多级推进装置制造方法
【专利摘要】本实用新型是多级推进装置，用于对出现套管损坏的油水井进行修复作业。该装置包括二级串联的液缸，一级活塞上接关闭机构，所述关闭机构的关闭套下行后关闭一级进液孔，关闭机构设置绕流腔和上绕流孔，当一级进液孔关闭后，液体可经绕流腔和上绕流孔自堵塞器以上流至堵塞器以下；二级活塞下接盲堵，盲堵是一倒杯状，在杯底处设下绕流孔，二级液缸套下接传力管，当液缸套下行至下死点时，二级进液孔与下绕流孔连通。在结构上该装置通过设置关闭套和绕注孔，使得它具备了一两个功能，一是向前推的功能，二是传压功能，一个工具能够完成两个工序作业。
【专利说明】多级推进装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及油田开发中使用的修井工具，具体地讲是多级推进装置，用于对出现套管损坏的油水井进行修复作业。
【背景技术】
[0002]油田的油井或水井经过长期生产，因腐蚀会出现套管穿孔；有时因地下井筒周围应力的变化、井壁坍塌等原因，会出现套管破裂、断裂或缩径等问题。为了修复井下错断的套管，研究人员设计了一种先用工具拨正再用膨胀管加固的修井技术。在水平井修井中，上述拨正是使用井下增力器向前推来实现的，如专利号为99243058.5的中国专利“井下打捞増力器”。为了使用方便，目前常采用的设计是液缸串联，带有自动泄压结构，该工具的优点是一旦液缸走到行程之后就自动泄压，地面会得到及时的反馈且经上提或下压之后，増力器的液缸可以回复原位，之后继续工作，此种方式称为步进式。但是这种普遍流行设计的缺点是不具备当液缸走完行程后实现既能给地面及时的压力信号反馈又能继续带压作业的功能，限制了单趟管柱配置的工具只能在一套压力系统下工作，管柱不具有两套压力系统先后工作的功能，制约了单趟管柱效率的提高。
【发明内容】
[0003]为解决上述技术问题，本实用新型提供了多级推进装置，该装置既可给地面及时的压力信号反馈又能继续带压作业，实现了一趟管柱完成两个作业工序。
[0004]本实用新型多级推进装置的技术方案是:
[0005]多级推进装置，包括二级串联的液缸，一级活塞上接关闭机构，所述关闭机构的关闭套下行后关闭一级进液孔，关闭机构设置绕流腔和上绕流孔，当一级进液孔关闭后，液体可经绕流腔和上绕流孔自堵塞器以上流至堵塞器以下；二级活塞下接盲堵，盲堵是一倒杯状，在杯底处设下绕流孔，二级液缸套下接传力管，当液缸套下行至下死点时，二级进液孔与下绕流孔连通。
[0006]所述关闭机构包括连接管、关闭套、定位剪钉和堵塞器；一级活塞上接连接管，连接管内径上小下大在中部形成内台阶，连接管的小内径大于一级活塞的内径；连接管上接接头，于连接处设密封件；关闭套是一段外径上大下小的管子，中部有一外台阶，其外径大处与连接管的小内径相配合且设密封件，其外径小处与一级活塞的内径相配合且设密封件；连接管和关闭套的上端于密封件以上位置设定位剪钉把连接管和关闭套固定；关闭套外周中部设密封件，该密封件与关闭套下端的密封件的距离是当关闭套的外台阶坐在一级活塞的内台阶上时，关闭套的下端密封件与中部密封件各自位于一级进液孔的上下两侧并密封一级进液孔；于关闭套上部密封件以下位置设上绕流孔；关闭套上端设有堵塞器；当关闭套的外台阶坐在一级活塞的内台阶上时，连接管的内台阶高于关闭套的顶面；所述二级液缸的一级活塞与二级活塞相连，一级液缸套与二级液缸套相连；液缸的二道密封件之间于活塞壁上设径向进液孔，在二级液缸套和传力管的上端各设有呼吸孔；所述盲堵的杯壁外径与二级液缸套的小径相配合且与二级液缸套的内密封件相密封，其杯口外壁设密封件且与传力管内壁配合并形成密封；当一级液缸套下端坐于二级活塞上端时，二级活塞的外密封件和盲堵的杯口处的密封件各自位于呼吸孔的以下位置并密封。
[0007]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是，在结构上该装置通过设置关闭套和绕注孔，使得它具备了一两个功能，一是向前推的功能，可用来给井下工具施加向前的力，从而把井下工具推到设计位置；二是传压功能，当该装置完成向前推的功能后，出现泄压显示，然后，封闭套把液缸的进液孔关闭，整个装置又实现管内外压力隔绝，可以通过液压的方式来操作该装置前面所携带的液压修井工具。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是多级推进装置结构图。
[0009]图2是多级推进装置完成向前推功能后的状态图。
[0010]图3是多级推进装置关闭关闭套后的状态图。
[0011]图4是图3中A-A剖面的剖面图。
【具体实施方式】
[0012]由活塞和液缸套构成的液压加力装置俗称液缸。多级推进装置见图1，包括二级串联的液缸，各级液缸的结构相同，都包括活塞12、19和液缸套10、17，所述活塞12、19是一个有外台阶的管子，所述液缸套10、17是一个有内台阶的管子，所述活塞12、19的外台阶与液缸套10、17的内台阶相配合，且在配合处设有二道不同直径的密封件，其中一道外密封件
11、18设在活塞12、19的大径处的外凹槽内，另一道内密封件15、21设在液缸套10、17的小径处的内凹槽内，所述的二道密封件形成环状液压腔41、42如图2所示，在二道密封件之间于活塞壁上设径向进液孔14、20。为了叙述清楚，自上而下液缸称为一级和二级，相应地，其零件名称前也加上一级或二级，这样一级液缸就包括一级活塞12、一级液缸套10和一级进液孔14 ;二级液缸就包括二级活塞119、二级液缸套17和二级进液孔20。所述二级液缸的一级活塞12与二级活塞19相连，一级液缸套10与二级液缸套17相连；二级液缸套17与传力管27相连，在二级液缸套17和传力管27的上端各设有呼吸孔16、22。
[0013]如图1所示，关闭机构包括连接管5、关闭套7、定位剪钉3和堵塞器2。一级活塞12上接连接管5，连接管5内径上小下大在中部形成内台阶且在下部大径处形成绕流腔8，连接管5的小内径大于一级活塞12的内径；连接管5上接接头I，于连接处设密封件35，如图中所示，各连接处需要密封的均设密封件，后面的叙述中均不再表述；关闭套7是一段外径上大下小的管子，中部有一外台阶，其外径大处与连接管5的小内径相配合且设密封件4，其外径小处与一级活塞12的内径相配合且设密封件13 ;连接管5和关闭套7的上端于密封件4、35以上位置设定位剪钉3把连接管5和关闭套7固定；关闭套7外周中部设密封件9，密封件9与关闭套7下端的密封件13的距离是当关闭套7的外台阶坐在一级活塞12的内台阶上时，关闭套7的下端密封件13与中部密封9件各自位于一级进液孔14的上下两侧并密封一级进液孔14 ;于关闭套7上部密封件4以下位置设上绕流孔6 ;关闭套7上端设有堵塞器2 ;如图3所示，当关闭套7的外台阶坐在一级活塞12的内台阶上时，连接管5的内台阶高于关闭套7的顶面。
[0014]如图1所示，二级活塞19下接盲堵23，盲堵23是一倒杯状，在杯底处设下绕流孔24，其杯壁25外径与二级液缸套17的小径相配合且与二级液缸套17的内密封件21相密封，其杯口 26外壁设密封件36且与传力管27内壁配合并形成密封；见图2所示，当一级液缸套10下端坐于二级活塞19上端时，二级活塞19的外密封件18和盲堵23的杯口 16处的密封件36各自位于呼吸孔16、22的以下位置并密封。
[0015]为了增加推力，多级推进装置可以设置更多级串联的液缸，例如三级或四级串联的液缸，各级液缸的结构与二级液缸相同。
[0016]为了提供液压的绕流通道，所述的连接管5内孔还可以是无台阶的直孔，直径上下相同，在连接管5内孔的下部于侧壁设轴向绕流腔8，如图3和图4所示，当关闭套7的外台阶坐在一级活塞12的内台阶上时，绕流腔8的高度高于关闭套7的顶面。为方便加工，绕流腔8的横截面可以是矩形。
[0017]多级推进装置是这样使用的:先不装堵塞器的多级推进装置上接锚定器，下接修套工具，用油管或钻杆把工具串下入井下设计位置，先从油管或钻杆内打液压，液体从进液孔14、20进入，启动液缸，液缸套下行至下死点时，即当一级液缸套10下端坐于二级活塞19上端时，如图2所示,一级液缸套10的上端低于外密封件11,这时,液体自一级进液孔14和液压腔41的上端泄出，地面得到泄压显示，说明液缸行程到位，同时，二级液缸套17下行到杯口 26处，液压腔42连通了二级进液孔20和下绕流孔24。然后从地面向油管或钻杆中投入堵塞器，所述堵塞器一般是球2，当球2到达关闭套7上端后，地面打液压会得到压力上升显示，继续升压至定位剪钉3剪断，球2与关闭套7下行至关闭套7的外台阶坐在一级活塞12的内台阶上，如图3所示，这时，关闭套7在密封件9、13的密封下把一级进液孔14关闭。地面继续打压，液体自球2上方经过球2侧面的绕流腔8再从上绕流孔6进入关闭套7内下行，经二级进液孔20、液压腔42和下绕流孔24进入传力管27内下行去推动多级推进装置所连接的修套工具工作。
【权利要求】
1.多级推进装置，包括二级串联的液缸，其特征在于，一级活塞上接关闭机构，所述关闭机构的关闭套下行后关闭一级进液孔，关闭机构设置绕流腔和上绕流孔，当一级进液孔关闭后，液体可经绕流腔和上绕流孔自堵塞器以上流至堵塞器以下；二级活塞下接盲堵，盲堵是一倒杯状，在杯底处设下绕流孔，二级液缸套下接传力管，当液缸套下行至下死点时，二级进液孔与下绕流孔连通。
2.根据权利要求1所述的多级推进装置，其特征在于，所述关闭机构包括连接管、关闭套、定位剪钉和堵塞器；一级活塞上接连接管，连接管内径上小下大在中部形成内台阶，连接管的小内径大于一级活塞的内径；连接管上接接头，于连接处设密封件；关闭套是一段外径上大下小的管子，中部有一外台阶，其外径大处与连接管的小内径相配合且设密封件，其外径小处与一级活塞的内径相配合且设密封件；连接管和关闭套的上端于密封件以上位置设定位剪钉把连接管和关闭套固定；关闭套外周中部设密封件，该密封件与关闭套下端的密封件的距离是当关闭套的外台阶坐在一级活塞的内台阶上时，关闭套的下端密封件与中部密封件各自位于一级进液孔的上下两侧并密封一级进液孔；于关闭套上部密封件以下位置设上绕流孔；关闭套上端设有堵塞器；当关闭套的外台阶坐在一级活塞的内台阶上时，连接管的内台阶高于关闭套的顶面。
3.根据权利要求1所述的多级推进装置，其特征在于，所述二级液缸的一级活塞与二级活塞相连，一级液缸套与二级液缸套相连；液缸的二道密封件之间于活塞壁上设径向进液孔，在二级液缸套和传力管的上端各设有呼吸孔。
4.根据权利要求1所述的多级推进装置，其特征在于，所述盲堵的杯壁外径与二级液缸套的小径相配合且与二级液缸套的内密封件相密封，其杯口外壁设密封件且与传力管内壁配合并形成密封；当一级液缸套下端坐于二级活塞上端时，二级活塞的外密封件和盲堵的杯口处的密封件各自位于呼吸孔的以下位置并密封。
5.根据权利要求1所述的多级推进装置，其特征在于，多级推进装置包括三级或四级串联的液缸，三级或四级液缸的结构与二级液缸相同。
6.根据权利要求2所述的多级推进装置，其特征在于，所述的连接管内孔直径上下相同，在连接管内孔的下部于侧壁设轴向绕流槽，当关闭套的外台阶坐在一级活塞的内台阶上时，绕流槽的高度高于关闭套的顶面。
7.根据权利要求6所述的多级推进装置，其特征在于，所述绕流槽的横截面是矩形。
8.根据权利要求2所述的多级推进装置，其特征在于，所述堵塞器是球。
【文档编号】E21B41/00GK203961917SQ201420239502
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年5月12日 优先权日:2014年5月12日
【发明者】朱瑛辉, 田玉刚, 伊伟锴, 岳广涛, 张化强, 潘迪超 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司采油工艺研究院