一种带压可重复液压卡紧变外径整体长段工具倒扣器

摘要

一种带压可重复液压卡紧变外径整体长工具倒扣器，包括单向阀阀体总成和倒扣总成，单向阀总成包括单向阀阀体、上接头、单向阀阀芯、密封弹簧、密封件、单向阀阀杆；上接头(1)套住单向阀阀体，并且设有一剪切销钉(4)穿接上接头的套与单向阀阀体的外套，上接头下部与连接头(5)的上端以螺纹连接，筒状的捞筒阀芯(6)在连接头内部以丝扣连接连接头(5)螺纹，打捞外筒(11)上端与连接头下端外部的丝扣连接，捞筒阀芯、连接头下端、打捞外筒构成一个环柱形空间，在环柱形空间中安装连接套(9)与打捞内筒(10)；通过液压卡紧井下工具下接头，由单向保压装置保持卡紧状态，并由井口操作倒扣起出。

说明书

技术领域：

本发明涉及油田装备工艺技术领域，尤其是带压压裂起管柱工艺领域中带压可重复液压卡紧变外径整体长段工具倒扣器。

背景技术：

随着油田作业施工技术的不断更新，不压井作业逐渐成为了解决环保问题、保护地层有效压力的主要方法。带压作业是指在保持井筒内一定的压力，不压井、不放喷的情况下进行起下管柱的一种井下作业技术。国内带压作业技术起步较晚，且配套措施还不系统化，油套环空喷液的可控程度及管柱上顶可控程度较为成熟，但在管内封堵方面还不能保证喷液可控。尤其是在起到内通径不一致的工具段的工具时，仍然无法保证喷液可控的状态下起出管柱。

封堵方法和封堵器的应用中，以往做到管内喷液可控通常采取封堵方法。但只能保证在带压起工具段以上的管柱用起卸连接器正常起出，当起到油管串接的工具段的管柱时，由于工具段包括多根油管及内通径不一致的压裂工具(包括管柱型的堵塞器)，且堵塞器外径通常较大，虽然能通过工具段内的各个油管，但仍然不能通过工具段的大多数内径小的工具管柱，也就无法进行管内封堵。故起出工具段管柱时，必然需要管柱内排液降压，待管内压力降到0MPa才顺利起出工具段所有管柱。该方法增加了排液时间，个别低渗透区块的井排液时间长达10天-15天，使单井完井时间增加，且需要进行废液拉运至废液处理地点，增加了单井完井成本。

CN 106761522提出了一种油管内断脱抽油杆的起卸连接器，包括：设在本体上端的第一连接装置、以及设在所述本体下端的第二连接装置，所述第一连接装置用于连接油管，所述第二连接装置用于在油管下放时，自动连接抽油杆；所述第二连接装置包括与本体连接的第二连接管和设置所述第二连接管内壁的自动抱紧装置；所述自动抱紧装置包括多个绕所述第二连接管轴心均匀布置的抱紧件；每个所述抱紧件包括：沿轴向设置在所述第二连接管内壁的滑道、滑动设置在所述滑道上的滑块、以及与所述滑块连接的复位件，所述滑道从上到下向轴心靠近；所述起卸连接器整体为管状，包括沿轴心对称设置的第一半管和第二半管，所述第一半管和第二半管通过法兰可拆卸连接；所述第一连接装置为孔径可调节的第一连接管，所述第一连接管的内壁设有用于抱紧油管的第一卡牙。

发明内容：

为了解决背景技术中存在的问题，本发明提供了一种可重复使用的液压卡紧式长段工具倒扣器。该倒扣器能够将井下单个工具管柱进入倒扣器之中，通过液压卡紧井下工具的下接头，保持卡紧状态，并由井口进行倒扣操作，再将倒扣后的井下工具起出。该工具即倒扣器能够将管柱中的外径不一致的各个工具起出，再配合逐根或逐段投堵，就可以起出全部卡具段管柱。如此便略去了排液降压工序，节省了大量的单井完井时间及费用。

本发明的技术方案是，带压可重复液压卡紧变外径整体长段工具倒扣器，所述倒扣器由单向阀阀体总成和倒扣总成组成；其中单向阀总成包括单向阀阀体、上接头、单向阀阀芯、密封弹簧、密封件、单向阀阀杆；上接头1套住单向阀阀体，并且设有一剪切销钉4穿接上接头1套与单向阀阀体2的外套，即通过剪切销钉连接上接头1套与单向阀阀体，上接头1下部与连接头5的上端以(油管)螺纹连接，筒状的捞筒阀芯6在连接头5内部以丝扣连接连接头5的螺纹，打捞外筒11上端与连接头5下端外部的丝扣连接，捞筒阀芯6、连接头5下端、打捞外筒11构成一个环柱形空间，在环柱形空间中安装连接套9与打捞内筒10，且二者组成联动装置，连接套9为一环状套套在筒状的捞筒阀芯6外周或通过一密封环8套在捞筒阀芯6上，连接套9下端与打捞内筒10的上端固定，连接套9与打捞内筒10，打捞内筒10贴合打捞外筒11并能够在打捞外筒11内部滑动，并由解锁弹簧7、密封环8控制打捞内筒10的起始位置，解锁弹簧7在径向弹性固定打捞内筒10的端部。打捞外筒11的下端口设有12-卡爪及销轴和13-板簧、卡爪12由销轴相对固定且可绕销轴转动，且由板簧支撑卡爪12始终处于向内卡住打捞内筒底端的状态，打捞外筒11底端设有外环状的导向套14进行导向。捞筒阀芯6的下端为封闭端并外延接触打捞内筒10的内壁；封闭端上方设有孔连通打捞内筒10与解锁弹簧7的空间作为出液口。

如图2所示，单向阀阀体总成15内部有一个单向阀阀芯16，筒状单向阀阀座；所述圆柱或圆盘单向阀阀芯16的上端面或上端斜面与单向阀阀座15-1台阶或内斜面限位，单向阀阀芯16下端面由密封弹簧17进行弹性支撑，液体只能够从上方克服弹性支撑向下流动；单向阀阀芯16被单向阀阀座的上方台阶止挡的内圆柱或圆盘形单向阀阀芯16，单向阀阀芯16的下端与单向阀阀杆(管)19以螺纹连接，其单向阀阀杆19与单向阀阀体总成15之间由密封件18进行密封。

单向阀阀座侧壁上安装泄压口的汇压口螺栓3。

可在应用前确定卡紧长度(板簧支撑其始终处于内卡紧状态，一般1.5m-3m)。应用时，采用液压系统加压推动卡紧机构，直接通过压裂工具变外径部分卡紧工具下接头，使倒扣出整体工具。

通过单向密封机构密封锁紧腔，使其保持高压卡紧状态(井下不能有液体通过单向阀向井上喷)，利用井口措施进行倒扣处理。且能够在井下高压环境内进行倒扣。

卡爪扭转后卡爪卡定面与待倒扣工具管柱的外表面正压接触并卡紧，其卡紧工具管柱的外径范围较大(95mm-116mm)。

在地面拧动泄压螺栓，使得密封卡紧腔的高压液体泄压，则卡爪由于解卡弹簧作用松开工具管柱，调整后可再次倒扣该类型工具。

采用液压机构推动卡爪，卡住井下工具管柱的下接头，并通过单向密封机构密封卡紧腔，且保持高压，使卡爪始终卡紧井下工具管柱下接头，利用井口措施进行倒扣处理，倒扣完毕后便起出。在地面拧动泄压螺栓，使得密封卡紧腔的高压液体泄压，卡爪松开工具管柱。调整后可再次打捞该类型工具。

本发明提供了一种带压可重复液压卡紧变外径整体长工具倒扣器。该倒扣器能够使井下单个工具进入倒扣器之中，通过液压卡紧井下工具的下接头，由单向保压装置保持卡紧状态，并由井口操作进行倒扣，再将倒扣后的井下工具起出。该工具能够将管柱中的外径不一致的工具起出，再配合投堵工艺，就可以起出全部卡具段管柱。如此便略去了排液降压工序，节省了大量的单井完井时间及费用。

本发明具有的效果是：本发明提供的带压可重复液压卡紧变外径整体长工具倒扣器。用于工具管柱起出，该倒扣器能够使井下单个工具进入倒扣器之中，通过液压卡紧井下工具的下接头，由单向保压装置保持卡紧状态，并由井口操作进行倒扣，再将倒扣后的井下工具起出。可液压控制、通过变外径段后卡紧、倒扣、起出压裂工具段管柱。可用于针对单只入井的压裂用弹簧阀门喷砂器、K344封隔器等外径不一致(一般为100mm～116mm)的工具管柱、且在高压环境下无法倒扣起出情况，使用本发明倒扣器从工具管柱的外侧套住(通过)工具管柱的本体，通过弹簧卡和液压系统卡紧工具管柱的下接头，并采用单向阀机构保持其卡紧状态，避免了采用泵车保持憋压状态时对井口操作人员造成安全风险。也避免了由于加压后井内压力高，起出压裂管柱中变内径的工具段管柱时，无法投堵，而造成管内喷出污油污水，污染环境，污染井口操作者的操作平台的风险。尤其冬天，容易造成井口操作人员的滑倒、摔伤等风险。另外，对起出压裂管柱时管内泄压，造成地层压力降低，不利于压后投产的情况有所改善。

本发明工具能够将管柱中的外径不一致的工具起出，再配合投堵工艺，就可以起出全部卡具段管柱。如此便略去了排液降压工序，节省了大量的单井完井时间及费用。使用本发明工具应用于带压起出压裂管柱中，不仅能倒扣出整体压裂工具，还能够提出井口，并经过调整后能够继续进行倒扣施工。为带压作业管内无法控制喷液情况下的工具无法起出的情况提供了可行的应对方法，丰富了高压井的起出工具管柱的手段，是管内封堵失效时的有利补偿措施，为带压压裂提供了可靠的作业保障。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明图1中单向阀体总成示意图，是打捞筒泄压装置。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进一步说明：如附图1-2中所示，图中：1-上接头、2-单向阀阀体总成、3-泄压口螺栓、4-剪切销钉、5-连接头、6-捞筒阀芯、7-解锁弹簧、8-密封环、9-连接套、10-打捞内筒、11-打捞外筒、12-卡爪、13-板簧、14-导向套。15-单向阀阀体总成、16-单向阀阀芯、17-密封弹簧、18-密封件、19-单向阀阀杆。

打捞总成包括泄压口螺栓3、剪切销钉4、连接头5、捞筒阀芯6、解锁弹簧7、密封环8、连接套9、打捞内筒10、打捞外筒11、卡爪12、板簧13、导向套14；上接头1与单向阀阀体通过剪切销钉4连接，上接头1下部与连接头5以油管螺纹连接，捞筒阀芯6在连接头5内部的丝扣连接，并用密封圈密封，打捞外筒11与连接头5外部的丝扣连接，捞筒阀芯6、连接头5下部、打捞外筒11构成一个环形空间，在环形空间中安装连接套9与打捞内筒10组成的联动装置，并由解锁弹簧7、密封环8控制其起始位置。打捞外筒11底部由销轴固定卡爪12，可转动，且由板簧支撑其始终处于向内卡紧状态，打捞外筒11底端有导向套12进行导向。如图2所示，单向阀阀体总成15内部有一个单向阀阀芯16，阀芯16上端斜面与单向阀阀体总成15内斜面限位，单向阀阀芯16下端面由密封弹簧17进行弹性支撑，单向阀阀芯16与单向阀阀杆19以螺纹连接，其单向阀阀杆19与单向阀阀体总成15之间由密封件18进行密封。

上接头1与单向阀阀体总成2通过剪切销钉4连接，上接头1下部与连接头5以油管螺纹连接，捞筒阀芯6在连接头5内部的丝扣连接，并用密封圈密封，打捞外筒11与连接头5外部的丝扣连接，捞筒阀芯6、连接头5下部、打捞外筒11构成一个环形空间，在环形空间中安装连接套9与打捞内筒10组成的联动装置，并由解锁弹簧7、密封环8控制其起始位置。打捞外筒11底部由销轴固定卡爪12，可转动(转轴垂直于阀杆)，且由板簧支撑其始终处于内卡紧状态，打捞外筒11底端有导向套12进行导向。如图2所示，单向阀阀体总成15内部有一个单向阀阀芯16，阀芯16上端斜面与单向阀阀体总成15内斜面限位，单向阀阀芯16下端面由密封弹簧17进行弹性支撑，单向阀阀芯16与单向阀阀杆19以螺纹连接，其单向阀阀杆19与单向阀阀体总成15之间由密封件18进行密封。

使用时，本发明的密封弹簧17在自然状态时，在环形空间中安装连接套9与打捞内筒10组成的联动装置处于如下状态：打捞内筒10贴合打捞外筒11向下滑动撑开卡爪12，套住工具管柱；先在本发明的上方管内注液打压，液压推动单向阀阀芯16压缩密封弹簧17，当单向阀阀芯16的密封件通过单向阀阀体总成15内壁的密封段后，进入扩径过液段时，高压液体通过单向阀阀体总成15内的过液空间进入连接头5内腔、捞筒阀芯6的出液口，作用在连接套9的下端面，推动其上行，连接套9构成固定连接打捞内筒10的上端面，连接套9连接的打捞内筒上行，打捞内筒上行时推动卡爪12(可以设有均匀分布的三个卡爪)转动到极限位置，可达到锁紧状态。此时，井上施压到管内泄压，则单向阀阀芯16受弹簧17的回弹力作用，回弹至初始位置，且进行密封，故在工具管柱的内腔保持高压，即卡爪12保持卡紧状态。将工具倒扣捞出地面后，可拧动泄压口螺栓3泄压，或者投钢球推动单向阀阀体总成15下行，剪断销钉4，使得单向阀阀体总成15与上接头1的泄压口连通，进行管内泄压，可使卡爪12解卡。