CN2182877Y - 射孔振荡器 - Google Patents

Abstract

射孔振荡器涉及一种在油田喷砂射孔作业中使 用的井下工具，解决了喷砂射孔过程中阻力大、回压 高的技术问题，以达到增加射孔深度的目的。它分为 活动部件和控制活动部件。活动部件与喷砂射孔井 下管柱连接，控制活动部件上端与水力锚连接，在不 改变泵压的情况下，振荡器可按一定频率和振幅带动 井下射孔管柱有规律地上下移动。它具有现场作业 简单等优点。

Description

本实用新型涉及一种在油田喷砂射孔作业中使用的井下工具。

五十年代末期美、苏等国已开始研究、使用喷砂射孔技术，该技术主要用于射孔作业，也可作为油层改造的一种完井方式。我国六十年代初开始研究喷砂射孔技术，该技术存在的不足之处是射孔深度浅，其原因是由于射孔过程中套管上割开的孔眼小，只有φ10－φ15mm，含砂液流都要从小眼住返，阻力大、回压高造成的。试验证明：喷砂射孔过程中，回压最高可达5Mpa，无回压条件下的射孔深度是有回压条件下的4.7倍，喷砂射孔因未取得予期的效果而被淘汰。为了扩大射孔过程中套管割开的孔眼直径，有人曾提出利用不加水力锚，在射孔过程中使管柱处于自由振颤状态的方案，但由于射孔时泵压波动大，射孔枪也随之振颤，不能形成集中而有效的射流，且不加水力锚，射孔位置偏差较大，该方案未能实现。

本实用新型的目的在于避免上述已有技术中的不足之处而提供一种射孔振荡器。

本实用新型的目的可以通过以下措施来达到：

该振荡器分为活动部件和控制活动部件，活动部件与喷砂射孔井下管柱连接、控制活动部件上端与水力锚连接，在不改变泵压的情况下，振荡器可按一定频率和振幅带动井下射孔管柱有规律地上下移动，使携砂射流在套管上切出一条可控制其长度的缝隙，为含砂液流打开足够的通道，解决射孔过程中阻力大、回压高的技术问题，以达到增加射孔深度的目的。

本实用新型的目的还可以通过以下措施来达到：

活动部件由中心管、活塞、下接头、螺母、解卡销、密封圈组成，中心管和活塞焊接为一体，中心管上端插入上接头内，下端穿过控制活动部件的中心孔，与螺母及下接头丝扣连接，解卡销固定在螺母上，活动部件在外力作用下沿中心孔在导向套内，上、下滑动；

控制活动部件靠液压力及装在簧座内的阀杆、弹簧、挡圈构成的工作付的作用，推动活塞上、下滑动，从而带动井下射孔管柱上、下移动。

附图的图面说明如下：

图1是射孔振荡器结构示意图；

图2是图1中的A－A剖视图；

图3是簧座结构示意图；

图4是图3中的A向视图；

图5是图3中的B向视图；

图6是现场施工示意图。

下面将结合附图对本实用新型作进一步详述：

如图1、2所示：该射孔振荡器分为活动部件和控制活动部件，活动部件下端与喷砂射孔井下射孔管柱（31）丝扣连接，它由中心管（8）、活塞（6）、下接头（21）、螺母（18）、解卡销（17）及密封圈（7、19）组成；

控制活动部件上端与水力锚（30）连接，它由上接头（1）、外筒（2）、滤网（3）、密封圈（5、10）、阀座（9）、阀杆（11）、挡圈（12）、簧座（13）、螺栓（25）、弹簧（14）、卡簧（15）、卡簧头（16）、导向套（20）组成。

活动部件中的中心管（8）上端插入上接头（1）内，中部与活塞（6）丝扣相连后焊接为一体。中心管（8）下端从阀座（9）、簧座（13）、螺母（18）及导向套（20）的中心孔穿过后，与螺母（18）及下接头（21）丝扣连接；三个解卡销（17）用丝扣固定在螺母（18）上，螺母（18）和导向套（20）嵌插连接，活动部件在外力作用下，沿中心孔在导向套（20）内上、下滑动。

中心管（8）柱面圆周上有8个均布并与内径连通的线切割槽（22）可传递压力并滤砂。对着线切割槽（22）在活塞（6）上有传压孔（23），活塞端面均布三个通孔，三个阀杆（11）的上部由此三个通孔穿过。通孔内和活塞外侧各有两道密封圈（7）。

控制活动部件的上接头（1）下部有四个均布的直角形排液孔（4），当活塞（6）运动时作为供液及排液的通道。滤网（3）缠在滤网槽内，起滤砂作用。上接头（1）的内、外侧各有两道密封圈（5）。

外筒（2）的上、下端分别与上接头（1）和阀座（9）丝扣连接，外侧有四个均布并与排液孔（4）相对应的通孔。

三个阀杆（11）上端插入活塞（6）端面的三个通孔内，下端穿过阀座（9）、簧座（13）、导向套（20）上端面的三个通孔后与卡簧头（16）丝扣连接。

三个螺栓（25）从导向套（20）、簧座（13）的端面穿过，拧在阀座（9）的三个盲孔内，将三者连为一体。

阀座（9）端面有三个均布通孔，孔上部和阀杆（11）成钢性密封，孔内阀杆（11）下部为三棱状柱体，通孔旋转60°方向有三个均布的盲孔，盲孔内有螺纹与螺栓（25）相配，中心管（8）从中心孔穿过。

如图3、4、5所示，簧座（13）由簧座套（26）、簧座壳体（27）和簧座盖（28）焊接而成，簧座壳体（27）的侧面有三个泄压孔（24），中心管（8）从两端大中心孔穿过，在360°方向铣三个放弹簧的豁口，阀杆（11）从弹簧（14）内穿过，在距豁口中心线旋转60°方向上钻三个孔，每孔内侧有圆凹陷，与簧座套（26）焊接时起扶正作用；簧座套（26）为一圆筒形，上端与簧座壳体（27）焊接，下端与簧座盖（28）焊接，三个螺栓（25）从该套内穿过以增加簧座的强度。

挡圈（12）套在阀杆（11）的三棱部位，弹簧（14）、挡圈（12）、阀杆（11）构成一个工作付。

卡簧（15）上部台阶卡入导向套（20）内，并依靠导向套（20）和簧座（13）的装配固定，其形状为一沿母线方向带有开口的筒状物，中部有锯齿形螺纹，与卡簧头（16）外侧的锯齿形螺纹相配，下端有喇叭状导向内孔，当中心管（8）上升至顶点时，便于解卡销（17）伸进卡簧（15）内。使卡簧头（16）处于解卡状态。

阀杆（11）中部为一段较粗的圆柱体，上端插入活塞（6）的通孔内，插入阀座（9）内的阀杆（11）上部和阀座（9）呈钢性滑动密封，下部为三棱状杆体，截面为三角形，和阀座（9）呈泄流面，阀杆（11）最下端与卡簧头（16）丝扣相连。

螺母（18）可防止中心管（8）同下接头（21）的连接螺纹松扣；

导向套（20）有一中心孔，中心管（8）从该孔穿过，有两个长槽和螺母（18）嵌插连接，活动部件沿长槽上、下滑动时可防止其与外筒（2）相对转动。导向套（20）上端面有三个螺栓孔，从该孔旋转60°方向有三个卡簧孔，卡簧（15）靠台阶卡入该孔内。

如图6所示：射孔振荡器（29）现场使用时，上端与水力锚（30）连接，下端与射孔管柱（31）连接，按工作原理可将其分为四个阶段：

1、卡入阶段：液压作用在下接头（21）下部射孔管柱（31）及底堵上时，产生向下的活塞力，活动部件向下滑动。当活塞（6）的下端面接触到阀杆（11）的台阶时，阀杆（11）被压进阀座（9）内，卡簧头（16）卡进卡簧（15）内部，使阀杆（11）被锁住，活塞（6）下部的腔呈密封状态。

2、上行阶段：由于活塞（6）的承压面积大于射孔管柱的底堵面积，液压由线切割槽（22）经传压孔（23）进入密封腔内，腔内液压克服向下的底堵活塞力及射孔管柱（31）的重力向上推动活塞（6），使活动部件带动射孔管柱向上移动。线切割槽（22）可防止砂粒进入密封腔内，导向套（20）可避免活动部件上行过程中旋转，起导向定位作用。

3、解卡阶段：活动部件上行过程中，当解卡销（17）进入卡簧（15）内，迫使卡簧张开，卡簧头（16）释放。卡簧（15）张开后，弹簧（14）向上抬起阀杆（11），使阀杆（11）打开，此时压力从阀座（9）的泄压面泄掉。

4、下行阶段：活塞（6）失去下部液压后，射孔管柱（31）的重力及底堵的活塞力将活动部件向下拉动，活塞（6）下端面将阀杆（11）重新压入阀座（9）内，活动部件下行过程中滤网（3）可防止脏物进入活塞（6）上部腔内，导向套（20）可避免活动部件在下行过程中旋转，而带动下部射孔管柱旋转。活动部件下移时解卡销（17）将从卡簧（15）内退出，卡簧（15）将再次锁住卡簧头（16）。

1－4阶段往复，直至加压停止，使射孔管柱在该振荡器作用下，上、下移动，达到增加射孔深度的目的。

本实用新型与已有技术相比有以下优点：

1、提高了喷砂射孔效果，喷射深度比过去增加4.7倍。

2、现场作业简单，只在原喷砂射孔管柱上加该射孔振荡器，不需另外增加工具设备，也不增加施工程序的情况下，可自行完成动作。

3、组装、拆卸方便，易于保养，并可重复使用。

Claims (4)

1、一种油田喷砂射孔作业中使用的井下工具，称为射孔振荡器，分为活动部件和控制活动部件，其特征在于：活动部件下端与喷砂射孔井下射孔管柱(31)连接，它由中心管(8)、活塞(6)、下接头(21)、螺母(18)、解卡销(17)及密封图(7、19)组成；

控制活动部件上端与水力锚(30)连接，由上接头(1)、外筒(2)、滤网(3)、密封圈(5、10)、阀座(9)、阀杆(11)、挡圈(12)、簧座(13)、弹簧(14)、卡簧(15)、卡簧头(16)、导向套(20)、螺栓(25)组成。

2、如权利要求1所述的射孔振荡器，活动部件的中心管（8）上端插入上接头（1）内，中部与活塞（6）丝扣相连后焊接为一体；下端从阀座（9）、簧座（13）及导向套（20）的中心孔穿过后与螺母（18）及下接头（21）丝扣连接；三个解卡销（17）由丝扣固定在螺母（18）上，螺母（18）和导向套（20）嵌插连接，活动部件在外力作用下，沿中心孔在导向套内上、下滑动；

中心管（8）柱面圆周上有8个均布的线切割槽（22），对着该槽在活塞（6）上有传压孔（23）、活塞（6）端面均布三个通孔，孔内和活塞（6）外侧各有两道密封圈（7）。

3、如权利要求1所述的射孔振荡器，控制活动部件的上接头（1）下部有四个均布的直角形排液孔（4），滤网（3）缠在滤网槽内，外侧有两道密封圈（5）；

外筒（2）上、下端分别与上接头（1）和阀座（9）丝扣相连，外侧有四个均布并与排液孔（4）相对的通孔；

三个阀杆（11）上端插入活塞（6）端面的三个通孔内，下端穿过阀座（9）、簧座（13）、导向套（20）上端面的三个通孔后与卡簧头（16）丝扣连接；

三个螺栓（25）从导向体（20）、簧座（13）的端面穿过，拧在阀座（9）的三个盲孔内，将三者连为一体。

4、如权利要求1、3所述的射孔振荡器，其特征在于：

阀座（9）端面有三个均布的通孔和阀杆（11）成钢性密封，通孔旋转60°方向有三个均布的盲孔，盲孔内有螺纹与螺栓（25）相配；

簧座（13）由簧座套（26）、簧座壳体（27）和簧座盖（28）焊接而成，簧座壳体（27）的侧面有三个泄压孔（24），中心管（8）从它的大中心孔穿过，在360°方向均布的铣了三个放弹簧（14）的豁口，阀杆（11）从弹簧（14）内穿过，簧座套（26）为一圆筒形，上端与簧座壳体（27）焊接，下端与簧座盖（28）焊接，三个螺栓（25）从该套内穿过；

卡簧（15）上部由台阶卡入导向套（20）内，并依靠导向套（20）和簧座（13）装配固定，其形状为一沿母线方向带有开口的筒状物，内部有锯齿形螺纹与卡簧头（16）外侧锯齿形螺纹相配，下端有喇叭状导向内孔；

阀杆（11）中部为一段较粗的圆柱体，上端插入活塞（6）的通孔内，插入阀座（9）内的阀杆（11）部分，上部和阀座呈钢性滑动密封，下部为三棱状杆体，截面为三角形，挡圈（12）套在三棱体的下部，最下端为外丝扣；

导向套（20）有一中心孔，中心管（8）从该孔穿过，有两个长槽和螺母（18）嵌插连接，上端面有三个螺栓孔，从该孔旋转60°方向有三个卡簧孔，卡簧（15）靠台阶卡入该孔内。

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