CN203188962U

CN203188962U - 一种用于小直径连续油管测试的堵塞工具

Info

Publication number: CN203188962U
Application number: CN 201320142452
Authority: CN
Inventors: 刘鹏; 杜道军; 张成富; 周海军; 沈琼; 徐明飞
Original assignee: China National Offshore Oil Corp CNOOC; CNOOC Energy Technology and Services Ltd
Current assignee: China National Offshore Oil Corp CNOOC; CNOOC Energy Technology and Services Ltd
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2023-03-26

Abstract

本实用新型公开了一种用于小直径连续油管测试的堵塞工具，与连续油管连接部分连接下井，辅助连续油管与测试仪器对地层进行测试，主要由密封打捞部分、锚定部分、锁定部分和解锁部分组成，该堵塞工具在生产测试前可与连续油管脱离，使连续油管带着测试仪器继续下行并完成生产测试，测试作业结束后可与连续油管和测试仪器一并提出地面。本实用新型能够在小直径连续油管测试作业中密封连续油管与工作筒的环空；能够在连续油管测试期间锁定在工作筒中，也能够通过依次上提管柱的方式，实现与连续油管的脱离和解锁，从而解决小直径连续油管过细无法向下传递下压力的问题。

Description

一种用于小直径连续油管测试的堵塞工具

技术领域

本实用新型涉及油井采油生产过程中的测试技术，具体的说，是涉及大斜度井和水平井井底测试生产过程中用到的堵塞工具。

背景技术

油井采油生产过程中，为了掌握油藏生产动态，需下入测试仪器测试生产过程中井底的相关参数。对于海上油田潜油电泵Y型生产管柱井，现有方法是通过钢丝或电缆下入测试堵塞工具和测试仪器，测试堵塞工具下入井中与Y接头连接的密封工作筒内，封隔测试通道和采油通道；生产仪器由钢丝或电缆带入井底实现井底参数测试。

上述钢丝或电缆下入方式仅适用于直井和井斜较小的定向井，对于大斜度井或水平井，则需采用小直径连续油管才能将井下测试仪器下入预定深度。

利用电缆或钢丝下井的常规测试堵塞工具不适用连续油管起下作业，主要因为连续油管穿越测试堵塞工具的摩擦力远大于钢丝或电缆与测试堵塞工具间的摩擦力，小直径连续油管受向下作用力时易弯曲而无法有效传递该作用力。

实用新型内容

本实用新型要解决的是利用电缆或钢丝下井的常规测试堵塞工具不适用连续油管起下作业的技术问题，提供一种用于小直径连续油管测试的堵塞工具，该堵塞工具可与小直径连续油管连接下井，锁定在Y接头连接的工作筒内；生产测试前可与连续油管脱离，使连续油管带着测试仪器继续下行并完成生产测试，测试作业结束后可与连续油管和测试仪器一并提出地面。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过以下的技术方案予以实现：

一种用于小直径连续油管测试的堵塞工具，用于与连续油管连接部分连接下井，锁定在工作筒内，主要由密封打捞部分、锚定部分、锁定部分和解锁部分组成；

所述密封打捞部分由打捞头、密封外筒、密封块组成，所述打捞头安装在所述连续油管连接部分外部，所述打捞头下部外侧和所述密封外筒上部内侧连接，所述密封块安装在所述密封外筒和所述连续油管连接部分的环空部分，所述密封外筒下部的外径大于所述工作筒上部内径；

所述锚定部分包括锚块、锚块座、密封套、第一O型圈和第二O型圈；所述锚块具有锚块凸起部分和弧形卡座部分；所述锚块座外部周向均布有用于安装锚块的安装槽，且在所述锚块座的安装槽内表面处设有用于卡住所述锚块的弧形卡座部分的扩径，所述锚块外表面高于所述锚块座外表面；所述密封套安装在所述连续油管连接部分外部，其顶部外侧与所述密封外筒下部内侧螺纹连接，并通过所述第一O型圈形成密封，所述密封套的上部外侧设置有多个用于镶嵌所述第二O型圈的燕尾槽，所述密封套的下部外侧设置有一个凸形结构，该凸形结构的上、下分别连续地设置有上凹槽和下凹槽，所述锚块能够在密封套的上凹槽、凸形结构及下凹槽范围内移动；

所述锁定部分包括弹簧外筒、弹簧垫片、弹簧、锁块和锁块座；所述弹簧外筒上部内侧与所述锚块座下部外侧连接，所述弹簧外筒中下部设有内凸台，其上下两面分别为上凸面和下凸面，所述弹簧外筒下端内表面为扩孔结构；所述弹簧垫片抵靠在所述密封套底端并紧贴所述弹簧上端，所述弹簧在压缩后，其下端被所述弹簧外筒的上凸面限位；所述锁块具有锁块凸起部分和弧形卡座部分，所述锁块外面被所述弹簧外筒下端的扩孔结构所包裹，并通过扩孔结构的内台阶面将所述弹簧外筒进行轴向定位；所述锁块座安装在所述连续油管连接部分外部，其顶部外侧与所述密封套下部内侧连接；锁块座中部具有扩径结构，该扩径结构在锁块座的外部和内部分别形成扩径外端面和扩径内端面；所述锁块座下部外侧周向均布有用于安装所述锁块的安装槽，且在所述锁块座的安装槽内表面处有用于卡住所述锁块的弧形卡座部分的扩径；所述锁块表面高于所述锁块座外表面；

所述解锁部分由剪切套、移动套、上剪钉、下剪钉和下接头组成；所述移动套外侧具能够使锁块解除限位的缩径部分，所述移动套下部与所述剪切套通过所述上剪钉固定，并整体装入所述下接头内；所述下接头的上部内侧与所述锁块座下部外侧连接，并从下部轴向压紧所述剪切套，所述下接头通过所述下剪钉与所述连续油管连接部分的外侧固定；所述下剪钉和所述上剪钉间留有缓冲距离，且所述下剪钉的剪切值小于所述上剪钉的剪切值；

所述锁块座的扩径外端面与所述弹簧外筒内凸台的下凸面之间的距离大于所述下接头上端面与所述弹簧外筒下端面之间的距离；所述弹簧外筒下端面与所述下接头上端面之间的位移量与所述锚块从所述密封套的凸形结构到下凹槽的移动距离相等；所述移动套的上端面与所述锁块座的扩径内端面之间的距离大于锁块的轴向宽度。

所述锚块座的安装槽的四角均为孔状结构。

所述锁块座的安装槽的四角均为孔状结构。

所述密封套的上凹槽、下凹槽分别与凸形结构通过坡角进行过渡。

所述弹簧外筒设置有三个放气小孔。

所述下剪钉和所述上剪钉的缓冲距离为1～1.5m。

本实用新型的有益效果是：

（一）本实用新型用于小直径连续油管测试作业中，密封连续油管与工作筒的环空；

（二）本实用新型在连续油管测试期间可锁定在工作筒中，不影响连续油管和测试仪器串在井下的上下移动；

（三）本实用新型通过依次上提管柱的方式，实现与连续油管的脱离和解锁，从而解决了连续油管过细无法向下传递下压力的问题。

附图说明

图1是本实用新型所提供的堵塞工具的结构示意图；

图2是连续油管连接部分的结构示意图；

图3是工作筒的结构示意图；

图4是打捞头的结构示意图；

图5是锚块的三面视图，其中图5（a）是锚块的主视图，图5（b）是锚块的侧视图，图5（c）是锚块的俯视图；

图6是锚块座的结构示意图，其中图8（a）是锚块座的主视图，图8（b）是锚块座的俯视图；

图7是密封套的结构示意图；

图8是弹簧外筒的结构示意图；

图9是锁块的三面视图，其中图9（a）是锁块的主视图，图9（b）是锁块的侧视图，图9（c）是锁块的俯视图；

图10是锚锁块座的结构示意图；

图11是移动套的结构示意图；

图12是本实用新型进入工作筒前的结构示意图；

图13是本实用新型进入工作筒时的结构示意图；

图14是本实用新型进入工作筒后的结构示意图；

图15是本实用新型上提解锁时的结构示意图。

图中：1，打捞头；2，密封外筒；3，密封块；4，第一O型圈；5，密封套；6，第二O型圈；7，锚块；8，锚块座；9，弹簧外筒；901，上凸面；902，下凸面；10，弹簧垫片；11，弹簧；12，锁块；13，锁块座；1301，扩径外端面；1302，扩径内端面；14，剪切套；15，上剪钉；16，移动套；17，下接头；18，下剪钉；19，连续油管连接部分；1901，槽形结构；1902，定位台阶面；20，工作筒。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图1所示，本实施例披露了一种用于小直径连续油管测试的堵塞工具，与连续油管连接部分19连接下井，锁定在Y接头连接的工作筒20内，主要由密封打捞部分、锚定部分、锁定部分和解锁部分组成。

如图2所示，连续油管连接部分19有槽形结构1901，槽形结构1901用于与下接头17通过下剪钉18固定在一起。连续油管连接部分19下部具有定位台阶面1902，解封时随着连续油管连接部分上移，定位台阶面1902将与移动套16的下端面接触，并为移动套16提供向上的剪切力。

工作筒20内孔的上半部分是密封部分，密封部分的内径小于其主体部分的内径，密封部分的顶端具有便于顺利导入的喇叭口，如图3所示。工作筒20外部的上下位置均设计有油管扣，与井里的生产管柱通过油管扣相连下入井中。

密封打捞部分由打捞头1、密封外筒2、密封块3组成。如图4所示，打捞头1安装在连续油管连接部分19外部，其顶部设置有钩状结构，用于配合标准系列的打捞工具。打捞头1下部外侧和密封外筒2上部内侧通过细牙螺纹连接，密封块3安装在密封外筒2内部，位于打捞头1与密封外筒2内壁上的限位凸起之间，用于对密封外筒2和连续油管连接部分19的环空部分进行密封。密封外筒2下部的外径应大于工作筒20密封部分的内径，以便能够对工作筒20形成定位。

锚定部分包括锚块7、锚块座8、密封套5、第一O型圈4和第二O型圈6。

如图5(a)所示，锚块7具有锚块凸起部分和弧形卡座部分，锚块7的内壁和外壁均为圆弧面，为保证锚块的移动灵活，锚块的两个垂直面的交线均被倒角，锚块的弧形卡座部分较薄，仅有2毫米，并被切成梯形，如图5(b)和图5(c)所示，图5(b)是剖视图，图5(c)是俯视图。

如图6(a)和图6(b)所示，锚块座8外部周向均布有四个矩形状的安装槽，且在安装槽的内表面处设有扩径。每个安装槽内安装有一个锚块7，且锚块7的弧形卡座卡在锚块座8的扩径位置，防止锚块7在下井过程中从锚块座8的四个安装槽中掉出，落入井中。安装槽的四角均为孔状结构，从而避免锚块7的锚块凸起部分与安装槽发生卡死现象，锚块7外表面相对于锚块座8外表面高出3毫米，从而可以在工作筒20的缩径部分定位。

密封套5安装在连续油管连接部分19外部，其顶部外侧与密封外筒2下部内侧螺纹连接，密封套5与密封外筒2之间设置有第一O型圈4形成密封。结合图7所示，密封套5的上部外侧设置有多个燕尾槽，第二O型圈6镶嵌在燕尾槽内，用于与工作筒20的密封部分进行密封。密封套5的下部外侧设置有一个凸形结构，该凸形结构的上、下分别连续地设置有上凹槽和下凹槽，上凹槽、下凹槽分别与凸形结构通过30°的坡角进行过渡，以保证锚块7在上下凹槽间平滑地上下移动。本堵塞工具下井前，锚块7处于密封套5的凸形结构位置；本堵塞工具下井进入工作筒20过程中，锚块7先进入密封套5的上凹槽内，当锚块7进入工作筒20的主体部分，又会在弹簧11的回复力的作用下又回到密封套5的凸形结构位置；完成测试取出连续油管时，锚块7进入密封套5的下凹槽内。

锁定部分包括弹簧外筒9、弹簧垫片10、弹簧11、锁块12和锁块座13。

如图8所示，弹簧外筒9上部内侧与锚块座8下部外侧通过普通螺纹连接，内部有三个放气小孔，用于保持弹簧外筒9内外压力平衡。弹簧外筒9中下部设有内凸台，其上下两面分别为上凸面901和下凸面902，上凸面901用于对弹簧11进行轴向定位；下凸面902与锁块座13的台阶面1301相对，并留有位移空间，弹簧外筒9下端内表面为内壁较薄的扩孔结构。弹簧垫片10抵靠在密封套5底端，并紧贴弹簧11上端，弹簧11下端被弹簧外筒9的上凸面901限位，并在安装时被预先压缩。

如图9所示，锁块12的结构与锚块7相似，分为锁块凸起部分和弧形卡座部分，锁块凸起部分中每两个垂直面的交线均被倒角，图9(a)是锁块12的主视图，图9(b)是剖视图，图9(c)是俯视图。锁块12外面被弹簧外筒9下端的扩孔结构所包裹，并通过扩孔结构的内台阶面将弹簧外筒9进行轴向定位。

如图10所示，锁块座13安装在连续油管连接部分19外部，其顶部外侧与密封套5下部内侧螺纹连接。锁块座13中部具有用于定位的扩径结构，该扩径结构在锁块座13的外部和内部分别形成扩径外端面1301和扩径内端面1302。锁块座13下部外侧周向均布四个矩形状的安装槽，且在安装槽的内表面处有扩径。每个安装槽内安装有一个锁块12，且锁块12的弧形卡座卡在锁块座13的扩径位置，防止锁块12在下井过程中从锁块座13的四个安装槽中脱落。安装槽的四角均为孔状结构，从而避免锁块12的锁块凸起部分与安装槽发生卡死现象。

四个锁块12径向均布地镶嵌在锁块座13上，锁块12表面相对于锁块座13外表面高出3毫米，以实现对弹簧外筒9实现可靠的锁定。

解锁部分由剪切套14、移动套16、上剪钉15、下剪钉18和下接头17组成。剪切套14是一个薄圆筒结构，在中间位置周向均布四个安装孔，以安装上剪钉15。如图11所示，移动套16外侧具有一段缩径部分，该缩径部分用于在本实用新型解锁时与锁块12对齐，使锁块12向里缩径，从而解除对弹簧外筒9的限位。移动套16下部与剪切套14通过上剪钉15固定，并整体装入下接头17内。下接头17的上部内侧与锁块座13下部外侧通过普通三角细牙螺纹连接，并从下部轴向压紧剪切套14。

连续油管连接部分19的定位部分外侧与下接头17通过下剪钉18固定。本堵塞工具通过依次上提剪断不同剪切值的下剪钉18和上剪钉15来实现连续油管测试管串与堵塞工具的脱离以及最后的解锁，下剪钉18和上剪钉15间留有一定的缓冲距离，该缓冲距离通过试验得出，一般取1米至1.5米之间的数值，并且下剪钉18的剪切值应小于上剪钉15的剪切值，通常上剪钉15的剪切值为下剪钉18的1.5倍。

本实用新型能够和测试仪器通过连续油管连接部分19下入，在生产测试前与连续油管连接部分19脱离，在生产测试结束后与连续油管连接部分19一起被提出地面，既可对下入的连续油管连接部分19进行内部密封，同时实现与工作筒20的外部密封。为了实现上述功能，本实用新型的设计应满足以下要求：

锁块座13的扩径外端面1301与弹簧外筒9内凸台的下凸面902之间的距离要大于下接头17的上端面与弹簧外筒9的下端面之间的距离，防止由于弹簧外筒9的限位导致锚块7无法充分下移，而影响本实用新型的解锁；

弹簧外筒9下端面与下接头17的上端面之间的位移量要与锚块7从密封套5的凸形结构到下凹槽的移动距离相等，以防止锚块7向下移动过多越过下凹槽，导致锚块无法收回。

移动套16的上端面与锁块座13的扩径内端面1302之间的距离要大于锁块12的轴向宽度，以保证移动套16上移过程中，移动套16外面的缩颈可以与锁块12对齐，从而保证本实用新型解封的可靠性。

下面简述本实用新型的堵塞工具的工作过程：

（一）用于小直径连续油管测试的堵塞工具的下入锚定：

连续油管连接部分19上端与连续油管相连，下端通过AMMT扣与将下井的连续油管测试工具相连。下井作业时，当本堵塞工具经过Y型生产管柱的工作筒20时，会因锚块7的外径大于工作筒20密封部分的内径而停止下入，如图12所示。通过连续油管顶端的注入头向下施加压力，迫使锚块7相对于密封套5向上移动，并进入密封套5的上凹槽里，如图13所示，因此锚块7的外径收缩，能够与本堵塞工具的其它部分一起通过工作筒20的密封部分；同时锚块7与锚块座8带动弹簧外筒9向上移动，弹簧外筒9克服弹簧11的弹力，将弹簧11进一步压缩。

当锚块7随着本堵塞工具的其它部分继续下行，直至进入工作筒20的主体部分（即相对于工作筒20密封部分的扩径处）时，锚块7又将因弹簧13的回复力作用复位到密封套5的凸起结构，如图14所示，从而实现对工作筒20的锚定限位的作用。当密封外筒2底部在工作筒20的喇叭口处定位时，本堵塞工具将停止下行，锁定在工作筒20内，无法上下移动。

（二）用于小直径连续油管测试的堵塞工具与连续油管测试串的脱离：

上提连续油管，本堵塞工具由于锚块7的锚定作用而相对于工作筒20静止。随着上提力的增加，连续油管连接部分19将剪断下剪钉18，如图15所示，使连续油管连接部分19脱离本堵塞工具，可在井底上下自由移动（但移动过程中，连续油管连接部分19的定位部分始终在移动套16下部）。

（三）用于小直径连续油管测试的堵塞工具上提解锁：

测试作业结束后，上提连续油管连接部分19，连续油管连接部分19的定位部分将抵至解移动套16的下端。当上提连续油管力达到设计值时，上剪钉15将被剪断，随着移动套16与连续油管连接部分19的上移，移动套16的缩径部分将与锁块12对齐，并迫使锁块12进入移动套16的缩径部分内，使锁块12对弹簧外筒10的轴向锁定功能失效，如图15所示。移动套16带动锁块座13一起上移，同时在弹簧11的作用下，弹簧外筒10、锚块座8和锚块7将一并向下移动，使锚块7进入密封套5的下凹槽里，失去对工作筒20的锚定作用，本堵塞工具与连续油管测试串一起被提出地面。

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种用于小直径连续油管测试的堵塞工具，用于与连续油管连接部分连接下井，锁定在工作筒内，其特征在于，主要由密封打捞部分、锚定部分、锁定部分和解锁部分组成；

2.根据权利要求1所述的一种用于小直径连续油管测试的堵塞工具，其特征在于，所述锚块座的安装槽的四角均为孔状结构。

3.根据权利要求1所述的一种用于小直径连续油管测试的堵塞工具，其特征在于，所述锁块座的安装槽的四角均为孔状结构。

4.根据权利要求1所述的一种用于小直径连续油管测试的堵塞工具，其特征在于，所述密封套的上凹槽、下凹槽分别与凸形结构通过坡角进行过渡。

5.根据权利要求1所述的一种用于小直径连续油管测试的堵塞工具，其特征在于，所述弹簧外筒设置有三个放气小孔。

6.根据权利要求1所述的一种用于小直径连续油管测试的堵塞工具，其特征在于，所述下剪钉和所述上剪钉的缓冲距离为1～1.5m。