CN113790038A - 一种自驱动感应式油管内堵塞器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油气田开发工程技术领域,公开了一种自驱动感应式油管内堵塞器,包括堵塞器本体,堵塞器本体上设有压力传感器、主动轮组、从动轮组和密封胶筒,堵塞器本体内设有处理模块、第一电机和驱动模块;第一电机、驱动模块、压力传感器均与处理模块电性连接,处理模块用于根据压力传感器接收到的压力脉冲信号使驱动模块开启和关闭。本发明所提供的一种自驱动感应式油管内堵塞器,可通过处理模块设计下入深度,用压力脉冲信号使驱动模块开启使得密封胶筒和卡瓦膨胀,一次坐封,减少人为操作失误风险,提升坐封成功率。主动轮组转动带动油管内堵塞器可自行到达水平井段进行坐封,适用于大斜度井和水平井。
Description
技术领域
本发明属于油气田开发工程技术领域,具体涉及一种自驱动感应式油管内堵塞器。
背景技术
现有井下油管内堵塞器为机械式堵塞器,通过钢丝下入井内,到达坐封位置后,通过钢丝上提下放一系列动作实现坐封。在实现本发明过程中,发明人发现现有技术中至少存在如下问题:机械式堵塞器只能用于直井坐封,不能用于斜井,在起下工具串过程中容易遇阻,提前坐封,影响施工进度。大斜度井无法作业。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。为此,本发明目的在于提供一种自驱动感应式油管内堵塞器。
本发明所采用的技术方案为:
一种自驱动感应式油管内堵塞器,包括堵塞器本体,所述堵塞器本体上设有压力传感器、主动轮组、从动轮组和密封胶筒,堵塞器本体内设有电池组、处理模块、用于驱动主动轮组转动的第一电机以及与密封胶筒内部连通的驱动模块;
第一电机、驱动模块、压力传感器均与处理模块电性连接,处理模块用于根据压力传感器接收到的压力脉冲信号使驱动模块开启和关闭。
优选地,所述堵塞器本体上还设有用于统计主动轮组行走距离的距离传感器,距离传感器与处理模块电性连接,处理模块还用于根据主动轮组的行走距离控制第一电机的开启和关闭。
优选地,所述主动轮组包括分别设于堵塞器本体对称两侧的第一主动轮和第二主动轮,所述第一主动轮安装在第一悬挂架上,第二主动轮安装在第二悬挂架上,第一悬挂架上安装有第一弹簧,第二悬挂架上安装有第二弹簧,第一弹簧用于向第一悬挂架提供朝向堵塞器本体设有第一主动轮的一侧的拉力,第二弹簧用于向第二悬挂架提供朝向堵塞器本体设有第二主动轮的一侧的拉力。
优选地,所述密封胶筒内设有金属丝;密封胶筒的外侧面上设有卡瓦牙。
优选地,所述卡瓦牙包括两组,每组卡瓦牙包括多个圆周分布在密封胶筒外的卡瓦牙。
优选地,所述压力脉冲信号通过地面井口开闭导致的油管内压力变化而形成。
优选地,所述堵塞器本体可拆卸的连接有上接头。
优选地,所述驱动模块为液压泵。
优选地,所述驱动模块包括压缩气瓶、与压缩气瓶开口相连的旋塞阀、用于驱动旋塞阀开闭的第二电机。
优选地,所述堵塞器本体呈圆柱体形。
本发明的有益效果为:
本发明所提供的一种自驱动感应式油管内堵塞器,可通过处理模块设计下入深度,用压力脉冲信号使驱动模块开启使得密封胶筒和卡瓦膨胀,一次坐封,减少人为操作失误风险,提升坐封成功率。主动轮组转动带动油管内堵塞器可自行到达水平井段进行坐封,适用于大斜度井和水平井。
附图说明
图1是本发明自驱动感应式油管内堵塞器的外部结构示意图。
图2是本发明自驱动感应式油管内堵塞器的部分结构透视图。
图3是本发明自驱动感应式油管内堵塞器的原理框图。
图中:1-堵塞器本体;2-从动轮组;3-密封胶筒;41-第一主动轮;42-第一悬挂架;43-第一弹簧;44-第二主动轮;5-卡瓦牙;6-上接头。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
在本发明实施例的描述中,需要说明的是,指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系,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”仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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,或一体地连接;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。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义以及实施例中的附图,对本发明实施例中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。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步的说明。
如图1至图3所示,本实施例的一种自驱动感应式油管内堵塞器,其主体部分为堵塞器本体1,堵塞器本体1整体呈圆柱体形。堵塞器本体1的尾部可拆卸的连接有上接头6,上接头6用于连接钢丝工具串,且可以拆卸更换。
堵塞器本体1上设有压力传感器、主动轮组、从动轮组2和密封胶筒3,主动轮组设于堵塞器本体1的头部,从动轮组2设于堵塞器本体1的尾部,密封胶筒3设于主动轮组和从动轮组2之间,主动轮组用于提供油管内堵塞器前进的动力,从动轮组2用于保持尾部稳定,压力传感器可采集油管内的气压。
堵塞器本体1内设有电池组、处理模块、第一电机和驱动模块,第一电机与主动轮组相连用于驱动主动轮组转动,第一电机与主动轮组可通过链条、同步带或齿轮副等方式相连。驱动模块与密封胶筒3相连,用于使密封胶筒3膨胀和锚定在油管上;电池组用于对压力传感器、处理模块、第一电机、驱动模块以及其他用电部件提供电力。
第一电机、驱动模块、压力传感器均与处理模块电性连接,处理模块用于根据压力传感器接收到的压力脉冲信号使驱动模块开启和关闭,压力脉冲信号通过地面井口开闭导致的油管内压力变化而形成,具体的,油管内压力变化波动虽然有,但不会有大幅度的波动,而通过地面井口开闭可以使得油管内压力产生数倍的压力变化,从而形成压力脉冲信号,被压力传感器接收到,处理模块接收到压力脉冲信号后使驱动模块开启,使密封胶筒3膨胀和锚定,并在锚定结束后控制驱动模块关闭。
堵塞器本体1上还设有用于统计主动轮组行走距离的距离传感器,距离传感器与处理模块电性连接,处理模块可根据主动轮组的行走距离控制第一电机的开启和关闭。
主动轮组包括分别设于堵塞器本体1对称两侧的第一主动轮41和第二主动轮44,第一主动轮41和第二主动轮44等大。第一主动轮41安装在第一悬挂架42上,第二主动轮44安装在第二悬挂架上。距离传感器可采用计数传感器,计数传感器采集第一主动轮41转动的数量,并根据第一主动轮41的直径可以计算出第一主动轮41的行走距离,即为油管内堵塞器的行走距离,处理模块可根据行走距离和对应井的情况换算为下入深度。
第一悬挂架42上安装有第一弹簧43,第二悬挂架上安装有第二弹簧,第一弹簧43用于向第一悬挂架42提供朝向堵塞器本体1设有第一主动轮41的一侧的拉力,第二弹簧用于向第二悬挂架提供朝向堵塞器本体1设有第二主动轮44的一侧的拉力。
第一弹簧43提供的拉力可以使得第一主动轮41始终有一个与油管内壁接触的压力,同理,第二弹簧使得第二主动轮44也同时具与油管内壁接触的压力,从而使得主动轮组与油管保持压力接触,防止堵塞器本体滑落并保证距离传感器计算的准确性。
密封胶筒3内沿堵塞器本体1的轴向设有金属丝,金属丝对密封胶筒3整体提供支撑,密封胶筒3的外侧面上设有卡瓦牙5。卡瓦牙5包括两组,每组卡瓦牙5包括至少两个圆周分布在密封胶筒3外的卡瓦牙5。一组卡瓦牙5位于密封胶筒3的头部,另一组位于密封胶筒3的尾部。
在本实施例中,驱动模块为液压泵。工具入井前,通过处理模块设置好工具串入井深度,随后将整个油管内堵塞器通放入井口装置中,第一电机驱动主动轮组转动,油管内堵塞器自行向井下爬行。工具串到达设计深度以后,等待地面井口发送压力脉冲信号,压力传感器收到压力脉冲信号以后,液压泵向密封胶筒3内部泵入高压液体,使密封胶筒3膨胀密封和锚定,与此同时卡瓦牙5随着密封胶筒的膨胀张卡锚定于油管上,实现油管堵塞。
在另一实施例中,驱动模块包括压缩气瓶、旋塞阀、单流阀和第二电机,压缩气瓶依次通过旋塞阀和单流阀与密封胶筒3内部连通,第二电机可驱动旋塞阀开闭。压缩气瓶内装有高压的压缩氮气,第二电机通过齿轮副与旋塞阀的旋塞相连,通过控制旋塞的转动来控制旋塞阀的开启和关闭,在井内高温高压环境,机械控制更能保持稳定。工具串到达设计深度以后,压力传感器收到压力脉冲信号,第二电机开启,带动旋塞阀打开,高压的压缩氮气从压缩气瓶喷出,经单流阀,流向密封胶筒腔体内,使密封胶筒膨胀,密封油管,与此同时卡瓦牙随着密封胶筒的膨胀张卡锚定于油管上,实现油管堵塞。
该自驱动感应式油管内堵塞器可通过处理模块设计下入深度,主动轮组转动带动油管内堵塞器自行向井下爬行,到达设计深度以后,用压力脉冲信号使驱动模块开启使得密封胶筒和卡瓦膨胀,一次坐封,减少人为操作失误风险,提升坐封成功率。整个作业过程工具自主到达目的深度,不需要钢丝、电缆、连续油管等配套设备,从而可自行到达水平井段进行坐封,适用于大斜度井和水平井。
本发明不局限于上述可选实施方式,任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品,但不论在其形状或结构上作任何变化,凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案,均落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种自驱动感应式油管内堵塞器,包括堵塞器本体(1),其特征在于:所述堵塞器本体(1)上设有压力传感器、主动轮组、从动轮组(2)和密封胶筒(3),堵塞器本体(1)内设有电池组、处理模块、用于驱动主动轮组转动的第一电机以及与密封胶筒(3)内部连通的驱动模块;
第一电机、驱动模块、压力传感器均与处理模块电性连接,处理模块用于根据压力传感器接收到的压力脉冲信号使驱动模块开启和关闭。
2.根据权利要求1所述的自驱动感应式油管内堵塞器,其特征在于:所述堵塞器本体(1)上还设有用于统计主动轮组行走距离的距离传感器,距离传感器与处理模块电性连接,处理模块还用于根据主动轮组的行走距离控制第一电机的开启和关闭。
3.根据权利要求1所述的自驱动感应式油管内堵塞器,其特征在于:所述主动轮组包括分别设于堵塞器本体(1)对称两侧的第一主动轮(41)和第二主动轮(44),所述第一主动轮(41)安装在第一悬挂架(42)上,第二主动轮(44)安装在第二悬挂架上,第一悬挂架(42)上安装有第一弹簧(43),第二悬挂架上安装有第二弹簧,第一弹簧(43)用于向第一悬挂架(42)提供朝向堵塞器本体(1)设有第一主动轮(41)的一侧的拉力,第二弹簧用于向第二悬挂架提供朝向堵塞器本体(1)设有第二主动轮(44)的一侧的拉力。
4.根据权利要求1-3任一所述的自驱动感应式油管内堵塞器,其特征在于:所述密封胶筒(3)内设有金属丝;密封胶筒(3)的外侧面上设有卡瓦牙(5)。
5.根据权利要求4所述的自驱动感应式油管内堵塞器,其特征在于:所述卡瓦牙(5)包括两组,每组卡瓦牙(5)包括多个圆周分布在密封胶筒(3)外的卡瓦牙(5)。
6.根据权利要求1-3任一所述的自驱动感应式油管内堵塞器,其特征在于:所述压力脉冲信号通过地面井口开闭导致的油管内压力变化而形成。
7.根据权利要求1-3任一所述的自驱动感应式油管内堵塞器,其特征在于:所述堵塞器本体(1)可拆卸的连接有上接头(6)。
8.根据权利要求1-3任一所述的自驱动感应式油管内堵塞器,其特征在于:所述驱动模块为液压泵。
9.根据权利要求1-3任一所述的自驱动感应式油管内堵塞器,其特征在于:所述驱动模块包括压缩气瓶、与压缩气瓶开口相连的旋塞阀、用于驱动旋塞阀开闭的第二电机。
10.根据权利要求1-3任一所述的自驱动感应式油管内堵塞器,其特征在于:所述堵塞器本体(1)呈圆柱体形。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211214 |