一种电动坐封工具总成系统的制作方法

本实用新型属于石油开采技术领域，特别涉及一种电动坐封工具总成系统的设计。

背景技术：

在石油技术开采作业中，井下工具如封隔器、桥塞等发挥了重大且关键的作用，用于管柱的隔采或封堵。目前，部分封隔器或桥塞的封堵基本采用油管液压坐封或火药推进坐封。而油管液压坐封需要下几千米的油管柱入井、动用大型修井机和较多的作业人员，即需要消耗很多的人力、财力和资源。火药推进坐封是目前不太推荐的作业方式，国家的一些政策导致很难买到火药，为了安全起见，有些油田则明令禁止使用。

为了找到更为方便的井下坐封工具，特别研制了一种电动坐封工具总成系统，采用清洁的能源“电”作为动力源，将信号送入电动坐封工具中，来实现对井下工具的封堵作业。通过试验及井下实际操作，一趟桥塞坐封、丢手只要不到半小时，充分节省了各种资源。

技术实现要素：

发明目的：研制一种电动坐封工具总成系统，避免油管液压坐封及火药坐封所带来的高投入及安全性的系列风险，且节约人工及资源成本，提高工作效率。

技术方案：一种电动坐封工具总成系统，包括地面控制器、测井电缆对接线、马龙头、电动坐封工具，所述测井电缆对接线分为上段和下段，分别与测井车自带的测井车滚筒电缆配套对接；所述测井电缆对接线上段的上端与所述地面控制器连接，所述测井电缆对接线下段的下端连接所述马龙头并通过所述马龙头与所述电动坐封工具连接；所述电动坐封工具的上端连接所述马龙头、下端与井下作业工具连接，所述电动坐封工具包括马龙头副、高压保护室、密封外壳及其内部零件、辅助增力机构，所述密封外壳内组装所述内部零件，所述内部零件包括电动机、减速机；所述辅助增力机构包括增力机构上外筒、增力机构下外筒及组装在内部的减速机的输出轴、丝杠、丝杠螺母、活塞杆、连接芯轴，所述连接芯轴下端车有螺纹，用来与辅助连接芯轴连接后再与井下作 业工具连接；

所述地面控制器设置在地面上，包括电源开关、功能指示灯、人机对话液晶显示屏、多功能键盘、按钮，以控制电压、电流等信号平稳输出；

所述马龙头体积小、重量轻，耐高温、高压，绝缘性能好。

工作原理：电动坐封工具总成系统连接组装好之后，与井下作业工具进行螺纹连接，通过测井车滚筒电缆缓慢送入设计井深；打开电源开关，将电流和控制信号送入电动坐封工具，电动机、减速机开始工作，由于减速机的输出轴与丝杠固定连接，减速机输出的大扭矩带动丝杠旋转，丝杠螺母与丝杠进行螺纹传动，而丝杠螺母与增力机构上外筒之间有导向键进行导向，这样丝杠螺母只能上下运动，扭矩力转化成轴向拉力，即产生了足够的上提力。另外，辅助增力机构利用井下液柱的压力，通过内部几级活塞的力量传递，产生辅助上提力。这两力合成来实现井下作业工具如桥塞的坐封、丢手。丢手后，电动坐封工具总成系统随电缆起出井口。整个坐封及丢手过程大约不到半小时。

本实用新型的有益效果：本实用新型电动坐封工具总成系统与常规的油管液压坐封工具、火药推进坐封工具相比，有几大独特的优势：(1)采用清洁能源“电”做动力源，安全环保；(2)增加辅助增力机构，利用井下液柱自身的液柱压力，提供辅助动力，以避免电机过载而造成损坏；(3)节省了操作工时，节约了资源成本，实现井下作业的简单化。

附图说明

图1为本实用新型所述电动坐封工具总成系统连接组装示意图；

图2为本实用新型的电动坐封工具的内部结构示意图；

图3为本实用新型所述电动坐封工具总成系统与井下作业工具在井下套管内连接示意图。

在图1、图3中：

1：地面控制器、2：测井电缆对接线、3：马龙头、4：电动坐封工具、51：辅助连接芯轴、52：辅助连接外筒、6：井下作业工具、61：井下作业工具端面凸台、7：井下套管、8：测井车滚筒电缆；

在图2中：

401：马龙头副、402：密封圈、403：高压保护室、404：O型密封圈、405：电动机、406：减速机、407：密封外壳、408：组合密封圈、409：丝杠、410丝杠螺母、411：增力机构上外筒、412活塞杆、413：活塞杆密封圈、414：增力机构下外筒、415：连接芯轴。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图1、图2所示，一种电动坐封工具总成系统，包括地面控制器1、测井电缆对接线2、马龙头3、电动坐封工具4，所述测井电缆对接线2分为上段和下段，分别与测井车自带的测井车滚筒电缆8配套对接；所述测井电缆对接线2上段的上端与所述地面控制器1连接，所述测井电缆对接线2下段的下端连接所述马龙头3并通过所述马龙头3与所述电动坐封工具4连接；所述电动坐封工具4的上端连接所述马龙头3、下端与井下作业工具6连接，所述电动坐封工具4包括马龙头副401、高压保护室403、密封外壳407及其内部零件、辅助增力机构，所述密封外壳407内组装内部零件，所述内部零件包括电动机405、减速机406；所述辅助增力机构包括增力机构上外筒411、增力机构下外筒414及组装在内部的减速机406的输出轴、丝杠409、丝杠螺母410、活塞杆412、连接芯轴415，所述连接芯轴415下端车有螺纹，用来与外部的辅助连接芯轴51连接后再与井下作业工具6连接；

所述地面控制器1设置在地面上，包括电源开关、功能指示灯、人机对话液晶显示屏、多功能键盘、按钮，以控制电压、电流等信号平稳输出；

所述马龙头3体积小、重量轻，耐高温、高压，绝缘性能好；

所述电动坐封工具4的上端有一马龙头副401，与测井电缆对接线2下段的下端的马龙头3相连，外部有密封圈402，保证两者螺纹连接后处于密封状态，内部有电缆对接线2通过内部高压保护室403将信号传输给其内部零件如电动机405、减速机406，在高压保护室403的作用下，各种电子元器件都在常温下工作，有效的延长其使用寿命；所述电动机405、减速机406组装后装进密封外壳407，密封外壳407的下端内孔处安装有组合密封圈408，与减速机406的输出轴有效密封，上端与马龙头副401螺纹连接，通过O型密封圈404密封，这样电动坐封工具4的上半段就形成一密闭腔体，保证电动机405、减速机406等有效地工作；

所述减速机406的输出轴与丝杠409固定连接，丝杠螺母410螺纹连接于丝杠409的下端，外部套上增力机构上外筒411，其外部的对称导向键与增力机构上外筒411内对称导向键槽相互匹配，增力机构上外筒411上端与密封外壳407通过螺纹连接，配有O型密封圈404密封；将活塞杆412的密封槽处嵌入活塞杆密封圈413，上端与丝杠螺母410螺纹连接，下端与嵌入活塞杆密封圈413 的连接芯轴415进行螺纹连接，最后将增力机构下外筒414与增力机构上外筒411螺纹连接，也配有密封圈密封。这样在活塞杆密封圈413的上下端形成常压端与高压端，工具下井后，井下液柱的压力通过增力装置下外筒414上的液压传输孔作用于活塞杆412的下端面形成活塞液压腔，产生向上的辅助推力；根据井下作业工具或工艺的需要，可设计两到三级活塞液压腔，目的就是增加辅助推力的大小；

将测井车上自带的测井车滚筒电缆8通过电缆对接线2的上段和下段分别与地面控制器1、马龙头3连接，所述马龙头3与电动坐封工具4上端的马龙头副401连接好即可；

根据井下作业工具6的情况，例如以桥塞实现井下封堵、丢手为例，选择合适的辅助连接芯轴51及辅助连接外筒52(见图3)，辅助连接芯轴51上端与电动坐封工具4的连接芯轴415螺纹连接，下端与井下作业工具6(桥塞)的上连接头螺纹连接；辅助连接外筒52上端与电动坐封工具4的增力机构下外筒414螺纹连接并进行调节使得其下端与井下作业工具(桥塞)端面凸台61接触。

电动坐封工具总成系统与井下作业工具6(桥塞)进行组装测试正常后，通过测井车滚筒电缆8缓慢送入井下套管7的设计井深；打开电源开关，将电流和控制信号送入电动坐封工具4，电机405、减速机406开始工作，由于减速机406的输出轴与丝杠409固定连接，减速机406输出的大扭矩带动丝杠409旋转，丝杠螺母410与丝杠409进行螺纹传动，而丝杠螺母410与增力机构上外筒411之间有导向键进行导向，这样丝杠螺母410只能上下运动，扭矩力转化成轴向拉力，即产生了足够的上提力；另外，辅助增力机构利用井下液柱的压力，通过内部几级活塞的力量传递，产生辅助上提力。这两力合成来实现井下作业工具桥塞的坐封、丢手(即桥塞的张力棒被拉断)。丢手后，电动坐封工具总成系统随电缆起出井口。

以上所述仅为本实用新型的较佳实例而已，并不用以限制本实用新型，在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的系统结构之内。