CN112943142A - 一种偏心振动解封节流器的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种偏心振动解封节流器的装置及方法，包括连续油管，连续油管的末端连接电机，电机的输出轴键连接偏心振子，偏心振子至少具有可沿轴向运动和沿周向旋转的震击部，震击部正对目标节流器的中心杆。通过电缆通电使电机带动偏心振子产生高频周向震动，带动推力螺杆返复震击节流器中心杆，达到松动解卡、解封节流器的目的。

Description

一种偏心振动解封节流器的装置及方法

技术领域

本发明属于井下作业技术领域，具体涉及一种偏心振动解封节流器的装置及方法。

背景技术

目前，部分气井在生产过程中会出现卡瓦式井下节流器在油管内卡死无法解封的现象，导致节流器无法打捞，影响气井正常生产，目前常用的钢丝作业下击解封力有限，无法解决节流器卡死的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种偏心振动解封节流器的装置及方法，以克服上述技术缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种偏心振动解封节流器的装置，包括连续油管，连续油管的末端连接电机，电机的输出轴键连接偏心振子，偏心振子至少具有可沿轴向运动和沿周向旋转的震击部，震击部正对目标节流器的中心杆。

进一步地，偏心振子包括偏心套，偏心套的中心通道分为头部和尾部，电机的输出轴键连接插入其中心通道头部，偏心振子的正下方设有贯穿式电机，贯穿式电机的中心旋接有推力螺杆，推力螺杆旋合插入偏心套中心通道的尾部，且推力螺杆的末端为震击部。

优选地，偏心套包括外偏心套和内偏心套，两个偏心套的中心通道的轴向中心线重合而重心不同，其中外偏心套的内圆周面与内偏心套的外圆周面之间形成环形空间，环形空间内设有套设于内偏心套的轴承，两个偏心套的底部设有端盖，端盖固接于外偏心套的底端面。

进一步地，内偏心套的本体设有贯穿孔，贯穿孔的中心轴线平行于内偏心套的中心通道的轴向中心线，且在两个偏心套形成的环形空间内设有挡圈，挡圈螺纹套设于内偏心套，且挡圈位于轴承的下方。

优选地，内偏心套的中心通道固定嵌有螺纹套，贯穿式电机的推力螺杆旋合于螺纹套，且在贯穿式电机的驱动下推力螺杆在螺纹套内沿轴向上下运动。

进一步地，贯穿式电机的中空腔内固接有螺母，螺母的中心轴线与贯穿式电机的中空腔的中心轴线重合，贯穿式电机的推力螺杆旋合于螺母。

优选地，推力螺杆的末端端面沿径向延伸形成圆盘，圆盘的边沿垂直延伸形成环形壁，环形壁与圆盘共同组成向内凹陷的供目标节流器的中心杆嵌插的震击部。

进一步地，螺纹套的内壁上部设有用于限制推力螺杆的上行位置的光电接近开关，光电接近开关包括相对而设的发射端和接收端；

用于供电机的输出轴插入的外偏心套的中心通道头部沿径向设有限位板，限位板是用柔性材料制成的限制推力螺杆的最高位置的结构。

优选地，外偏心套的外圆周面套设有弹性件，弹性件为用于防止其碰触挤压撞击目标节流器所在井筒内壁的环形件。

本发明还提供了一种偏心振动解封节流器的方法，包括偏心振动解封节流器的装置，解封方法具体如下：

选择待解封的节流器作为目标节流器；

利用连续油管下放偏心振子至井内；

电缆给电机和贯穿式电机供电，启动两个电机；

电机带动偏心振子产生周向振动；

同时贯穿式电机带动推力螺杆上下运动；

推力螺杆在往返震击目标节流器的中心杆。

本发明的有益效果如下：

本发明提供了一种偏心振动解封节流器的装置及方法，通过电缆通电使电机带动偏心振子产生高频周向震动，带动推力螺杆返复震击节流器中心杆，达到松动解卡、解封，同时侧向锚牙伸出锚定在油管内壁，克服解封节流器时的反作用力，解封力通过地面电流反映和控制，解封后或仍无法解封时，地面控制使微型泵反向工作，收回锚爪及顶杆，如解封，则起出节流器，如未解封，则起出打捞筒。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是偏心振动解封节流器的装置的结构示意图。

图2是偏心振子的结构示意图。

图3是限位螺纹套的结构示意图。

附图标记说明：

1.连续油管；2.电机；3.偏心振子；4.震击部；5.中心杆；6.推力螺杆；7.贯穿式电机；8.外偏心套；9.内偏心套；10.轴承；11.端盖；12.挡圈；13.螺纹套；14.螺母；15.发射端；16.接收端；17.限位板；18.弹性件。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

需说明的是，在本发明中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的偏心振动解封节流器的装置的上、下、左、右。

现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

第一实施方式

本实施方式涉及一种偏心振动解封节流器的装置，如图1所示，包括连续油管1，连续油管1的末端连接电机2，电机2的输出轴键连接偏心振子3，偏心振子3至少具有可沿轴向运动和沿周向旋转的震击部4，震击部4正对目标节流器的中心杆5。

偏心振动解封节流器的装置的工作原理如下：

选择待解封的节流器作为目标节流器，利用连续油管1下放偏心振子3至井内，电缆给电机2和贯穿式电机7供电，启动两个电机，电机2带动偏心振子3产生周向振动，偏心振子3带动震击部4产生高频周向振动，同时震击部4轴向往返震击目标节流器的中心杆5。

偏心振子3的作用是产生高频周向振动，为震击部4提供振动源。

需要说明的是，震击部4同时可以周向振动和轴向移动，即在振动的同时轴向震击目标节流器的中心杆5，且震击部4是往返式周期性运动。

在应用偏心振动解封节流器的装置时，电缆给电机供电，电机带动偏心振子工作，带动震击部4反复震击节流器中心杆，达到松动解卡、解封。

第二实施方式

本实施方式涉及一种偏心振动解封节流器的装置，如图1所示，包括连续油管1，连续油管1的末端连接电机2，电机2的输出轴键连接偏心振子3，偏心振子3至少具有可沿轴向运动和沿周向旋转的震击部4，震击部4正对目标节流器的中心杆5。

参照图2,，偏心振子3包括偏心套，偏心套的中心通道分为头部和尾部，电机2的输出轴键连接插入其中心通道头部，偏心振子3的正下方设有贯穿式电机7，贯穿式电机7的中心旋接有推力螺杆6，推力螺杆6旋合插入偏心套中心通道的尾部，且推力螺杆6的末端为震击部4。

电机2带动偏心振子3产生高频周向振动，即带动偏心套产生高频周向振动，而推力螺杆6的上半部旋合插入偏心套，因此在偏心套的高频周向振动下，推力螺杆6也会产生周向振动。

推力螺杆6在周向振动的同时，贯穿式电机7驱动推力螺杆6周期性往复轴向运动，因此推力螺杆6在震击目标节流器的中心杆5的同时也会振动中心杆5，以此使用径向力和轴向力同时撞击中心杆5，增大震击力，使中心杆5快速解封解卡。

参照图2，偏心套包括外偏心套8和内偏心套9，两个偏心套的中心通道的轴向中心线重合而重心不同，其中外偏心套8的内圆周面与内偏心套9的外圆周面之间形成环形空间，环形空间内设有套设于内偏心套9的轴承8，两个偏心套的底部设有端盖11，端盖11固接于外偏心套8的底端面。

外偏心套8和内偏心套9的重心均偏离轴承8形成的回转中心，且内偏心套9通过轴承8安装到所述外偏心套8的内腔中，使内偏心套9可以在外偏心套8内灵活转动，可以实现在旋转中调整两个偏心套的夹角来调整激振力。

端盖11的结构如图2所示，端盖11的上端面中部垂直向上延伸形成压环，压环抵靠在轴承8的外圈，以使端盖11稳定地抵靠于轴承8。

内偏心套9的本体设有贯穿孔，贯穿孔的中心轴线平行于内偏心套9的中心通道的轴向中心线，且在两个偏心套形成的环形空间内设有挡圈12，挡圈12螺纹套设于内偏心套9，且挡圈12位于轴承8的下方。

为了固定轴承8的内圈，在内偏心套9的外圆周面套设挡圈12，挡圈12固接于内偏心套9。

参照图2，内偏心套9的中心通道固定嵌有螺纹套13，贯穿式电机7的推力螺杆6旋合于螺纹套13，且在贯穿式电机7的驱动下推力螺杆6在螺纹套13内沿轴向上下运动。

贯穿式电机7的中空腔内固接有螺母14，螺母14的中心轴线与贯穿式电机7的中空腔的中心轴线重合，贯穿式电机7的推力螺杆6旋合于螺母14。

贯穿式电机7驱动推力螺杆6沿着螺母14和螺纹套13上下轴向运动，向下运动时推力螺杆6震击中心杆5，需要说明的是，贯穿式电机7与端盖11可以接触，两个电机可同步。

为了增大中心杆5的震击面积，推力螺杆6的末端端面沿径向延伸形成圆盘，圆盘的边沿垂直延伸形成环形壁，环形壁与圆盘共同组成向内凹陷的供目标节流器的中心杆5嵌插的震击部4，震击时，中心杆5顶端插入震击部4并在其内晃动，也可起到限位保护作用。

为了避免推力螺杆6轴向窜出，螺纹套13的内壁上部设有用于限制推力螺杆6的上行位置的光电接近开关，参照图3，光电接近开关包括相对而设的发射端15和接收端16，当推力螺杆6接近光电接近开关时，接收端16无法接收发射端15发射的光电信号，将此信号传输至控制器，控制器控制贯穿式电机7的运动。

同样地，控制器同时控制电机2的运动。

用于供电机2的输出轴插入的外偏心套8的中心通道头部沿径向设有限位板17，限位板17是用柔性材料制成的限制推力螺杆6的最高位置的结构，限位板17与光电接近开关共同使用可以双重保护推力螺杆6，避免其轴向窜出。

外偏心套8的外圆周面套设有弹性件18，弹性件18为用于防止其碰触挤压撞击目标节流器所在井筒内壁的环形件，弹性件18可以保护外偏心套8撞击井壁，避免外偏心套8的损坏。

第三实施方式

一种偏心振动解封节流器的方法，包括偏心振动解封节流器的装置，解封方法具体如下：

选择待解封的节流器作为目标节流器；

利用连续油管1下放偏心振子3至井内；

电缆给电机2和贯穿式电机7供电，启动两个电机；

电机2带动偏心振子3产生周向振动；

同时贯穿式电机7带动推力螺杆6上下运动；

推力螺杆6在往返震击目标节流器的中心杆5。

其中偏心振动解封节流器的装置，包括连续油管1，连续油管1的末端连接电机2，电机2的输出轴键连接偏心振子3，偏心振子3至少具有可沿轴向运动和沿周向旋转的震击部4，震击部4正对目标节流器的中心杆5。

偏心振子3包括偏心套，偏心套的中心通道分为头部和尾部，电机2的输出轴键连接插入其中心通道头部，偏心振子3的正下方设有贯穿式电机7，贯穿式电机7的中心旋接有推力螺杆6，推力螺杆6旋合插入偏心套中心通道的尾部，且推力螺杆6的末端为震击部4。

偏心套包括外偏心套8和内偏心套9，两个偏心套的中心通道的轴向中心线重合而重心不同，其中外偏心套8的内圆周面与内偏心套9的外圆周面之间形成环形空间，环形空间内设有套设于内偏心套9的轴承8，两个偏心套的底部设有端盖11，端盖11固接于外偏心套8的底端面。

内偏心套9的本体设有贯穿孔，贯穿孔的中心轴线平行于内偏心套9的中心通道的轴向中心线，且在两个偏心套形成的环形空间内设有挡圈12，挡圈12螺纹套设于内偏心套9，且挡圈12位于轴承8的下方。

内偏心套9的中心通道固定嵌有螺纹套13，贯穿式电机7的推力螺杆6旋合于螺纹套13，且在贯穿式电机7的驱动下推力螺杆6在螺纹套13内沿轴向上下运动。

贯穿式电机7的中空腔内固接有螺母14，螺母14的中心轴线与贯穿式电机7的中空腔的中心轴线重合，贯穿式电机7的推力螺杆6旋合于螺母14。

推力螺杆6的末端端面沿径向延伸形成圆盘，圆盘的边沿垂直延伸形成环形壁，环形壁与圆盘共同组成向内凹陷的供目标节流器的中心杆5嵌插的震击部4。

螺纹套13的内壁上部设有用于限制推力螺杆6的上行位置的光电接近开关，光电接近开关包括相对而设的发射端15和接收端16。

用于供电机2的输出轴插入的外偏心套8的中心通道头部沿径向设有限位板17，限位板17是用柔性材料制成的限制推力螺杆6的最高位置的结构。

外偏心套8的外圆周面套设有弹性件18，弹性件18为用于防止其碰触挤压撞击目标节流器所在井筒内壁的环形件。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种偏心振动解封节流器的装置，其特征在于，包括连续油管（1），所述连续油管（1）的末端连接电机（2），电机（2）的输出轴键连接偏心振子（3），偏心振子（3）至少具有可沿轴向运动和沿周向旋转的震击部（4），所述震击部（4）正对目标节流器的中心杆（5）。

2.如权利要求1所述的偏心振动解封节流器的装置，其特征在于，所述偏心振子（3）包括偏心套，偏心套的中心通道分为头部和尾部，电机（2）的输出轴键连接插入其中心通道头部，偏心振子（3）的正下方设有贯穿式电机（7），贯穿式电机（7）的中心旋接有推力螺杆（6），推力螺杆（6）旋合插入偏心套中心通道的尾部，且推力螺杆（6）的末端为震击部（4）。

3.如权利要求2所述的偏心振动解封节流器的装置，其特征在于，所述偏心套包括外偏心套（8）和内偏心套（9），两个偏心套的中心通道的轴向中心线重合而重心不同，其中外偏心套（8）的内圆周面与内偏心套（9）的外圆周面之间形成环形空间，环形空间内设有套设于内偏心套（9）的轴承（8），两个偏心套的底部设有端盖（11），端盖（11）固接于外偏心套（8）的底端面。

4.如权利要求3所述的偏心振动解封节流器的装置，其特征在于，所述内偏心套（9）的本体设有贯穿孔，贯穿孔的中心轴线平行于内偏心套（9）的中心通道的轴向中心线，且在两个偏心套形成的环形空间内设有挡圈（12），挡圈（12）螺纹套设于内偏心套（9），且挡圈（12）位于轴承（8）的下方。

5.如权利要求4所述的偏心振动解封节流器的装置，其特征在于，所述内偏心套（9）的中心通道固定嵌有螺纹套（13），贯穿式电机（7）的推力螺杆（6）旋合于所述螺纹套（13），且在贯穿式电机（7）的驱动下所述推力螺杆（6）在螺纹套（13）内沿轴向上下运动。

6.如权利要求5所述的偏心振动解封节流器的装置，其特征在于，所述贯穿式电机（7）的中空腔内固接有螺母（14），螺母（14）的中心轴线与贯穿式电机（7）的中空腔的中心轴线重合，贯穿式电机（7）的推力螺杆（6）旋合于所述螺母（14）。

7.如权利要求2所述的偏心振动解封节流器的装置，其特征在于，所述推力螺杆（6）的末端端面沿径向延伸形成圆盘，圆盘的边沿垂直延伸形成环形壁，环形壁与圆盘共同组成向内凹陷的供目标节流器的中心杆（5）嵌插的震击部（4）。

8.如权利要求5所述的偏心振动解封节流器的装置，其特征在于，所述螺纹套（13）的内壁上部设有用于限制推力螺杆（6）的上行位置的光电接近开关，光电接近开关包括相对而设的发射端（15）和接收端（16）；

用于供电机（2）的输出轴插入的外偏心套（8）的中心通道头部沿径向设有限位板（17），所述限位板（17）是用柔性材料制成的限制推力螺杆（6）的最高位置的结构。

9.如权利要求5所述的偏心振动解封节流器的装置，其特征在于，所述外偏心套（8）的外圆周面套设有弹性件（18），弹性件（18）为用于防止其碰触挤压撞击目标节流器所在井筒内壁的环形件。

10.一种偏心振动解封节流器的方法，其特征在于，包括如权利要求1～9中任一权利要求所述的偏心振动解封节流器的装置，解封方法具体如下：

选择待解封的节流器作为目标节流器；

利用连续油管（1）下放偏心振子（3）至井内；

电缆给电机（2）和贯穿式电机（7）供电，启动两个电机；

电机（2）带动偏心振子（3）产生周向振动；

同时贯穿式电机（7）带动推力螺杆（6）上下运动；

推力螺杆（6）在往返震击目标节流器的中心杆（5）。

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