专利名称：水平井测井防顶解锁装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及油田生产测井领域，特别涉及水平井生产测井过程中杆管输送所采用的挺杆防顶及解锁装置和现场的使用方法。
背景技术：
目前，在水平井测试工艺中，需要采用一种防顶装置，能够使油管柱推动挺杆柱，提供水平输送的动力，将测试仪器 输送到预定位置；同时，还可以在仪器到达测试位置后进行解锁，使测试仪器可以上提，完成连续测试，这个装置是决定水平井测井成败的关键部件。中国专利公告号CN2083190，提供了一种“井下防顶器”。主要由下接头、箍簧、摩擦片、中心管、锥体、防阻销钉、外管、上接头组成，在下接头上装有摩擦片，还有一个可与上接头内孔连接的堵塞器。它可用于注水不压井上作业，封死地层水窜出地面，在起管柱时，只要从井口投入堵塞器，就可以满足不压井不放喷的作业工艺要求，并且能自动防止井内压力对管柱的上顶力，使油管不致上窜。该防顶器由于需要投入堵塞器，无法满足测试仪器的起下，不能满足水平井测井需要。中国专利公告号CN101173600，提供了一种“可捞型防顶卡瓦”。锥体下行推动卡瓦向外张开锚定在套管上，锥体下行后，锥体失去对锁块的约束，使上体和下体脱开。由于是带泵完成的锚定脱开，因此，使上体和下体脱开打捞管向上抽出后就可以下抽油杆生产，不需要将打防顶的管柱全部起出后再下带泵的生产管柱。需要检修下部的井下工具时，不需要将生产管柱全部提出再下打捞管柱，只需要再将生产管柱下放，锁块不再阻挡打捞管下行，使其打捞管下部螺纹与锥体内部螺纹接触后，旋转管柱螺纹旋合，旋合后上提管柱，将锥体上提，卡瓦就从套管壁上收回，继续上提管柱，可将全部井下工具提出，减少作业工序，减少作业时间。该防顶卡瓦适用于在套管内部应用，一旦防顶后，管柱将不能向上运动；且尺寸较大，无法满足挺杆柱在井下水平段输送测试仪器的需要。中国专利公告号CN201448073U，提供了一种“自捞型防顶卡瓦”。分离接头下部铣开成条体，条体上的外凸台肩悬挂在悬挂接头下部内台肩处，悬挂接头与壳体连接，壳体内安装锥体，壳体的窗口处安装卡瓦，推进器下部安装在锥体内，推进器锁住分离接头下部，使分离接头下部铣开成的各条体不能向内收缩，拉杆上部与推进器连接，拉杆下部设有凸台。凸台的外径大于顶套的内径。其下部封隔器座封所需要的轴向力由卡瓦固定，实现分离接头与悬挂接头脱开后生产，需要捞出时上提管柱，拉杆下部所设凸台可将锥体向上拉动，使下部封隔器解封和卡瓦收回。脱开和捞出不需要另下管柱。该防顶卡瓦在解锁时需要上提管柱，无法达到油管柱不动而只解锁挺杆柱的目的，无法满足水平井测井要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种水平井测井防顶解锁装置，应用于水平井杆管输送测井的杆柱防顶和解锁装置，同时提供水平井测井防顶解锁装置在现场使用的方法，保证杆管输送和测井的成功。本发明采用的技术方案是水平井测井杆管输送挺杆防顶解锁装置，由悬挂防顶外壳I和防顶器2组成。防顶器通过防顶卡瓦环支撑在悬挂防顶外壳内防顶体的防顶台阶上；悬挂防顶外壳由接箍、防顶体和悬挂体组成，接箍为圆筒形并且两端有油管内螺纹，接箍下端通过油管内螺纹与防顶体上端连接；防顶体为圆筒形，防顶体的上端有导引通道，导引通道是在防顶体中心孔上端加工成的锥面；防顶体的导引通道下面的中心孔为上对接通道；在防顶体的上对接通道下端 有环形台阶，此环形台阶是防顶台阶；防顶体的下端有内螺纹，在防顶体下端螺纹连接悬挂体；悬挂体为圆筒形；悬挂体下部的中心孔是下对接通道；悬挂体的下对接通道上端有环形台阶，此环形台阶是悬挂台阶；在防顶体的防顶台阶与悬挂体的悬挂台阶之间有圆柱形的悬挂腔，悬挂腔的直径比上对接通道的直径大
6 12_ ;上对接通道和下对接通道的内径相同；防顶器由防顶锥体、防顶卡瓦环、箍簧、卡瓦座、活塞体、定位销、拉簧、活塞限位筒和拉黃堵头组成；防顶锥体为阶梯圆柱体，上部直径大，下部直径小，两个圆柱之间的外壁上有锥度为15 30°的锥体斜面；防顶锥体上端有外螺纹与电缆头连接，在防顶锥体与电缆头之间有密封胶圈；防顶锥体下端有外螺纹与活塞体连接，连接处有密封圈；防顶锥体有中心孔，中心孔两端有45°倒角；在防顶锥体锥体斜面上套有防顶卡瓦环；防顶卡瓦环上端上宽下窄，为15 30°锥面，防顶卡瓦环下端为圆筒形；在防顶卡瓦环侧壁上有一个2 3_的断开缝隙；防顶卡瓦环采用弹簧钢制作；在防顶卡瓦环的下部圆筒形的外壁上有安装槽，安装槽上套有箍簧；在防顶卡瓦环的下端有外螺纹，防顶卡瓦环下端螺纹连接卡瓦座；卡瓦座穿在防顶锥体下部的外壁上；卡瓦座上部外径大，下部外径小，两者之间有直角台阶；卡瓦座上部有内螺纹与防顶卡瓦环下部的外螺纹连接；卡瓦座下部有外螺纹与活塞限位筒连接；卡瓦座与活塞限位筒连接后，卡瓦座外部的直角台阶顶在活塞限位筒的上部端面上；活塞限位筒为圆筒形，下部有直角台阶，台阶下面有外螺纹与挺杆悬挂器连接，连接处有密封圈；活塞限位筒上部有内螺纹与卡瓦座的下部螺纹连接；在活塞限位筒中部的壁上均匀分布有螺纹孔，螺纹孔内有定位销；定位销用于限制活塞体滑动距离；活塞体为圆筒形，上部外径小，中部外径大，外部有阶梯状台阶；活塞体上部有内螺纹与防顶锥体连接，连接处有密封圈；活塞体安装在活塞限位筒上端中心孔内；活塞体的中部外壁上有密封槽，安装有密封圈；活塞体底部有外螺纹与拉簧连接；拉簧的上端固定在活塞体下端外壁螺纹上，拉簧的下端穿过活塞限位筒下端中心孔连接在拉簧堵头的螺纹上；拉簧堵头有中心孔，拉簧堵头外部有两个阶梯状台阶；拉簧堵头上部有外螺纹与拉簧连接；拉簧堵头中部外径小，下部外径大；拉簧堵头下部的台阶在拉簧的作用下顶在活塞限位筒的底端。水平井测井防顶解锁装置的安装过程参阅图I。依次连接接箍、防顶体和悬挂体，完成悬挂防顶外壳的组装。
参阅图2。箍簧203穿过防顶卡瓦环202底部安装槽内，防顶卡瓦环202通过箍簧203的收缩组装一个整体；防顶卡瓦环203与卡瓦座204从防顶锥体201的底部穿入，箍簧203与防顶卡瓦环202安装在防顶锥体201的斜锥面上；防顶卡瓦环202安装在卡瓦座204上端的环形槽内；活塞体205通过螺纹与防顶锥体201的底部连接；拉簧207拧在活塞体205底部的丝扣上；活塞限位筒208通过螺纹与卡瓦座204连接；定位销206通过螺纹安装在活塞限位筒208侧 面的限位孔内；将拉簧207从活塞限位筒208内拉出，拧在拉簧堵头209的丝扣上；拉簧堵头209的上部放入活塞限位筒208下端的孔内；完成防顶器的组装。参阅图3。将防顶器2的上部导入悬挂防顶外壳I的下对接通道F内；用外力上提防顶锥体201，防顶卡瓦环202沿防顶锥体201的斜面下行，外径变小，防顶卡瓦环202进入悬挂防顶外壳I的下对接通道F，进而进入悬挂防顶外壳I的悬挂腔D内；防顶器2进入悬挂防顶外壳I内的悬挂腔D后，用外力下压防顶器2的防顶锥体201，防顶卡瓦环202沿防顶锥体201的斜面上行，外径变大，防顶卡瓦环202支撑在悬挂防顶外壳I的防顶台阶C上，完成防顶解锁装置的组装。简述水平井测井杆管输送挺杆防顶解锁装置的现场使用方法，有助于理解本发明。参阅图3。在现场应用时，挺杆柱下入完成后，防顶器2的活塞限位筒208通过螺纹与挺杆悬挂器连接，挺杆悬挂器和挺杆柱连接；①上提防顶器2的防顶锥体201，防顶卡瓦环202沿防顶锥体201的斜面下行，防顶卡瓦环202的外径缩至最小用修井作业机将悬挂防顶外壳I吊起下放防顶器2导入悬挂防顶外壳I的下对接通道F，最终进入悬挂防顶外壳的悬挂腔D ;用外力下压防顶器2的防顶锥体201，顶卡瓦环202沿防顶锥体201的斜面上行，防顶卡瓦环202撑开，顶在悬挂防顶外壳I的防顶台阶C处，完成防顶作业；④悬挂防顶外壳I上部连接油管，将挺杆和测试仪器输送到预定位置；⑤需要解锁时，上提防顶器2的防顶锥体201，防顶卡瓦环202沿防顶锥体201的斜面下行，防顶卡瓦环202的外径缩至最小，防顶器2可以通过悬挂防顶外壳I的上对接通道B提出，完成解锁。本发明的有益效果本发明水平井测井防顶解锁装置，防顶可靠，可以提供3吨的输送力；解锁顺利。
图I是悬挂防顶外壳I的示意图。图2是防顶器2的示意图。图3是水平井测井防顶解锁装置的结构示意图。图中，I-悬挂防顶外壳；2_防顶器；101_接箍；102_防顶体；103_悬挂体；A_导引通道；B-上对接通道；C-防顶台阶；D-悬挂腔；E-悬挂台阶；F-下对接通道；201_防顶锥体；202-防顶卡瓦环；203_箍簧；204_卡瓦座；205_活塞体；206_定位销；207_拉簧；208-活塞限位筒；209_拉簧堵头。
具体实施例方式实施例I :以一个水平井测井防顶解锁装置为例，对本发明作进一步详细说明。参阅图I。本实发明中的悬挂防顶外壳I由接箍101、防顶体102和悬挂体103组成，其结构及组装关系如下接箍101的外径为89毫米，两端带有27/8"油管内螺纹，接箍101下端通过螺纹与防顶体102连接。防顶体102外径为73毫米，长为2350毫米，其顶部带有30°的倒角，构成导引通道A。其下为上对接通道B，内径为42毫米，长200毫米。上对接通道B下面是悬挂腔D，内径为53毫米，长1500毫米。上对接通道B与悬挂腔D之间的平面台阶为防顶台阶C。防顶体102与悬挂体103通过螺纹连接。在悬挂体103上带有下对接通道F，内径为42毫米，长200毫米。下对接通道F与悬挂腔D之间的平面台阶为悬挂台阶E。参阅图2。防顶器2由防顶锥体201、防顶卡瓦环202、箍簧203、卡瓦座204、活塞体205、定位销206、拉簧207、活塞限位筒208、拉簧堵头209组成，其结构及组装关系如下防顶锥体201上部为38毫米的圆柱，下部为27毫米的圆柱，其长度各位300毫米，两个圆柱体之间为30°的锥体，下部通过M24的螺纹与活塞体205连接。防顶卡瓦环202采用弹簧钢制作，厚度2. 5毫米，上部有30°内圆锥面，下部为圆筒形，防顶卡瓦环202侧面有2. 5mm的断开缝隙，可以在外力的作用下撑开或收缩。箍簧203套在防顶卡瓦环202上，箍簧203 收缩后内径22毫米；箍簧203厚度2. 5毫米，高4毫米；防顶卡瓦环202配合安装在防顶锥体201上，可以在外力作用下沿防顶锥体201的斜面上下滑动。卡瓦座204上部有阶梯状安装槽，用于安装防顶卡瓦环202，卡瓦座204下部用M26的螺纹与活塞限位筒208连接。防顶锥体201底部通过M22的螺纹与活塞体205连接。活塞体205下部带有M15的螺纹，与拉簧207相连。拉簧207的外径为18毫米，其下部与拉簧堵头209上部的M15螺纹连接。活塞限位体208的外径为38毫米，侧面带有定位孔，孔内装有6个直径4毫米的定位销206，用于限制活塞体向上的运动。活塞限位体208上部内径25毫米，用于放置活塞体205，下部内径20毫米，用于放置拉簧207。拉簧堵头209的最大外径24 26毫米，在拉簧的作用力下，堵塞在活塞限位体208的下端。以一个现场使用方法为例，对本发明作进一步详细说明。参阅图3。在现场应用时，挺杆柱下入完成后，防顶器2的活塞限位筒208通过螺纹与挺杆悬挂器连接，挺杆悬挂器和挺杆柱连接。上提防顶器2的防顶锥体201，防顶卡瓦环202沿防顶锥体201的斜面下行，防顶卡瓦环202的外径缩至最小。用修井作业机将悬挂防顶外壳I吊起下放。防顶器2导入悬挂防顶外壳I的下对接通道F，最终进入悬挂防顶外壳的悬挂腔D。用外力下压防顶器2的防顶锥体201，顶卡瓦环202沿防顶锥体201的斜面上行，防顶卡瓦环202撑开，完成防顶作业。悬挂防顶外壳I上部连接油管，将挺杆和测试仪器输送到预定位置。需要解锁时，上提防顶器2的防顶锥体201，防顶卡瓦环202沿防顶锥体201的斜面下行，防顶卡瓦环202的外径缩至最小，防顶器2可以从悬挂防顶外壳I的上对接通道B内提出，完成解锁。
权利要求
1.一种水平井测井杆管输送挺杆防顶解锁装置，由悬挂防顶外壳(I)和防顶器(2)组成，其特征在于防顶器(2)通过防顶卡瓦环(202)支撑在悬挂防顶外壳(I)内防顶体(102)的防顶台阶(C)上； 悬挂防顶外壳⑴由接箍(101)、防顶体(102)和悬挂体(103)组成，接箍(101)为圆筒形并且两端有油管内螺纹，接箍(101)下端通过油管内螺纹与防顶体(102)上端连接；防顶体102为圆筒形，防顶体(102)的上端有导引通道(A)，导引通道(A)是在防顶体(102)中心孔上端加工成的锥面；防顶体(102)的导引通道(A)下面的中心孔为上对接通道(B)；在防顶体(102)的上对接通道(B)下端有环形台阶，此环形台阶是防顶台阶(C);防顶体(102)的下端有内螺纹，在防顶体(102)下端螺纹连接悬挂体(103);悬挂体(103)为圆筒形；悬挂体(103)下部的中心孔是下对接通道(F);悬挂体(103)的下对接通道(F)上端有环形台阶，此环形台阶是悬挂台阶(E);在防顶体(102)的防顶台阶(C)与悬挂体(103)的悬挂台阶(E)之间有圆柱形的悬挂腔(D)，悬挂腔(D)的直径比上对接通道(B)的直径大 6 12mm ;上对接通道⑶和下对接通道(F)的内径相同； 防顶器(2)由防顶锥体(201)、防顶卡瓦环(202)、箍簧(203)、卡瓦座(204)、活塞体(205)、定位销(206)、拉簧(207)、活塞限位筒(208)和拉簧堵头(209)组成； 防顶锥体(201)为阶梯圆柱体，上部直径大，下部直径小，两个圆柱之间的外壁上有锥度为15 30°的锥体斜面；防顶锥体(201)上端有外螺纹与电缆头连接，在防顶锥体(201)与电缆头之间有密封胶圈；防顶锥体(201)下端有外螺纹与活塞体(205)连接，连接处有密封圈；防顶锥体(201)有中心孔，中心孔两端有45°倒角；在防顶锥体(201)锥体斜面上套有防顶卡瓦环(202)； 防顶卡瓦环(202)上端上宽下窄，为15 30°锥面，防顶卡瓦环(202)下端为圆筒形；在防顶卡瓦环(202)侧壁上有一个2 3mm的断开缝隙；防顶卡瓦环(202)采用弹簧钢制作；在防顶卡瓦环(202)的下部圆筒形的外壁上有安装槽，安装槽上套有箍簧(203);在防顶卡瓦环(202)的下端有外螺纹，防顶卡瓦环(202)下端螺纹连接卡瓦座(204)； 卡瓦座(204)穿在防顶锥体(201)下部的外壁上；卡瓦座(204)上部外径大，下部外径小，两者之间有直角台阶；卡瓦座(204)上部有内螺纹与防顶卡瓦环(202)下部的外螺纹连接；卡瓦座(204)下部有外螺纹与活塞限位筒(208)连接；卡瓦座(204)与活塞限位筒(208)连接后，卡瓦座(204)外部的直角台阶顶在活塞限位筒(208)的上部端面上； 活塞限位筒(208)为圆筒形，下部有直角台阶，台阶下面有外螺纹与挺杆悬挂器连接，连接处有密封圈；活塞限位筒(208)上部有内螺纹与卡瓦座(204)的下部螺纹连接；在活塞限位筒(208)中部的壁上均匀分布有2 4个螺纹孔，螺纹孔内有定位销(206);定位销(206)用于限制活塞体(205)滑动距离； 活塞体(205)为圆筒形，上部外径小，中部外径大，外部有阶梯状台阶；活塞体(205)上部有内螺纹与防顶锥体(201)连接，连接处有密封圈；活塞体(205)安装在活塞限位筒(208)上端中心孔内；活塞体(205)的中部外壁上有密封槽，安装有密封圈；活塞体(205)底部有外螺纹与拉簧(207)连接； 拉簧(207)的上端固定在活塞体(205)下端外壁螺纹上，拉簧(207)的下端穿过活塞限位筒(208)下端中心孔连接在拉簧堵头(209)的螺纹上； 拉簧堵头(209)有中心孔，拉簧堵头(209)外部有两个阶梯状台阶；拉簧堵头(209)上部有外螺纹与拉簧(207)连接；拉簧堵头(209)中部外径小，下部外径大；拉簧堵头(209)下部的台阶在拉簧(207)的作用下顶在活塞限位筒(208)的底端。
2.如权利要求I所述的水平井测井防顶解锁装置，其特征在于所述的拉簧(207)为拉伸弹簧。
全文摘要
水平井测井杆管输送挺杆防顶解锁装置，应用于油田水平井测井的仪器输送。防顶解锁装置由悬挂防顶外壳和防顶器组成；悬挂防顶外壳由接箍、防顶体和悬挂体组成；防顶器由防顶锥体、防顶卡瓦环、箍簧、卡瓦座、活塞体、定位销、拉簧、活塞限位筒、拉簧堵头组成；防顶锥体带有锥面；防顶卡瓦环及箍簧组合后套在防顶锥体上的锥面上；防顶卡瓦环下部安装在卡瓦座上部的安装槽内；活塞限位体上部用于放置活塞体，定位销安装在活塞限位体的螺纹孔内；拉簧堵头在拉簧的作用力下，堵塞在活塞限位体的下端。效果是防顶可靠，提供3吨的输送力；解锁顺利。
文档编号E21B47/00GK102953724SQ20121046465
公开日2013年3月6日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年11月16日
发明者章沙莉, 张宝辉, 杨永祥, 王凤清, 李向齐, 胡书宝, 王一鸣, 郭吉民 申请人:中国石油天然气股份有限公司