CN210293914U - 防砂用安全环保型全管柱油管试压工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种防砂用安全环保型全管柱油管试压工具，包括外筒，外筒内设置中空的球座，球座的顶端能由一钢球密封；外筒内位于球座的下方设置能控制钢球密封或离开所述球座顶端的滑套结构，滑套结构包括固定套设于所述外筒内的滑套外管，滑套外管内设置中空且能周向转动的滑套内管，滑套内管的底端位于外筒的外部且滑套内管的内腔能与外筒的内腔连通，滑套外管能沿滑套内管轴向滑动；滑套内管的顶部密封且能将钢球顶离球座。使用该工具试压，在油管试压结束后不需要泵车泵入较高压力剪断销钉，排除了地面管线高压力带来的安全隐患，也避免了销钉剪不断时造成的油管起出困难和环境污染，保护了施工环境。

Description

防砂用安全环保型全管柱油管试压工具

技术领域

本实用新型涉及油气开采技术领域，尤其涉及一种避免泵车高压力泵入液体、避免地面环境污染的防砂用安全环保型全管柱油管试压工具。

背景技术

辽河油田储层多为疏松砂岩油气藏，出砂问题严重，生产过程中必须采取必要的防砂措施。封隔器悬挂筛管防砂、砾石充填防砂以及压裂防砂是油田最主要的几种防砂手段。目前封隔器坐封过程基本为液压坐封，需要在坐封之前对油管进行试压作业，保证油管耐压达到封隔器的坐封丢手压力。在砾石充填、压裂防砂的施工过程中，也需在施工作业前对油管进行试压作业，以保证高压压裂、充填过程中油管的安全型。

如图6所示，目前的油管试压管柱比较简单，即在油管91内用剪断销钉连接一现有球座92，下接一段粗短接93。验漏时在地面向油管91投入现有钢球94，现有钢球94落入现有球座92。在地面泵入清水，由于现有钢球94及现有球座92阻挡清水继续下行，泵车起压，保持一定压力(一般为15Mpa)，压力一定时间内不下降(一般为5-10分钟)，即为油管91试压合格。试压合格后，继续泵入清水，压力升高，当压力大于剪切销钉的剪切强度时(一般设置为20Mpa)，销钉剪断，现有球座92下落到粗短接93内的挡环95上。油管上下贯通，施工完毕，起上油管。

该作业目前存在以下问题：

(1)目前油管试压一般需要保持15Mpa的压力5-10min，避免剪断销钉被误剪断，剪断销钉的剪切强度必须大于15Mpa，而剪切压力一般设置为20Mpa左右。泵车打压过程中，20Mpa的压力比较高，存在安全隐患。

(2)目前油管试压过程中，如果剪切销钉出现问题，剪切不断，油管内外不连通，起出管柱时候，油管内充满钻井液，不能往下漏出，则在起出油管的过程中，液体随着油管的卸开而流到地面，不仅给起出油管带来困难，也对环境造成污染。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种防砂用安全环保型全管柱油管试压工具，以克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种防砂用安全环保型全管柱油管试压工具，在油管试压结束后不需要泵车泵入较高压力剪断销钉，排除了地面管线高压力带来的安全隐患，也避免了销钉剪不断时造成的油管起出困难和环境污染，保护了施工环境。

本实用新型的目的是这样实现的，一种防砂用安全环保型全管柱油管试压工具，包括能与试压油管管柱密封连通的外筒，所述外筒内设置中空的球座，所述球座的顶端能由一钢球密封；所述外筒内位于所述球座的下方设置能控制所述钢球密封或离开所述球座顶端的滑套结构，所述滑套结构包括固定套设于所述外筒内的滑套外管，所述滑套外管内设置中空且能周向转动的滑套内管，所述滑套内管的底端位于所述外筒的外部且所述滑套内管的内腔能与所述外筒的内腔连通，所述滑套外管能沿所述滑套内管轴向滑动；所述滑套内管的顶部密封且能将所述钢球顶离所述球座。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述滑套内管的外壁上周向交错且沿轴向延伸设置长滑道槽和短滑道槽，各所述长滑道槽与相邻的所述短滑道槽之间设置周向连通滑道，所述滑套外管的内壁上设置滑块，所述滑块能沿所述长滑道槽或所述短滑道槽上下滑动，所述滑块还能沿所述周向连通滑道周向滑动切换交错切换至所述长滑道槽或所述短滑道槽内。

在本实用新型的一较佳实施方式中，各所述长滑道槽和各所述短滑道槽的底端位于同一轴向位置，各所述长滑道槽的顶端高于各所述短滑道槽设置，各所述长滑道槽的底端设置一侧向周向倾斜的长滑道开口部，各所述短滑道槽的底端设置一侧向周向倾斜的短滑道开口部，所述长滑道开口部和所述短滑道开口部的倾斜方向和倾斜角度呈相同设置；所述长滑道开口部和所述短滑道开口部下方均设置锯齿挡槽，各所述锯齿挡槽与各所述长滑道开口部、各所述短滑道开口部之间构成所述周向连通滑道。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述长滑道开口部的一侧倾角的度数为30°，所述短滑道开口部的一侧倾角的度数为30°；所述锯齿挡槽的锯齿倾角与所述长滑道开口部的一侧倾角的倾斜方向相反，所述锯齿挡槽的锯齿倾角的度数为30°。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述滑套内管的顶部固定设置顶杆，所述顶杆的直径尺寸小于所述球座的内腔直径尺寸，所述顶杆能滑动穿设通过所述球座的内腔将所述钢球顶离所述球座。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述滑套内管的内壁顶部设置连接内螺纹部，所述顶杆的外壁底部设置与所述连接内螺纹部匹配的连接外螺纹部，所述顶杆通过连接外螺纹部密封连接于所述滑套内管上。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述滑套内管的侧壁上位于所述长滑道槽的上方设置径向贯通孔，所述外筒的内腔能通过所述径向贯通孔和所述滑套内管的内腔连通所述外筒的外部。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述滑套内管的顶部和所述球座的底部之间抵靠设置弹簧。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述滑套外管的内壁顶部设置直径向上渐扩的缓冲锥面。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述滑套内管的长度尺寸大于所述外筒的长度尺寸。

由上所述，本实用新型提供的防砂用安全环保型全管柱油管试压工具具有如下有益效果：

本实用新型提供的防砂用安全环保型全管柱油管试压工具，通过滑套结构控制钢球密封或离开球座，不需要设置剪切销钉，油管试压结束后，球座上方继续施加载荷使外筒下移，套内管的顶部将钢球顶离球座，球座上方的试压液体经球座内腔、球座下方的外筒内腔和滑套内管的内腔流出工具，既避免泵车泵入较高压力剪断剪切销钉，排除了地面管线高压力带来的安全隐患，也避免了销钉剪不断时造成的油管起出困难，并且避免油管卸开时试压液体污染环境，保护了施工环境。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1：为本实用新型的防砂用安全环保型全管柱油管试压工具的结构示意图。

图2：为本实用新型的顶杆顶起钢球时的示意图。

图3：为本实用新型的滑套内管的结构半剖图。

图4：为图3中A-A处剖视图。

图5：为本实用新型的滑套内管的外壁示意图。

图6：为现有技术中油管试压管柱示意图。

图中：

100、防砂用安全环保型全管柱油管试压工具；

1、外筒；

21、球座；22、钢球；

3、滑套结构；

31、滑套外管；311、缓冲锥面；

32、滑套内管；

321、长滑道槽；3211、长滑道开口部；322、短滑道槽；3221、短滑道开口部；323、锯齿挡槽；324、径向贯通孔；33、滑块；34、顶杆；

4、弹簧；

91、油管；92、现有球座；93、粗短接；94、现有钢球；95、挡环。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图5所示，本实用新型提供一种防砂用安全环保型全管柱油管试压工具100，包括与试压油管管柱密封连通的外筒1，在本实用新型的一具体实施例中，外筒1的内壁顶部设置油管扣，其能与试压油管管柱底端的管柱丝扣密封连接；外筒1内固定设置中空的球座21，在本实用新型的一具体实施例中，球座21通过丝扣连接于外筒1的内壁上；球座21的顶端能由一钢球22密封，钢球22自外筒1的顶端落入对球座21顶端进行密封时，实现球座21上下的外筒1内腔的封隔，球座21上方构成试压密封空间；外筒1内位于球座21的下方设置能控制钢球22密封或离开球座21顶端的滑套结构3，滑套结构3包括固定套设于外筒1内的滑套外管31，在本实用新型的一具体实施例中，滑套外管31通过丝扣连接于外筒1的内壁上；滑套外管31内设置中空且能周向转动的滑套内管32，滑套内管32的底端位于外筒1的外部且滑套内管32的内腔能与外筒1的内腔连通，滑套外管31能沿滑套内管32轴向滑动，滑套外管31沿滑套内管32轴向下移(外筒1同步下移)到一定位置时，滑套内管32的顶部密封且能将钢球22顶离球座21，钢球22离开球座21顶端时，球座21上下方的外筒1内腔连通，球座21上方的试压密封空间中的试压液体经球座21内腔、球座21下方的外筒1内腔和滑套内管32的内腔流出工具。

本实用新型提供的防砂用安全环保型全管柱油管试压工具，通过滑套结构控制钢球密封或离开球座，不需要设置剪切销钉，油管试压结束后，球座上方继续施加载荷使外筒下移，套内管的顶部将钢球顶离球座，球座上方的试压液体经球座内腔、球座下方的外筒内腔和滑套内管的内腔流出工具，既避免泵车泵入较高压力剪断剪切销钉，排除了地面管线高压力带来的安全隐患，也避免了销钉剪不断时造成的油管起出困难，并且避免油管卸开时试压液体污染环境，保护了施工环境。

进一步，如图1、图2和图5所示，滑套内管32的外壁上周向交错且沿轴向延伸设置长滑道槽321和短滑道槽322，各长滑道槽321与相邻的短滑道槽322之间设置周向连通滑道，滑套外管31的内壁上设置滑块33，滑块33能沿长滑道槽321或短滑道槽322上下滑动，滑块33还能沿周向连通滑道周向滑动切换交错切换至长滑道槽321或短滑道槽322内。

进一步，如图5所示，各长滑道槽321和各短滑道槽322的底端位于同一轴向位置，各长滑道槽321的顶端高于各短滑道槽322设置，各长滑道槽321的底端设置一侧向周向倾斜的长滑道开口部3211，各短滑道槽322的底端设置一侧向周向倾斜的短滑道开口部3221，长滑道开口部3211和短滑道开口部3221的倾斜方向和倾斜角度呈相同设置；长滑道开口部3211和短滑道开口部3221下方均设置锯齿挡槽323，各锯齿挡槽323与各长滑道开口部3211、各短滑道开口部3221之间构成周向连通滑道。

在本实施方式中，长滑道开口部3211的一侧倾角的度数为30°，短滑道开口部3221的一侧倾角的度数为30°；锯齿挡槽323的锯齿倾角与长滑道开口部3211的一侧倾角的倾斜方向相反，锯齿挡槽323的锯齿倾角的度数为30°。

进一步，如图1、图2所示，滑套内管32的顶部固定设置顶杆34，顶杆34的直径尺寸小于球座21的内腔直径尺寸，顶杆34能滑动穿设通过球座21的内腔将钢球22顶离球座21。试压结束后，对外筒1继续施加载荷，外筒1下移，顶杆34插进球座21的内腔并将钢球22顶起，球座21上下的外筒1内腔连通。

在本实施方式中，滑套内管32的内壁顶部设置连接内螺纹部，顶杆34的外壁底部设置与连接内螺纹部匹配的连接外螺纹部，顶杆34通过连接外螺纹部密封连接于滑套内管32上。

进一步，如图3、图4所示，滑套内管32的侧壁上位于长滑道槽321的上方设置径向贯通孔324，在本实用新型的一具体实施例中，径向贯通孔324的数量为多个，多个径向贯通孔324沿周向间隔设置；外筒1的内腔能通过径向贯通孔324和滑套内管32的内腔连通外筒1的外部。顶杆34将钢球22顶起后，球座21上下的外筒1内腔连通，外筒1的内腔能通过径向贯通孔324和滑套内管32的内腔连通外筒1的外部，形成试压残留液体的流出通道。

进一步，如图1、图2所示，滑套内管32的顶部和球座21的底部之间抵靠设置弹簧4。在弹簧4的弹力作用下，滑块33能够保持在长滑道槽321的顶端或短滑道槽322的顶端，在弹簧4的弹力作用下，滑块33实现在长滑道槽321和短滑道槽322之间的切换，保证外筒轴向移动、滑套内管32周向转动的稳定性。

当滑块33置于长滑道槽321时，在弹簧4弹力作用下，滑块33置于长滑道槽321最上部，顶杆34位于球座21下部。当滑块33置于短滑道槽322时，在弹簧4弹力作用下，滑块33置于短滑道槽322的最上部，顶杆34进入球座21内部，并将钢球22顶起，球座21上下空间相连通。

进一步，如图1、图2所示，滑套外管31的内壁顶部设置直径向上渐扩的缓冲锥面311。

进一步，为保证滑套内管32的一端始终位于外筒1的外部，确保外筒1的轴向移动顺畅，滑套内管32的长度尺寸大于外筒1的长度尺寸。

使用本实用新型的防砂用安全环保型全管柱油管试压工具100进行试压时，首先进行工具的组装，滑块33位于长滑道槽321内，钢球22暂不投入外筒1，将防砂用安全环保型全管柱油管试压工具100连接在试压油管管柱底端，将整个试压油管管柱下入井筒底部。

自地面向试压油管管柱内投入钢球22，连接泵车井口管线(现有技术)，通过泵车向试压油管管柱泵入清水(试压残留液体)，钢球22下落到球座21上，如图1所示，钢球22密封球座21的顶端，清水不能下行到球座21以下空间，使得试压油管管柱内压力升高。观察泵车压力表，压力上升到15Mpa，停泵憋压5～10min，压力不降或者下降很小，视为油管试压合格。

试压结束后，继续下放试压油管管柱，在上部载荷作用下，滑块33沿长滑道槽321往下移动，最终移动到长滑道槽321的底端，快速上提试压油管管柱，在弹簧的弹力作用下，滑块33进入短滑道槽322，并进一步上移至短滑道槽322的顶端，如图2所示，此时顶杆34进入球座21内部，并将钢球22顶起，球座21上下空间相连通。

继续起出试压油管管柱，球座21上方的清水经过球座内腔、外筒1的内腔、径向贯通孔324和滑套内管32的内腔流向外筒1的外部，即实现了试压残留液体排出试压油管管柱。上起试压油管管柱直至全部起出地面，施工结束。

由上所述，本实用新型提供的防砂用安全环保型全管柱油管试压工具具有如下有益效果：

本实用新型提供的防砂用安全环保型全管柱油管试压工具，通过滑套结构控制钢球密封或离开球座，不需要设置剪切销钉，油管试压结束后，球座上方继续施加载荷使外筒下移，套内管的顶部将钢球顶离球座，球座上方的试压液体经球座内腔、球座下方的外筒内腔和滑套内管的内腔流出工具，既避免泵车泵入较高压力剪断剪切销钉，排除了地面管线高压力带来的安全隐患，也避免了销钉剪不断时造成的油管起出困难，并且避免油管卸开时试压液体污染环境，保护了施工环境。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种防砂用安全环保型全管柱油管试压工具，其特征在于，包括能与试压油管管柱密封连通的外筒，所述外筒内设置中空的球座，所述球座的顶端能由一钢球密封；所述外筒内位于所述球座的下方设置能控制所述钢球密封或离开所述球座顶端的滑套结构，所述滑套结构包括固定套设于所述外筒内的滑套外管，所述滑套外管内设置中空且能周向转动的滑套内管，所述滑套内管的底端位于所述外筒的外部且所述滑套内管的内腔能与所述外筒的内腔连通，所述滑套外管能沿所述滑套内管轴向滑动；所述滑套内管的顶部密封且能将所述钢球顶离所述球座。

2.如权利要求1所述的防砂用安全环保型全管柱油管试压工具，其特征在于，所述滑套内管的外壁上周向交错且沿轴向延伸设置长滑道槽和短滑道槽，各所述长滑道槽与相邻的所述短滑道槽之间设置周向连通滑道，所述滑套外管的内壁上设置滑块，所述滑块能沿所述长滑道槽或所述短滑道槽上下滑动，所述滑块还能沿所述周向连通滑道周向滑动切换交错切换至所述长滑道槽或所述短滑道槽内。

3.如权利要求2所述的防砂用安全环保型全管柱油管试压工具，其特征在于，各所述长滑道槽和各所述短滑道槽的底端位于同一轴向位置，各所述长滑道槽的顶端高于各所述短滑道槽设置，各所述长滑道槽的底端设置一侧向周向倾斜的长滑道开口部，各所述短滑道槽的底端设置一侧向周向倾斜的短滑道开口部，所述长滑道开口部和所述短滑道开口部的倾斜方向和倾斜角度呈相同设置；所述长滑道开口部和所述短滑道开口部下方均设置锯齿挡槽，各所述锯齿挡槽与各所述长滑道开口部、各所述短滑道开口部之间构成所述周向连通滑道。

4.如权利要求3所述的防砂用安全环保型全管柱油管试压工具，其特征在于，所述长滑道开口部的一侧倾角的度数为30°，所述短滑道开口部的一侧倾角的度数为30°；所述锯齿挡槽的锯齿倾角与所述长滑道开口部的一侧倾角的倾斜方向相反，所述锯齿挡槽的锯齿倾角的度数为30°。

5.如权利要求2所述的防砂用安全环保型全管柱油管试压工具，其特征在于，所述滑套内管的顶部固定设置顶杆，所述顶杆的直径尺寸小于所述球座的内腔直径尺寸，所述顶杆能滑动穿设通过所述球座的内腔将所述钢球顶离所述球座。

6.如权利要求5所述的防砂用安全环保型全管柱油管试压工具，其特征在于，所述滑套内管的内壁顶部设置连接内螺纹部，所述顶杆的外壁底部设置与所述连接内螺纹部匹配的连接外螺纹部，所述顶杆通过连接外螺纹部密封连接于所述滑套内管上。

7.如权利要求2所述的防砂用安全环保型全管柱油管试压工具，其特征在于，所述滑套内管的侧壁上位于所述长滑道槽的上方设置径向贯通孔，所述外筒的内腔能通过所述径向贯通孔和所述滑套内管的内腔连通所述外筒的外部。

8.如权利要求1所述的防砂用安全环保型全管柱油管试压工具，其特征在于，所述滑套内管的顶部和所述球座的底部之间抵靠设置弹簧。

9.如权利要求1所述的防砂用安全环保型全管柱油管试压工具，其特征在于，所述滑套外管的内壁顶部设置直径向上渐扩的缓冲锥面。

10.如权利要求1所述的防砂用安全环保型全管柱油管试压工具，其特征在于，所述滑套内管的长度尺寸大于所述外筒的长度尺寸。

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