一种压力控制式脱手封闭回接开启井下工具的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种应用在油气井测试作业中的压力控制式脱手封闭回接开启井下工具。
【背景技术】
[0002]公开号为CN 201236698，公开日为2009年5月13日的中国专利文献公开了一种电子式井下关井器，包括通过中间连接接头上下固定连接在一起的外护筒和电子护筒、上连接接头、下连接接头、从中间连接接头中部插入外护筒内的推杆及从上至下依次安装在电子护筒内的带动推杆上下移动的旋转丝杠、对旋转丝杠进行驱动的电机、电池和线路板；线路板上安装有对电机进行控制的单片机、与单片机相接的开关井时间定时电路、电机正反转控制电路和电压转换电路；外护筒侧壁上设置有进液孔，推杆上套装固定有用于开启关闭进液孔的桶形滑套。本实用新型结构简单、操作方便且可靠性高，在减少地面动力使用次数、降低油田开发成本的同时，也实现了井下关井、开井的反复动作过程。
[0003]但以上述专利文献代表的常规井下关井工具只能实现井下临时关井，测试作业结束后，关井工具只能随测试工具起出，无法实现永久关井。
【发明内容】
[0004]本实用新型旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种压力控制式脱手封闭回接开启井下工具，本实用新型在测试作业结束后，即可通过压力控制方式操作该工具关井，并可从该工具处脱手，确保井下工具起出的同时，实现永久关井。后期，还可以重新下入回接工具，重新开启该工具，确保后期开发顺利进行，快速实现“二次完井”。
[0005]本实用新型是通过采用下述技术方案实现的:
[0006]一种压力控制式脱手封闭回接开启井下工具，包括:球阀关闭控制动力和传动系统、球阀开启控制动力和传动系统和执行系统，其特征在于:所述的球阀关闭控制动力和传动系统包括:外筒一、破裂盘一、剪销一、接头一、芯轴一和脱接密封，其中:外筒一和接头一通过丝扣连接，芯轴一通过剪销一固定在外筒一内形成空气室，破裂盘一安装在外筒一上，脱接密封通过丝扣连接在接头一上；所述的执行系统包括:密封外筒、球阀外筒、联动棘爪、球阀操作臂、球阀总成和下接头，其中:密封外筒与球阀外筒通过丝扣连接，球阀外筒与下接头通过丝扣连接，联动棘爪和操作臂通过键槽固定在一起，操作臂与球阀总成形成铰链连接。
[0007]所述的球阀开启控制动力和传动系统包括:接头二、剪销二、破裂盘二、外筒二、芯轴二和脱接密封，其中:外筒二和接头二通过丝扣连接，芯轴二通过剪销二固定在接头二上形成空气室，破裂盘二安装在外筒二上，密封脱接脱接密封通过丝扣与外筒二连接。
[0008]所述的球阀关闭控制动力和传动系统和执行系统配合，形成脱手永久封堵流体通道结构。
[0009]所述球阀开启控制动力和传动系统和执行系统配合，形成回接开启流体通道结构。
[0010]与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果如下:
[0011]1、本实用新型在测试作业结束后，即可通过压力控制方式操作该工具关井，并可从该工具处脱手，确保井下工具起出的同时，实现永久关井。后期，还可以重新下入回接工具，重新开启该工具，确保后期开发顺利进行，快速实现“二次完井”。
[0012]2、本实用新型的球阀关闭控制动力和传动系统和执行系统配合，能够实现脱手永久封堵流体通道功能。
[0013]3、本实用新型的球阀开启控制动力和传动系统和执行系统配合，能够实现回接开启流体通道功能。
【附图说明】
[0014]下面将结合说明书附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细说明，其中:
[0015]图1为球阀关闭控制动力和传动系统示意图；
[0016]图2为球阀开启系统和传动系统配合与执行系统配合示意图；
[0017]图3为球阀关闭控制动力和传动系统与执行系统配合示意图；
[0018]图4为球阀开启控制动力和传动系统示意图；
[0019]图5为执彳丁系统中球阀关闭状态，丢手后留在井内的工具不意图。
[0020]图中标记:
[0021]球阀关闭控制动力和传动系统1、球阀开启控制动力和传动系统2、执行系统3、外筒一 4、破裂盘一 5、剪销一 6、接头一 7、芯轴一 8、脱接密封14、接头二 9、剪销二 10、破裂盘二 11、外筒二 12、芯轴二 13、密封外筒15、球阀外筒16、联动棘爪17、球阀操作臂18、球阀总成19、下接头20。
【具体实施方式】
[0022]压力控制式脱手封闭回接开启井下工具主要包括以下三个部分:球阀关闭控制动力和传动系统1、球阀开启控制动力和传动系统2、执行系统3。球阀关闭控制动力和传动系统I包括:外筒一 4、破裂盘一 5、剪销一 6、接头一 7、芯轴一 8、脱接密封14 ;球阀开启控制动力和传动系统2包括:接头二 9、剪销二 10、破裂盘二 11、外筒二 12、芯轴二 13、脱接密封14 ;执行系统3包括:密封外筒15、球阀外筒16、联动棘爪17、球阀操作臂18、球阀总成19、下接头20。
[0023]该工具一般放置在井下封隔器上部，其中球阀关闭控制动力和传动系统I组成如下:外筒一 4和接头一 7通过丝扣连接，芯轴一 8通过剪销一 6固定在外筒一 4内形成空气室，破裂盘一 5安装在外筒一 4上，脱接密封14通过丝扣连接在接头一 7上。球阀开启控制动力和传动系统2组成如下:外筒二 12和接头二 9通过丝扣连接，芯轴二 13通过剪销二10固定在接头二 9上形成空气室，破裂盘二 11安装在外筒二 12上，密封脱接脱接密封14通过丝扣与外筒二 12连接。执行系统3组成如下:密封外筒15与球阀外筒16通过丝扣连接，球阀外筒16与下接头20通过丝扣连接，联动棘爪17和球阀操作臂18通过键槽固定在一起，球阀操作臂18与球阀总成19形成铰链连接。
[0024]工作原理:该工具三个配套系统通过组合能实现两种功能，即脱手永久封闭流体通道功能和回接开启流体通道功能。
[0025]脱手永久封堵流体通道功能实现原理:脱接密封14与密封外筒15通过左旋丝扣连接，联动棘爪17固定在芯轴一 8上，将球阀关闭控制动力和传动系统I和执行系统3组合入井。测试完成后，环空加压击破破裂盘一 5，环空压力传入球阀关闭控制动力和传动系统I的空气室内，推动芯轴一 8上行，剪断剪销一 6，带动执行系统3的联动棘爪17和球阀操作臂18操作球阀总成19封堵流体通道。球阀关闭后，联动棘爪17上端进入球阀外筒16上的键槽自动弹开与芯轴一 8的连接，通过正旋倒扣分离脱接密封14与密封外筒15，使执行系统3以上所有管柱可起出井筒。
[0026]回接开启流体通道功能实现原理:如需重新回插管柱，则通过生产油管带球阀开启控制动力和传动系统2直接加压20-50KN，使脱接密封14插入密封外筒15，联动棘爪17与芯轴二 13的键槽连接。再通过环空加压，击破破裂盘二 11，环空压力传入球阀开启控制动力和传动系统2的空气室内，推动芯轴二 13下行，剪断剪销二 10，带动执行系统3的联动棘爪17和球阀操作臂18操作球阀总成19开启流体通道，联通地层，实现正常生产。
[0027]采用这样的结构形式，其具有如下技术效果:
[0028]1、压力控制式脱手封闭回接开启井下工具具备脱手永久封闭流体通道功能和回接开启流体通道功能2种功能，操作安全可靠，工作压差105MPa，工作温度177°C，适用于国内大部分气田试油完井作业。
[0029]2、通过击破破裂盘来实现操作球阀开关，其操作压力与设计压力误差不超过
2.5%，精确可靠。
[0030]3、芯轴上设置有限位剪销，可以防止芯轴在没有操作的情况下自由移动。
[0031]4、当测试完成后，先环空加压击破破裂盘一 5，使球阀总成19关闭流体通道，再正旋倒扣的方式可实现上部管柱与密封外筒15的分离，起出上部管柱。
[0032]5、需重新回插管柱，直接加压20-50KN，使脱接密封14插入密封外筒15，联动棘爪17与芯轴二 13的键槽连接。再通过环空加压，击破破裂盘二 11，操作球阀总成19开启流体通道，联通地层，实现正常生产。
[0033]6、脱接密封14和密封外筒15之间采用非旋转直插式连接扣，相比传统旋转式丝扣连接，该连接方式简单，密封可靠。
【主权项】
1.一种压力控制式脱手封闭回接开启井下工具，包括:球阀关闭控制动力和传动系统(1)、球阀开启控制动力和传动系统(2)和执行系统(3)，其特征在于:所述的球阀关闭控制动力和传动系统(I)包括:外筒一(4)、破裂盘一(5)、剪销一(6)、接头一(7)、芯轴一(8)和脱接密封(14)，其中:外筒一(4)和接头一(7)通过丝扣连接，芯轴一(8)通过剪销一(6)固定在外筒一(4)内形成空气室，破裂盘一(5)安装在外筒一(4)上，脱接密封(14)通过丝扣连接在接头一(7)上；所述的执行系统(3)包括:密封外筒(15)、球阀外筒(16)、联动棘爪(17)、球阀操作臂(18)、球阀总成(19)和下接头(20)，其中:密封外筒(15)与球阀外筒(16)通过丝扣连接，球阀外筒(16)与下接头(20)通过丝扣连接，联动棘爪(17)和操作臂(18)通过键槽固定在一起，操作臂(18)与球阀总成(19)形成铰链连接。
2.根据权利要求1所述的一种压力控制式脱手封闭回接开启井下工具，其特征在于:所述的球阀开启控制动力和传动系统(2 )包括:接头二( 9 )、剪销二( 1 )、破裂盘二( 11)、夕卜筒二(12)、芯轴二(13)和脱接密封(14)，其中:外筒二(12)和接头二(9)通过丝扣连接，芯轴二( 13)通过剪销二( 10)固定在接头二(9)上形成空气室，破裂盘二(11)安装在外筒二(12)上，密封脱接脱接密封(14)通过丝扣与外筒二( 12)连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种压力控制式脱手封闭回接开启井下工具，其特征在于:所述的球阀关闭控制动力和传动系统(I)和执行系统(3)配合，形成脱手永久封堵流体通道结构。
4.根据权利要求2所述的一种压力控制式脱手封闭回接开启井下工具，其特征在于:所述球阀开启控制动力和传动系统(2)和执行系统(3)配合，形成回接开启流体通道结构。
【专利摘要】本实用新型公开了一种压力控制式脱手封闭回接开启井下工具，包括：球阀关闭控制动力和传动系统、球阀开启控制动力和传动系统和执行系统，所述的球阀关闭控制动力和传动系统包括：外筒一、破裂盘一、剪销一、接头一、芯轴一和脱接密封，其中：外筒一和接头一通过丝扣连接，芯轴一通过剪销一固定在外筒一内形成空气室，破裂盘一安装在外筒一上，脱接密封通过丝扣连接在接头一上；本实用新型在测试作业结束后，即可通过压力控制方式操作该工具关井，并可从该工具处脱手，确保井下工具起出的同时，实现永久关井。后期，还可以重新下入回接工具，重新开启该工具，确保后期开发顺利进行，快速实现“二次完井”。
【IPC分类】E21B47-06
【公开号】CN204357424
【申请号】CN201420768240
【发明人】贾海, 林轶斌, 谢胜, 黄船, 庞东晓, 潘登, 贺秋云, 陈光智, 王志敏, 卢齐
【申请人】中国石油集团川庆钻探工程有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年12月9日