座封球地面回收装置的制作方法

本实用新型属于石油、天然气完井技术领域，具体的说，是涉及一种用于完井作业中封隔器座封球地面回收装置。

背景技术：

座封球回收作为完井防砂作业中的重要环节，是确保完井后续作业顺利进行的关键。完井作业中会遇到座封球通过完井管柱投入井下封隔器工具进行坐封、脱手或其他作业，作业完成后通过管柱中液体循环和浮力作用将座封球携带回到地面，地面管线连接处一般会放置十字形圆环，用来捕捉返回的座封球，但是经常会发现座封球未捕捉到，以至于无法判断座封球是否已经返回到地面。一般发生以上问题会有两种情况，一种情况是座封球没有按照计划返回地面，还在管柱中；另一种情况是十字形圆环工具设计不合理，出现内部破损，座封球通过并跟随工作液进入到泥浆池中，以上情况给现场作业带来了诸多不确定风险。

技术实现要素：

本实用新型要解决的是座封球地面回收的技术问题，而提供一种用于完井作业中的座封球地面回收装置，既能实现座封球安全进入回收装置，又能实现座封球在回收装置中压力显示，方便辨别座封球是否回收成功。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过以下的技术方案予以实现：

一种座封球地面回收装置，包括上短节、下短节和弹性爪，所述上短节与下短节螺纹连接，所述弹性爪预先安装于下短节内部；

所述下短节上端通过螺纹连接所述上短节，下端用于连接管线；所述下短节内部设置有用于安装弹性爪的定位台阶；

所述弹性爪由圆筒结构和5-7片弹性挡片一体构成，所述弹性挡片按径向圆周等均分布在所述圆筒结构的一侧，所述弹性挡片以其端部向所述圆筒结构的轴线方向靠近而倾斜设置；所述弹性爪的所述弹性挡片面向所述上短节安装，所述弹性爪的所述圆筒结构与所述下短节间隙配合并由所述定位台阶限位；

所述上短节下端通过螺纹连接所述下短节，上端用于连接管线；所述上短节内部设置有面向弹性爪方向的所述定位斜面，所述定位斜面上按径向圆周等均分布有4-6个开口槽。

其中，所述弹性挡片与所述圆筒结构的轴线呈40°-50°夹角。

其中，所述弹性爪适用于尺寸在36mm与45mm之间的座封球。

其中，所述定位斜面与所述上短节的轴线呈40°-50°夹角。

本实用新型的有益效果是：

(一)本实用新型采用上短节和下短节连接的形式，应用时可以直接与管线对接，体积小，结构简单，操作方便，安全性高。

(二)本实用新型在下短节中安装弹性爪，座封球通过弹性爪时弹性挡片张开，通过弹性爪后弹性挡片自动复位，将座封球有效控制于装置内部，实现了座封球锁定，防止球返回井筒或进入到管线中。

(三)本实用新型的上短节内部采用定位斜面和开口槽设计，通过压力测试(压力最高测试压力2000psi)确定四个开口槽的大小，开口槽圆周等均分布，因此可以通过压力变化判断座封球是否回收到位，压力升高并维持在高位(压力不超过2000psi)，确定座封球捕捉到位，方便判断座封球已经返回地面，同时避免了管线快速憋压、爆裂，作业安全性大幅提高。

附图说明

图1是本实用新型所提供的座封球回收装置的结构示意图；

图2是下短节的结构示意图；

图3是弹性爪的结构示意图；

图4是上短节的结构示意图；

图5是本实用新型所提供的座封球回收装置的工作过程示意图；

上述图中：1、下短节，101、定位台阶；2、弹性爪，201、圆筒结构，202、弹性挡片；3、上短节，301、定位斜面，302、开口槽。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图1所示，本实施例提供了一种座封球地面回收装置，该装置由锁紧机构和定位机构两大部分组成，其中锁紧机构包括下短节1和弹性爪2，定位机构包括上短节3。上短节3与下短节1通过螺纹连接，弹性爪2提前安装在下短节1内，通过上短节3与下短节1螺纹连接后，将弹性爪2锁定在上短节空间内，装置上下分别采用油管螺纹作为连接形式。

如图2所示，下短节1属于进口，主要作用是连接管线和上短节1，固定弹性爪2，防止弹性爪2串动。下短节1上端设置有内螺纹用于连接上短节3，下端设置有油管螺纹用于连接管线。下短节1内部设置有定位台阶101，用于对弹性爪2的安装限位。

如图3所示，弹性爪2主要实现单向锁紧功能，保证座封球只能进不能出。弹性爪2由圆筒结构201和六片弹性挡片202组成，圆筒结构201和六片弹性挡片202一体成型。六片弹性挡片202按径向圆周等均分布地布置在圆筒结构201的一侧，端部向圆筒结构201的轴线方向斜向聚拢，自然状态下形成小于坐封球尺寸的空隙；每片弹性挡片202与圆筒结构201轴线呈45°夹角设置。

装置装配时，弹性爪2以弹性挡片202靠近上短节3安装，弹性爪2的圆筒结构201与下短节1间隙配合，并由下短节1的定位台阶101限位。弹性爪2具有单向锁定功能，座封球由下短节1进入，通过弹性爪2时，六片弹性挡片202张开，通过弹性爪2后，六片弹性挡片202复位，保证座封球不会返回，将座封球控制于弹性爪2和上短节3之间，主要实现对座封球的捕捉和控制；该弹性爪2适用于尺寸在36mm与45mm之间的座封球。

如图4所示，上短节3属于出口，主要作用是连接管线和下短节1，定位捕捉座封球，内部定位斜面301上的开口槽302实现压力分流，防止管线憋压、爆裂。上短节3下端设置有内螺纹用于连接下短节1，上端设置有油管螺纹用于连接管线。上短节3设置有面向弹性爪2和下短节1方向的45°定位斜面301，用于从上方对座封球定位；定位斜面301上按径向圆周等均分布四个开口槽302，用于座封球定位在定位斜面301后管线泄压。座封球捕捉到位后定位于45°定位斜面301上，同时完井液可以从四个开口槽302流出，防止整个管线液体循环中出现突然憋压，管线爆裂；

本实用新型公开的座封球地面回收装置，可实现不同尺寸座封球的地面回收(适用于座封球尺寸36mm～45mm范围)，回收到位后压力会有明显上升，高压状态持续，确定回收到位，通过此项指标可以直接判断是否回收成功，提升了现场作业效率，弹性爪2与上短节3形成的空间可以在回收座封球到位后将其控制于空间内。

如图5所示，本实用新型的座封球地面回收装置，其参与的工作过程如下：

座封球地面回收装置通过上下两端油管螺纹与管线连接，完井防砂作业时多个作业环节需要进行管柱中投球作业，例如封隔器投备用球坐封封隔器，座封球完成作业后需要通过反循环将球带出井下，地面管线设置座封球地面回收装置。

座封球到达座封球地面回收装置时经过弹性爪2，然后座封球与上短节3的定位斜面301接触，并限位停止前进，此时座封球被控制在回收装置中，通过泵的压力可以远程确认座封球是否到位，循环压力突然升高并在高位保持稳定，即可确认座封球回收完成，停止泵工作，拆卸管线，取出座封球，至此座封球地面回收工作完成。

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本实用新型的保护范围之内。