高压封井油水井带压开孔装置及开孔封堵器的制作方法

本发明涉及一种高压封井油水井带压开孔装置及开孔封堵器。

背景技术：

1、目前，油田存在大量由于地质工程原因的停产井封井。

2、如果原有的封井技术存在内部压力无法探明，井口帽子无法打开，给压力录取和近捞油增产和再开发利用形成生产难题，昅响了油田正常生产。

3、存在较大的安全隐患和环境污染隐患。

4、由于带压开孔装置需要在开孔位置安装控制阀门，提高了开孔的成本。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决封井油水井在高压液体存在于井内的带压开孔问题及开孔封堵问题，而提供一种高压封井油水井带压开孔装置及及开孔封堵器。

本发明的高压封井油水井带压开孔装置，包括有开孔钻头、钻头夹持器、泄压端口、连接丝头、高压密封舱体、连接卡箍、压力表丝头、径向转动杆、一级密封组件、手轮、密封片、连接环、二级密封胶圈、二级密封组件、胶圈压盖、连接丝杆、径向转动螺母、顶丝杆、固定板、压紧螺母、止退垫片、定位销孔、压动力螺母、壳体和转杆；

高压密封舱体位于壳体前部，高压密封舱体通过连接卡箍与壳体连接，壳体外套设连接环，固定板位于壳体后部，连接丝杆连接在连接环于固定板之间，连接丝杆与固定板之间通过压紧螺母、止退垫片及定位销孔锁定，高压密封舱体具有泄压端口和压力表丝头；

径向转动杆的前段位于高压密封舱体和壳体中，径向转动杆的前端通过连接丝头连接钻头夹持器，钻头夹持器夹持开孔钻头，径向转动杆前段与壳体内壁之间具有一级密封组件，径向转动杆后段与壳体内壁之间具有二级密封胶圈，壳体外部和径向转动杆后段设置二级密封组件，壳体的尾部与径向转动杆之间套设胶圈压盖；径向转动杆的尾端具有径向转动螺母，顶丝杆穿过固定板顶在径向转动螺母的后端，顶丝杆与固定板之间螺纹连接，顶丝杆的尾端具有压动力螺母。

本发明的高压封井油水井带压开孔装置的工作过程：

将高压密封舱体通过前端连接丝扣与需开孔管线上预制的阀门通过螺纹及卡箍相联结。将清水从泄压端口中注入，再用管帽封闭；将压力表接于压力表丝头处，施工前准备工作完成。

施工过程中，打开高压密封舱体前端的控制阀门，将开孔钻头与需开孔的管壁接触，通过手轮旋转松开密封片与径向传动杆的接触，使开孔钻头、径向传动杆、径向转动螺母、顶丝杆、固定板、压动力螺母形成一个完整的机械传动机构。通过径向转动螺母上的配套棘轮扳手使其产生径向转动，带动开孔钻头，使压动力螺母产生旋转，再通过开口扳手旋转压动力螺母，通过固定板上螺纹孔使其产生径向压力，从而推动开孔钻头向前钻进，达到钻穿管壁的目的。

开孔钻在钻穿管壁后，井内高压液体通过钻头进入高压密封舱体内，由于高压密封舱体内提前注入清水，在清水传递压力而体积不可压缩的物理特性作用下，井压高压液体的压力传递至压力表丝头处，通过压力表数值反应井内压力情况。如果井内液体压力异常高，则推动连接丝头向后运动，由于连接丝头与径向传动杆设计为圆角锻头，在高压情况下与一级密封组件形成座封，从而保证机械结构不被喷出；同时，再通过手轮旋转将密封片与径向传动杆压紧，形成首道密封，阻止井内高压油气外泄；再通过二级密封胶圈、二级密封组件和胶圈压盖的相配合，形成二道密封，从而保证井内高压油气对环境的污染和对操作人员的伤害，最大限度的保证安全生产。

本发明的高压封井油水井带压开孔封堵器，包括旋转打开器、密封杆、泄压舱体、六角套筒头、六角柱、投送封堵器、连接管、泄压端口、罐车接液口和封井帽；

投送封堵器的侧面具有泄压端口，投送封堵器旋接在连接管内，投送封堵器上端具有六角柱，泄压舱体下段螺纹旋接在连接管上，泄压舱体侧面具有罐车接液口，密封杆穿过泄压舱体的顶壁，密封杆与泄压舱体的顶壁之间螺纹连接，密封杆的顶部具有旋转打开器，密封杆的下端具有六角套筒头，六角套筒头能套在投送封堵器上端的六角柱上，封井帽能螺接在连接管上，将投送封堵器盖住。

本发明的高压封井油水井带压开孔封堵器的工作过程：

将连接管与预开孔管线上焊接，连接高压开孔装置。通过高压开孔装置打开高压油水井，退出钻具后，关闭控制阀门。

将钻具取下，将钻具的钻头拆下，安装投送封堵器，再次连接开孔钻具，打开控制阀门，将投送封堵器投入到连接管内，旋进投送封堵器使泄压端口位于连接管中，实现封堵。拆除控制阀门，将封井帽螺接在连接管上，将投送封堵器盖住，实现取代控制阀门的目的。

再次打开时，取下封井帽，连接泄压舱体，通过旋转打开器将投送封堵器旋出，露出泄压端口，通过罐车接液口连接罐车，实现井内液体外泄。

本发明的有益效果是：

1、本发明的开孔装置能够有效防止井内压力外泄无法控制的问题，保证油田的封井安全，不污染环境。

2、本发明的开孔装置使用不受场地及动力源限制。

3、本发明的开孔装置能够实现高压油水井的带压开孔安全操作，从开孔到退出钻具时间约为5至6分钟。

4、本发明的开孔封堵器能够实现取代控制阀门的目的，节省了大量的成本投入。有效防止井内压力外泄无法控制的问题，保证油田的封井安全。

5、本发明的开孔封堵器具有结构简单、操作方便、安全环保，不污染环境特点。

附图说明

图1为本发明的高压封井油水井带压开孔装置结构示意图。

图2为本发明的开孔封堵器结构示意图。

图3为本发明的开孔封堵器封堵后的状态示意图。

图4为本发明的开孔封堵器的投送封堵器结构示意图。

图5为本发明的开孔封堵器的密封杆和六角套筒头结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明的高压封井油水井带压开孔装置包括有开孔钻头1、钻头夹持器2、泄压端口3、连接丝头4、高压密封舱体5、连接卡箍6、压力表丝头7、径向转动杆8、一级密封组件9、手轮10、密封片11、连接环12、二级密封胶圈13、二级密封组件14、胶圈压盖15、连接丝杆16、径向转动螺母17、顶丝杆18、固定板19、压紧螺母20、止退垫片21、定位销孔22、压动力螺母23、壳体24和转杆25

高压密封舱体5位于壳体24前部，高压密封舱体5通过连接卡箍6与壳体24连接，壳体24外套设连接环12，固定板19位于壳体24后部，连接丝杆16连接在连接环12于固定板19之间，连接丝杆16与固定板19之间通过压紧螺母20、止退垫片21及定位销孔22锁定，高压密封舱体5具有泄压端口3和压力表丝头7；

径向转动杆8的前段位于高压密封舱体5和壳体24中，径向转动杆8的前端通过连接丝头4连接钻头夹持器2，钻头夹持器2夹持开孔钻头1，径向转动杆8前段与壳体24内壁之间具有一级密封组件9，径向转动杆8后段与壳体24内壁之间具有二级密封胶圈13，壳体24外部和径向转动杆8后段设置二级密封组件14，壳体24的尾部与径向转动杆8之间套设胶圈压盖15；径向转动杆8的尾端具有径向转动螺母17，顶丝杆18穿过固定板19顶在径向转动螺母17的后端，顶丝杆18与固定板19之间螺纹连接，顶丝杆18的尾端具有压动力螺母23。

本发明的高压封井油水井带压开孔装置工作过程：

将高压密封舱体5通过前端连接丝扣与需开孔管线上预制的阀门通过螺纹及卡箍相联结。将清水从泄压端口3中注入，再用管帽封闭；将压力表接于压力表丝头7处，施工前准备工作完成。

施工过程中，打开高压密封舱体5前端的控制阀门，将开孔钻头1与需开孔的管壁接触，通过手轮10旋转松开密封片11与径向传动杆8的接触，使1开孔钻头、径向传动杆8、径向转动螺母17、顶丝杆18、固定板19、压动力螺母23形成一个完整的机械传动机构。通过径向转动螺母17上的配套棘轮扳手使其产生径向转动，带动开孔钻头1，使压动力螺母23产生旋转，再通过开口扳手旋转压动力螺母23，通过固定板19上螺纹孔使其产生径向压力，从而推动开孔钻头1向前钻进，达到钻穿管壁的目的。

开孔钻1在钻穿管壁后，井内高压液体通过钻头进入高压密封舱体5内，由于高压密封舱体5内提前注入清水，在清水传递压力而体积不可压缩的物理特性作用下，井压高压液体的压力传递至压力表丝头7处，通过压力表数值反应井内压力情况。如果井内液体压力异常高，则推动连接丝头4向后运动，由于连接丝头4与径向传动杆5设计为圆角锻头，在高压情况下与一级密封组件9形成座封，从而保证机械结构不被喷出；同时，再通过手轮10旋转将密封片11与径向传动杆8压紧，形成首道密封，阻止井内高压油气外泄；再通过二级密封胶圈13、二级密封组件14和胶圈压盖15的相配合，形成二道密封，从而保证井内高压油气对环境的污染和对操作人员的伤害，最大限度的保证安全生产。

本发明的高压封井油水井带压开孔封堵器，包括旋转打开器26、密封杆27、泄压舱体28、六角套筒头29、六角柱30、投送封堵器31、连接管32、泄压端口33、罐车接液口34和封井帽35；

投送封堵器31的侧面具有泄压端口33，投送封堵器31旋接在连接管32内，投送封堵器31上端具有六角柱30，泄压舱体28下段螺纹旋接在连接管32上，泄压舱体28侧面具有罐车接液口34，密封杆27穿过泄压舱体28的顶壁，密封杆27与泄压舱体28的顶壁之间螺纹连接，密封杆27的顶部具有旋转打开器26，密封杆27的下端具有六角套筒头29，六角套筒头29能套在投送封堵器31上端的六角柱30上，封井帽35能螺接在连接管32上，将投送封堵器31盖住。

高压封井油水井带压开孔封堵器的工作过程：

将连接管32与预开孔管线上焊接，连接高压开孔装置。通过高压开孔装置打开高压油水井，退出钻具后，关闭控制阀门。

将钻具取下，将钻具的钻头拆下，安装投送封堵器31，再次连接开孔钻具，打开控制阀门，将投送封堵器31投入到连接管32内，旋进投送封堵器31使泄压端口33位于连接管32中，实现封堵。拆除控制阀门，将封井帽35螺接在连接管32上，将投送封堵器31盖住，实现取代控制阀门的目的。

再次打开时，取下封井帽35，连接泄压舱体28，通过旋转打开器26将投送封堵器31旋出，露出泄压端口33，通过罐车接液口34连接罐车，实现井内液体外泄。