用于水平井砾石充填防砂管柱送入脱手工具及其施工方法与流程

文档序号:12781159阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于水平井砾石充填防砂管柱送入脱手工具,其特征在于,采用管内打压脱手式,由坐封转换机构、正转送入机构和液压逐级脱手机构三个部分组成;所述坐封转换机构上端与坐封工具的活塞螺纹连接,其下端面直接接触需要送入的封隔器外推筒;所述正转送入机构和所述液压逐级脱手机构由上至下依次设置在所述坐封转换机构内部,所述正转送入机构上端螺纹连接坐封工具的芯轴,所述液压逐级脱手机构下端螺纹连接其它服务工具;

所述坐封转换机构包括转换套和推筒;所述转换套的上端螺纹连接于坐封工具的活塞,并使用所述第一固定销钉固定;所述转换套的下端螺纹连接于所述推筒,并使用所述第二固定销钉固定;所述推筒你下端直接接触于封隔器外推筒;

所述正转送入机构包括上接头、限位套、上环套、卡簧、防转套、防转销和第一剪切销钉;所述上接头上端螺纹连接于坐封工具的芯轴,并使用第三固定销钉固定,同时以第一密封圈进行密封;所述防转套设置在所述上接头的外侧,所述防转套的剪切销钉孔与所述上接头的剪切销钉槽对准并使用所述第一剪切销钉轴向固定;所述防转套与所述上环套螺纹连接且两者之间安装所述卡簧,所述上环套、所述卡簧、所述防转套由上至下依次套装于所述上接头外部;所述防转套下端加工有环形均布的四个方形插板,可插入封隔器上接头对应的四个外插槽中;所述上接头与所述防转套通过所述第一剪切销钉轴向固定的同时,所述上接头的传压孔正对于所述防转套的压差截面;所述上接头的传压孔上方设置有安装于所述防转套内回转面的第二密封圈、下方设置有安装于所述上接头外回转面的第三密封圈,所述第三密封圈的直径大于所述第二密封圈的直径,当管内压力高于外部压力并达到第一设定值时,压差由所述上接头的传压孔传入并通过所述防转套的压差截面推动所述上环套、所述卡簧、所述防转套一同向上移动,直至由于所述限位套的限位而停止继续上行,此时所述卡簧径向收回落入所述上接头设置的卡簧槽中,且所述防转套下端的方形插板完全退出封隔器上接头的外插槽;所述限位套与所述上接头螺纹连接,并使用第四固定销钉固定;所述防转套的防转销滑动槽与所述上接头的防转销孔对准并使用所述防转销轴向固定;

所述液压逐级脱手机构包括连接套、平键、弹簧、弹性爪、剪切套、芯轴、传动套、支撑体、下接头、第二剪切销钉;所述连接套上端与所述上接头下端螺纹连接,并通过第四密封圈进行密封;所述连接套下端与所述芯轴上端螺纹连接,并通过第五密封圈进行密封;所述芯轴下端与所述下接头上端螺纹连接,并通过第八密封圈进行密封;所述剪切套、所述支撑体分别扣合于所述传动套,所述剪切套下部的内回转面均匀的设置有4组内沟槽;四个相同的所述传动套呈分瓣式均匀地布置在所述芯轴外部,每个所述传动套均为上下两端均具有内轴肩的U形截面传动结构;所述支撑体为上端具有整圆周内轴肩的回转体;所述剪切套以其下部的内沟槽扣在所述传动套上端的内轴肩上,所述支撑体以其整圆周内轴肩套在所述传动套下端的内轴肩上,所述剪切套、所述传动套、所述支撑体由上至下连接并整体套装于所述芯轴外部;其中,所述剪切套的内沟槽与所述传动套上端的内轴肩之间设置有轴向间距,并且该轴向间距不小于所述第二剪切销钉的直径;所述剪切套与所述芯轴通过所述第二剪切销钉轴向固定,同时所述芯轴的传压孔与所述剪切套的压差截面对齐,所述芯轴的传压孔上方设置有安装于所述剪切套内回转面的第六密封圈、下方设置有安装于所述芯轴外回转面的第七密封圈,所述第七密封圈的直径大于所述第六密封圈的直径,当管内压力高于外部压力并达到第二设定值时,压差由所述芯轴的传压孔传入并通过剪切套的压差截面剪断第二剪切销钉,再推动剪切套向上移动,直至所述连接套底端端面对所述剪切套限位;所述弹性爪套装于所述剪切套外部,所述弹性爪上端延伸至所述连接套外部并与所述连接套通过平键连接,所述弹性爪的上端面与所述上接头的下端面之间安装有弹簧,所述弹性爪下端的分瓣式插入爪由所述支撑体支撑,从而可以与封隔器上接头连接;所述支撑体由所述剪切套和所述传动套带动上移后,所述弹性爪的分瓣式插入爪径向收回从而与封隔器上接头脱扣。

2.一种用于水平井砾石充填防砂管柱送入脱手工具,其特征在于,采用管外打压脱手式,由坐封转换机构、正转送入机构和液压逐级脱手机构三个部分组成;所述坐封转换机构上端与坐封工具的活塞螺纹连接,其下端面直接接触需要送入的封隔器外推筒;所述正转送入机构和所述液压逐级脱手机构由上至下依次设置在所述坐封转换机构内部,所述正转送入机构上端螺纹连接坐封工具的芯轴,所述液压逐级脱手机构下端螺纹连接其它服务工具;

所述坐封转换机构包括转换套和推筒;所述转换套的上端螺纹连接于坐封工具的活塞,并使用所述第一固定销钉固定;所述转换套的下端螺纹连接于所述推筒,并使用所述第二固定销钉固定;所述推筒你下端直接接触于封隔器外推筒;

所述正转送入机构包括上接头、限位套、上环套、卡簧、防转套、防转销和第一剪切销钉;所述上接头上端螺纹连接于坐封工具的芯轴,并使用第三固定销钉固定,同时以第一密封圈进行密封;所述防转套设置在所述上接头的外侧,所述防转套的剪切销钉孔与所述上接头的剪切销钉槽对准并使用所述第一剪切销钉轴向固定;所述防转套与所述上环套螺纹连接且两者之间安装所述卡簧,所述上环套、所述卡簧、所述防转套由上至下依次套装于所述上接头外部;所述防转套下端加工有环形均布的四个方形插板,可插入封隔器上接头对应的四个外插槽中;所述上接头与所述防转套通过所述第一剪切销钉轴向固定的同时,所述上接头的传压孔正对于所述防转套的压差截面;所述上接头的传压孔上方设置有安装于所述防转套内回转面的第二密封圈、下方设置有安装于所述上接头外回转面的第三密封圈,所述第三密封圈的直径大于所述第二密封圈的直径,当管内压力高于外部压力并达到第一设定值时,压差由所述上接头的传压孔传入并通过所述防转套的压差截面推动所述上环套、所述卡簧、所述防转套一同向上移动,直至由于所述限位套的限位而停止继续上行,此时所述卡簧径向收回落入所述上接头设置的卡簧槽中,且所述防转套下端的方形插板完全退出封隔器上接头的外插槽;所述限位套与所述上接头螺纹连接,并使用第四固定销钉固定;所述防转套的防转销滑动槽与所述上接头的防转销孔对准并使用所述防转销轴向固定;

所述液压逐级脱手机构包括连接套、平键、弹簧、弹性爪、剪切套、传动套、支撑体、下接头、第二剪切销钉;所述连接套上端与所述上接头下端螺纹连接,并通过第四密封圈进行密封;所述连接套下端与所述下接头上端螺纹连接,并通过第八密封圈进行密封;所述剪切套、所述支撑体分别扣合于所述传动套,所述剪切套下部的内回转面均匀的设置有4组内沟槽;四个相同的所述传动套呈分瓣式均匀地布置在所述连接套外部,每个所述传动套均为上下两端均具有内轴肩的U形截面传动结构;所述支撑体为上端具有整圆周内轴肩的回转体;所述剪切套以其下部的内沟槽扣在所述传动套上端的内轴肩上,所述支撑体以其整圆周内轴肩套在所述传动套下端的内轴肩上,所述剪切套、所述传动套、所述支撑体由上至下连接并整体套装于所述连接套下部外周;其中,所述剪切套的内沟槽与所述传动套上端的内轴肩之间设置有轴向间距,并且该轴向间距不小于所述第二剪切销钉的直径;所述剪切套与所述连接套通过所述第二剪切销钉轴向固定,同时所述连接套的传压孔与所述剪切套的压差截面对齐,所述连接套的传压孔上方设置有安装于所述连接套外回转面的第六密封圈、下方设置有安装于所述剪切套内回转面的第七密封圈,所述第六密封圈的直径大于所述第七密封圈的直径,当管外加压时,压差向上推动所述剪切套而剪切所述第二剪切销钉,而后所述剪切套上移并依次带动所述传动套和所述支撑体上移,直至所述连接套对所述剪切套限位;所述弹性爪套装于所述剪切套外部,所述弹性爪上端延伸至所述连接套外部并与所述连接套通过平键连接,所述弹性爪的上端面与所述上接头的下端面之间安装有弹簧,所述弹性爪下端的分瓣式插入爪由所述支撑体支撑,从而可以与封隔器上接头连接;所述支撑体由所述剪切套和所述传动套带动上移后,所述弹性爪的分瓣式插入爪径向收回从而与封隔器上接头脱扣。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于水平井砾石充填防砂管柱送入脱手工具,其特征在于,所述推筒下部开设有观察孔。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于水平井砾石充填防砂管柱送入脱手工具,其特征在于,所述下接头上端设置有开槽的定位台肩,且其内部设置有大倒角的球座密封面。

5.根据权利要求1或2所述的一种用于水平井砾石充填防砂管柱送入脱手工具,其特征在于,所述弹性爪与封隔器上接头连接处设计有外螺纹,该外螺纹为左旋外螺纹,该左旋外螺纹小径由上到下具有逐渐变小的锥度,锥度设计为1:16;该左旋外螺纹由上部的平顶式梯形牙型和下部的全三角牙型组合而成,且全三角牙型两侧具有不同倾角。

6.一种如权利要求1、3-5中任一项所述的一种用于水平井砾石充填防砂管柱送入脱手工具的施工方法,其特征在于,按照如下步骤进行:

(1)将送入脱手工具下部的所述弹性爪与封隔器上接头通过左旋螺纹连接,所述上接头与坐封工具的芯轴螺纹连接,所述转换套与坐封工具的活塞螺纹连接,完成坐封工具、送入脱手工具、封隔器一趟管柱的组装连接后,在井口用钻杆连接坐封工具入井;

(2)下入到位后,首先管内投球打压坐封封隔器,当管内压力升高至第一设定值时,所述第一剪切销钉剪断,所述防转套上移至下端的方形插板完全退出封隔器上接头的外插槽,同时所述卡簧径向收回至卡簧槽内;

(3)封隔器坐封到位后,继续提高管内压力至第二设定值时,所述第二剪切销钉剪断,所述剪切套向上移动并依次带动所述传动套和所述支撑体上移,使得所述弹性爪下端的分瓣式插入爪失去支撑而径向收回,上提钻杆、坐封工具、送入脱手工具,可使送入脱手工具与封隔器上接头脱离。

7.根据权利要求6所述的一种用于水平井砾石充填防砂管柱送入脱手工具的施工方法,其特征在于,当发生管内加压失效而无法实现液压脱手时,可在所述防转套上移到位后,直接正转使送入脱手工具的所述弹性爪与封隔器上接头螺纹脱扣。

8.一种如权利要求2、3-5中任一项所述的一种用于水平井砾石充填防砂管柱送入脱手工具的施工方法,其特征在于,按照如下步骤进行:

(1)将送入脱手工具下部的所述弹性爪与封隔器上接头通过左旋螺纹连接,所述上接头与坐封工具的芯轴螺纹连接,所述转换套与坐封工具的活塞螺纹连接,完成坐封工具、送入脱手工具、封隔器一趟管柱的组装连接后,在井口用钻杆连接坐封工具入井;

(2)下入到位后,首先管内投球打压坐封封隔器,当管内压力升高至第一设定值时,所述第一剪切销钉剪断,所述防转套上移至下端的方形插板完全退出封隔器上接头的外插槽,同时所述卡簧径向收回至卡簧槽内;

(3)封隔器坐封到位后,管外加压至至第三设定值时,所述第二剪切销钉剪断,所述剪切套向上移动并依次带动所述传动套和所述支撑体上移,使得所述弹性爪下端的分瓣式插入爪失去支撑而径向收回,上提钻杆、坐封工具、送入脱手工具,可使送入脱手工具与封隔器上接头脱离。

9.根据权利要求8所述的一种用于水平井砾石充填防砂管柱送入脱手工具的施工方法,其特征在于,当发生管内加压失效而无法实现液压脱手时,可在所述防转套上移到位后,直接正转使送入脱手工具的所述弹性爪与封隔器上接头螺纹脱扣。

10.根据权利要求8所述的一种用于水平井砾石充填防砂管柱送入脱手工具的施工方法,其特征在于,当发生封隔器未完全坐封,可回插送入脱手工具使所述弹性爪重新进入封隔器上接头内,然后管内加压至第四设定值继续坐封封隔器,同时由于管内压力高于管外压力,所述剪切套的压差截面依次推动所述剪切套、所述传动套和所述支撑体向下移动并支撑所述弹性爪,以满足继续坐封封隔器的需求,坐封完成之后,再通过环空加压的方式进行液压脱手,亦可通过正转管柱的方式进行机械正转脱手。

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