CN115095303A - 一种井下控液装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油田井下生产作业技术领域，具体涉及一种井下控液装置及其使用方法，包括外部管串和位于外部管串内的内部管串；所述外部管串包括由上至下依次连接的外部接头、滑动管、油路外管、油路控制体、下外套管、摩擦扶正机构和卡瓦机构；所述内部管串包括由上至下依次连接的内部接头、油路内管、油管密封塞接箍和中心管，所述油路内管的底部与滑动管的底部连接，所述中心管的底部从摩擦扶正机构的腔内伸出后连接有用于与卡瓦机构配合座封的下支撑接头；本发明能够在起下管柱过程中，将油路通道关闭，井液不会进入管柱内部而喷涌到地面，从而避免了因此而造成的污染，而在正常工作状态下，油路通道打开，可以保证正常生产。

Description

一种井下控液装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及油田井下生产作业技术领域，具体涉及一种井下控液装置及其使用方法。

背景技术

目前，油田采油作业，需将油管管柱连接抽油泵下放至井内采油区域，利用油管管柱内部的泵杆带动抽油泵的活塞往复运行，将油井内原油油液抽出并泵送至地面收集；

油管管柱在下井过程中，为防止井液在井内压力作用下从油管管柱内的生产流道喷出，需要将油管管柱内生产流道进行关闭，等油管管柱下放至设定位置时还需要将生产流道打开；

然而在对油管管柱维护或维修时，需要先将油管管柱内的泵杆取出，然后才能将油管管柱提出，一些井内压力较高的油井，在上提油管管柱过程中，油液会由生产流道喷出井口，给周围作业人员带来安全隐患，以及对周围环境造成的污染；

因此发明人想设计一种对油管管柱的控液装置，其能够在下井时将生产流道控制关闭，防止井液喷出，下井到预设位置时将生产流道控制开启，另外在维护或维修等需要将油管管柱上提时，再次将生产流道控制关闭，防止原油油液喷出井口，以能够满足油管管柱在安装、使用和维护多重作业的需求。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种井下控液装置及其使用方法，其能够在起下管柱过程中，将油路通道关闭，井液不会进入管柱内部而喷涌到地面，从而避免了因此而造成的污染，而在正常工作状态下，油路通道打开，可以保证正常生产。

本发明的技术方案是：

一种井下控液装置，包括外部管串和位于外部管串内的内部管串；

所述外部管串包括由上至下依次连接的外部接头、滑动管、油路外管、油路控制体、下外套管、摩擦扶正机构和卡瓦机构；

所述内部管串包括由上至下依次连接的内部接头、油路内管、油管密封塞接箍和中心管，所述油路内管的底部与滑动管的底部连接，所述中心管的底部从摩擦扶正机构的腔内伸出后连接有用于与卡瓦机构配合座封的下支撑接头；

所述外部管串和内部管串之间设有环空的与外部接头内腔连通的油路通道，所述油路控制体上设有与油路通道连通的进油孔；

所述中心管的外周面上设有导向轨道槽，所述导向轨道槽包括上部竖向槽、下部竖向槽以及将上部竖向槽和下部竖向槽连接的斜槽，所述油路控制体内侧设有伸入导向轨道槽内，并与导向轨道槽滑动配合的轨道销钉；

当轨道销钉位于上部竖向槽内时，油管密封塞接箍与油路控制体滑动密封配合，并将油路控制体上的进油孔封堵；

当轨道销钉滑动至下部竖向槽的底部时，油管密封塞接箍与油路控制体分离将进油孔打开，同时下支撑接头上行推动卡瓦机构座封。

优选的，所述油路通道包括外部接头与内部接头之间的环空、油路内管与滑动管之间的环空、滑动管底部开设的凹槽通道，以及油路外管与油管密封塞接箍和中心管之间的环空。

优选的，所述摩擦扶正机构包括筒状本体和沿径向滑动连接在筒状本体上的一组摩擦片，所述摩擦片与筒状本体之间设有支撑弹簧。

优选的，所述油管密封塞接箍的外周面上设有一组用于与油路控制体配合的密封圈。

优选的，所述进油孔为多个并且呈矩阵形排列布置在油路控制体上。

一种井下控液装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一，下井作业时：

通过外部接头与上部管柱的外层管道连接，内部接头与上部管柱的内层管道连接，下支撑接头与下部管柱连接，调整轨道销钉位于上部竖向槽的顶部，此时油管密封塞接箍将油路控制体上的进油孔封堵，进行下井作业；

步骤二，生产作业时：

将该装置下入井内预设位置后，上提并旋转上部管柱，轨道销钉由上部竖向槽沿着斜槽，然后继续上提上部管柱，轨道销钉进入下部竖向槽底部，此时下支撑接头驱动卡瓦机构座封，油管密封塞接箍与油路控制体分离，进油孔打开，原油由进油孔进入油路通道；

步骤三，修井作业时：

下放并旋转上部管柱，轨道销钉由下部竖向槽沿着斜槽进入上部竖向槽，下支撑接头与卡瓦机构分离，解除座封，此时油管密封塞接箍将油路控制体上的进油孔封堵，即可正常起出管柱作业。

本发明与现有技术相比较，具有以下优点：

1、在起下管柱过程中，将油路通道关闭，井液不会进入管柱内部而喷涌到地面，从而避免了因此而造成的污染，而在正常工作状态下，油路通道打开，可以保证正常生产。

2、管柱座封随着油路通道开启联动进行，管柱解封随着油路通道关闭联动进行，整体结构更加合理，操作更加简便，并且可靠性高。

3、油路通道开启关闭阀门结构简单、性能稳定，可靠性高。

4、本发明是具有内部通道和环空通道的双通道结构，可以同时进行注采作业等井下作业流程。

附图说明

图1为本发明进油孔关闭状态的结构示意图；

图2为本发明进油孔开启状态的结构示意图；

图3为图2中A处放大结构示意图；

图4为导向轨道槽的展开结构示意图；

图中：1、外部接头，2、内部接头，3、油路内管，4、滑动管，5、油路外管，6、油路控制体，7、密封圈，8、油管密封塞接箍，9、中心管，10、轨道销钉，11、下外套管，12、摩擦扶正机构，13、摩擦片，14、支撑弹簧，15、卡瓦块，16、卡瓦机构，17、下支撑接头，18、导向轨道槽，19、凹槽通道，20、油路通道，21、进油孔，22、上部竖向槽，23、斜槽，24、下部竖向槽。

具体实施方式

下面是结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1

参见图1和图2，一种井下控液装置，包括外部管串和位于外部管串内的内部管串。

外部管串包括由上至下依次连接的外部接头1、滑动管4、油路外管5、油路控制体6、下外套管11、摩擦扶正机构12和卡瓦机构16。

内部管串包括由上至下依次连接的内部接头2、油路内管3、油管密封塞接箍8和中心管9，油路内管3的底部与滑动管4的底部连接，中心管9的底部从摩擦扶正机构12的腔内伸出后连接有用于与卡瓦机构16配合座封的下支撑接头17。

外部管串和内部管串之间设有与外部接头1内腔连通的环空的油路通道20，参见图3，油路控制体6上设有与油路通道20连通的进油孔21，进油孔21为多个并且呈矩阵形排列布置在油路控制体6上。

其中上述油路通道20包括外部接头1与内部接头2之间的环空、油路内管3与滑动管4之间的环空、滑动管4底部开设的凹槽通道19，以及油路外管5与油管密封塞接箍8和中心管9之间的环空。

参见图4，中心管9的外周面上设有导向轨道槽18，导向轨道槽18包括上部竖向槽22、下部竖向槽24以及将上部竖向槽22和下部竖向槽24连接的斜槽23，油路控制体6内侧设有伸入导向轨道槽18内，并与导向轨道槽18滑动配合的轨道销钉10。

当轨道销钉10位于上部竖向槽22内时，油管密封塞接箍8与油路控制体6滑动密封配合，并将油路控制体6上的进油孔21封堵。

当轨道销钉10滑动至下部竖向槽24的底部时，油管密封塞接箍8与油路控制体6分离将进油孔21打开，同时下支撑接头17上行推动卡瓦机构16座封。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上进一步优化，具体是：

摩擦扶正机构12包括筒状本体和沿径向滑动连接在筒状本体上的一组摩擦片13，摩擦片13与筒状本体之间设有支撑弹簧14。

卡瓦机构16包括卡瓦座，卡瓦座上沿径向弹性滑动连接有一组卡瓦块15，当下支撑接头17上行时，下支撑接头17上行顶部的斜面与卡瓦块15底部的斜面接触，并推动卡瓦块15沿径向向外侧撑开，卡瓦块15支撑在套管内壁上实现座封。

油管密封塞接箍8的外周面上设有一组用于与油路控制体6配合将进油孔21封堵的密封圈7。

实施例3

本实施例是应用上述实施例中一种井下控液装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一，下井作业时：

参见图1，通过外部接头1与上部管柱的外层管道连接，内部接头2与上部管柱的内层管道连接，下支撑接头17与下部管柱连接；

调整轨道销钉10位于上部竖向槽22内，下井过程中摩擦扶正机构12与井壁摩擦对管柱起到扶正的作用，防止外部管串在自身重力作用下向下滑动移位，同时还避免下井过程中外部管串扭转移位，下放整个管柱时，上部竖向槽22随之向下移动，销钉10先滑动进入上部竖向槽22顶部，然后整个装置随管柱一同向下移动，此时油管密封塞接箍8将油路控制体6上的进油孔21封堵，进行下井作业，。

下井作业时，进油孔21封堵，油液无法油路通道20上反到地面，因此有效的防止井喷问题出现。

步骤二，生产作业时：

参见图2，将该装置下入井内预设位置后，上提并旋转上部管柱，旋转角度一般设计为90°，轨道销钉10由上部竖向槽22沿着斜槽23，然后继续上提上部管柱，轨道销钉10进入下部竖向槽24底部；

此时下支撑接头17驱动卡瓦机构16座封，油管密封塞接箍8与油路控制体6分离，进油孔21打开；

此时，原油由进油孔21进入油路通道20，再由油路通道20进入上部管柱的环空流道内，实现生产作业。

步骤三，修井作业时：

下放并旋转上部管柱，轨道销钉10由下部竖向槽24沿着斜槽23进入上部竖向槽22，下支撑接头17与卡瓦机构16分离，解除座封，此时油管密封塞接箍8将油路控制体6上的进油孔21封堵，即可正常起出管柱作业。

Claims (6)

1.一种井下控液装置，包括外部管串和位于外部管串内的内部管串，其特征在于：

所述外部管串包括由上至下依次连接的外部接头、滑动管、油路外管、油路控制体、下外套管、摩擦扶正机构和卡瓦机构；

所述内部管串包括由上至下依次连接的内部接头、油路内管、油管密封塞接箍和中心管，所述油路内管的底部与滑动管的底部连接，所述中心管的底部从摩擦扶正机构的腔内伸出后连接有用于与卡瓦机构配合座封的下支撑接头；

所述外部管串和内部管串之间设有与外部接头内腔连通的环空的油路通道，所述油路控制体上设有与油路通道连通的进油孔；

所述中心管的外周面上设有导向轨道槽，所述导向轨道槽包括上部竖向槽、下部竖向槽以及将上部竖向槽和下部竖向槽连接的斜槽，所述油路控制体内侧设有伸入导向轨道槽内，并与导向轨道槽滑动配合的轨道销钉；

当轨道销钉位于上部竖向槽内时，油管密封塞接箍与油路控制体滑动密封配合，并将油路控制体上的进油孔封堵；

当轨道销钉滑动至下部竖向槽的底部时，油管密封塞接箍与油路控制体分离将进油孔打开，同时下支撑接头上行推动卡瓦机构座封。

2.根据权利要求1所述一种井下控液装置，其特征在于：所述油路通道包括外部接头与内部接头之间的环空、油路内管与滑动管之间的环空、滑动管底部开设的凹槽通道，以及油路外管与油管密封塞接箍和中心管之间的环空。

3.根据权利要求1所述一种井下控液装置，其特征在于：所述摩擦扶正机构包括筒状本体和沿径向滑动连接在筒状本体上的一组摩擦片，所述摩擦片与筒状本体之间设有支撑弹簧。

4.根据权利要求1所述一种井下控液装置，其特征在于：所述油管密封塞接箍的外周面上设有一组用于与油路控制体配合将进油孔封堵的密封圈。

5.根据权利要求1所述一种井下控液装置，其特征在于：所述进油孔为多个并且呈矩阵形排列布置在油路控制体上。

6.根据权利要求1所述的一种井下控液装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，下井作业时：

通过外部接头与上部管柱的外层管道连接，内部接头与上部管柱的内层管道连接，下支撑接头与下部管柱连接，调整轨道销钉位于上部竖向槽的顶部，此时油管密封塞接箍将油路控制体上的进油孔封堵，进行下井作业；

步骤二，生产作业时：

将该装置下入井内预设位置后，上提并旋转上部管柱，轨道销钉由上部竖向槽沿着斜槽，然后继续上提上部管柱，轨道销钉进入下部竖向槽底部，此时下支撑接头驱动卡瓦机构座封，油管密封塞接箍与油路控制体分离，进油孔打开，原油由进油孔进入油路通道；

步骤三，修井作业时：

下放并旋转上部管柱，轨道销钉由下部竖向槽沿着斜槽进入上部竖向槽，下支撑接头与卡瓦机构分离，解除座封，此时油管密封塞接箍将油路控制体上的进油孔封堵，即可正常起出管柱作业。

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