CN114837612A - 一种可变径滑套开关工具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可变径滑套开关工具,开关机构包括长、短弹性爪,弹性爪采用弹性悬臂梁结构,左右两端开设有矩形槽,矩形槽底部与端部分别设计有矩形凸台,凸台***换向机构相配合矩形槽;换向机构包括连接套、连接杆、挡板,主要用于引导与限制弹性爪移动;动力机构包括上接头、挡圈、活塞、弹簧,上接头侧面设计有循环孔,通过产生节流压力为活塞提供动力。本发明通过连续油管送入,可通过生产管柱进入储层。开关工具正循环作业时,开关机构可顺利张开,实现大尺寸生产滑套开启、关闭,最终实现充填防砂工艺中不动管柱开关作业,有效解决原有钢丝作业开关工具无法正常打开大尺寸生产滑套的难题。
Description
技术领域
本发明涉及石油、天然气完井技术领域,更具体地说涉及一种可变径滑套开关工具。
背景技术
目前,海上油田分层分采管柱中生产管柱与防砂管柱通常为独立结构,在完成防砂作业后再单独下入生产管柱。生产滑套大部分采用钢丝作业进行开启关闭实现管柱分层分采。受限于防砂管柱内通径,生产管柱中生产滑套尺寸较小,钢丝作业配套开关工具只能开启小尺寸范围生产滑套。随着防砂技术的不断进步,现有充填防砂新工艺将生产滑套集成在防砂管柱中,防砂管柱兼具生产管柱功能,在生产管柱中无需再下入分层生产滑套即可实现分层开采。由于防砂管柱用生产滑套尺寸规格远大于普通生产滑套,原有钢丝作业开关工具无法正常打开防砂用生产滑套。现有技术中没有一种既可通过生产管柱,又可开启大尺寸生产滑套的开关工具,充填防砂新工艺存在不动管柱分层分采困难的问题。
发明内容
本发明克服了现有技术中的不足,现有技术在充填防砂新工艺不动管柱分层分采存在难题,提供了一种可变径滑套开关工具,该开关工具可通过生产管柱并通过正循环作业激活开关工具,再上提、下放连续油管实现防砂用生产滑套开关作业,最终实现不动管柱分层分采。
本发明的目的通过下述技术方案予以实现。
一种可变径滑套开关工具,包括开关机构、换向机构和动力机构;
所述动力机构包括上接头、挡圈、活塞和弹簧,在所述上接头的上部侧壁上开设有贯穿上接头侧壁的循环孔,所述上接头的尾端与连接套的首端螺纹连接,所述上接头和所述连接套均采用中空管状结构,连接杆自连接套的尾端并***上接头内,所述活塞安装在所述连接杆的上部外壁上,所述挡圈设置在所述活塞的内壁和所述连接杆的外壁之间,用于限制活塞在连接杆上的位置,所述弹簧设置在所述活塞、上接头内壁、所述连接套和连接杆外壁之间;
所述换向机构包括连接套、前挡板、后挡板和连接杆,在连接套外壁的上下侧面分别形成一连接套平面,用于安装前挡板以实现限制长弹性爪移动位移的目的,在所述连接套的外壁侧面上分别对称形成两组连接套矩形槽A和连接套矩形槽B,在连接杆外壁的上下侧面分别形成一连接杆平面,用于安装后挡板以实现限制短弹性爪移动位移的目的,在所述连接杆的外壁侧面上分别对称形成两组连接杆矩形槽A和连接杆矩形槽B;
所述开关机构包括长弹性爪和短弹性爪,所述长弹性爪和所述短弹性爪的结构相同只是长短不同,在所述长弹性爪和所述短弹性爪的两端分别形成矩形槽,在所述矩形槽处分别形成矩形凸台A和矩形凸台B,开关爪设置在所述长弹性爪和所述短弹性爪的中部,所述长弹性爪上的矩形凸台A和矩形凸台B分别与靠近上接头一侧的一组连接套矩形槽A和连接套矩形槽B以及靠近连接杆尾端一侧的一组连接杆矩形槽A和连接杆矩形槽B相连,所述短弹性爪上的矩形凸台A和矩形凸台B分别与另一组连接套矩形槽A和连接套矩形槽B以及另一组连接杆矩形槽A和连接杆矩形槽B相连。
在所述活塞的外壁和所述活塞的内壁上均开设有密封槽,在所述密封槽内分别安装有密封圈I和密封圈II,用于保证活塞与上接头内壁以及活塞与连接杆外壁之间的密封效果。
所述前挡板通过固定销钉安装在所述连接套的连接套平面上,所述后挡板通过固定销钉安装在所述连接杆的连接杆平面上。
所述连接套矩形槽A、所述连接套矩形槽B、所述连接杆矩形槽A和所述连接杆矩形槽B均采用45°斜角结构。
所述开关爪为三瓣式结构。
所述连接杆的尾端为圆形引鞋结构。
本发明的有益效果为:本发明利用液压方式控制滑套开关工具弹性爪张开和收缩,可变径滑套开关工具初始状态中弹性爪为收缩,其最大外径小于生产管柱内径,需要分采时,通过连续油管送入至防砂管柱,下入方式简单,可靠性高。开关工具下入至生产滑套附近时,正循环作业,上接头循环孔附近产生节流压差,使活塞与连接杆压缩弹簧向下移动,连接杆带动弹性爪向外张开,弹性爪张开后的尺寸规格与常规机械式开关工具相同,最终激活激活开关工具,然后通过下放、上提连续油管实现大尺寸生产滑套开启、关闭;停止正循环,开关工具的弹簧由压缩状态回复,带动连接杆向上移动,使开关工具弹性爪收缩至初始状态,此时开关工具最大外径小于生产管柱内径,可上提通过生产管柱至井口,实现充填防砂工艺不动管柱分层分采。
附图说明
图1为本发明的可变径滑套开关工具初始状态半剖图;
图2为本发明的可变径滑套开关工具激活状态半剖图;
图3为本发明的可变径滑套开关工具连接套结构图;
图4为本发明的可变径滑套开关工具长弹性爪结构图;
图5为本发明的可变径滑套开关工具连接杆结构图;
图中:1为上接头;1-1为循环孔;2为挡圈;3为密封圈I;4为密封圈II;5为活塞;6为弹簧;7为连接套;7-1为连接套矩形槽A;7-2为连接套矩形槽B;7-3为连接套平面;8为固定销钉;9为前挡板;10为长弹性爪;10-1为矩形槽;10-2为开关爪;10-3为矩形凸台A;10-4为矩形凸台B;11为短弹性爪;12为后挡板;13为连接杆;13-1为连接杆矩形槽A;13-2为连接杆矩形槽B;13-3为连接杆平面。
对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
一种可变径滑套开关工具,包括开关机构、换向机构和动力机构;
动力机构包括上接头1、挡圈2、活塞5和弹簧6,在上接头1的上部侧壁上开设有贯穿上接头1侧壁的循环孔1-1,上接头1的尾端与连接套7的首端螺纹连接,上接头1和连接套7均采用中空管状结构,连接杆13自连接套7的尾端并***上接头1内,活塞5安装在连接杆13的上部外壁上,挡圈2设置在活塞5的内壁和连接杆13的外壁之间,用于限制活塞5在连接杆13上的位置,弹簧6设置在活塞5、上接头1内壁、连接套7和连接杆13外壁之间;
换向机构包括连接套7、前挡板9、后挡板12和连接杆13,在连接套7外壁的上下侧面分别形成一连接套平面7-3,用于安装前挡板9以实现限制长弹性爪10移动位移的目的,在连接套7的外壁侧面上分别对称形成两组连接套矩形槽A7-1和连接套矩形槽B7-2,在连接杆13外壁的上下侧面分别形成一连接杆平面13-3,用于安装后挡板12以实现限制短弹性爪11移动位移的目的,在连接杆13的外壁侧面上分别对称形成两组连接杆矩形槽A13-1和连接杆矩形槽B13-2;
开关机构包括长弹性爪10和短弹性爪11,长弹性爪10和短弹性爪11的结构相同只是长短不同,在长弹性爪10和短弹性爪11的两端分别形成矩形槽10-1,在矩形槽10-1处分别形成矩形凸台A10-3和矩形凸台B10-4,开关爪10-2设置在长弹性爪10和短弹性爪11的中部,长弹性爪10上的矩形凸台A10-3和矩形凸台B10-4分别与靠近上接头1一侧的一组连接套矩形槽A7-1和连接套矩形槽B7-2以及靠近连接杆13尾端一侧的一组连接杆矩形槽A13-1和连接杆矩形槽B13-2相连,短弹性爪11上的矩形凸台A和矩形凸台B分别与另一组连接套矩形槽A和连接套矩形槽B以及另一组连接杆矩形槽A和连接杆矩形槽B相连。
在活塞5的外壁和活塞5的内壁上均开设有密封槽,在密封槽内分别安装有密封圈I3和密封圈II4,用于保证活塞5与上接头1内壁以及活塞5与连接杆13外壁之间的密封效果。
前挡板9通过固定销钉8安装在连接套7的连接套平面7-3上,后挡板11通过固定销钉8安装在连接杆13的连接杆平面13-3上。
连接套矩形槽A7-1、连接套矩形槽B7-2、连接杆矩形槽A13-1和连接杆矩形槽B13-2均采用45°斜角结构。
开关爪10-2为三瓣式结构。
连接杆13的尾端为圆形引鞋结构。
如图2所示,为可变径滑套开关工具激活状态,需要分采时,通过连续油管将初始状态可变径滑套开关工具送入至防砂管柱,在生产滑套附近,正循环作业,液体自连续油管通过循环孔1-1流出,过流面积明显减小,产生较大节流压力,活塞5和连接杆13在节流压力作用下压缩弹簧6向下移动,带动弹性爪沿换向机构中的连接套矩形槽7-1与连接杆矩形槽13-1运动张开,弹性爪移动至最大位置时,以长弹性爪10为例,矩形凸台10-3勾住换向机构前挡板9与后挡板12,长弹性爪10无法继续向外张开,最终尺寸规格与常规机械式开关工具相同,再通过下放、上提连续油管实现生产滑套开关控制。停止正循环,循环通道流体压力降低,失去节流压力作用,压缩状态下的弹簧6将回复,弹簧6产生的回复力推动活塞5、连接杆13向上移动至初始位置,带动弹性爪沿换向机构槽轨运动收缩至初始状态,再通过上提连续油管将开关工具提至井口,实现不动管柱分采。
为了易于说明,实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语,用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是,除了图中示出的方位之外,空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如,如果图中的装置被倒置,被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此,示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位),这里所用的空间相对说明可相应地解释。
而且,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来,而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (6)
1.一种可变径滑套开关工具,其特征在于:包括开关机构、换向机构和动力机构;
所述动力机构包括上接头、挡圈、活塞和弹簧,在所述上接头的上部侧壁上开设有贯穿上接头侧壁的循环孔,所述上接头的尾端与连接套的首端螺纹连接,所述上接头和所述连接套均采用中空管状结构,连接杆自连接套的尾端并***上接头内,所述活塞安装在所述连接杆的上部外壁上,所述挡圈设置在所述活塞的内壁和所述连接杆的外壁之间,用于限制活塞在连接杆上的位置,所述弹簧设置在所述活塞、上接头内壁、所述连接套和连接杆外壁之间;
所述换向机构包括连接套、前挡板、后挡板和连接杆,在连接套外壁的上下侧面分别形成一连接套平面,用于安装前挡板以实现限制长弹性爪移动位移的目的,在所述连接套的外壁侧面上分别对称形成两组连接套矩形槽A和连接套矩形槽B,在连接杆外壁的上下侧面分别形成一连接杆平面,用于安装后挡板以实现限制短弹性爪移动位移的目的,在所述连接杆的外壁侧面上分别对称形成两组连接杆矩形槽A和连接杆矩形槽B;
所述开关机构包括长弹性爪和短弹性爪,所述长弹性爪和所述短弹性爪的结构相同只是长短不同,在所述长弹性爪和所述短弹性爪的两端分别形成矩形槽,在所述矩形槽处分别形成矩形凸台A和矩形凸台B,开关爪设置在所述长弹性爪和所述短弹性爪的中部,所述长弹性爪上的矩形凸台A和矩形凸台B分别与靠近上接头一侧的一组连接套矩形槽A和连接套矩形槽B以及靠近连接杆尾端一侧的一组连接杆矩形槽A和连接杆矩形槽B相连,所述短弹性爪上的矩形凸台A和矩形凸台B分别与另一组连接套矩形槽A和连接套矩形槽B以及另一组连接杆矩形槽A和连接杆矩形槽B相连。
2.根据权利要求1所述的一种可变径滑套开关工具,其特征在于:在所述活塞的外壁和所述活塞的内壁上均开设有密封槽,在所述密封槽内分别安装有密封圈I和密封圈II,用于保证活塞与上接头内壁以及活塞与连接杆外壁之间的密封效果。
3.根据权利要求1所述的一种可变径滑套开关工具,其特征在于:所述前挡板通过固定销钉安装在所述连接套的连接套平面上,所述后挡板通过固定销钉安装在所述连接杆的连接杆平面上。
4.根据权利要求1所述的一种可变径滑套开关工具,其特征在于:所述连接套矩形槽A、所述连接套矩形槽B、所述连接杆矩形槽A和所述连接杆矩形槽B均采用45°斜角结构。
5.根据权利要求1所述的一种可变径滑套开关工具,其特征在于:所述开关爪为三瓣式结构。
6.根据权利要求1所述的一种可变径滑套开关工具,其特征在于:所述连接杆的尾端为圆形引鞋结构。
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许明亮;李沛亮;姜晓君;杨万涛;陈文恩;: "海上油田生产井滑套开关技术分析及安全控制方法", 机电信息, no. 18, pages 82 - 83 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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CN114837612B (zh) | 2023-07-28 |
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