專利名稱：高壓可撈式懸掛封層工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于石油工業(yè)的井下作業(yè)設備，特別是高壓可撈式懸掛封層 工具，是一種用于油水井完井時的完井封層工具，特別適用于油水井的層間 封隔。
背景技術(shù)：
隨著油田開發(fā)的不斷深入，越來越多油水井的下部層段失去勘探、生產(chǎn) 價值時，需要封層上返，開發(fā)上部的其它勘探、生產(chǎn)層。常見的封層方式就
是l、下丟手封隔器，2、注水泥，3、打橋塞。下丟手封隔器和注水泥在生產(chǎn) 中使用比較廣泛，優(yōu)點是工藝簡單，成本低。缺點是壓力很低，壽命比較短， 還必須懸掛一定重量的油管才可以實現(xiàn)封隔作用，不能用于一些夾層小、口 袋短的井。注水泥封層的優(yōu)點就是井內(nèi)不留金屬，對油水井套管無損害，但 對于一些高壓井、漏失嚴重的井、夾層較小的井也無法使用該方法封層。打 橋塞也常用于生產(chǎn)中，現(xiàn)場最常用的就是普通橋塞，雖然可以承受較高的壓 差，具有施工簡單易操作的特點，但是不可解封性給后期處理帶來了很大麻 煩，甚至無法處理?？蓳剖綐蛉?，雖然具有可撈的特點，但是能夠承受的壓 差不高，反向壓差更低，因此有很多地層壓力高的井封不住，再者，油田的 開發(fā)越來越向深層開發(fā)，因此需要壓力級別較高的橋塞來實現(xiàn)封層上返。壓 力級別較高的改進型可撈式橋塞在現(xiàn)場沒有得到推廣應用。其重要原因就是 這種橋塞由于結(jié)構(gòu)的原因，可以解封但存在二次座封，導致所用井的井下管 柱被卡死在井筒中。由于這種橋塞的材料都是鋼件，小修隊根本無法靠磨銑處理掉，打撈也沒有可能，因此造成油水井報廢事故。這種橋塞結(jié)構(gòu)最大的 問題就是自鎖單向沒有限位，即沿著座封方向沒有限制，而且設計的打撈 部位是內(nèi)中心管。打撈成功之后上提起到解封的作用，但是由于是打撈內(nèi)中 心管，在起鉆過程中橋塞雖然解封，但由于起鉆過程是一個井內(nèi)管柱無規(guī)則 的晃動上移過程，打撈后接在管柱最下部的橋塞必然跟套管有碰掛摩擦的現(xiàn) 象存在，這樣橋塞內(nèi)中心管以外的部件就會在這種力的作用下推動自鎖環(huán)繼 續(xù)下移，從而推動卡瓦和膠筒再次座封，這時已沒有任何解封的機構(gòu)了，而 由于其本身就是一種承受高壓差的設計，所以越活動卡的越死，只有退出打
撈工具，上大修用套銑和磨銑兩種工藝處理，造成對套管的嚴重損壞，甚至 造成油水井的報廢?，F(xiàn)場需要一種高壓可撈式的封層工具來解決上述技術(shù)問 題。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供高壓可撈式懸掛封層工具，克服現(xiàn)有技術(shù)存在 的的上述缺陷，改進工具設計，解決二次座封問題，提高橋塞打撈的成功率， 降低生產(chǎn)成本。
本技術(shù)解決方案可達上述目的高壓可撈式懸掛封層工具包括自鎖解封 機構(gòu)、丟手機構(gòu)和內(nèi)中心管，自鎖解封機構(gòu)設有鎖解機關(guān)，自鎖解封機構(gòu)、 膠筒密封錨定機構(gòu)和丟手機構(gòu)由內(nèi)中心管連接，均套裝在丟手機構(gòu)的丟手上。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益的效果本實用新型的自鎖解 封機構(gòu)設有鎖解機關(guān)，與內(nèi)中心管成鋸齒型絲扣連接，鎖緊力強大，能夠承 受高壓。其解封力與鎖緊力是兩個互不相干的力，解封力只要一點就足夠， 只要剪斷解封銷釘就行。而自鎖環(huán)是套在解封爪上，靠解封爪將其漲開而失去自鎖功能，在達到解封目的的同時，也不可能再次自鎖導致工具在打撈 的過程中二次座封，解決了工具打撈過程中的二次座封問題。改進了打撈部 件的設計，打撈部件在組裝狀態(tài)與鎖壓帽及內(nèi)中心管靠銷釘連接，起防座封 作用， 一旦座封完成就只有解封銷釘將其掛在內(nèi)中心管上，使打撈部件在座 封狀態(tài)不受任何力的作用，解封時，撈住打撈部件上提剪斷解封銷釘，打撈 部件就與內(nèi)中心管完全脫離開，打撈部件的所有力都傳遞到鎖壓帽、壓帽等 所有外部部件上，進而順利撈出橋塞。本實用新型雙向承受的壓力高，自鎖、 解封工作可靠，可打撈回收，大大降低了封層工具導致的井下作業(yè)事故和油 水井報廢事故，減少了生產(chǎn)成本，減輕了現(xiàn)場工人的勞動強度。如果在本實 用新型下部接上開關(guān)閥還可用于永久式完井技術(shù)，并且可以隨時取出來進行 檢修。


附圖為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中鎖壓帽l、密封圈2、座封剪釘3、解封爪4、自鎖環(huán)5、解封剪釘 6、密封圈7、襯套8、壓帽9、母膨脹環(huán)10、公膨脹環(huán)11、壓環(huán)12、骨環(huán)13、 上膠筒14、上錐體15、筒式卡瓦16、內(nèi)中心管17、下錐體18、副膠筒19、 托頭20、密封圈21、密封圈22、密封圈23、丟手24、丟手銷釘25、下接頭 26、底座27。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的詳述參見附圖，高壓可撈式懸 掛封層工具包括自鎖解封機構(gòu)、丟手機構(gòu)和內(nèi)中心管17，自鎖解封機構(gòu)設有
鎖解機關(guān)，自鎖解封機構(gòu)、膠筒密封錨定機構(gòu)和丟手機構(gòu)由內(nèi)中心管17連接，均套裝在丟手機構(gòu)的丟手24上。自鎖解封機構(gòu)包括鎖壓帽1、座封剪釘3、 鎖解機關(guān)、襯套8和壓帽9，鎖壓帽1與鎖解機關(guān)的上部通過座封剪釘3連接; 內(nèi)中心管17與鎖解機關(guān)絲扣連接并通過解封銷釘6與鎖解機關(guān)的下部固定； 襯套8套裝在鎖解機關(guān)的下方，外面安裝壓帽9，將壓帽9與鎖壓帽1連接。 鎖解機關(guān)包括解封爪4和自鎖環(huán)5，自鎖環(huán)5套在解封爪4的外圓上，解封爪 4插裝在內(nèi)中心管17上。也就是將解封爪4插裝在自鎖環(huán)5與內(nèi)中心管17之 間，自鎖環(huán)5與內(nèi)中心管17絲扣連接。解封爪4的下部為爪型結(jié)構(gòu)，爪身壁 薄、爪端壁厚形成錐面臺肩，在其爪端設有銷釘孔，安裝解封銷釘6。自鎖環(huán) 5設有軸向通槽，其內(nèi)圓設有鋸齒型絲扣。內(nèi)中心管17的上部外圓設有軸向 凸臺與解封爪4的爪間隙對應，其軸向凸臺上設有鋸齒型絲扣與自鎖環(huán)5的 鋸齒型絲扣配合，使自鎖環(huán)5與內(nèi)中心管17的絲扣嚙合過程中，只能順內(nèi)中 心管17下移、不能上移。鎖壓帽l的中部外圓有凸臺， 一端內(nèi)圓的端部設有 臺肩，另一端設有剪釘孔。丟手機構(gòu)包括丟手24和丟手銷釘25，丟手24為 下部設有間隔的管狀體，下端管體設有銷釘孔，丟手24通過丟手銷釘25與 內(nèi)中心管17連接。
本工具的組裝裝配
首先將密封圈2套入解封爪4的密封圈槽內(nèi)，將解封爪4與內(nèi)中心管17 通過解封剪釘6連接在一起，然后將自鎖環(huán)5從解封爪4的上端套入，并與 內(nèi)中心管17上的鋸齒絲扣咬合，然后將鎖壓帽1與解封爪4通過座封剪釘3 連接。連接好后，將密封圈7放入襯套8的密封槽內(nèi)，將裝好的襯套8從內(nèi) 中心管17的一端套入直至內(nèi)中心管17的軸向凸臺下方。再將壓帽9從襯套8 的一端套入，并與鎖壓帽1絲扣連接，然后依次將母膨脹環(huán)10、公膨脹環(huán)11、壓環(huán)12套入襯套8上，再將骨環(huán)13套入上膠筒14的內(nèi)槽中，并一起套入襯 套8上，再依次將壓環(huán)12、公膨脹環(huán)11、母膨脹環(huán)10套入襯套8上。然后 將上錐體15從內(nèi)中心管17的一端套入，并與襯套8絲扣連接，再將筒式卡 瓦16、下錐體18依次從內(nèi)中心管17 —端套入，并使筒式卡瓦16將上錐體 15和下錐體18這兩個錐體連接在一起。然后將副膠筒19、安裝了密封圈21 的托頭20從內(nèi)中心管17的一端套入并使托頭20與內(nèi)中心管17絲扣連接， 再將裝好了密封圈22的丟手24插入內(nèi)中心管17中并用丟手銷釘25將其連 接起來，再將裝有密封圈23的下接頭26與托頭20絲扣連接，最后將底座27 與下接頭26絲扣連接即可。
具體使用時，將本工具連接在普通橋塞座封使用的工具底部，使用下井 管柱或者電纜將其送到需要封隔的部位，使用常規(guī)座封工具使其座封，其座 封和解封過程如下
座封用座封工具施加壓力，由于丟手24與座封工具相連接，座封工具 外套推動鎖壓帽1在一定負荷下剪斷座封剪釘3并與壓帽9 一起推動自鎖環(huán)5 下移，由于自鎖環(huán)5與內(nèi)中心管17的螺紋屬于鋸齒型螺紋使自鎖環(huán)5可以單 向移動，反向不可退，起到自鎖作用。壓帽9繼續(xù)推動母膨脹環(huán)10、公膨脹 環(huán)ll、壓環(huán)12、上膠筒14、骨環(huán)13、上錐體15，這時母膨脹環(huán)IO、公膨脹 環(huán)ll受力脹開，上膠筒14壓縮膨脹，上錐體15帶動襯套8下移，推動筒式 卡瓦16脹開并下移，從而推動下錐體18下移壓縮副膠筒19脹開，當座封力 達到一定程度母膨脹環(huán)10、公膨脹環(huán)11、上膠筒14、筒式卡瓦16、副膠筒 19變形達到最大程度地與套管接觸，實現(xiàn)座封錨定。這時丟手銷釘25剪斷， 丟手24脫開實現(xiàn)丟手，將丟手24提出井外，全部座封過程完成，即可進行下步施工。
解封下入專用對扣撈錨撈住解封爪4上提負荷，剪斷解封剪釘6，解封
爪4上移其爪脹開自鎖環(huán)5解鎖至鎖壓帽1內(nèi)圓的臺肩上，帶動鎖壓帽1和 壓帽9上移。母膨脹環(huán)IO、公膨脹環(huán)ll恢復，上膠筒14收縮上移一定距離 后帶動上錐體15、襯套8上移使上錐體15與筒式卡瓦16逐漸恢復到組裝狀 態(tài)。筒式卡瓦16開始收縮并與下錐體18—起上移，下錐體18遇到內(nèi)中心管 17上的軸向凸臺，內(nèi)中心管17上的襯套8停止移動，使上錐體15、下錐體 18、筒式卡瓦16恢復原來組裝時的狀態(tài)，充分脫開上錐體15和下錐體18的 連接，錨定解開。上膠筒14、副膠筒19在彈性下釋放恢復，從而實現(xiàn)解封， 即可將本工具從井內(nèi)撈出回收。
權(quán)利要求1、高壓可撈式懸掛封層工具，包括自鎖解封機構(gòu)、丟手機構(gòu)和內(nèi)中心管(17)，其特征是自鎖解封機構(gòu)設有鎖解機關(guān)，自鎖解封機構(gòu)、膠筒密封錨定機構(gòu)和丟手機構(gòu)由內(nèi)中心管(17)連接，均套裝在丟手機構(gòu)的丟手(24)上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓可撈式懸掛封層工具，其特征是自鎖解封機構(gòu)包括鎖壓帽(1)、座封剪釘(3)、鎖解機關(guān)、襯套(8)和壓帽(9)，鎖壓帽(1)與鎖解機關(guān)的上部通過座封剪釘(3)連接；內(nèi)中心管(17)與鎖解機關(guān)絲扣連接并通過解封銷釘(6)與鎖解機關(guān)的下部固定；襯套(8)套裝在鎖解機關(guān)的下方，外面安裝壓帽(9)，將壓帽(9)與鎖壓帽(1)連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓可撈式懸掛封層工具，其特征是鎖解機關(guān)包括解封爪(4)和自鎖環(huán)(5)，自鎖環(huán)(5)套在解封爪(4)的外圓上，解封爪(4)插裝在內(nèi)中心管(17)上，自鎖環(huán)(5)與內(nèi)中心管(17)絲扣連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓可撈式懸掛封層工具，其特征是解封爪(4)的下部為爪型結(jié)構(gòu)，爪身壁薄、爪端壁厚形成錐面臺肩，在其爪端設有銷釘孔，安裝解封銷釘(6)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓可撈式懸掛封層工具，其特征是自鎖環(huán)(5)設有軸向通槽，其內(nèi)圓設有鋸齒型絲扣。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓可撈式懸掛封層工具，其特征是內(nèi)中心管(17)的上部外圓設有軸向凸臺與解封爪(4)的爪間隙對應，其軸向凸臺上設有鋸齒型絲扣與自鎖環(huán)(5)的鋸齒型絲扣配合。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓可撈式懸掛封層工具，其特征是鎖壓帽(1)的中部外圓有凸臺， 一端內(nèi)圓的端部設有臺肩，另一端設有剪釘孔。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高壓可撈式懸掛封層工具，其特征是丟手機構(gòu)包括丟手(24)和丟手銷釘(25)，丟手(24)為下部設有間隔的管狀體，下端管體設有銷釘孔，丟手(24)通過丟手銷釘(25)與內(nèi)中心管(17)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種石油工業(yè)使用的高壓可撈式懸掛封層工具，用于油水井完井時的完井封層工具，特別適用于油水井的層間封隔。本工具包括自鎖解封機構(gòu)、丟手機構(gòu)和內(nèi)中心管，自鎖解封機構(gòu)設有鎖解機關(guān)，自鎖解封機構(gòu)、膠筒密封錨定機構(gòu)和丟手機構(gòu)由內(nèi)中心管連接，均套裝在丟手機構(gòu)的丟手上。本實用新型雙向承受的壓力高，自鎖、解封工作可靠，可打撈回收，大大降低了封層工具導致的井下作業(yè)事故和油水井報廢事故，減少了生產(chǎn)成本，減輕了現(xiàn)場工人的勞動強度。如果在本實用新型下部接上開關(guān)閥還可用于永久式完井技術(shù)，并且可以隨時取出來進行檢修。
文檔編號E21B33/128GK201273169SQ20082017253
公開日2009年7月15日 申請日期2008年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月8日
發(fā)明者劉化國, 孫長喜, 陳興泉 申請人:中國石化集團勝利石油管理局井下作業(yè)公司