一种油管打孔器的制作方法

文档序号:17968262发布日期:2019-06-21 23:01
一种油管打孔器的制作方法

本实用新型属于打孔器技术领域,特别是涉及一种新型油管打孔器。



背景技术:

现有技术中的油管打孔器在石油和天然气的开发作业中,为了保证油气井井下作业过程中油管和环空之间具有循环通道,常常需要在油管壁上进行打孔,而目前,油管壁上打孔是通过射孔枪实现的,在射孔枪的施工作业中,通过电缆或连续油管将射孔枪下放到井下需要射孔的目的层,通过电缆起爆雷管或通过连续油管加压起爆与连续油管连接的压力起爆器,进而起爆导爆索和弹架中的射孔弹,从而射孔弹的金属射流穿透枪体上与之对应的外盲孔以及油管和封隔器的中心管,从而使油管和套管相通,然而,通过射孔枪所形成的孔随机性很大、孔形状不规则并且射孔弹的金属射流极有射穿套管壁的可能。然而,现有技术中的油气井作业一方面要求形成稳定的孔,并保证在油管上开孔的情况下不损伤套管,另一方面要求如果在打孔不成功的情况下打孔器又能很好的起出。

现有技术中的油管打孔器结构复杂,一般需要液压机构或者电动爆破机构等,制作成本较高;另外在打孔不成功的情况下,因为打孔器在油管壁内卡死无法退出油管使用不便。



技术实现要素:

本实用新型提供了一种新型油管打孔器,解决了现有技术中的油管打孔器结构复杂,制造成本高,且使用不方便的技术问题。

具体技术方案是,所述油管打孔器,包括筒体、本体、支架、冲子和定位器;所述筒体外端头设置半圆形的卡瓦,筒体侧壁上设置第二定位孔、筒体第二剪切销钉孔和定位销滑孔;所述支架外端头设置连接端头,支架本体为半圆形槽状,在支架本体槽内设置有滑道、固定滑槽和锥形斜面,即斜向上倾斜在到达最高点后再向下倾斜;滑道设置在中间位置,容纳滑动凸台卡在其中滑动;锥形斜面设置在滑道两侧;固定滑槽设置在滑道两侧,冲子两侧卡在固定滑槽内在支架向外拉的过程中可在锥形斜面的作用下向外冲出,即向油管壁顶出;支架内端头底部设置有定位器安装座,用于安置定位器;本体中间也为半圆形结构,一端设置有滑动凸台和冲孔,另外一端设置与筒体内径相当的圆柱形端头,圆柱形端头可插入到筒体内;圆柱形端头上设置有定位销孔和本体第二剪切销钉孔;本体中间设置向上凸出的固定凸台,两侧略低一点与支架本体的半圆形结构合在一起组成圆筒状;固定凸台可卡在支架本体的半圆形槽内;定位器设置在定位器安装座上;所述锥形斜面最低点到最高点的竖直距离等于要打穿油管壁的厚度;第二剪切销钉穿过筒体第二剪切销钉孔与本体第二剪切销钉孔,用于在油管打孔器下放初期固定筒体和支架;打孔支架的内端头抵住圆柱形端头的内壁时定位器安装座至第二定位孔的距离等于锥形斜面的水平长度;卡瓦的侧面设置筒体第一剪切销钉孔,支架本体靠近连接端头位置设置有支架第一剪切销钉孔;第一剪切销钉用于在工作前穿过筒体第一剪切销钉孔与支架第一剪切销钉孔,将筒体与支架进行固定。

冲子包括冲头和冲座,二者固定连接;所述冲座两侧对称设置有第一斜台面和第二斜台面;第一斜台面和第二斜台面台面倾斜方向相同上下位置相反,冲座的两侧可卡在固定滑槽内沿着固定滑槽进行滑动;冲座下表面与锥形斜面相接触。从而在支架向外拉的过程中因为有第一斜台面的存在,冲子相对于锥形斜面更容易滑动,不会被卡到;而在打孔完成后,取出油管打孔器,需要复位时将定位器从第二定位孔内下压同时将支架向内推,此时冲子会沿着锥形斜面反向运动,而第二斜台面的设置可以使冲子反向沿着锥形斜面运动更加顺畅,最终经过最高点而回复原位,即可进行再次操作。

筒体上位于第二定位孔向定位销滑孔相同一侧还设置有第一定位孔;定位销穿过定位销孔与定位销滑孔设置,并可沿着定位销滑孔上下滑动。

筒体上与定位销滑孔相对位置垂直设置有紧固螺丝孔,定位销中部为内六边形结构,紧固螺丝穿过紧固螺丝孔后抵在定位销的中部内六边形位置,用于对定位销进行固定,防止定位销跑出或者转动。

支架的内端头抵住圆柱形端头的内壁时,定位器安装座距第一定位孔的距离等于定位销滑孔的长度减去定位销的直径距离,同时等于连接端头距离卡瓦外端头的距离。也就在平时正常使用状态下从连接端头至卡瓦外端头还保留有一段距离的,此时因为第二剪切销钉穿过筒体第二剪切销钉孔与本体第二剪切销钉孔而将本体与筒体相对固定,所以支架在向内运动抵达圆柱形端头时,外部还保留有一段距离,而定位销也将本体与筒体进行了固定,不允许本体相对筒体向外运动。而当打孔器无法打穿管壁时,将支架用力向下撞击,此时支架就会给本体一个很大的向下的力,而在外力的作用下第二剪切销钉被剪断,从而本体会继续向下运动,同时定位销沿着定位销滑孔向下运动,当定位销运动到定位销滑孔底部时停止运动,而与此同时定位器刚好运动到第一定位孔从第一定位孔弹出进行固定,此时冲子会在锥形斜面与固定滑槽的共同作用下缩回,从而使油管打孔器实现与管壁解卡,进而再向上提起取出打孔器。

定位器包括定位头和弹簧,弹簧一端设置在定位头内,另一端设置在定位器安装座内。

一种利用油管打孔器解决油气井节流嘴堵死问题的方法,包括以下步骤,a通井,确保管道畅通满足钢丝作业;b将油管打孔器连接在工具串及钢丝绳上,然后缓慢匀速下放到油气井管道中;c在下降到需要打孔深度位置标记钢丝绳下放位置,并将以后钢丝绳下放深度标记位置进行固定,然后匀速缓慢上提油管打孔器,突然下放钢丝绳,油管打孔器在重力作用下迅速下落,在到达标记深度位置时迅速停车;d油管打孔器内的第一剪切销钉被剪短,筒体与本体在下落过程中冲子在锥形斜面的作用下向外冲出,与卡瓦配合将油管打孔器固定在油管壁上;e再次下放钢丝绳,支架会继续下落一段距离,然后猛然向上提起,锥形斜面不断迫使冲子向外冲出,直到将管壁冲破,此时冲子会跨过锥形斜面的最高点继续向斜面另一侧下滑,从而缩回,同时定位器卡在第二定位孔中实现对支架及冲子的固定;f上提起出油管打孔器,完成打孔。

有益效果:结构更加简单,操作更加方便,制造成本也更低;打孔完成后冲子自动缩回,提出更加方便;在打孔未成功的状况下,可通过向下锤击从而实现冲子缩回完成解卡;冲子结构的设计使冲子相对锥形斜面正反运动更加流畅。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案,下面将对实施例描述中所需的附图作简单介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图,这些附图所直接得到的技术方案也应属于本实用新型的保护范围。

图1是本实用新型组装在一起的结构示意图。

图2是本实用新型拆解后的结构示意图。

图3是本实用新型在组装过程中的结构示意图。

图4是本实用新型所述冲子的结构示意图。

图5是本实用新型所述定位器的结构示意图。

附图标记说明:1、筒体;1.1、第一定位孔;1.2、第二定位孔; 1.3、卡瓦;1.4、定位销滑孔;1.5、筒体第一剪切销钉孔;2、本体; 2.1、本体第二剪切销钉孔;2.2、定位销孔;2.3、固定凸台;2.4、滑动凸台;2.5、冲孔;2.6、圆柱形端头;3、支架;3.1、支架第一剪切销钉孔;3.2、滑道;3.3、固定滑槽;3.4、锥形斜面;3.5、定位器安装座;3.6、连接端头;4、冲子;4.1、冲头;4.2、冲座;4.2.1、第一斜台面;4.2.2、第二斜台面;5、筒体第二剪切销钉孔;6、紧固螺丝孔;7、定位销;8、第一剪切销钉;9、第二剪切销钉;10、定位器;10.1、定位头;10.2、弹簧;11、紧固螺丝。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面对本实用新型的具体实施方式做详细说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进,因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。

实施例1,如图1-图5所示,所述油管打孔器,包括筒体1、本体2、支架3、冲子4和定位器10;所述筒体1外端头设置半圆形的卡瓦1.3,筒体1侧壁上设置第二定位孔1.2、筒体第二剪切销钉孔5 和定位销滑孔1.4;所述支架3外端头设置连接端头3.6,支架3本体为半圆形槽状,在支架3本体槽内设置有滑道3.2、固定滑槽3.3和锥形斜面3.4,即斜向上倾斜在到达最高点后再向下倾斜结构;滑道 3.2设置在中间位置,容纳滑动凸台2.4卡在其中滑动;锥形斜面3.4 设置在滑道3.2两侧;固定滑槽3.3设置在滑道3.2两侧,冲子4两侧卡在固定滑槽3.3内在支架3向外拉的过程中可在锥形斜面3.4的作用下向外冲出,即向油管壁顶出;支架3内端头底部设置有定位器安装座3.5,用于安置定位器10;本体2中间也为半圆形结构,一端设置有滑动凸台2.4和冲孔2.5,另外一端设置与筒体1内径相当的圆柱形端头2.6,圆柱形端头2.6可插入到筒体1内;圆柱形端头2.6 上设置有定位销孔2.2和本体第二剪切销钉孔2.1;本体2中间设置向上凸出的固定凸台2.3,两侧略低一点与支架3本体的半圆形结构合在一起组成圆筒状;固定凸台2.3可卡在支架3本体的半圆形槽内;定位器10设置在定位器安装座3.5上;所述锥形斜面3.4最低点到最高点的竖直距离等于要打穿油管壁的厚度,这样可以保证即打穿油管由不会伤及套管;第二剪切销钉9穿过筒体第二剪切销钉孔5与本体第二剪切销钉孔2.1,用于在油管打孔器下放初期固定筒体1和支架 3;支架3的内端头抵住圆柱形端头2.6的内壁时定位器安装座3.5至第二定位孔1.2的距离等于锥形斜面3.4的水平长度;卡瓦1.3的侧面设置筒体第一剪切销钉孔1.5,支架3本体靠近连接端头3.6位置设置有支架第一剪切销钉孔3.1;第一剪切销钉8用于在工作前穿过筒体第一剪切销钉孔1.5与支架第一剪切销钉孔3.1,将筒体1与支架3进行固定。从而实现筒体1与本体2相对固定,而支架3可以相对本体来回运动,在向外运动过程中因为锥形斜面3.4的存在所以,冲子4在斜面作用下向外冲出,首先与卡瓦1.3配合完成油管打孔器相对油管的固定,然后将支架3不停的向外拉动震击,从而不断撞击油管壁,直到击穿油管壁,而在击穿的同时,冲子相对锥形斜面3.4 超过了最高点而向地点运动,当运动到低点位置时,定位器10运动到了第二定位孔1.2位置,从第二定位孔1.2位置弹出,从而实现筒体1相对支架3的相对固定,也就是实现了冲子4相对支架3的相对固定,保持冲子4缩回,从而实现油管打孔器与油管的解卡,从而取出油管打孔器便于下次操作。

实施例2,如图4所示,冲子包括冲头4.1和冲座4.2,二者固定连接,优选一体铸造或者锻造而成;所述冲座4.2两侧对称设置有第一斜台面4.2.1和第二斜台面4.2.2;第一斜台面4.2.1和第二斜台面 4.2.2台面倾斜方向相同上下位置相反,冲座4.2的两侧可卡在固定滑槽3.3内沿着固定滑槽3.3进行滑动,所述固定滑槽3.3也是与锥形斜面3.4相平行的锥形,冲座4.2下表面与锥形斜面3.4相接触。从而在支架3向外拉的过程中因为有第一斜台面4.2.1的存在,冲子4 相对于锥形斜面3.4更容易滑动,不会被卡到;而在打孔完成后,取出油管打孔器,需要复位时将定位器10从第二定位孔1.2内下压同时将支架3向内推,此时冲子4会沿着锥形斜面3.4反向运动,而第二斜台面4.2.2的设置可以使冲4子反向沿着锥形斜面3.4运动更加顺畅,最终经过最高点而回复原位,即可进行再次操作。

实施例3,如图1-图3所示,在上述技术方案的基础上,筒体1 上位于第二定位孔1.2与定位销滑孔1.4相同一侧还设置有第一定位孔1.1;定位销7穿过定位销孔2.2与定位销滑孔1.4设置,并可沿着定位销滑孔1.4上下滑动。筒体1上与定位销滑孔1.4相对位置垂直设置有紧固螺丝孔6,定位销7中部为内六边形结构,紧固螺丝11 穿过紧固螺丝孔6后抵在定位销7的中部内六边形结构位置,用于对定位销7进行固定,防止定位销7跑出或者转动。

实施例4,如图1-图5所示,所述油管打孔器,包括筒体1、本体2、支架3、冲子4和定位器10;所述筒体1外端头设置半圆形的卡瓦1.3,筒体1侧壁上设置第二定位孔1.2、筒体第二剪切销钉孔5 和定位销滑孔1.4;所述支架3外端头设置连接端头3.6,支架3本体为半圆形槽状,在支架3本体槽内设置有滑道3.2、固定滑槽3.3和锥形斜面3.4,即斜向上倾斜在到达最高点后再向下倾斜结构;滑道 3.2设置在中间位置,容纳滑动凸台2.4卡在其中滑动;锥形斜面3.4 设置在滑道3.2两侧;固定滑槽3.3设置在滑道3.2两侧,冲子4两侧卡在固定滑槽3.3内在支架3向外拉的过程中可在锥形斜面3.4的作用下向外冲出,即向油管壁顶出;支架3内端头底部设置有定位器安装座3.5,用于安置定位器10;本体2中间也为半圆形结构,一端设置有滑动凸台2.4和冲孔2.5,另外一端设置与筒体1内径相当的圆柱形端头2.6,圆柱形端头2.6可插入到筒体1内;圆柱形端头2.6 上设置有定位销孔2.2和本体第二剪切销钉孔2.1;本体2中间平面为中间凸出的固定凸台2.3,两侧略低一点与支架3本体的半圆形结构合在一起组成圆筒状;固定凸台2.3可卡在支架3本体的半圆形槽内;定位器10设置在定位器安装座3.5上;所述锥形斜面3.4最低点到最高点的竖直距离等于要打穿油管壁的厚度,这样可以保证即打穿油管由不会伤及套管;第二剪切销钉9穿过筒体第二剪切销钉孔5与本体第二剪切销钉孔2.1,用于在油管打孔器下放初期固定筒体1和支架3;支架3的内端头抵住圆柱形端头2.6的内壁时定位器安装座 3.5至第二定位孔1.2的距离等于锥形斜面3.4的水平长度;卡瓦1.3 的侧面设置筒体第一剪切销钉孔1.5,支架3本体靠近连接端头3.6 位置设置有支架第一剪切销钉孔3.1;第一剪切销钉8用于在工作前穿过筒体第一剪切销钉孔1.5与支架第一剪切销钉孔3.1,将筒体1 与支架3进行固定。冲子包括冲头4.1和冲座4.2,二者固定连接,优选一体铸造或者锻造而成;所述冲座4.2两侧对称设置有第一斜台面4.2.1和第二斜台面4.2.2;第一斜台面4.2.1和第二斜台面4.2.2台面倾斜方向相同上下位置相反,冲座4.2的两侧可卡在固定滑槽3.3 内沿着固定滑槽3.3进行滑动,所述固定滑槽3.3也是与锥形斜面3.4 相平行的锥形,冲座4.2下表面与锥形斜面3.4相接触。筒体1上位于第二定位孔1.2与定位销滑孔1.4相同一侧还设置有第一定位孔 1.1;定位销7穿过定位销孔2.2与定位销滑孔1.4设置,并可沿着定位销滑孔1.4上下滑动。筒体1上与定位销滑孔1.4相对位置垂直设置有紧固螺丝孔6,定位销7中部为内六边形结构,紧固螺丝11穿过紧固螺丝孔6后抵在定位销7的中部内六边形结构位置,用于对定位销7进行固定,防止定位销7跑出或者转动。

进一步的,支架3的内端头抵住圆柱形端头2.6的内壁时,定位器安装座3.5距第一定位孔1.1的距离等于定位销滑孔1.4的长度减去定位销7的直径距离,同时等于连接端头3.6距离卡瓦1.3外端头的距离。也就在平时正常使用状态下从连接端头3.6至卡瓦1.3外端头还保留有一段距离的,此时因为第二剪切销钉9穿过筒体第二剪切销钉孔5与本体第二剪切销钉孔2.1而将本体3与筒体1相对固定,所以支架3在向内运动抵达圆柱形端头2.6时,外部还保留有一段距离,而定位销7也将本体2与筒体1进行了固定,不允许本体2相对筒体1向外运动。而当油管打孔器无法打穿管壁时,将支架3用力向下撞击,此时支架3就会给本体一个很大的向下的力,而在外力的作用下第二剪切销钉9被剪断,从而本体2会继续向下运动,同时定位销7沿着定位销滑孔1.4向下运动,当定位销7运动到定位销滑孔1.4 底部时停止运动,而与此同时定位器10刚好运动到第一定位孔1.1 从第一定位孔1.1弹出进行固定,此时冲子4会在锥形斜面3.4与固定滑槽3.3的共同作用下缩回,从而使油管打孔器实现与管壁解卡,进而再向上提起取出打孔器,进行重复使用。进一步的,定位器包括定位头10.1和弹簧10.2,弹簧10.2一端设置在定位头10.1内,另一端设置在定位器安装座3.5内。结构更加简单,操作更加方便,制造成本也更低;打孔完成后冲子自动缩回,提出方便;在打孔未成功的状况下,可通过向下锤击从而实现冲子缩回完成解卡;冲子结构的设计使冲子相对锥形斜面正反运动更加流畅。

实施例5,针对天然气井井筒内节流器无法打捞,导致节流嘴堵死,或修井作业时,循环滑套无法打开,导致气井无法生产或者起测试管柱前无法进行循环洗井、压井,的情况。

本申请还提供了一种利用油管打孔器解决油气井节流嘴堵死问题的方法,具体包括以下步骤,首先进行通井,确保管道畅通满足钢丝作业;然后将油管打孔器连接在工具串及钢丝绳上,通过将连接端头工具串下端头连接,优选的使用螺纹连接,然后缓慢匀速下放到油气井管道中;再接下来,在下降到需要打孔深度位置后,标记钢丝绳下放位置,并将以后钢丝绳下放深度标记位置进行固定,然后匀速缓慢上提油管打孔器,再突然下放钢丝绳,油管打孔器在重力作用下迅速下落,在到达标记深度位置时迅速停车;随后油管打孔器内的第一剪切销钉被剪短,筒体1与本体2在下落过程中冲子4在锥形斜面 3.4的作用下向外冲出,与卡瓦1.3配合将油管打孔器固定在油管壁上;再次下放钢丝绳,支架3会继续下落一段距离,然后猛然向上提起,如此重复,锥形斜面3.4不断迫使冲子4向外冲出,直到将管壁冲破,此时冲子会跨过锥形斜面3.4的最高点继续向斜面另一侧下滑,从而缩回,而定位器10在冲子冲破管壁后会在向上运动过程中卡入第二定位孔中,从而使冲子保持缩回状态,而油管打孔器也会与管壁相对实现解卡,上提起出油管打孔器,即可实现重复使用。在油管打孔器起出后按下定位器10,同时向内推动支架从而实现油管打孔器的复位,然后在筒体第一剪切销钉孔与支架第一剪切销钉孔内重新插入第一剪切销钉8即可完成再次重复使用。

另外如果遇到打孔器如法打穿管壁时,或者打孔位置不合适时,可通过向下震击支架3,然后第二剪切销钉会被剪断,而支架会继续向下运动,同时冲子会在锥形斜面3.4以及固定滑槽3.3共同的作用下相对往回运动,而当定位器10卡入第二定位孔1.2时,也就时定位销7到达定位销滑孔1.4的底部时,支架3位置被相对固定,也就时冲子被固定在起始最低点保持缩回状态。然后卡瓦实现与管壁的解卡,进而只需要上体油管打孔器即可起初油管打孔器。然后重新按回定位器10同时向外抽出支架,然后重新插入第二剪切销钉,即可完成油管打孔器的重新复位。

油管打孔器应用案例:长庆油田采气厂的苏XX井在生产过程中发现气量下降严重,现场采用一些排水采气工艺后,仍无明显效果,经甲方技术人员讨论决定后对该井打捞井下节流器,检查并更换节流器气嘴,调整产气量。2018年3月11日对该井打捞节流器施工。在施工过程中因井下节流器服役时间长,节流器卡瓦卡死在油管节箍处。打捞一天时间未能打捞出节流器,开井发现该井无气量,节流器器气嘴堵死。2018年3月15日再次对该井打捞节流器作业,经过各种尝试后节流器打捞失败,该井停止生产,等待下步措施。

2018年4月28日经厂生产会组织对该井恢复生产提出方案,该井在节流器上方打孔作业,恢复气井正常生产

2018年5月4日对该井油管打孔作业

该日9:40到达井场,召开班前会,做施工前的风险消减措施。布置施工现场

10:30开始通井作业:顺利通井至节流器遇阻点。

工具串结构(自上而下):Φ38*180mm钢丝绳帽+Φ38*280mm 旋转接头+Φ38*1200mm加重杆+Φ38*300mm万向节+Φ38*1560mm 震击器+Φ59*280mm通井规。顺利通井至节流器遇阻点,缓慢起出工具串。实施下步打孔作业。13:50下钢丝打孔器开始打孔:工具串结构(自上而下):Φ38*180mm钢丝绳帽+Φ38*280mm旋转接头+ Φ38*1200mm加重杆+Φ38*300mm万向节+Φ38*1560mm震击器+ Φ59*630mm钢丝打孔器,工具串下放到预定位置后,快速下放工具串急停车,切断油管打孔器的上销钉,打孔头弹出,上提工具串时上提拉力上涨,下放至震击器闭合,然后快速上提进行震击,震击7次后上提拉力正常,打孔成功。打孔成功后开井,气量迅速上升。该井打孔效果显著。大大降低了带压起下管柱的安全风险,降低了生产成本。针对这种节流器器气嘴堵死且无法打捞的油气井效果显著,且成本较低,安全性也较高。

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