CN113863882A - 一种带压下泵井筒控制工具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带压下泵井筒控制工具，包括固定部和活动部，活动部位于固定部的上方，活动部包括上接头、上中心管、液缸筒和活塞，上接头的外壁底部与液缸筒的内壁顶部固定连接，上接头的内壁底部与上中心管的外壁顶部固定连接，上中心管和液缸筒之间设有活塞；固定部包括下接头和轨迹中心管，轨迹中心管的外侧壁上设有从上到下依次设置的内连通孔、导轨和调节组件，轨迹中心管内设有限位圈和限位槽，限位圈的底面一侧设有第二阀球，限位槽内设有下下兰，下下兰和第二阀球之间设有顶紧弹簧。本发明采用上述结构的带压下泵井筒控制工具，能够实现重复开关井和带压起下管柱，防喷等待时间短，保证井筒的整体产能和使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及井筒控制工具技术领域，特别是涉及一种带压下泵井筒控制工具。
背景技术
现阶段国际公认压后放喷阶段应尽早提前介入机采，下入泵排工具如电潜泵，可以节约储层能量，对于提高页岩油单井整体产能，延长油井寿命有着重要意义。但现有技术无法满足放喷阶段带压(≥10Mpa)下电潜泵的要求，只能等井口压力降为0左右才可以进行下泵作业或者10Mpa以内采取气井带压下泵，而带压下泵不但费用高(100万/次)、不能重复开关井和带压起下管柱，也降低井筒使用寿命，同时由于放喷时间长也影响整体产能。因此有必要研发一种带压下泵井筒控制工具，以保证井筒的整体产能和使用寿命，同时能够实现重复开关井。
发明内容
本发明的目的是提供一种带压下泵井筒控制工具，能够实现重复开关井和带压起下管柱，防喷等待时间短，保证井筒的整体产能和使用寿命。
为实现上述目的，本发明提供了一种带压下泵井筒控制工具，包括固定部和活动部，所述活动部位于所述固定部的上方，所述活动部包括上接头、上中心管、液缸筒和活塞，所述上接头的外侧壁上设有从上到下依次设置的加强圈、密封凹槽和让位凹槽，所述上接头的内侧壁上设有从上到下依次设置的上凸台、传压孔和下凸台，所述传压孔与所述让位凹槽相连通，所述上凸台处设有上下兰，所述下凸台处设有球阀座，所述球阀座的顶面设有第一阀球，所述上接头的外壁底部与所述液缸筒的内壁顶部固定连接，且所述液缸筒的顶端与所述加强圈相接触，所述上接头的内壁底部与所述上中心管的外壁顶部固定连接，且所述上中心管的顶端与所述球阀座的底面相接触，所述上中心管的外壁上设有限位凸圈和连接凹槽，所述限位凸圈的顶面与所述上接头的底端接触连接，所述限位凸圈的底面与所述活塞的顶端接触连接，所述限位凸圈的截面半径小于所述让位凹槽的截面半径，所述上中心管和所述液缸筒之间设有活塞，所述活塞的侧壁上设有与外部连通的外连通孔，所述活塞的顶端设有与所述液缸筒活动连接的密封块，所述活塞的底端与套环固定连接，所述套环内设有销钉活动套，所述销钉活动套内设有换向销钉；
所述固定部包括下接头和轨迹中心管，所述轨迹中心管的底部与所述下接头的顶部连接，所述轨迹中心管的顶部固定连接在所述上中心管的连接凹槽内，所述轨迹中心管的外侧壁上设有从上到下依次设置的内连通孔、导轨和调节组件，所述导轨与所述换向销钉对应设置，所述轨迹中心管内设有限位圈和限位槽，所述限位槽位于所述限位圈的底部，所述限位圈的底面一侧设有第二阀球，所述限位槽内设有下下兰，所述下下兰的底面与所述下接头相接触，所述下下兰上设有与所述轨迹中心管的中轴线平行设置的导流孔，所述下下兰和所述第二阀球之间设有顶紧弹簧；
所述导轨包括相互连通的长轨道、短轨道和转向轨道，所述长轨道和所述短轨道沿所述轨迹中心管的外侧壁的周向均匀交替设置，所述转向轨道对应设置在所述长轨道和所述短轨道的下方，所述短轨道的顶端到所述内连通孔的距离等于所述转向销钉到所述外连通孔的距离，所述长轨道的顶端到所述内连通孔的距离小于所述转向销钉到所述外连通孔的距离，所述长轨道和所述短轨道均包括等宽段和渐宽段，所述等宽段与所述转向销钉的结构相匹配，所述等宽段的顶端设有第一弧形封口边，所述等宽段的底端与所述渐宽段连接，所述长轨道的渐宽段与所述短轨道的渐宽段位于同一水平高度，相邻的两个所述渐宽段的底端通过第一圆弧边连接，所述转向轨道包括竖直边、倾斜边和第二弧形封口边，所述第二弧形封口边的两端分别与所述竖直边的底端和所述倾斜边的底端连接，所述竖直边与所述等宽段平行设置，所述倾斜边到所述竖直边的距离从上到下逐渐减小，相邻的两个所述转向轨道的顶部之间通过第二圆弧边连接，所述第二圆弧边的顶端高于所述第一圆弧边的底端，所述第一圆弧边和所述第二圆弧边交错设置，且相邻的两个第一圆弧边和所述第二圆弧边之间的距离大于所述等宽段的宽度。
优选的，所述上下兰的凸沿与所述上凸台相适配，且所述上下兰的外壁与所述上接头的内壁螺纹连接，所述上下兰内设有与所述上接头的中心轴平行设置的过油孔。
优选的，所述调节组件包括调节环、单向推力球轴承和调节弹簧，所述调节环与所述轨迹中心管的底部固定连接，单向推力球轴承固定在所述调节环的顶面，所述调节弹簧套设在所述轨迹中心管上，且所述调节弹簧的一端与所述单向推力球轴承连接，所述调节弹簧的另一端与所述套环连接。
优选的，所述上接头与所述液缸筒之间、所述上接头与所述上中心管之间、所述活塞与所述套环之间、所述下接头与所述轨迹中心管之间、所述轨迹中心管与所述上中心管之间、所述调节环与所述轨迹中心管之间均采用螺纹连接和螺钉连接的双重固定方式。
优选的，所述密封凹槽内、所述球阀座与所述上接头之间、所述密封块与所述液缸筒之间、所述活塞与所述轨迹中心管之间、所述上中心管与所述轨迹中心管的螺纹连接处的两端、所述轨迹中心管与所述下接头之间均设置有密封圈，所述内连通孔的上下两端均设有位于所述轨迹中心管和所述活塞之间的密封垫圈。
优选的，所述渐宽段包括延伸边和扩口边，所述延伸边与所述等宽段的一侧边位于同一直线上，所述扩口边到所述延伸边的距离从上到下逐渐增大。
优选的，所述外连通孔的孔径小于所述内连通孔的孔径。
优选的，所述上接头的顶端设有位于所述上凸台上方的内螺纹接口，所述下接头的底端设有外螺纹接口。
因此，本发明采用上述结构的带压下泵井筒控制工具，能够实现重复开关井和带压起下管柱，防喷等待时间短，保证井筒的整体产能和使用寿命。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1是本发明带压下泵井筒控制工具实施例的示意图；
图2是本发明带压下泵井筒控制工具中活动部的实施例的示意图；
图3是本发明带压下泵井筒控制工具中固定部的实施例的示意图；
图4是本发明带压下泵井筒控制工具中导轨沿轨迹中心管的圆柱面展开后的示意图。
附图标记
1、上接头；2、上中心管；3、液缸筒；4、活塞；5、加强圈；6、密封凹槽；7、让位凹槽；8、传压孔；9、上下兰；10、球阀座；11、第一阀球；12、限位凸圈；13、外连通孔；14、套环；15、销钉活动套；16、换向销钉；17、下接头；18、轨迹中心管；19、限位圈；20、第二阀球；21、下下兰；22、顶紧弹簧；23、内连通孔；24、导轨；241、长轨道；242、短轨道；243、转向轨道；25、调节环；26、单向推力球轴承；27、调节弹簧。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
如图所示，一种带压下泵井筒控制工具，包括固定部和活动部，活动部位于固定部的上方。活动部包括上接头1、上中心管2、液缸筒3和活塞4，上接头1的外侧壁上设有从上到下依次设置的加强圈5、密封凹槽6和让位凹槽7，上接头1的内侧壁上设有从上到下依次设置的上凸台、传压孔8和下凸台，传压孔8与让位凹槽7相连通。上凸台处设有上下兰9，上下兰9的凸沿与上凸台相适配，且上下兰9的外壁与上接头1的内壁螺纹连接，上下兰9内设有与上接头1的中心轴平行设置的过油孔。下凸台处设有球阀座10，球阀座10的顶面设有第一阀球11，第一阀球11能够保证油路走向只能从上中心管2流至上接头1而不能从上接头1流向上中心管2。上接头1的顶端设有位于上凸台上方的内螺纹接口，内螺纹接口方便带压下泵井筒控制工具的顶端与桥塞连接。上接头1的外壁底部与液缸筒3的内壁顶部固定连接，上接头1与液缸筒3之间采用螺纹连接和螺钉连接的双重固定方式，保证上接头1与液缸筒3连接的稳固性。液缸筒3的顶端与加强圈5相接触，进一步保证液缸筒3与上接头1连接的稳固性。上接头1的内壁底部与上中心管2的外壁顶部固定连接，上接头1与上中心管2之采用螺纹连接和螺钉连接的双重固定方式，双重固定方式能够保证连接的稳固性。上中心管2的顶端与球阀座10的底面相接触，以将球阀座10顶紧在下凸台上，保证球阀座10的稳定性。上中心管2的外壁上设有限位凸圈12和连接凹槽，限位凸圈12的顶面与上接头1的底端接触连接，限位凸圈12的底面与活塞4的顶端接触连接。限位凸圈12的截面半径小于让位凹槽7的截面半径，使上接头1内的油液能够通过传压孔8和让位凹槽7流至活塞4的顶面，实现对活塞4的加压和泄压。上中心管2和液缸筒3之间设有活塞4，活塞4的侧壁上设有与外部连通的外连通孔13，活塞4的顶端设有与液缸筒3活动连接的密封块，活塞4的底端与套环14固定连接，活塞4与套环14之间采用螺纹连接和螺钉连接的双重固定方式，保证活塞4与套环14连接的稳固性。套环14内设有销钉活动套15，销钉活动套15内设有换向销钉16，销钉活动套15能够使换向销钉16在套环14内旋转活动。
固定部包括下接头17和轨迹中心管18，下接头17的底端设有外螺纹接口，轨迹中心管18的底部与下接头17的顶部连接，下接头17与轨迹中心管18之间采用螺纹连接和螺钉连接的双重固定方式，保证下接头17与轨迹中心管18连接的稳固性。轨迹中心管18的顶部固定连接在上中心管2的连接凹槽内，上中心管2与轨迹中心管18之间采用螺纹连接和螺钉连接的双重固定方式，保证上中心管2与轨迹中心管18连接的稳固性。
轨迹中心管18内设有限位圈19和限位槽，限位槽位于限位圈19的底部。限位圈19的底面一侧设有第二阀球20，限位槽内设有下下兰21，下下兰21上设有与轨迹中心管18的中轴线平行设置的导流孔。下下兰21的底面与下接头17相接触，使得下接头17能够将下下兰21顶紧固定在限位槽内。下下兰21和第二阀球20之间设有顶紧弹簧22，顶紧弹簧22能够推动第二阀球20紧贴在轨迹中心管18内部的限位圈19上，在下管柱过程中，有效防止井内液体通过下接头17涌入轨迹中心管18进而进入油管内，保证能够实现带压起下管柱。轨迹中心管18的外侧壁上设有从上到下依次设置的内连通孔23、导轨24和调节组件，外连通孔13的孔径小于内连通孔23的孔径，有效防止油液经过外连通孔13和内连通孔23进入轨迹中心管18时会在轨迹中心管18与活塞4之间的缝隙内产生一部分滞留物。调节组件包括调节环25、单向推力球轴承26和调节弹簧27，调节环25与轨迹中心管18的底部固定连接，单向推力球轴承26固定在调节环25的顶面，调节弹簧27套设在轨迹中心管18上，且调节弹簧27的一端与单向推力球轴承26连接，调节弹簧27的另一端与套环14连接，旋转调节环25能够改变调节弹簧27的松紧，进而调节推动活塞4需要使用的压力。调节环25与轨迹中心管18之间采用螺纹连接和螺钉连接的双重固定方式，利用螺纹连接实现调节环25在轴向位置的调节，再利用螺钉连接防止调节环25旋转实现轴向定位，保证调节环25与轨迹中心管18连接的稳固性。
导轨24与换向销钉16对应设置，导轨24包括相互连通的长轨道241、短轨道242和转向轨道243，导轨24能够实现换向销钉16运动轨迹的改变，进而调整外连通孔13和内连通孔23之间的位置关系，实现重复开关井的操作。长轨道241和短轨道242沿轨迹中心管18的外侧壁的周向均匀交替设置，转向轨道243对应设置在长轨道241和短轨道242的下方，短轨道242的顶端到内连通孔23的距离等于转向销钉到外连通孔13的距离，长轨道241的顶端到内连通孔23的距离小于转向销钉到外连通孔13的距离。长轨道241和短轨道242均包括等宽段和渐宽段，等宽段与转向销钉的结构相匹配，等宽段的顶端设有第一弧形封口边，等宽段的底端与渐宽段连接。长轨道241的渐宽段与短轨道242的渐宽段位于同一水平高度，相邻的两个渐宽段的底端通过第一圆弧边连接。渐宽段包括延伸边和扩口边，延伸边与等宽段的一侧边位于同一直线上，扩口边到延伸边的距离从上到下逐渐增大。转向轨道243包括竖直边、倾斜边和第二弧形封口边，第二弧形封口边的两端分别与竖直边的底端和倾斜边的底端连接，竖直边与等宽段平行设置，倾斜边到竖直边的距离从上到下逐渐减小。相邻的两个转向轨道243的顶部之间通过第二圆弧边连接，第二圆弧边的顶端高于第一圆弧边的底端，第一圆弧边和第二圆弧边交错设置，且相邻的两个第一圆弧边和第二圆弧边之间的距离大于等宽段的宽度。
密封凹槽6内、球阀座10与上接头1之间、密封块与液缸筒3之间、活塞4与轨迹中心管18之间、上中心管2与轨迹中心管18的螺纹连接处的两端、轨迹中心管18与下接头17之间均设置有密封圈，内连通孔23的上下两端均设有位于轨迹中心管18和活塞4之间的密封垫圈，密封圈和密封垫圈能够保证各部件连接处的密封性。
起下管柱：换向销钉16位于导轨24的长轨道241顶部，活塞4上的外连通孔13与轨迹中心管18上的内连通孔23不在同一水平高度故不连通，带压下泵井筒控制工具处于关闭状态，第二阀球20紧贴在轨迹中心管18内部的限位圈19上封闭井内高压，使得高压液体不会进入油管，实现带压起下管柱。
开启(生产)：油管打压，高压液体经过上接头1的传压孔8和让位凹槽7到达活塞4的顶端，当高于井内压力3-4MPa时，推动活塞4下行，换向销钉16沿轨迹中心管18的导轨24下行，到达导轨24底部后油管泄压，调节弹簧27推动换向销钉16与活塞4上行，换向销钉16到达导轨24的短轨道242顶部，活塞4上的外连通孔13与轨迹中心管18上的内连通孔23处于同一水平高度故连通，实现带压下泵井筒控制工具的开启，可以正常生产。
关闭：油管打压，高压液体经过上接头1的传压孔8和让位凹槽7到达活塞4的顶端，当高于井内压力3-5MPa时，推动活塞4下行，换向销钉16沿轨迹中心管18的导轨24下行，到达导轨24底部后油管泄压，调节弹簧27推动换向销钉16与活塞4上行，换向销钉16到导轨24的长轨道241顶部，活塞4上的外连通孔13与轨迹中心管18上的内连通孔23不在同一水平高度故不连通，实现带压下泵井筒控制工具的关闭，可以起下管柱。
因此，本发明采用上述结构的带压下泵井筒控制工具，能够实现重复开关井和带压起下管柱，防喷等待时间短，保证井筒的整体产能和使用寿命。
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进行限制，尽管参照较佳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：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种带压下泵井筒控制工具，其特征在于：包括固定部和活动部，所述活动部位于所述固定部的上方，所述活动部包括上接头、上中心管、液缸筒和活塞，所述上接头的外侧壁上设有从上到下依次设置的加强圈、密封凹槽和让位凹槽，所述上接头的内侧壁上设有从上到下依次设置的上凸台、传压孔和下凸台，所述传压孔与所述让位凹槽相连通，所述上凸台处设有上下兰，所述下凸台处设有球阀座，所述球阀座的顶面设有第一阀球，所述上接头的外壁底部与所述液缸筒的内壁顶部固定连接，且所述液缸筒的顶端与所述加强圈相接触，所述上接头的内壁底部与所述上中心管的外壁顶部固定连接，且所述上中心管的顶端与所述球阀座的底面相接触，所述上中心管的外壁上设有限位凸圈和连接凹槽，所述限位凸圈的顶面与所述上接头的底端接触连接，所述限位凸圈的底面一侧与所述活塞的顶端接触连接，所述限位凸圈的截面半径小于所述让位凹槽的截面半径，所述上中心管和所述液缸筒之间设有活塞，所述活塞的侧壁上设有与外部连通的外连通孔，所述活塞的顶端设有与所述液缸筒活动连接的密封块，所述活塞的底端与套环固定连接，所述套环内设有销钉活动套，所述销钉活动套内设有换向销钉；
所述固定部包括下接头和轨迹中心管，所述轨迹中心管的底部与所述下接头的顶部连接，所述轨迹中心管的顶部固定连接在所述上中心管的连接凹槽内，所述轨迹中心管的外侧壁上设有从上到下依次设置的内连通孔、导轨和调节组件，所述导轨与所述换向销钉对应设置，所述轨迹中心管内设有限位圈和限位槽，所述限位槽位于所述限位圈的底部，所述限位圈的底面一侧设有第二阀球，所述限位槽内设有下下兰，所述下下兰的底面与所述下接头相接触，所述下下兰上设有与所述轨迹中心管的中轴线平行设置的导流孔，所述下下兰和所述第二阀球之间设有顶紧弹簧；
所述导轨包括相互连通的长轨道、短轨道和转向轨道，所述长轨道和所述短轨道沿所述轨迹中心管的外侧壁的周向均匀交替设置，所述转向轨道对应设置在所述长轨道和所述短轨道的下方，所述短轨道的顶端到所述内连通孔的距离等于所述转向销钉到所述外连通孔的距离，所述长轨道的顶端到所述内连通孔的距离小于所述转向销钉到所述外连通孔的距离，所述长轨道和所述短轨道均包括等宽段和渐宽段，所述等宽段与所述转向销钉的结构相匹配，所述等宽段的顶端设有第一弧形封口边，所述等宽段的底端与所述渐宽段连接，所述长轨道的渐宽段与所述短轨道的渐宽段位于同一水平高度，相邻的两个所述渐宽段的底端通过第一圆弧边连接，所述转向轨道包括竖直边、倾斜边和第二弧形封口边，所述第二弧形封口边的两端分别与所述竖直边的底端和所述倾斜边的底端连接，所述竖直边与所述等宽段平行设置，所述倾斜边到所述竖直边的距离从上到下逐渐减小，相邻的两个所述转向轨道的顶部之间通过第二圆弧边连接，所述第二圆弧边的顶端高于所述第一圆弧边的底端，所述第一圆弧边和所述第二圆弧边交错设置，且相邻的两个第一圆弧边和所述第二圆弧边之间的距离大于所述等宽段的宽度。
2.根据权利要求1所述的带压下泵井筒控制工具，其特征在于：所述上下兰的凸沿与所述上凸台相适配，且所述上下兰的外壁与所述上接头的内壁螺纹连接，所述上下兰内设有与所述上接头的中心轴平行设置的过油孔。
3.根据权利要求2所述的带压下泵井筒控制工具，其特征在于：所述调节组件包括调节环、单向推力球轴承和调节弹簧，所述调节环与所述轨迹中心管的底部固定连接，单向推力球轴承固定在所述调节环的顶面，所述调节弹簧套设在所述轨迹中心管上，且所述调节弹簧的一端与所述单向推力球轴承连接，所述调节弹簧的另一端与所述套环连接。
4.根据权利要求3所述的带压下泵井筒控制工具，其特征在于：所述上接头与所述液缸筒之间、所述上接头与所述上中心管之间、所述活塞与所述套环之间、所述下接头与所述轨迹中心管之间、所述轨迹中心管与所述上中心管之间、所述调节环与所述轨迹中心管之间均采用螺纹连接和螺钉连接的双重固定方式。
5.根据权利要求4所述的带压下泵井筒控制工具，其特征在于：所述密封凹槽内、所述球阀座与所述上接头之间、所述密封块与所述液缸筒之间、所述活塞与所述轨迹中心管之间、所述上中心管与所述轨迹中心管的螺纹连接处的两端、所述轨迹中心管与所述下接头之间均设置有密封圈，所述内连通孔的上下两端均设有位于所述轨迹中心管和所述活塞之间的密封垫圈。
6.根据权利要求5所述的带压下泵井筒控制工具，其特征在于：所述渐宽段包括延伸边和扩口边，所述延伸边与所述等宽段的一侧边位于同一直线上，所述扩口边到所述延伸边的距离从上到下逐渐增大。
7.根据权利要求6所述的带压下泵井筒控制工具，其特征在于：所述外连通孔的孔径小于所述内连通孔的孔径。
8.根据权利要求7所述的带压下泵井筒控制工具，其特征在于：所述上接头的顶端设有位于所述上凸台上方的内螺纹接口，所述下接头的底端设有外螺纹接口。
Priority Applications (1)
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