无线射频触发式多次开关旁通阀装置总成的制作方法

文档序号:15805940发布日期:2018-11-02 21:49阅读:169来源:国知局

本实用新型及油气钻井工程堵漏及洗井施工技术领域,是一种无线射频触发式多次开关旁通阀装置总成。



背景技术:

在油气田钻井施工中常会遇到井漏需要堵漏的施工,但由于钻具水眼过小,堵漏材料不易通过,目前一般需要将井内的钻具全部起出,更换钻具以后再进行堵漏作业,这样将浪费大量的时间,可能错过堵漏的最佳时机,影响整个钻井施工;另外目前市面上使用的投球形式的堵漏短接后期存在压力球堵塞钻具水眼的弊端,无法在直井或水平井中实现无限次的循环堵漏、洗井作业。



技术实现要素:

本实用新型提供了一种无线射频触发式多次开关旁通阀装置总成,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决目前堵漏作业中使用的投球形式的堵漏短接在后期存在压力球堵塞钻具水眼的弊端,完全避免了起出钻具的施工,以及还能解决现有堵漏作业中无法无限次的循环堵漏、洗井作业的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的:一种无线射频触发式多次开关旁通阀装置总成,包括上接头、管接头、下接头、衬套、滑套、压缩弹簧、双公接头、阀腔罩和叶片阀,上接头下部外侧与管接头上部内侧固定安装在一起,管接头下部内侧与双公接头上部外侧固定安装在一起,双公接头下部外侧与下接头上部内侧固定安装在一起;上接头上部内侧固定安装有能接受无线射频信号的触发装置;管接头中部外侧设有至少一个径向的循环孔,管接头内侧套装有下端位于下接头内的滑套,滑套上端外侧设有上环槽,上环槽外侧套装有上端固定安装在管接头上部内侧的衬套,对应每个循环孔上方位置的滑套中部外侧均设有循环槽,滑套下部外侧设有下环槽,下环槽内套装有压缩弹簧,压缩弹簧下端抵于双公接头上端;管接头上部设有能接收触发装置信息后使滑套上下移动的实施装置;下接头内侧套装有阀腔罩,滑套下端内侧与阀腔罩上端外侧固定安装在一起,阀腔罩中部外侧通过能使呈开启状态下的叶片阀在滑套下行后关闭且在滑套上行后复位的限位组件与叶片阀下端连接在一起,阀腔罩下端外侧设有外环槽,对应叶片阀下方位置的下接头下部内侧设有限位环槽。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进:

上述触发装置可包括电池座、电池组和无线处理器,上接头上部设有内环槽,内环槽内设有固定安装在上接头内的电池座,电池座上部安装有无线处理器,电池座下部安装有电池组,无线处理器与电池组电连接。

上述实施装置可包括电缆、出油泵、抽油泵和供液管线,管接头上部外侧设有两个径向的油泵安装孔,两个油泵安装孔内分别安装有出油泵和抽油泵;对应每个油泵安装孔上方位置的管接头上部外侧均设有与油泵安装孔连通的下电缆槽,对应每道下电缆槽位置的上接头下部外侧均设有与其连通的上电缆槽,对应每道上电缆槽上端位置的上接头下部外侧均设有能与上接头内侧相通的电缆孔,电缆分别通过电缆孔、上电缆槽和下电缆槽使出油泵和抽油泵与电池组电连接;对应对应每个油泵安装孔下方位置的管接头上部外侧均设有与油泵安装孔相通的供液槽,衬套下端外侧设有液压环槽,对应每道供液槽下端位置的管接头上部外侧均设有能使其与液压环槽相通的供液孔,供液管线分别通过供液孔和供液槽使出油泵和抽油泵与液压环槽连通。

上述电池座可通过卡簧与上接头固定安装在一起。

上述卡簧与电池座之间可设有密封环,密封环外侧与上套管内侧之间安装有至少一个O形密封圈;密封环内侧与电池座上部外侧之间安装有至少一个O形密封圈;对应电缆孔下方位置的电池座下部外侧与下接头下部内侧之间安装有至少一个O形密封圈;对应液压环槽上方位置的衬套下部外侧与管接头上部内侧之间安装有至少一个O形密封圈;对应液压环槽上方位置的衬套下部内侧与滑套上部内侧之间安装有至少一个O形密封圈;对应液压环槽与循环槽之间位置的滑套上部外侧与管接头上部内侧之间安装有至少一个O形密封圈。

上述限位组件可包括固定销钉和扭簧,阀腔罩、叶片阀与扭簧通过固定销钉安装在一起,并使扭簧的两端分别抵在阀腔罩与叶片阀上。

上述上接头下部外侧可与管接头上部内侧通过螺纹连接固定安装在一起,管接头下部内侧与双公接头上部外侧通过螺纹连接固定安装在一起,双公接头下部外侧与下接头上部内侧通过螺纹连接固定安装在一起,滑套下端内侧与阀腔罩上端外侧通过螺纹连接固定安装在一起,衬套通过卡簧与管接头固定安装在一起。

上述对应循环孔可与循环槽之间位置的滑套中部外侧与管接头中部内侧之间安装有至少一个O形密封圈;对应循环孔下方位置的滑套中部外侧与管接头中部内侧之间安装有至少一个O形密封圈;滑套下部内侧与阀腔罩上部外侧之间安装有至少一个O形密封圈;对应叶片阀上方位置的阀腔罩上部外侧与下接头上部内侧之间安装有至少一个O形密封圈,对应限位环槽下方位置的阀腔罩下部外侧与下接头下部内侧之间安装有至少一个O形密封圈。

本实用新型结构合理而紧凑,使用方便,其通过投入射频指令标签具有体积小、激发时间短、和多次投入的特点,避免钻具水眼封堵,实现不起出钻具也能进行无限次的循环堵漏、洗井作业,具有可靠、快速和高效的特点。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例的主视剖视结构示意图。

附图2为本实用新型进行堵漏作业时的主视剖视结构示意图。

附图3为本实用新型进行洗井作业时的主视剖视结构示意图。

附图4为附图1在A处的局部放大结构示意图。

附图中的编码分别为:1为上接头,2为管接头,3为下接头,4为衬套,5为滑套,6为压缩弹簧,7为双公接头,8为阀腔罩,9为叶片阀,10为循环孔,11为循环槽,12为外环槽,13为限位环槽,14为电池座,15为电池组,16为无线处理器,17为电缆,18为出油泵,19为抽油泵,20为供液管线,21为液压环槽,22为卡簧,23为O形密封圈,24为固定销钉,25为扭簧,26为射频指令标签,27为密封环。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制,可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中,为了便于描述,各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的,如:前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述:

如附图1、2、3、4所示,该无线射频触发式多次开关旁通阀装置总成包括上接头1、管接头2、下接头3、衬套4、滑套5、压缩弹簧6、双公接头7、阀腔罩8和叶片阀9,上接头1下部外侧与管接头2上部内侧固定安装在一起,管接头2下部内侧与双公接头7上部外侧固定安装在一起,双公接头7下部外侧与下接头3上部内侧固定安装在一起;上接头1上部内侧固定安装有能接受无线射频信号的触发装置;管接头2中部外侧设有至少一个径向的循环孔10,管接头2内侧套装有下端位于下接头3内的滑套5,滑套5上端外侧设有上环槽,上环槽外侧套装有上端固定安装在管接头2上部内侧的衬套4,对应每个循环孔10上方位置的滑套5中部外侧均设有循环槽11,滑套5下部外侧设有下环槽,下环槽内套装有压缩弹簧6,压缩弹簧6下端抵于双公接头7上端;管接头2上部设有能接收触发装置信息后使滑套5上下移动的实施装置;下接头3内侧套装有阀腔罩8,滑套5下端内侧与阀腔罩8上端外侧固定安装在一起,阀腔罩8中部外侧通过能使呈开启状态下的叶片阀9在滑套5下行后关闭且在滑套5上行后复位的限位组件与叶片阀9下端连接在一起,阀腔罩8下端外侧设有外环槽12,对应叶片阀9下方位置的下接头3下部内侧设有限位环槽13。在使用过程中,将本实用新型安装在井下钻具组合的任意位置,在正常钻进过程中处于关闭状态,即循环孔10处于密封且与循环槽11未连通(如图1所示),射频指令标签26为直径小于6mm,长度小于12mm,内部携带有指令芯片的塑料圆柱胶囊,射频指令标签26有四种分为两组,分别是携带有“堵漏开始,关闭叶片阀9”和“堵漏结束,开启叶片阀9”以及“洗井开始,打开循环孔10”和“洗井结束,关闭循环孔10”命令。当需要封堵钻具水眼进行堵漏作业时,从井口投入携带有“堵漏开始,关闭叶片阀9”指令的射频指令标签26,当射频指令标签26运行至触发装置位置时,触发装置接收射频指令标签26信息并作出处理,实施装置在接收触发装置信息后使滑套5下行,滑套5推动阀腔罩8下行,当阀腔罩8下行至限位环槽13时,外环槽12的上端面抵在限位环槽13下端面实现限位,同时叶片阀9下行至限位环槽13内,此时叶片阀9失去下接头3内壁的束缚,在限位组件作用下使叶片阀9关闭,此时钻具水眼实现封堵,循环槽11与循环孔10联通,即可实现不起钻注入堵漏材料,进行堵漏作业(如图2所示);当堵漏作业完成以后,井口投入携带有“堵漏结束,开启叶片阀9”指令的射频指令标签26,当射频指令标签26运行至触发装置位置时,触发装置接收射频指令标签26信息并作出处理,实施装置在接收触发装置信息后使滑套5上行,并带动阀腔罩8上行,在限位组件与限位环槽13上端面的作用下使叶片阀9开启,此时循环孔10密封且与循环槽11未连通,钻具水眼实现畅通,即可继续进行钻井作业(如图1所示);当需要洗井作业时,从井口投入携带“洗井开始,打开循环孔10”指令的射频指令标签26,当射频指令标签26运行至触发装置位置时,触发装置接收射频指令标签26信息并作出处理,实施装置在接收触发装置信息后使滑套5下行,滑套5推动阀腔罩8下行,叶片阀9未能完全下行至限位环槽13内,此时下接头3内壁对叶片阀9仍有束缚,叶片阀9保持开启状态,此时循环孔10与循环槽11连通,并且钻具水眼畅通,进行洗井作业(如图3所示);当洗井作业完成后,井口投入携带“洗井结束,关闭循环孔10”指令的射频指令标签26,当射频指令标签26运行至触发装置位置时,触发装置接收射频指令标签26信息并作出处理,实施装置在接收触发装置信息后使滑套5上行,并带动阀腔罩8上行,此时循环孔10密封且与循环槽11未连通,钻具水眼实现畅通,即可进行继续钻井作业(如图1所示)。根据需求,管接头2中部外侧均布有3-4个直径为20mm的循环孔10,该位置需渗碳处理,对应每个循环孔10上方位置的滑套5中部外侧均设有宽度为20mm的循环槽11,该位置需渗碳处理;压缩弹簧6在初始状态设置有80-100N的预紧力。本实用新型结构合理而紧凑,使用方便,其通过投入射频指令标签26具有体积小、激发时间短、和多次投入的特点,避免钻具水眼封堵,实现不起出钻具也能进行无限次的循环堵漏、洗井作业,具有可靠、快速和高效的特点。

可根据实际需要,对上述无线射频触发式多次开关旁通阀装置总成作进一步优化或/和改进:

如附图1、2、3、4所示,触发装置包括电池座14、电池组15和无线处理器16,上接头1上部设有内环槽,内环槽内设有固定安装在上接头1内的电池座14,电池座14上部安装有无线处理器16,电池座14下部安装有电池组15,无线处理器16与电池组15电连接。在使用过程中,使用现有公知的无线处理器16,通过无线处理器16来接收射频指令标签26信息并将相应的指令发送触发装置。根据需求,电池组15为一组6-8个圆柱形大容量电池,并可以确保本实用新型正常工作大于150小时。

如附图1、2、3、4所示,实施装置包括电缆17、出油泵18、抽油泵19和供液管线20,管接头2上部外侧设有两个径向的油泵安装孔,两个油泵安装孔内分别安装有出油泵18和抽油泵19;对应每个油泵安装孔上方位置的管接头2上部外侧均设有与油泵安装孔连通的下电缆槽,对应每道下电缆槽位置的上接头1下部外侧均设有与其连通的上电缆槽,对应每道上电缆槽上端位置的上接头1下部外侧均设有能与上接头1内侧相通的电缆孔,电缆17分别通过电缆孔、上电缆槽和下电缆槽使出油泵18和抽油泵19与电池组15电连接;对应对应每个油泵安装孔下方位置的管接头2上部外侧均设有与油泵安装孔相通的供液槽,衬套4下端外侧设有液压环槽21,对应每道供液槽下端位置的管接头2上部外侧均设有能使其与液压环槽21相通的供液孔,供液管线20分别通过供液孔和供液槽使出油泵18和抽油泵19与液压环槽21连通。在使用过程中,无线处理器16通过电缆17将指令发送给出油泵18和抽油泵19,出油泵18接收到相应指令后,通过供液管线20将液压油注入液压环槽21,从而使滑套5下行,抽油泵19接收到相应指令后,通过供液管线20将液压油从液压环槽21中抽出,从而使滑套5上行。根据需求,电缆17有铜管或不锈钢管套装,并且焊接在上电缆槽和下电缆槽内,可以承受15MPa压力,供液管线20为铜管或不锈钢管,并且焊接在供液槽内,可以承受15MPa压力,出油泵18和抽油泵19分别焊接在两个油泵安装孔内,并确保牢固,可以承受15MPa压力。

如附图1、2、3、4所示,电池座14通过卡簧22与上接头1固定安装在一起。在使用过程中,通过卡簧22的固定安装方式,使结构更加稳定。

如附图1、2、3、4所示,卡簧22与电池座14之间设有密封环27,密封环27外侧与上套管内侧之间安装有至少一个O形密封圈23;密封环27内侧与电池座14上部外侧之间安装有至少一个O形密封圈23;对应电缆孔下方位置的电池座14下部外侧与下接头3下部内侧之间安装有至少一个O形密封圈23;对应液压环槽21上方位置的衬套4下部外侧与管接头2上部内侧之间安装有至少一个O形密封圈23;对应液压环槽21上方位置的衬套4下部内侧与滑套5上部内侧之间安装有至少一个O形密封圈23;对应液压环槽21与循环槽11之间位置的滑套5上部外侧与管接头2上部内侧之间安装有至少一个O形密封圈23。在使用过程中,通过安装O形密封圈23保证各部件间的密封性。

如附图1、2、3、4所示,限位组件包括固定销钉24和扭簧25,阀腔罩8、叶片阀9与扭簧25通过固定销钉24安装在一起,并使扭簧25的两端分别抵在阀腔罩8与叶片阀9上。在使用过程中,在扭簧25与限位环槽13上端面的作用下可使关闭的叶片阀9开启。根据需求固定销钉24可采用现有公知的高强度耐磨材料,如40CrMnMo等。

如附图1、2、3、4所示,上接头1下部外侧与管接头2上部内侧通过螺纹连接固定安装在一起,管接头2下部内侧与双公接头7上部外侧通过螺纹连接固定安装在一起,双公接头7下部外侧与下接头3上部内侧通过螺纹连接固定安装在一起,滑套5下端内侧与阀腔罩8上端外侧通过螺纹连接固定安装在一起,衬套4通过卡簧22与管接头2固定安装在一起。在使用过程中,通过螺纹连接的固定安装方式,便于安装和拆卸,通过卡簧22的固定安装方式,使结构更加稳定。

如附图1、2、3、4所示,对应循环孔10与循环槽11之间位置的滑套5中部外侧与管接头2中部内侧之间安装有至少一个O形密封圈23;对应循环孔10下方位置的滑套5中部外侧与管接头2中部内侧之间安装有至少一个O形密封圈23;滑套5下部内侧与阀腔罩8上部外侧之间安装有至少一个O形密封圈23;对应叶片阀9上方位置的阀腔罩8上部外侧与下接头3上部内侧之间安装有至少一个O形密封圈23,对应限位环槽13下方位置的阀腔罩8下部外侧与下接头3下部内侧之间安装有至少一个O形密封圈23。在使用过程中,通过安装O形密封圈23保证各部件间的密封性。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例,其具有较强的适应性和最佳实施效果,可根据实际需要增减非必要的技术特征,来满足不同情况的需求。

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