下遇卡情况，现场主要通过反复试提电缆实现解卡。当无法实现上提解卡时，需要进行自动丢手，随后通过下入打捞管串实现对井下落鱼的打捞。

目前，主要通过以下两种方式实现自动丢手：其一，在测井仪或射孔枪的端部安装机械式丢手接头(即弱点拉断)，弱点处设置丢手拉力为1.4T-1.7T，电缆的安全拉力为3.8T-4.2T，通过上提电缆在弱点处拉断电缆实现丢手。其二，依靠引燃药包释放氢氟酸，通过熔断电缆来实现丢手。

发明人发现，现有技术至少存在以下技术问题：

对于第一种丢手方式，当井斜过大时，电缆在井筒内产生的摩阻增大，导致存在无法拉断或提前拉断的可能；同时，由于电缆弱点拉断力可能不准确，现场下入前必须做地面拉力试验，耗时耗力。对于第二种丢手方式，当在高温环境下工作时相对不稳定，工作可靠度不高；同时，氢氟酸不仅会污染井筒，还会对打捞头造成腐蚀，导致其承受的最大拉力下降，不利于后续打捞作业。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种安全可靠，且省时省力的丢手装置及丢手方法，可解决上述技术问题。

具体而言，包括以下的技术方案：

一方面，提供了一种丢手装置，所述丢手装置包括：电缆定位件、爆炸组件、打捞短节、电流控制器、电极组件以及电缆；

所述爆炸组件包括：爆炸本体、位于所述爆炸本体内部的雷管组件和炸药，其中，所述爆炸本体的外壁上对应于所述炸药的位置设置有削弱槽；

所述电缆定位件、所述爆炸本体、所述打捞短节、所述电极组件顺次固定连接；

所述电流控制器位于所述打捞短节内部，包括：高通滤波器、正向二极管和反向二极管；

所述电缆、所述高通滤波器、所述正向二极管、所述电极组件顺次串联连接，构成作业通路；

所述电缆、所述高通滤波器、所述反向二极管、所述雷管组件顺次串联连接，构成丢手通路。

在一种可能的实现方式中，所述电缆定位件包括：定位本体；

与所述定位本体上端连接的定位接头；

上部外壁与所述定位接头的内壁紧密接触，且下部外壁与所述定位本体的内壁紧密接触的压块，且所述压块的外壁上包覆有金属层；

所述定位接头、所述压块以及所述定位本体上设置有上下贯通的第一过线孔，用于使所述电缆通过。

在一种可能的实现方式中，所述压块呈梭形结构。

在一种可能的实现方式中，所述爆炸本体上沿轴向设置有上下贯通的第二过线孔，用于使所述电缆通过；

所述爆炸本体的下部沿轴向还设置有置物槽，用于放置所述雷管组件和炸药；

所述爆炸组件还包括堵头，用于封堵所述置物槽。

在一种可能的实现方式中，所述定位本体的下端与所述爆炸本体的上端螺纹连接，且所述丢手装置还包括：紧固件，用于使所述定位本体紧固于所述爆炸本体上。

在一种可能的实现方式中，所述打捞短节的上端设置成锥形打捞头结构。

在一种可能的实现方式中，所述削弱槽的宽度沿所述爆炸本体的径向方向由内至外逐渐增加。

在一种可能的实现方式中，所述正向二极管和所述反向二极管均设置成串联的两个至四个。

在一种可能的实现方式中，所述电极组件包括：电极接头和穿插固定于电极接头内部的电极极针；

所述电极接头与所述正向二级管电性连接；

所述电极极针用于与井下作业设备电性连接。

另一方面，提供了一种丢手方法，所述丢手方法采用上述的任一种丢手装置，包括：利用地面控制系统切换电流流向，使由电缆、高通滤波器、正向二极管及电极组件构成的作业通路电流断电，同时使由电缆、高通滤波器、反向二极管及雷管组件构成的丢手通路通电；

雷管组件通电点火以引爆炸药，使削弱槽断开，进而使爆炸本体与打捞短节之间断开连接，实现丢手，并形成打捞头。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：

本发明实施例提供的丢手装置在进行油气作业时，使电缆的外部接头与地面控制系统连接，电极组件与井下作业设备连接。在进行正常作业时，电流通过由电缆、高通滤波器、正向二极管及电极组件构成的作业通路，井下作业设备正常接收地面控制系统发出作业指令，进行正常油气作业。当需要丢手时，通过地面控制系统切换电流流向，电流通过由电缆、高通滤波器、反向二极管及雷管组件构成的丢手通路，雷管组件通电并点火可引爆炸药。由于爆炸本体上削弱槽的位置与炸药存放的位置对应，炸药爆炸时产生的冲击力使削弱槽断开，进而使爆炸本体与打捞短节之间断开连接，实现安全丢手并形成打捞头。上提电缆后，即可进行打捞作业。可见，本发明实施例提供的丢手装置，通过上述方式可实现安全可靠且省时省力的丢手作业，并且，爆炸组件在提高丢手作业可靠性的前提下，更加安全环保。

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为本发明实施例提供的丢手装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的电流控制器与电极组件和爆炸组件的电性连接关系示意图；

图3为本发明实施例提供的爆炸组件的结构示意图。

附图标记分别表示：

1-电缆定位件，101-定位本体，102-定位接头，103-压块，

2-爆炸组件，201-爆炸本体，202-雷管组件，203-炸药，204-削弱槽，

205-堵头，206-第一过线孔，3-打捞短节，

4-电流控制器，401-高通滤波器，402-正向二极管，403-反向二极管，

5-电极组件，501-电极接头，502-电极极针，

6-电缆，7-紧固件。

具体实施方式

为使本发明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。

一方面，本发明实施例提供了一种丢手装置，如附图1所示，该丢手装置包括：电缆定位件1、爆炸组件2、打捞短节3、电流控制器4、电极组件5以及电缆6。

如附图1和附图3所示，爆炸组件2包括：爆炸本体201、位于爆炸本体201内部的雷管组件202和炸药203，其中，爆炸本体201的外壁上对应于炸药203的位置设置有削弱槽204；

电缆定位件1、爆炸本体201、打捞短节3、电极组件5顺次固定连接；

电流控制器4位于打捞短节3内部，包括：高通滤波器401、正向二极管402和反向二极管403；

如附图2所示，电缆6、高通滤波器、正向二极管402、电极组件5顺次串联连接，构成作业通路；

电缆6、高通滤波器401、反向二极管403、雷管组件202顺次串联连接，构成丢手通路。

本发明实施例提供的丢手装置在进行油气作业时，使电缆6的外部接头与地面控制系统连接，电极组件5与井下作业设备连接。在进行正常作业时，电流通过由电缆6、高通滤波器401、正向二极管402及电极组件5构成的作业通路，井下作业设备正常接收地面控制系统发出作业指令，进行正常油气作业。当需要丢手时，通过地面控制系统切换电流流向，电流通过由电缆6、高通滤波器401、反向二极管403及雷管组件202构成的丢手通路，雷管组件202通电并点火可引爆炸药203。由于爆炸本体201上削弱槽204的位置与炸药203存放的位置对应，炸药203爆炸时产生的冲击力使削弱槽204断开，进而使爆炸本体201与打捞短节3之间断开连接，实现安全丢手并形成打捞头。上提电缆6后，即可进行打捞作业。可见，本发明实施例提供的丢手装置，通过上述方式可实现安全可靠且省时省力的丢手作业，并且，爆炸组件2在提高丢手作业可靠性的前提下，更加安全环保。

上述提及的井下作业设备包括但不限于：射孔枪管串、测井管串，桥塞座封管串等。在施工过程中，电极组件5与井下作业设备连接后，由电缆6将该丢手装置下入至井筒内设计位置处，随后进行正常作业即可。

可以理解的是，利用本发明实施例提供的丢手装置进行丢手作业时，无须强行拉断电缆以及中断地面作业，可有效减少电缆损耗，缩短施工时间，对于降低作业难度以及提高作业效率具有重要的意义。

本发明实施例中，电缆定位件1用于对电缆6进行定位，使其按期望的要求穿过该丢手装置。作为一种示例，该电缆定位件1包括：定位本体101；与定位本体101上端连接的定位接头102；以及上部外壁与定位接头102的内壁紧密接触，且下部外壁与定位本体101的内壁紧密接触的压块103，且压块103的外壁上包覆有金属层。其中，定位接头102、压块103以及定位本体101上设置有上下贯通的第一过线孔206，用于使电缆6通过。

应用时，电缆6穿过第一过线孔206来引入爆炸组件2，其中，定位本体101的下端与爆炸本体201的上端固定连接，其上端与定位接头102固定连接，金属层包覆在压块103的外壁上，同时被定位接头102和定位本体101的内壁压紧，如此可使其承受一定的拉力，提高丢手装置的使用寿命。

金属层可以为多层，例如两层、三层等，以确保其使用寿命足够长，可以通过使用条状、丝状金属紧密缠绕在压块103的外壁上形成金属层，也可以通过在压块103的外壁上涂覆金属涂层来形成金属层。在一种可能的示例中，可以采用钢丝紧密缠绕在压块103的外壁上形成一层或多层钢丝层来作为金属层，使得该丢手装置的外壳形成负极，该种方式不仅简单易操作，且便于更换。

压块103的结构可以有多种，举例来说，圆柱形、棱柱形、梭形等，本发明实施例中，如附图1所示，可以使压块103呈梭形结构，该种结构不仅便于加工，且具有更佳的压紧金属层的效果。可以理解的是，当压块103呈梭形结构时，定位接头102和定位本体101与其接触的内腔也相应设置成锥形腔。

作为一种示例，定位本体101的上部可设置内螺纹腔，用于与定位接头102螺纹连接。同时，定位本体101内部还设置有与内螺纹腔同轴连通的第一锥形槽，定位接头102的下部对称设置有与第一锥形槽结构相同的第二锥形槽，梭形结构的压块103的上部紧密插入第二锥形槽内，下部紧密插入第一锥形槽内。

为了便于拆装，定位本体101的下端与爆炸本体201的上端螺纹连接，另外，如附图1所示，该丢手装置还包括：紧固件7，用于使定位本体101紧固于爆炸本体201上，以进一步提高定位本体101和爆炸本体201之间的连接紧固性，防止炸药203爆炸时产生的冲击力使两者脱扣。

上述紧固件7可以为卡箍，也可以为紧固螺钉，举例来说，当采用紧固螺钉作为紧固件7时，可以在定位本体101的壁上沿径向方向设置多个螺纹孔，对应地，在爆炸本体201的壁上沿径向设置多个螺纹槽，使紧固螺钉同时与螺纹孔和螺纹槽螺纹连接即可。

本发明实施例中，利用爆炸组件2实现丢手，其中，爆炸本体201上(即内部)沿轴向设置有上下贯通的第二过线孔，用于使电缆6通过。其中，第二过线孔可以位于爆炸本体201的侧部，以避免影响雷管组件202和炸药203的放置。

爆炸本体201的下部沿轴向还设置有置物槽，用于放置雷管组件202和炸药203，其中，可以将炸药203放置于置物槽的底部，随后再放置雷管组件202。为了防止雷管组件202脱离置物槽，本发明实施例提供的爆炸组件2还包括堵头205，利用堵头205封堵置物槽。其中，堵头205上沿轴向方向设置有上下贯通的过线孔，用于使线缆穿过来与雷管组件202电性连接。堵头205可以与置物槽螺纹连接，也可以紧密配合依靠摩擦力实现连接。

在一种可能的示例中，可以采用爆炸螺栓作为爆炸组件2使用。

丢手作业完成后，爆炸本体201与打捞短节3之间断开连接，形成打捞头，为了提高打捞效率及优化打捞效果，本发明实施例中，可以使打捞短节3的上端设置成锥形打捞头结构，即，将打捞短节3的上端外表面设计成锥形表面。进一步地，打捞短节3的打捞头端部具有环形台阶，以确保能够被顺利打捞出井筒。

当炸药203爆炸时，所形成的冲击力会对爆炸本体201的壁造成冲击，为了使爆炸本体201顺利断开，在其对应于炸药203放置位置处的壁上设置削弱槽204。其中，削弱槽204可以是任意形状的槽状结构。示例地，削弱槽204的宽度沿爆炸本体201的径向方向由内至外逐渐增加，以确保在受到冲击力时，爆炸本体201可以顺利断裂。举例来说，削弱槽204可以是三角形槽状结构。

可以理解的是，打捞短节3与爆炸本体201可以为螺纹连接，且连接处位于削弱槽204的下方，如此可保证爆炸本体201与打捞短节3顺利断开，形成打捞头。基于上述结构设置，利用本发明实施例提供的丢手装置所形成的本打捞头可以设计成大尺寸，这样使其强度更高，可增加打捞作业的可靠性。

本发明实施例中，炸药203可以选用热稳定性好、机械敏感性低的三氨基三硝基苯类炸药，以确保正常作业时的安全性。

本发明实施例中，利用正向二极管402和反向二极管403来分别实现电流的正向流通和反向流通，其中，正向二极管402和反向二极管403均设置成串联的两个至四个，如此设置，可以配合高通滤波器401过滤掉一些不期望的杂波。作为示例，正向二极管402和反向二极管403均可以设置为两个，这样在保证井下滤除杂波效果，避免井下误操作。

高通滤波器401的使用可以将不期望的交流波过滤掉，其和多个正向二极管402以及多个反向二极管403配合，能够提高地面控制器对于该丢手装置的控制精度。

为了便于该丢手装置与井下作业设备的精准且快速的连接，本发明实施例中，如附图1所示，该电极组件5包括：电极接头501和穿插固定于电极接头501内部的电极极针502，其中，电极接头501与正向二级管电性连接；电极极针502用于与井下作业设备电性连接。

电极接头501同时还与打捞短节3固定连接，例如螺纹连接。

电极接头501内部沿轴向可设置有上下贯通的通孔，以用于安装电极极针502，同时，其外壁上，例如其外壁中部可以设置有卡台来与打捞短节3的端部相抵(端部以上的部分与打捞短节3固定连接)，如此可利于提高该丢手装置的使用寿命。

综上可知，本发明实施例提供的丢手装置，通过电流控制器4可以改变电流流向，进而来阻断与电极组件5连接的井下作业设备的电流流通，并引爆炸药203，使爆炸组件2与打捞短节3分离形成打捞头，从而达到安全快速丢手的目的。并且，本发明实施例提供的丢手装置的整体结构可采用分段式加工，拆卸和安装方便，利于节省作业时间。该丢手装置在进行丢手过程中不设电缆6拉断弱点，可将电缆6作业操作负荷提升至电缆6额定拉力。

另一方面，本发明实施例还提供了一种丢手方法，该丢手方法采用上述的任一种丢手装置进行，其包括：利用地面控制系统切换电流流向，使由电缆6、高通滤波器401、正向二极管402及电极组件5构成的作业通路电流断电，同时使由电缆6、高通滤波器401、反向二极管403及雷管组件202构成的丢手通路通电。

其中，雷管组件202通电点火以引爆炸药203，使削弱槽204断开，进而使爆炸本体201与打捞短节3之间断开连接，实现丢手，并形成打捞头。

本发明实施例提供的丢手方法，基于采用了上述丢手装置，可实现安全可靠且省时省力的丢手作业，并且，爆炸组件在提高丢手作业可靠性的前提下，更加安全环保。

本发明实施例提供丢手装置及丢手方法，可适用于水平井或定向井的电缆作业过程，例如，针对它们的电缆射孔、测井等作业。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，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)

1.一种丢手装置，其特征在于，所述丢手装置包括：电缆定位件、爆炸组件、打捞短节、电流控制器、电极组件以及电缆；

所述爆炸组件包括：爆炸本体、位于所述爆炸本体内部的雷管组件和炸药，其中，所述爆炸本体的外壁上对应于所述炸药的位置设置有削弱槽；

所述电缆定位件、所述爆炸本体、所述打捞短节、所述电极组件顺次固定连接；

所述电流控制器位于所述打捞短节内部，包括：高通滤波器、正向二极管和反向二极管；

所述电缆、所述高通滤波器、所述正向二极管、所述电极组件顺次串联连接，构成作业通路；

所述电缆、所述高通滤波器、所述反向二极管、所述雷管组件顺次串联连接，构成丢手通路。

2.根据权利要求1所述的丢手装置，其特征在于，所述电缆定位件包括：定位本体；

与所述定位本体上端连接的定位接头；

上部外壁与所述定位接头的内壁紧密接触，且下部外壁与所述定位本体的内壁紧密接触的压块，且所述压块的外壁上包覆有金属层；

所述定位接头、所述压块以及所述定位本体上设置有上下贯通的第一过线孔，用于使所述电缆通过。

3.根据权利要求2所述的丢手装置，其特征在于，所述压块呈梭形结构。

4.根据权利要求1所述的丢手装置，其特征在于，所述爆炸本体上沿轴向设置有上下贯通的第二过线孔，用于使所述电缆通过；

所述爆炸本体的下部沿轴向还设置有置物槽，用于放置所述雷管组件和所述炸药；

所述爆炸组件还包括堵头，用于封堵所述置物槽。

5.根据权利要求2所述的丢手装置，其特征在于，所述定位本体的下端与所述爆炸本体的上端螺纹连接，且所述丢手装置还包括：紧固件，用于使所述定位本体紧固于所述爆炸本体上。

6.根据权利要求1所述的丢手装置，其特征在于，所述打捞短节的上端设置成锥形打捞头结构。

7.根据权利要求1所述的丢手装置，其特征在于，所述削弱槽的宽度沿所述爆炸本体的径向方向由内至外逐渐增加。

8.根据权利要求1所述的丢手装置，其特征在于，所述正向二极管和所述反向二极管均设置成串联的两个至四个。

9.根据权利要求1所述的丢手装置，其特征在于，所述电极组件包括：电极接头和穿插固定于所述电极接头内部的电极极针；

所述电极接头与所述正向二级管电性连接；

所述电极极针用于与井下作业设备电性连接。

10.一种丢手方法，其特征在于，所述丢手方法采用权利要求1-9任一项所述的丢手装置，包括：利用地面控制系统切换电流流向，使由电缆、高通滤波器、正向二极管及电极组件构成的作业通路电流断电，同时使由电缆、高通滤波器、反向二极管及雷管组件构成的丢手通路通电；

雷管组件通电点火以引爆炸药，使削弱槽断开，进而使爆炸本体与打捞短节之间断开连接，实现丢手，并形成打捞头。

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