专利名称：可调式喷砂补孔技术及其系统设备的制作方法
技术领域：
本发明创造涉及可调式喷砂补孔技术及其系统设备，属于井下定位控制喷砂补孔技术的一种，尤其属于井下定位控制喷砂补孔设备。
目前，井下水利切割或喷砂补孔技术是利用井下喷嘴及井下控制装置来补孔，在施工过程中，由于井下控制装置的尺寸对套管内径有一定的要求，使井下喷砂补孔技术的应用范围受到一定的限制，同时，由于井下温度的影响以及切割工具本身可靠性的限制，使得施工成功率不高，另外，在现场施工中，要求切割工具在一定压力作用下均速运行，如果控制压力变化较大，将导致运行速度发生改变，工作受到影响。当控制压力降低到一定程度时，切割工具复位，导致施工失败。
本发明创造的目的是提供可调式喷砂补孔技术及其系统设备，改变井下水利切割工具的控制方式，使井下水利切割及喷砂补孔工具运行稳定，定位准确和不受井下温度等因素的影响，降低井下作业故障率。
本发明创造的技术方案是由动力系统、井口控制系统、井下工具总成、排污系统、地面管汇及井下管柱构成。动力系统由水罐车、砂罐车、混砂车及泵车组成，功能是产生高压混砂液体，以一定的压力和速度将混合好的混砂液体供给泵车，由泵车将混砂液体提高压能后通过井下管柱供给井下工具总成；井口控制系统由井口油管夹持器、空心液压举升器、液压控制系统及封井器组成，功能是控制井下工具总成位移速度；井口油管夹持器是由底座、卡瓦固定块和卡瓦构成，底座内孔呈倒置的锥台形，其上开有斜面凹槽，卡瓦固定块的斜面坡度与底座斜面凹槽的倾斜度互为余角，卡瓦用螺栓固定在卡瓦固定块上，卡瓦固定块置于底座内孔中；空心液压举升器的活塞及缸套为空心式，外径不等的空心活塞压装在缸套内，且活塞与缸套间形成一个环形的油腔，与油腔对应的缸套壁上开有进、出油孔，活塞与缸套相接处由密封环密封，缸套下端与缸套底座以螺栓相连；液压控制系统由定量泵节流调速回路和压力控制回路组成，功能是控制空心液压举升器油腔内的压力及进、出油速度，使空心液压举升器活塞升降，带动井口油管夹持器夹持井下管柱上、下移动，从而达到控制井下工具总成的升降；井口控制系统的夹持器置于空心液压举升器上，空心液压举升器置于封井器上，封井器安装固定在井口上，井下管柱置于液压举升器空心活塞的空腔中，其上端由夹持器夹持固定，其下端穿过井口位于井下套管内，且与井下工具总成连接；井下工具总成是由主体、喷嘴套、球座、钢球、短节、过滤网及冲砂笔尖构成，主体上开喷嘴，喷嘴套固定在喷嘴内壁上，主体、球座、短节、冲砂笔尖以螺纹顺次相连，钢球坐封在球座内，过滤网以螺纹与短节连接；排污系统由排污管线将井下套管内的污水排入污水池。
所述的底座上开有的凹槽可为三个以上。
所述的底座上开有的凹槽为均匀分布。
所述的液压控制系统的具体油路可为油箱内置放液位计、液温计、空气滤清器及电加热器，电机输出轴通过连轴器与摆线减速器连接，摆线减速器通过联轴器与定量液压泵连接，定量液压泵的进液端插入油箱内，定量液压泵的出口上连接溢流阀、压力表和电磁转向阀，电磁转向阀与调速阀连接，调速阀与单向阀连接，单向阀与胶管、电磁换向阀相连，电磁换向阀与节流阀连接，节流阀出口插入油箱内，胶管通过快速接头与空心液压举升器油腔对应的缸套壁上开有的进油孔相接，构成液压控制系统，调节和控制井口控制系统的升降。
本实用新型的优点是①利用地面液压千斤顶和液压控制回路系统，可使油管稳定升降，任意调整井下切割高度，从而使井下补孔、定位准确。②操作简便、灵活，对井下不可见器具—喷嘴的可控性增强。③取消了原来井下喷嘴控制装置，缩小了井下装置对套管内径的要求，使套变井的套管内径不小于85毫米的井都可使用该技术，扩大了井下喷砂补孔技术的应用范围。④井下喷嘴的运行受地面控制，取替原来井下控制装置，避免了井下机械故障修理不便和井下温度对弹簧等的影响，降低井下故障率，使维修方便。
图1为夹持器21的剖视图。
图2为夹持器21的俯视图。
图3为空心液压举升器22的剖视4为液压控制系统23流程5为井下工具总成III的结构图。
图6为井口控制系统II的结构图。
图7为本发明创造的系统流程图。
下面结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7，对本发明创造作具体描述本发明创造的技术方案是由动力系统I、井口控制系统II、井下工具总成III、地面管汇IV、排污系统V及井下管柱VI构成。动力系统I由水罐车13、砂罐车14、混砂车12及泵车11组成，功能是产生高压混砂液体，以一定的压力和速度将混合好的混砂液体供给泵车11，由泵车11将混砂液体提高压能后通过井下管柱VI供给井下工具总成III；参见图6，井口控制系统II由井口油管夹持器21、空心液压举升器22、液压控制系统23及封井器24组成，功能是通过控制井下管柱VI的移动而控制井下工具总成III位移的速度；参见图1、图2，井口油管夹持器21是由底座212、卡瓦固定块211和卡瓦214构成，底座212内孔呈倒置的锥台形，其上开有斜面凹槽，卡瓦固定块211的斜面坡度与底座212斜面凹槽的倾斜度互为余角，卡瓦214用螺栓213固定在卡瓦固定块211上，卡瓦固定块211置于底座212内孔中；参见图3，空心液压举升器22的活塞221及缸套222为空心式，外径不等的空心活塞221压装在缸套222内，且活塞221与缸套222间形成一个环形的油腔224，与油腔224对应的缸套222壁上开有进、出油孔，活塞221与缸套222相接处由密封环223、226密封，缸套222下端与缸套底座227以螺栓225相连；液压控制系统23由定量泵节流调速回路和压力控制回路组成，功能是控制空心液压举升器22的油腔224内的压力及进、出油速度，使空心液压举升器22的活塞221升起或下移，带动井口油管夹持器21夹持井下管柱VI移动，通过井下管柱VI控制井下工具总成III的升降；参见图6，井口控制系统II的夹持器21置于空心液压举升器22上，空心液压举升器22置于封井器24上，封井器24安装固定在井口上；井下管柱VI置于空心液压举升器22的空心活塞221空腔中，其上端由夹持器21夹持固定，其下端与井下工具总成III联接；参见图5，井下工具总成III是由主体31、喷嘴套32、球座34、钢球35、短节36、过滤网37及冲砂笔尖38构成，主体31上开喷嘴33，喷嘴套32固定在喷嘴33内壁上，主体31、球座34、短节36、冲砂笔尖38顺次以螺纹彼此相连，钢球35坐封在球座34内，过滤网37与短节36以螺纹连接，排污系统V是利用排污管线和排污泵将井下套管内的污水排入污水池。
参见图2，所述的底座212上开有的凹槽可为三个以上。
参见图2，所述的底座212上开有的凹槽为均匀分布。
参见图4，所述液压控制系统23的具体油路可为油箱231内置放液位计2310、液温计232、空气滤清器2319及电加热器2321，电机2314输出轴通过连轴器2312与摆线减速器239连接，摆线减速器239通过联轴器238与定量液压泵235连接，定量液压泵235的进液端插入油箱231内，定量液压泵235的出口端连接溢流阀232、压力表233和电磁转向阀237，电磁转向阀237与调速阀2311连接，调速阀2311与单向阀2315连接，单向阀2315与胶管2318、电磁换向阀2317相连，电磁换向阀2317与节流阀2316连接，节流阀2316出口插入油箱231内，胶管2318通过快速接头2320与空心液压举升器22的缸套222壁上开有的进油孔相接，构成液压控制系统23，调节和控制井口控制系统II的升降。
在具体的应用中，当需喷砂补孔时，启动泵车11，打开阀门，将混合好的高压混砂液体通过管柱VI注入井下工具总成III的主体31内，由于钢球35坐封在球座34上，高压混砂液体由喷嘴33喷射出去，对油层进行喷砂补孔。调节液压控制系统23供给环形油腔224的进油速度，从而控制井口油管夹持器21带动井下管柱VI移动，达到控制井下工具总成III的位移，对油层进行位移式喷砂补孔；油层被冲下的污浊物由排污系统V排入污水池内。
权利要求
1.可调式喷砂补孔系统设备，由动力系统(I)、井口控制系统(II)、井下工具总成(III)、地面管汇(IV)、排污系统(V)及井下管柱(VI)构成；动力系统(I)由水罐车(13)、砂罐车(14)、混砂车(12)及泵车(11)组成；泵车(11)将混砂液体通过井下管柱(VI)供给井下工具总成(III)；井口控制系统(II)由井口油管夹持器(21)、空心液压举升器(22)、液压控制系统(23)及封井器(24)组成；其特征在于井口油管夹持器(21)是由底座(212)、卡瓦固定块(211)和卡瓦(214)构成，底座(212)内孔呈倒置的锥台形，其上开有斜面凹槽，卡瓦固定块(211)的斜面坡度与底座(212)斜面凹槽的倾斜度互为余角，卡瓦(214)用螺栓(213)固定在卡瓦固定块(211)上，卡瓦固定块(211)置于底座(212)内孔中；空心液压举升器(22)的活塞(221)及缸套(222)为空心式，外径不等的空心活塞(221)压装在缸套(222)内，且活塞(221)与缸套(222)间形成一个环形的油腔(224)，与油腔(224)对应的缸套(222)壁上开有进、出油孔，活塞(221)与缸套(222)相接处由密封环(223、226)密封，缸套(222)下端与缸套底座(227)以螺栓(225)相连；液压控制系统(23)由定量泵节流调速回路和压力控制回路组成，液压控制系统的油路出口与空心活塞(221)的进油孔相接；井口控制系统(II)的夹持器(21)置于空心液压举升器(22)上，空心液压举升器(22)置于封井器(24)上，封井器(24)安装固定在井口上；井下管柱(VI)置于空心液压举升器(22)的空心活塞(221)空腔中，其上端由夹持器(21)夹持固定，其下端与井下工具总成(III)联接；井下工具总成(III)是由主体(31)、喷嘴套(32)、球座(34)、钢球(35)、短节(36)、过滤网(37)及冲砂笔尖(38)构成，球体(31)上开喷嘴(33)，喷嘴套(32)固定在喷嘴(33)内壁上，主体(31)、球座(34)、短节(36)、冲砂笔尖(38)顺次以螺纹彼此相连，钢球(35)坐封在球座(34)内，过滤网(37)与短节(36)以螺纹连接；排污系统(V)是利用排污管线和排污泵将井下套管内的污水排入污水池。
2.如权利要求1所述的可调式喷砂补孔系统设备，其特征在于所述的底座(212)上开有的凹槽可为三个以上。
3.如权利要求1所述的可调式喷砂补孔系统设备，其特征在于所述的底座(212)上的凹槽为均匀分布。
4.如权利要求1所述的可调式喷砂补孔系统设备，其特征在于所述液压控制系统(23)的具体油路可为油箱(231)内置放液位计(2310)、液温计(232)、空气滤清器(2319)及电加热器(2321)，电机(2314)输出轴通过连轴器(2312)与摆线减速器(239)连接，摆线减速器(239)通过联轴器(238)与定量液压泵(235)连接，定量液压泵(235)的进液端插入油箱(231)内，定量液压泵(235)的出口端连接溢流阀(232)、压力表(233)和电磁转向阀(237)，电磁转向阀(237)与调速阀(2311)连接，调速阀(2311)与单向阀(2315)连接，单向阀(2315)与胶管(2318)、电磁换向阀(2317)相连，电磁换向阀(2317)与节流阀(2316)连接，节流阀(2316)出口插入油箱(231)内，胶管(2318)通过快速接头(2320)与空心液压举升器(22)的缸套(222)壁上开有的进油孔相接。
全文摘要
可调式喷砂补孔技术及其系统设备，属于喷砂补孔技术。由动力系统、井口控制系统、井下工具总成、地面管汇、井下管柱等构成；动力系统包括水车、砂罐车、混砂车及泵车；井口控制系统由夹持器、液压举升器、液压控制系统及封井器组成；液压控制系统控制液压举升器的移动，带动夹持器上的井下管柱和井下工具总成移动，对油层喷砂补孔。优点是地面控制井下切割，使定位、补孔准确。对井下不可见部件可控性增强。缩小井下装置对套管内径的需求，扩大喷砂补孔技术应用范围等。
文档编号E21B33/13GK1393634SQ0112962
公开日2003年1月29日 申请日期2001年6月25日 优先权日2001年6月25日
发明者刘学志, 费继东 申请人:刘学志