CN209483272U - 带压修井作业井口装置及带压修井作业系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带压修井作业井口装置，该带压修井作业井口装置包括：固定卡瓦、举升机构和防喷器，固定卡瓦和防喷器同轴连接。带压修井作业井口装置还包括：液压旋转卡瓦，液压旋转卡瓦设于所述举升机构的顶部，且液压旋转卡瓦同轴位于固定卡瓦的上方。该带压修井作业井口装置既能实现油井或者水井的带压上提和下放管柱，也可以实现油井或者水井的带压旋转作业。

Description

带压修井作业井口装置及带压修井作业系统

技术领域

本实用新型涉及修井设备领域，特别涉及一种带压修井作业井口装置。

背景技术

带压修井是指在井口带压的条件下，完成油井或者水井的修井作业。带压修井作业井口装置是实现带压修井的关键装备。

现有一种带压修井作业井口装置，其包括游动卡瓦、固定卡瓦、上环形防喷器、上半封防喷器、下环形防喷器、下半封防喷器和液压油缸。固定卡瓦、上环形防喷器、上半封防喷器、下环形防喷器和下半封防喷器从上至下依次同轴连接。游动卡瓦安装在液压油缸上并同轴位于固定卡瓦上方。

在修井作业时，可以用两个环形防喷器配合上提或下放管柱，也可以采用上、下半封防喷器配合上提或者下放管柱。在采用两个环形防喷器配合上提管柱时，上、下半封防喷器不参与作业，处于打开状态。游动卡瓦卡紧管柱，固定卡瓦打开，上环形防喷器关闭，下环形防喷器打开，液压油缸举升游动卡瓦提起管柱。可多次使用固定卡瓦卡紧管柱再次收缩和举升液压油缸，直至管柱的接箍穿过下环形防喷器后，关闭下环形防喷器，打开上环形防喷器，固定卡瓦卡紧管柱，游动卡瓦松开管柱，收缩液压油缸的伸缩杆至最短使游动卡瓦至初始位置。游动卡瓦卡紧管柱，打开固定卡瓦，液压油缸再次举升游动卡瓦带动管柱提升。待管柱的接箍高于游动卡瓦初始位置后，固定卡瓦开始工作卡紧管柱，游动卡瓦打开，收缩油缸使游动卡瓦至初始位置。用解扣、提升装置将管柱解扣后取下。然后采用上述步骤继续上提管柱。采用上、下半封防喷器配合来实现在带压的条件下上提管柱的过程与前述过程类似。这套带压修井作业井口装置还可以在带压的条件实现下放管柱，下放管柱的过程为前述上提管柱的逆过程。

然而，这种修井作业井口装置只能在修井作业时实现带压上提和下放管柱，功能较为单一。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种带压修井作业井口装置，该带压修井作业井口装置不但可以满足带压上提和下放管柱，还可以带压旋转作业。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种带压修井作业井口装置，该带压修井作业井口包括：固定卡瓦、举升机构和防喷器，固定卡瓦和防喷器同轴连接。防喷器为环形防喷器或者旋转防喷器。带压修井作业井口装置还包括：液压旋转卡瓦，液压旋转卡瓦设于所述举升机构的顶部，且液压旋转卡瓦同轴位于固定卡瓦的上方，所述液压旋转卡瓦包括法兰座和可转动安装于所述法兰座上的回转体，所述法兰座和所述回转体上对应设有轴向的中心孔，所述法兰座和所述回转体之间设有向心推力轴承，所述回转体上设有至少两个卡瓦组件，所述至少两个卡瓦组件沿所述中心孔的周向布置。

可选地，每个所述卡瓦组件均包括液压油缸和弧形卡瓦，所述液压油缸沿所述法兰座的径向布置，所述液压油缸的固定端固定在所述回转体上，所述弧形卡瓦与所述液压油缸的可伸缩端连接，所述弧形卡瓦位于所述回转体的中心孔内。

可选地，所述弧形卡瓦通过楔块与所述液压油缸连接，所述回转体内设有与所述卡瓦组件对应的空腔，所述楔块与所述空腔的侧壁滑动连接。

可选地，所述法兰座内设有固定油道，所述法兰座的外壁设有环形油道，所述固定油道与所述环形油道连通，所述回转体上设有与所述液压油缸对应的随动油道，所述随动油道的一端与所述环形油道连通，所述随动油道的另一端与所述液压油缸连通。可选地，所述带压修井作业井口装置还包括上半封防喷器和下半封防喷器，所述防喷器、所述上半封防喷器和所述下半封防喷器从上至下依次同轴连接。

可选地，所述带压修井作业井口装置还包括举升短节和阀门，所述举升短节连接于上半封防喷器和所述下半封防喷器之间，所述举升短节的侧壁上设有旁通通道，所述阀门设于所述旁通通道上。

可选地，所述述带压修井作业井口装置还包括安全组件，所述安全组件包括全封防喷器、备用半封防喷器和安全卡瓦，所述下半封防喷器、所述全封防喷器、所述备用半封防喷器和所述安全卡瓦从上至下依次同轴连接。

可选地，所述带压修井作业井口装置还包括支撑装置，所述支撑装置包括支架和支撑所述支架的液压支腿，所述举升机构固定于所述支架上。另一方面，本发明实施例还提供了一种带压修井作业系统，所述带压修井作业系统包括顶驱、液压系统和带压修井作业井口装置，顶驱位于带压修井作业井口装置的上方，并且所述顶驱的旋转中心与所述液压旋转卡瓦的旋转中心对齐。

可选地，所述带压修井作业系统还包括液压系统，所述液压系统包括驱动防喷器的第二子液压系统和驱动所述举升机构的第三子液压系统。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：密封管柱内通道后，用防喷器抱紧管柱，控制管柱和套管之间环形空间的压力。需上提管柱时，液压旋转卡瓦卡紧管柱，固定卡瓦打开，举升机构伸长带动液压旋转卡瓦上升同时带动管柱提升。然后，固定卡瓦卡紧管柱，液压旋转卡瓦打开，收缩举升机构。多次重复前述过程，直至接箍处于举升机构收缩状态时液压旋转卡瓦的上方。此时用固定卡瓦卡紧管柱，液压旋转卡瓦松开，用顶驱或者液压大钳解扣上端管柱并拖离井口放置。至此完成一根管柱的上提，同样的操作上提第二根管柱。采用上提管柱相反的步骤可实现带压下放管柱。需带压旋转管柱时，可将固定卡瓦打开，液压旋转卡瓦卡紧管柱，用防喷器控制管柱和套管之间环形空间的压力。当顶驱带动管柱旋转时，由于液压旋转卡瓦卡紧管柱并固定安装于举升机构上，液压旋转卡瓦的回转体随管柱转动，此时可以进行带压旋转作业。综上，该带压修井作业井口装置即可带压上提和下放管柱也可实现带压旋转作业。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种带压修井作业井口装置的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种液压旋转卡瓦的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种带压修井作业井口装置的示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种带压修井作业系统的示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种带压修井作业系统的液压系统示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

图1是本实用新型实施例提供的一种带压修井作业井口装置的示意图。如图1所示，该装置包括：液压旋转卡瓦1、固定卡瓦2、举升机构3和防喷器4。固定卡瓦2和防喷器4同轴连接。防喷器为环形防喷器或者旋转防喷器。液压旋转卡瓦1设于举升机构3的顶部，且液压旋转卡瓦1同轴位于固定卡瓦2的上方。因此，液压旋转卡瓦1可以在举升机构3的作用下，沿固定卡瓦2和防喷器4的轴线方向上下运动。

在本实施例中，固定卡瓦2与防喷器4的一端法兰连接。固定卡瓦2在工作时固定于防喷器4，所以轴向位置不动，故在本实施例中被称为固定卡瓦，并不作为对卡瓦的结构或类型的限制。固定卡瓦2用于卡紧管柱，避免管柱由于重力滑落。防喷器4为环形防喷器或者旋转防喷器，均可用于封隔套管和管柱之间形成的环形空间内的压力。并且在防喷器4封隔环形空间时，管柱可以上下移动，也可以旋转。旋转作业时，在使用环形防喷器时，环形防喷器与管柱相对转动，管柱与环形防喷器的阀芯摩擦，使用寿命较短；在使用旋转防喷器时，旋转防喷器随管柱一起转动，管柱与旋转防喷器的阀芯不摩擦，使用寿命较长。

在本实施例中，举升机构3包括举升油缸32和支撑平台31。举升油缸32 的可伸缩一端设有支撑平台31，液压旋转卡瓦1固定在举升机构3的支撑平台 31上。举升油缸32的可伸缩一端即为举升油缸32的伸缩杆321的端部，举升油缸32的伸缩杆321伸缩可带动支撑平台31的上升和下降，从而带动液压旋转卡瓦1的上升和下降。当液压旋转卡瓦1卡紧管柱时，举升油缸32的伸缩杆 321伸长时，即可提起管柱，举升机构3在上提管柱时提供提升力。当举升油缸 32的伸缩杆缩321短时，即可下放管柱。

如图1所示，在本实施例中，举升机构3包括多个举升油缸32，例如至少 2个，在上提下放管柱时，液压旋转卡瓦卡紧管柱，控制举升油缸32的伸长和收缩平稳地上提和下放管柱。

图2是本实用新型实施例提供的一种液压旋转卡瓦的示意图。如图2所示，液压旋转卡瓦1包括法兰座11和可转动安装于法兰座11上的回转体12，法兰座11和回转体12上对应设有轴向的中心孔13，法兰座11和回转体12之间设有向心推力轴承14，回转体12上设有至少两个卡瓦组件15，至少两个卡瓦组件15沿中心孔13的周向布置。

在本实施例中，法兰座11可固定于举升机构3的支撑平台31上。法兰座 11为法兰113连接圆筒体114的结构，圆筒体114的中部设有凸缘115。

在本实施例中，回转体12包括设有空腔1221的本体122和圆筒体121，圆筒体121的一端外壁设有法兰，本体122和圆筒体121设有法兰的一端用法兰密封连接。回转体12的圆筒体121密封套设在法兰座11的凸缘115上，可绕法兰座11做360度的旋转。其中，本体122可以为环形的柱状结构。

在本实施例中，圆筒体121的两端内壁分别设有轴承槽。圆筒体121的没有设法兰的一端的轴承槽内设有一个向心推力轴承14，并且这个向心推力轴承 14设于凸缘115上，圆筒体121为回转体12的一部分。在上提管柱时，回转体 12内的卡瓦组件15卡紧管柱，向心推力轴承14被下方的凸缘115挡住，承受一定的轴向向下的力，可克服上提管柱时管柱的重力。圆筒体121设法兰的一端的轴承槽内设有一个向心推力轴承14，圆筒体114的靠近本体122一端的外壁同轴设有环形挡块116，环形挡块116与圆筒体114螺纹固定连接。在下放管柱时，向心推力轴承14被上方的环形挡块116挡住，承受一定的轴向向上的力，可克服下放管柱时管柱的上顶力。另外向心推力轴承14还可以承受径向方向的力，即在旋转钻柱时，液压旋转卡瓦1除了承受轴向方向的力还可承受径向方向的力。轴向方向的力为管柱的自重或者管柱的上顶力，径向方向的力为管柱旋转时晃动带来的力，所以液压旋转卡瓦1可以实现在夹持管柱时旋转作业。

示例性地，向心推力轴承14为圆锥滚子推力轴承。

可选地，每个卡瓦组件15均包括液压油缸151和弧形卡瓦152，液压油缸 151沿法兰座11的径向布置，液压油缸151的固定端固定在回转体12上，弧形卡瓦11与液压油缸151的可伸缩端连接，弧形卡瓦12位于回转体的中心13孔内。液压油缸151的伸缩端伸缩可带动弧形卡瓦152的伸缩，弧形卡瓦152可卡紧或者松开管柱。

在本实施例中，液压油缸151包括活塞1511、油缸前盖1512、油缸缸体1513、导向杆1515和油缸后盖1514。油缸前盖1512和油缸后盖1514分别固定在油缸缸体1513的两端，且油缸前盖1512固定连接在回转体12上。示例性地，油缸前盖1512连接在回转体12上。油缸缸体1513连接在油缸前盖1512上。油缸后盖1514连接在油缸缸体1513上。回转体12、油缸前盖1512、油缸缸体1513 和后盖1514可采用螺栓连接的方式连接。活塞1511一端的活塞杆穿过油缸前盖1512，活塞1511的另一端位于油缸前盖1512、油缸缸体1513和油缸后盖1514 形成的腔内。活塞1511、油缸缸体1513和油缸后盖1514之间形成液压油缸151 的无杆腔1516。无杆腔1516内加压充入液压油和推动活塞1511向中心孔13移动，从而带动弧形卡瓦152移动卡紧管柱。

示例性地，在本实施例中，活塞1511内设有导向腔1517。油缸后盖1514 上固定安装有设有导向杆1515，导向杆1515一端滑动设置于导向腔1517内。

可选地，每个卡瓦组件还包括楔块153，弧形卡瓦152通过楔块153与液压油缸151连接，回转体12内设有与卡瓦组件对应的空腔1221，楔块153置于空腔1221中，楔块153与空腔1221的侧壁滑动连接。楔块153可对活塞1511起到一定的导向作用，可限制活塞1511相对回转体12只做径向位移。示例性地，弧形卡瓦152和活塞1511与楔块153的连接端设有T型突出部，楔块153的两端设T型槽。弧形卡瓦152通过T型槽与楔块153连接，液压油缸151的活塞1511通过T型槽与楔块153连接。

可选地，法兰座11内设有固定油道111，法兰座11的外壁上设有环形油道 112，固定油道111与环形油道112连通。回转体12上设有与液压油缸151对应的随动油道1211，随动油道1211的一端与环形油道112连通。油缸后盖1514 上设有与无杆腔1516连通的油缸油道1518，油缸油道151通过油缸油道1518 与随动油道1211的另一端连通。固定油道111可与液压系统连通，由于固定油道111、环形油道112、随动油道1211和连通于无杆腔1516的油缸油道1518 依次连通，所以液压系统可在液压旋转卡瓦1旋转时持续为液压油缸151持续供压，保证液压旋转卡瓦1的可靠性。

在本实施例中，固定油道111可以包括横油道1111和竖油道1112。法兰113 内设有横油道1111，圆筒体114内设有竖油道1112。环形油道112、竖油道1112 和横油道1111依次连通。在工作时，横油道1111、竖油道1112和环形油道112 不做回转运动。在本实施例中，竖油道1112的延伸方向与圆筒体114的中心线平行，即竖油道1112沿圆筒体114的轴向延伸。横油道1112的延伸方向与圆筒体114的中心线垂直，例如横油道1111沿法兰113的径向延伸。横油道1111设有固定进油口1113，竖油道1112设有盲堵油口1114。固定进油口1113设于法兰113的外壁可与液压系统连接，盲堵油口1114被密封，示例性地，盲堵油口 1114可以用丝堵密封堵塞。

在本实施例中，随动油道1211的另一端设有随动油口1212，随动油道1211 的随动油口1212位于回转体12的外壁上。

在本实施例中，液压旋转卡瓦还包括高压油管16。油缸油道1518设于油缸后盖1514，油缸油道1518设有进油口1519，进油口1519设于油缸后盖1514 的靠近法兰座11的一侧。油缸油道1518的进油口1519与随动油道1211的随动油口1212通过高压油管16连通。

液压旋转卡瓦1进行旋转工作时，固定进油口1113与液压系统连接，液压油从固定进油口1113进入固定油道111。由于固定油道111、环形油道112和随动油道1211依次连通，所以回转体12旋转时，液压系统也会给随动油道1211 持续供油。随动油道1211经高压油管16与油缸油道1518连通，油缸油道1518 与无杆腔1516连通。所以液压油可以在回转体12旋转时持续流入无杆腔1516，液压油可推动活塞1511，带动楔块153和弧形卡瓦152运动，使弧形卡瓦152 在旋转的时候也能卡紧管柱，并且能够持续供压，确保液压旋转卡瓦1工作的可靠性。液压系统回油时，活塞153会回收带动弧形卡瓦152运动可松开管柱。

再次参见图1，可选地，带压修井作业井口装置还包括上半封防喷器51和下半封防喷器52，防喷器4、上半封防喷器51和下半封防喷器52从上至下依次同轴连接。上半封防喷器51和下半封防喷器52都可以控制套管和管柱之间形成的环形空间的压力。还可以相互配合与液压旋转卡瓦1和举升机构3共同作用实现上提和下放管柱。

在本实施例中，上半封防喷器51为上半封闸板防喷器，上半封防喷器51 可以封隔套管和管柱之间形成的环形空间。并且在封隔环形空间时，管柱可以上下移动。

在本实施例中，下半封防喷器52为下半封闸板防喷器，下半封防喷器52 的另一端可与井口同轴法兰连接。下半封防喷器52可以封隔套管和管柱之间形成的环形空间。并且在封隔环形空间时，管柱可以上下移动。

图3为本实用新型实施例提供的另一种带压修井作业井口装置的示意图。如图3所示，在本实施例中，带压修井作业井口装置还包括举升短节61和阀门 62。举升短节61连接于上半封防喷器51和下半封防喷器52之间。举升短节61 的侧壁上设有旁通通道611，旁通通道611可与节流管汇(图未视)连接。示例性地，阀门62可以为液压平板阀。阀门62设于旁通通道611上，阀门62可打开或者关闭旁通通道611。在遇到井底高压等突发情况时，可打开阀门62使管柱与套管之间的环空与节流管汇连通，用节流管汇进行压井作业。在上提管柱上半封防喷器51先关闭，下半封防喷器52后关闭时，上半封防喷器51与下半封防喷器52可能存在高压流体，这时可打开阀门62，卸去高压流体中的压力。避免打开上半封防喷器51时突然的压力释放带来的安全问题。

在本实施例中，带压修井作业井口装置还包括安全组件7，安全组件7包括全封防喷器71、备用半封防喷器72和安全卡瓦73。全封防喷器71、备用半封防喷器72和安全卡瓦73依次连接于下半封防喷器52和井口之间。下半封防喷器52、全封防喷器71用半封防喷器72和安全卡瓦73和井口从上至下依次同轴用法兰密封连接。全封防喷器71作为安全防喷器，可在紧急状态下零封井口，控制井口不失控。备用半封防喷器72可以在上半封防喷器51或者下半封防喷器52失效时使用，其功能与上半封防喷器51或者下半封防喷器52相同。安全卡瓦73可用于上扣或卸扣时，防止管柱打滑。

可选地，带压修井作业井口装置还包括支撑装置8。支撑装置8包括支架 81和支撑支架81的液压支腿82，举升机构3固定于支架81上。支撑装置8至少包括3个液压支腿82。在本实施例中为4个液压支腿82，4个液压支腿82中部之间设有支架81，举升机构3固定于支架81上。示例性地，支撑装置8还可以包括作业平台83，液压支腿82的一端与作业平台83固定连接，另一端可固定安装于地面。支撑装置8用于支撑作业平台83和固定举升机构3，作业平台 83可作为工人的作业平台，也可放置司钻台(图未视)。司钻台为修井作业中的控制台。

图4为本实用新型实施例提供的一种带压修井作业系统的示意图。该带压修井作业系统包括顶驱9和带压修井作业井口装置。该带压修井作业井口装置的结构可以与图3所示的装置相同，在此不再赘述。顶驱9位于液压旋转卡瓦1 的上方。并且顶驱9的旋转中心与液压旋转卡瓦1的旋转中心对齐。顶驱9可在旋转作业时给管柱提供旋转扭矩，并可在上提管柱时卸扣，在下放管柱时上扣。当然，也可以采用与图1所示装置相同的带压修井作业井口装置。

示例性地，该顶驱9可以为自动无级变速钻修井顶驱。

在本实施例中，该带压修井作业系统还可以包括游吊系统10，游吊系统10 设于井架上，游吊系统10用于悬挂顶驱9，并可在下放、上提管柱时取放管柱。

为了驱动前述带压修井作业井口装置的液压部件的正常工作，本发明实施例的带压修井作业系统还可以包括液压系统。图5为本实用新型实施例提供的一种带压修井作业系统的液压系统示意图。

如图5所示，该液压系统包括4个子液压系统和2个滤油器。2个滤油器分别为4个子液压系统的液压油过滤。在本实施例中，4个子液压系统分别为第一子液压系统21、第二子液压系统22、第三子液压系统23和第四子液压系统24。 2个滤油器分别为第一滤油器27和第二滤油器26。

可选地，第一子液压系统21为支撑装置8提供动力。第二子液压系统22 为防喷器4、液压旋转卡瓦1、固定卡瓦2、上半封防喷器51、下半封防喷器52、全封防喷器71、备用半封防喷器72和安全卡瓦73提供液压动力。第三子液压系统23为举升机构3提供动力。第四子液压系统24为顶驱9提供动力。

在本实施例中，第一子液压系统21包括第一齿轮泵211、第一溢流阀212、和第一单向阀213。第一齿轮泵211与第一单向阀213的入口连通。第一单向阀 213的出口与支撑装置8连通。第一溢流阀212设于第一齿轮泵211与第一单向阀213之间，第一溢流阀212可设定第一子液压系统21的额定工作压力，保护第一液压系统21的使用安全。

第一单向阀213与支撑装置8的进油口P1间还设有第一压力表214，第一压力表214可测得第一子液压系统的压力。第一压力表214与支撑装置8的进油口P1间还设有第一截止阀215，当第一子液压系统失效21时或供油完成后可以关闭第一截止阀215，确保支撑装置8的使用安全。

在本实施例中，第二子液压系统22包括第二齿轮泵221、第三齿轮泵222、溢流阀223、第二单向阀224和第一储能器225。第二齿轮泵211、第三齿轮泵 222的出口相连并与第二单向阀224的入口连通。第二单向阀224的出口与防喷器4、液压旋转卡瓦1、固定卡瓦2、上半封防喷器51、下半封防喷器52、全封防喷器71、备用半封防喷器72和安全卡瓦73进油管路并联的进油口P2连通。第二溢流阀225设于第二齿轮泵221、第三齿轮泵222的出口与第二单向阀224 之间，第二溢流阀225可设定第二子液压系统22的额定工作压力，保护第二液压系统22的使用安全。第二单向阀224与上述卡瓦和防喷器等工作部件之间设有第一储能器225。第一储能器225可储存能量，能够加快这些工作部件的动作速度，例如使防喷器在3秒钟之内快速关闭。

在本实施例中，第一子液压系统21与第二子液压系统22的出口端可连通，即从第一子液压系统21的第一截止阀215与支撑装置8的入口之间和第二子液压系统22的第一储能器225与卡瓦、防喷器之间设置连通管路，并在连通管路上设有第一截止阀门28。这样的设计可以在第一子液压系统21或者第二子液压系统22的零部件失效时，可以使用另一子液压系统的齿轮泵，也可在需要时将第一子液压系统21和第二子液压系统22的齿轮泵并联使用。

在本实施例中，第一齿轮泵211、第二齿轮泵221和第三齿轮泵222与第一滤油器27连通。第一滤油器27为第一子液压系统21和第二子液压系统22过滤液压油。在第一滤油器27的入口处设有第一滤油截止阀271，第一滤油截止阀271一般处于常开状态。

在本实施例中，第三子液压系统23包括第四齿轮泵231、第三溢流阀232 和第三单向阀233。第四齿轮泵231与第三单向阀233的入口连通。第三单向阀 233的出口与举升机构3的进油口P3连通。第三溢流阀233设于第四齿轮泵231 与第三单向阀233之间，第三溢流阀233可设定第三子液压系统23的额定工作压力，保护第三液压系统23的使用安全。第三单向阀233与举升机构3的入口间还设有第二压力表234，第二压力表234可测得第三子液压系统23的压力。第二压力表234与举升机构3的入口间还设有第二截止阀235，当第三单向阀233失效时或供油完成后可以关闭第二截止阀235，确保支撑装置8的使用安全。

在本实施例中，第四子液压系统24包括第五齿轮泵241、卸荷溢流阀242、和第二储能器243。第二储能器243设于第五齿轮泵241与顶驱9的进油口P4 之间。第二储能器243能够储存液压能。第二储存器243与第五齿轮泵241之间设有卸荷溢流阀242，当储能器243的压力大于第五齿轮泵241出口的压力时，第五齿轮泵241会通过卸荷阀242卸荷。卸荷溢流阀242可保护第五齿轮泵242 的使用安全。

在本实施例中，第三子液压系统23与第四子液压系统24的出口端连通，即从第三子液压系统23的第二截止阀235与举升机构3的入口之间和第四子液压系统24的第二储能器243与顶驱9之间连通，并在连通管路上设有第二截止阀门29。这样的设计可以在第三子液压系统23或者第四子液压系统24的零部件失效时，可以使用另一子液压系统的齿轮泵，也可在需要时将第三子液压系统23和第四子液压系统24的齿轮泵并联使用。

在本实施例中，第四齿轮泵231和第五齿轮泵241与第二滤油器26连通。第二滤油器26为第三子液压系统23和第四子液压系统24过滤液压油。在第二滤油器26的入口处设有第二滤油截止阀261，第二滤油截止阀261一般处于常开状态。

在本实施例中，该带压修井作业系统的液压系统还包括离合分动箱25，离合分动箱25依次与第五齿轮泵241、第四齿轮泵231、第三齿轮泵222、第二齿轮泵221和第一齿轮泵211连接。离合分动箱25可控制各个齿轮泵的开关和排量，从而离合分动箱可控制4个子液压系统的动作。

示例性地，在本实施例中，第四齿轮泵231和第五齿轮泵241的额定工作压力21MPa，单泵理论排量≥168mL/r。第二齿轮泵221和第三齿轮泵222的额定工作压力21MPa，理论排量≥63mL/r。第一齿轮泵221的额定工作为21MPa，理论排量≥10mL/r。

下面结合图4说明本发明实施例的带压修井作业井口装置以及带压修井作业系统的工作过程。

带压上提管柱工作过程：

首先，内堵塞技术控制管柱内压力，内堵塞即向管柱内投入机械阻塞器，密封管柱内通道。

第一种实现方式，用防喷器4抱紧管柱，控制管柱和套管之间环形空间的压力。液压旋转卡瓦1卡紧管柱，固定卡瓦2、上半封防喷器51和下半封防喷器52打开。全封防喷器71、备用半封防喷器72和安全卡瓦73也打开。举升机构3的支撑平台31在举升油缸32的伸缩杆321收缩状态时的低位。

需上提管柱时，伸缩杆321伸长带动液压旋转卡瓦1上升同时带动管柱提升。当伸缩杆321上升至最长位置，管柱的接箍还未上升至伸缩杆321收缩状态时液压旋转卡瓦1的上方，则固定卡瓦2卡紧管柱，液压旋转卡瓦1松开，伸缩杆321收缩至最低位置。随后液压旋转卡瓦1卡紧管柱，固定卡瓦2松开，举升油缸32举升，再次观察管柱的接箍是否位于伸缩杆321收缩状态时液压旋转卡瓦1的上方。若接箍还未达到伸缩杆321收缩状态时液压旋转卡瓦1的上方，可多次收缩和举升举升油缸32的伸缩杆321，直至接箍位于在伸缩杆321 收缩状态时液压旋转卡瓦1的上方。固定卡瓦2卡紧管柱，液压旋转卡瓦1松开后收缩伸缩杆321，用顶驱9解扣上端管柱，用游吊系统10将卸下的管柱拖离井口放置。至此完成一根管柱的上提，同样的操作上提第二根管柱。

第二种实现方式，上半封防喷器51关闭控制管柱和套管之间环形空间的压力，固定卡瓦2和下半封防喷器52打开。全封防喷器71、备用半封防喷器72 和安全卡瓦73也打开。液压旋转卡瓦1卡紧管柱，举升机构3的支撑平台31 在伸缩杆321收缩状态时的低位。需上提管柱时，伸缩杆321伸长带动液压旋转卡瓦1上升同时带动管柱提升。当伸缩杆321上升使管柱的接箍上半封防喷器51下方时，固定卡瓦2卡紧管柱，下半封防喷器52关闭控制管柱和套管之间环形空间的压力。若上半封喷器51与下半封防喷器52之间存在高压流体时，打开阀门62，可卸去高压流体中的压力。泄压后，打开上半封防喷器51，松开液压旋转卡瓦1，收缩举升油缸32的伸缩杆321至最低位。液压旋转卡瓦1卡紧管柱，打开固定卡瓦2，举升油缸32的伸缩杆321伸长，可如单用防喷器4 一样配合固定卡瓦2和液压旋转卡瓦1举升一次或多次，直至管柱的接箍提升至伸缩杆321收缩状态时液压旋转卡瓦1的上方。固定卡瓦2卡紧管柱，液压旋转卡瓦1松开后收缩伸缩杆321，用顶驱9解扣上端管柱，用游吊系统10将卸下的上端管柱拖离井口放置。至此完成一根管柱的上提，同样的操作上提第二根管柱。

带压下放管柱工作过程与上提管柱的过程相反，在此不做详细描述。在下放时，液压旋转卡瓦1卡紧管柱并固定在举升机构3上，举升机构3可固定在地面或者支架上，液压旋转卡瓦1可克服井底压力对管柱的上顶力。

带压旋转工作过程：固定卡瓦2打开，上半封防喷器51、下半封防喷器52、全封防喷器71、备用半封防喷器72和安全卡瓦73也打开。液压旋转卡瓦1卡紧管柱，防喷器4抱紧管柱控制管柱和套管之间环形空间的压力。顶驱9驱动管柱旋转，液压旋转卡瓦1固定于举升机构3上，举升机构3可固定安装于地面或者支架上，所以液压旋转卡瓦1可克服井底压力对管柱的上顶力或管柱的重力。并且液压旋转卡瓦1的回转体可在卡瓦组件卡紧管柱时随着管柱旋转，所以带压修井作业井口装置可实现带压旋转作业，即可在带压不压井的条件下进行套管的磨铣或者开窗作业。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带压修井作业井口装置，所述带压修井作业井口装置包括：固定卡瓦(2)、举升机构(3)和防喷器(4)，所述固定卡瓦(2)和所述防喷器(4)同轴连接，所述防喷器(4)为环形防喷器或者旋转防喷器，其特征在于，所述带压修井作业井口装置还包括：液压旋转卡瓦(1)，所述液压旋转卡瓦(1)设于所述举升机构(3)的顶部，且所述液压旋转卡瓦(1)同轴位于所述固定卡瓦(2)的上方，所述液压旋转卡瓦(1)包括法兰座(11)和可转动安装于所述法兰座(11)上的回转体(12)，所述法兰座(11)和所述回转体(12)上对应设有轴向的中心孔(13)，所述法兰座(11)和所述回转体(12)之间设有向心推力轴承(14)，所述回转体(12)上设有至少两个卡瓦组件(15)，所述至少两个卡瓦组件(15)沿所述中心孔(13)的周向布置。

2.如权利要求1所述的带压修井作业井口装置，其特征在于，每个所述卡瓦组件(15)均包括液压油缸(151)和弧形卡瓦(152)，所述液压油缸(151)沿所述法兰座(11)的径向布置，所述液压油缸(151)的固定端固定在所述回转体(12)上，所述弧形卡瓦(152)与所述液压油缸(151)的可伸缩端连接，所述弧形卡瓦(12)位于所述回转体的中心孔(13)内。

3.如权利要求2所述的带压修井作业井口装置，其特征在于，所述弧形卡瓦(152)通过楔块(153)与所述液压油缸(151)连接，所述回转体(12)内设有与所述卡瓦组件(15)对应的空腔(1221)，所述楔块(153)与所述空腔(1221)的侧壁滑动连接。

4.如权利要求2所述的带压修井作业井口装置，其特征在于，所述法兰座(11)内设有固定油道(111)，所述法兰座(11)的外壁设有环形油道(112)，所述固定油道(111)与所述环形油道(112)连通，所述回转体(12)上设有与所述液压油缸(151)对应的随动油道(1211)，所述随动油道(1211)的一端与所述环形油道(112)连通，所述随动油道(1211)的另一端与所述液压油缸(151)连通。

5.如权利要求1所述的带压修井作业井口装置，其特征在于，所述带压修井作业井口装置还包括上半封防喷器(51)和下半封防喷器(52)，所述防喷器(4)、所述上半封防喷器(51)和所述下半封防喷器(52)从上至下依次同轴连接。

6.如权利要求5所述的带压修井作业井口装置，其特征在于，所述带压修井作业井口装置还包括举升短节(61)和阀门(62)，所述举升短节(61)连接于上半封防喷器(51)和所述下半封防喷器(52)之间，所述举升短节(61)的侧壁上设有旁通通道(611)，所述阀门(62)设于所述旁通通道(611)上。

7.如权利要求5所述的带压修井作业井口装置，其特征在于，所述带压修井作业井口装置还包括安全组件(7)，所述安全组件包括全封防喷器(71)、备用半封防喷器(72)和安全卡瓦(73)，所述下半封防喷器(52)、所述全封防喷器(71)、所述备用半封防喷器(72)和所述安全卡瓦(73)从上至下依次同轴连接。

8.如权利要求1至7任一项所述的带压修井作业井口装置，其特征在于，所述带压修井作业井口装置还包括支撑装置(8)，所述支撑装置(8)包括支架(81)和支撑所述支架(81)的液压支腿(82)，所述举升机构(3)固定于所述支架(81)上。

9.一种带压修井作业系统，其特征在于，所述带压修井作业系统包括顶驱(9)、液压系统和如权利要求1至8任一项所述的带压修井作业井口装置，顶驱(9)位于带压修井作业井口装置的上方，并且所述顶驱(9)的旋转中心与所述液压旋转卡瓦(1)的旋转中心对齐。

10.如权利要求9所述的带压修井作业系统，其特征在于，所述带压修井作业系统还包括液压系统，所述液压系统包括驱动液压旋转卡瓦(1)、防喷器(4)的第二子液压系统(22)和驱动所述举升机构(3)的第三子液压系统(23)。