專利名稱：大斜度井分層注水管柱井下復(fù)合提升工具及其用法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大斜度井分層注水管柱井下復(fù)合提升工具及其用法。
背景技術(shù)：
當(dāng)后期井口拉拔大斜度井中的多級(jí)分注管串時(shí)，井口上提力一部分轉(zhuǎn)化成井下軸向拉力，一部分轉(zhuǎn)化成井筒法向張力(增力摩阻)。因?yàn)橹挥休S向拉力才是上提過(guò)程中的有效力，而井筒法向張力為上提過(guò)程的阻力，所以對(duì)于這類(lèi)井的后期拔管柱施工，只增加井口動(dòng)力負(fù)荷經(jīng)常不能拔出管柱。目前丟入到井底的帶有封隔器的管串，可以采用水平井的液力打撈器，依靠地面打壓方式，通過(guò)活塞移動(dòng)產(chǎn)生沿井筒軸向的升力，可以拔出井內(nèi)管柱。但對(duì)于分注管柱，水平井的液力打撈器無(wú)法應(yīng)用，這是因?yàn)閺木诘骄兹珵樽⑺苤?，沒(méi)有再下入液力打撈器的井筒空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)目前復(fù)雜井形的大斜度井中分層注水管柱的后期拉拔作業(yè)時(shí)沒(méi)有輔助提升技術(shù)和措施這一技術(shù)問(wèn)題，特提供一種大斜度井分層注水管柱井下復(fù)合提升工具及其用法。本發(fā)明解決該問(wèn)題的技術(shù)方案是:本發(fā)明涉及大斜度井分層注水管柱井下復(fù)合提升工具及其用法，其結(jié)構(gòu)包括上接頭、內(nèi)中心管、第一活塞、第一固定活塞、外套、第二活塞、第二固定活塞、中間套、固定環(huán)、第三活塞、第三固定活塞、鎖塊、支撐環(huán)、第四活塞、連接環(huán)、下接頭、投堵芯子。在內(nèi)中心管內(nèi)有第一導(dǎo)壓孔、第二導(dǎo)壓孔、第三導(dǎo)壓孔、第四導(dǎo)壓孔和錐面縮徑。其特征在于:上接頭、內(nèi)中心管、連接環(huán)、中間套4個(gè)部件通過(guò)螺紋聯(lián)接形成一個(gè)內(nèi)部固定機(jī)構(gòu)，通過(guò)上接頭·與上部油管連接；外套通過(guò)第一活塞、第二活塞形成一個(gè)相對(duì)于內(nèi)中心管的相對(duì)移動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)打壓會(huì)產(chǎn)生向上的推力；為保證兩部分不會(huì)由于管柱組配、下管、座封、注水、投撈調(diào)配過(guò)程中而發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，將兩部分用鎖塊連成一體，通過(guò)投入投堵芯子后再打壓操作，可以釋放鎖塊，再打壓時(shí)，相對(duì)移動(dòng)機(jī)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生向上升力和相對(duì)位移。所述內(nèi)中心管，其特征在于:有第一導(dǎo)壓孔、第二導(dǎo)壓孔、第三導(dǎo)壓孔、第四導(dǎo)壓孔，在第三導(dǎo)壓孔和第四導(dǎo)壓孔間有錐面縮徑。所述支撐環(huán)，其特征在于:可沿軸向上下移動(dòng)，其外側(cè)上部為擴(kuò)徑、下部為縮徑，可控制鎖塊徑向向外伸出與向內(nèi)回縮；內(nèi)側(cè)上部安置第三活塞、第三固定活塞，內(nèi)側(cè)下部與第四活塞靠螺紋聯(lián)接。所述鎖塊，其特征在于:置于中間套的孔眼內(nèi)，外部支撐于外套的凹槽處，內(nèi)部靠支撐環(huán)向外支撐。所述投堵芯子，其特征在于:上部呈臺(tái)階狀、中部為上圓錐下圓柱狀、下部為一細(xì)徑伸長(zhǎng)桿狀,可投入注水管柱內(nèi)部,并座于內(nèi)中心管的錐面縮徑處,形成密封。所述大斜度井分層注水管柱井下復(fù)合提升工具的用法，其特征在于:大斜度井復(fù)合提升工具與注水管柱連接下入大斜度井中，按分注管柱的常規(guī)操作進(jìn)行下管、座封、注水和投撈測(cè)配工作；當(dāng)后期需拔管柱時(shí)，向油管內(nèi)投入投堵芯子，直至座于錐面縮徑處；上提管柱至規(guī)定負(fù)荷，在地面從油管打壓，產(chǎn)生軸向升力；泄壓后繼續(xù)上提油管至規(guī)定負(fù)荷，再向油管內(nèi)打壓；重復(fù)上提油管和打壓的過(guò)程，直至在規(guī)定負(fù)荷內(nèi)能將管柱拔出為止。本發(fā)明具有的有益效果:大斜度井分層注水管柱井下復(fù)合提升工具與現(xiàn)有分層管柱組合在一起，若后期由于井斜和井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜原因?qū)е碌孛娴纳咸崃Σ荒苡行У刈饔糜诰追肿⒐苤鶗r(shí)，只需投入投堵芯子后地面打壓，就會(huì)在井底產(chǎn)生軸向向上的升力，將其底部所連接的多級(jí)分注管柱解封并向上提拉；而在下管、座封、注水、投撈調(diào)配等其它過(guò)程中，都不會(huì)產(chǎn)生升力，避免對(duì)分注管柱產(chǎn)生不利影響。


圖1所示為本發(fā)明大斜度井分層注水管柱井下復(fù)合提升工具結(jié)構(gòu)示意 圖2所示為本發(fā)明投堵芯子示意 圖3所示為本發(fā)明大斜度井分層注水管柱井下復(fù)合提升工具投入投堵芯子后狀態(tài)；
圖4所示為本發(fā)明大斜度井分層注水管柱井下復(fù)合提升工具正常注水狀態(tài)與投入投堵芯子后打壓狀態(tài)。圖中:1.上接頭，2.內(nèi)中心管，3.第一活塞，4.第一固定活塞，5.外套，6.第二活塞，7.第二固定活塞，8.中間套，9.固定環(huán)，10.第三活塞，11.第三固定活塞，12.鎖塊，13.支撐環(huán)，14.第四活塞，15.連接環(huán)，16.下接頭，17.投堵芯子，18.第一導(dǎo)壓孔，19.第二導(dǎo)壓孔，20.第三導(dǎo)壓孔，21.第四導(dǎo)壓孔，22.錐面縮徑。
具體實(shí)施例方式如圖1-圖4所示，本發(fā)明大`斜度井分層注水管柱井下復(fù)合提升工具主要由上接頭1、內(nèi)中心管2、第一活塞3、第一固定活塞4、外套5、第二活塞6、第二固定活塞7、中間套8、固定環(huán)9、第三活塞10、第三固定活塞11、鎖塊12、支撐環(huán)13、第四活塞14、連接環(huán)15、下接頭16、投堵芯子17構(gòu)成。在內(nèi)中心管2內(nèi)有第一導(dǎo)壓孔18、第二導(dǎo)壓孔19、第三導(dǎo)壓孔20、第四導(dǎo)壓孔21和錐面縮徑22。內(nèi)中心管2是靠螺紋與上接頭I連接，其中部通過(guò)螺紋與第一固定活塞4和第二固定活塞7連接，其下部通過(guò)螺紋與第三固定活塞11連接，其底部通過(guò)螺紋與連接環(huán)15連接。外套5通過(guò)螺紋與第一活塞3、通過(guò)外套臺(tái)階與第二活塞6形成一個(gè)移動(dòng)整體機(jī)構(gòu)，外套5下部與下接頭16靠螺紋連接，下接頭16與下部分注管柱螺紋連接。鎖塊12置于中間套8的孔眼內(nèi)，外部支撐于外套5的凹槽處，內(nèi)部被支撐環(huán)13向外支撐。外套5通過(guò)鎖塊12與中間套8聯(lián)成一體，即上接頭1、內(nèi)中心管2、連接環(huán)15和中間套8構(gòu)成的內(nèi)部固定機(jī)構(gòu)通過(guò)鎖塊12形成一體。內(nèi)中心管2內(nèi)設(shè)置第一導(dǎo)壓孔18、第二導(dǎo)壓孔19、第三導(dǎo)壓孔20和第四導(dǎo)壓孔21，在下部?jī)山M導(dǎo)壓孔中間為錐面縮徑22，在錐面縮徑22處可容納投堵芯子17。投堵芯子17是上部為臺(tái)階狀、中部為上圓錐狀下圓柱狀、下部為一細(xì)徑伸長(zhǎng)桿狀的復(fù)雜回轉(zhuǎn)體，投入油管后座于錐面縮徑22處，依靠其中間密封部分與錐面縮徑22形成密封。支撐環(huán)13可沿軸向上下移動(dòng)，其外側(cè)上部為擴(kuò)徑、下部為縮徑，可控制鎖塊12徑向向外伸出與向內(nèi)回縮；內(nèi)側(cè)上部安置第三活塞10、第三固定活塞11在其內(nèi)移動(dòng)，內(nèi)側(cè)下部與第四活塞14靠螺紋連接。在正常注水過(guò)程中，將該工具與分層注水管柱連為一體，裝配在最上級(jí)封隔器的頂部。在封隔器座封、注水及投撈調(diào)配水量過(guò)程中，本工具為固定整體，不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)，如在打壓或注水過(guò)程中，由于內(nèi)中心管2的第三導(dǎo)壓孔20、第四導(dǎo)壓孔21分別傳入相同的壓力，中間套8，固定環(huán)9，第三活塞10、第三固定活塞11、第四活塞14所形成的組合機(jī)構(gòu)受到向上和向下相同的活塞推力，不會(huì)向上移動(dòng)，支撐環(huán)13撐開(kāi)鎖塊12徑向向外伸出。所以不論油管內(nèi)壓力如何變化，第一活塞3和第二活塞6所產(chǎn)生的活塞推力都不會(huì)帶動(dòng)外套5相對(duì)于內(nèi)中心管2向上移動(dòng)。在后期打榜管柱過(guò)程中，如果井口上提力因井斜或井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜而不能有效地作于井下工具時(shí)，則將管柱上提到規(guī)定負(fù)荷后，首先向油管內(nèi)投入投堵芯子17，投堵芯子17靠重力或者液力助推作用向下移動(dòng)，直至運(yùn)行到錐面縮徑22處，并依靠其中間密封部分與錐面縮徑22形成密封。然后在地面上對(duì)油管打壓，則液壓力首先通過(guò)內(nèi)第三導(dǎo)壓孔20孔進(jìn)入活塞腔，并推動(dòng)第三活塞10向上移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)支撐環(huán)13向上移動(dòng)，由于鎖塊12失去內(nèi)部支撐并徑向向內(nèi)回縮，則外套5與上接頭1、內(nèi)中心管2、連接環(huán)14、中間套8四個(gè)部件所形成一個(gè)內(nèi)部固定機(jī)構(gòu)解除鎖定。鎖塊失去作用后，地面的壓力會(huì)通過(guò)第一導(dǎo)壓孔18、第二導(dǎo)壓孔19推動(dòng)第一活塞3和第二活塞6向上移動(dòng)，產(chǎn)生向上推力，并帶動(dòng)外套5、下接頭及所連接的下部多級(jí)分注管 柱相對(duì)于內(nèi)中心管2沿軸向向上移動(dòng)。當(dāng)下部分注管柱向上一定行程后，泄去油管內(nèi)壓力，繼續(xù)上提油管至規(guī)定負(fù)荷，再向油管內(nèi)打壓。重復(fù)上提油管和打壓的過(guò)程，直至在規(guī)定負(fù)荷內(nèi)能將管柱拔出為止。
權(quán)利要求
1.大斜度井分層注水管柱井下復(fù)合提升工具，結(jié)構(gòu)包括上接頭(I)、內(nèi)中心管(2)、第一活塞(3)、第一固定活塞(4)、外套(5)、第二活塞(6)、第二固定活塞(7)、中間套(8)、固定環(huán)(9)、第三活塞(10)、第三固定活塞(11)、鎖塊(12)、支撐環(huán)(13)、第四活塞(14)、連接環(huán)(15)、下接頭(16)、投堵芯子(17);在內(nèi)中心管(2)內(nèi)有第一導(dǎo)壓孔(18)、第二導(dǎo)壓孔(19)、第三導(dǎo)壓孔(20)、第四導(dǎo)壓孔(21)和錐面縮徑(22);其特征在于:上接頭(I)、內(nèi)中心管(2)、連接環(huán)(15)、中間套(8)四個(gè)部件通過(guò)螺紋聯(lián)接形成一個(gè)內(nèi)部固定機(jī)構(gòu)，通過(guò)上接頭(I)與上部油管連接；外套(5)通過(guò)第一活塞(3)、第二活塞(6)形成一個(gè)相對(duì)于內(nèi)中心管(2)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)打壓會(huì)產(chǎn)生向上的推力；為保證兩部分不會(huì)由于管柱組配、下管、座封、注水、投撈調(diào)配過(guò)程中而發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，將兩部分用鎖塊(12)連成一體，通過(guò)投入投堵芯子(17)后再打壓操作，可以釋放鎖塊，再打壓時(shí)，相對(duì)移動(dòng)機(jī)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生向上升力和相對(duì)位移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大斜度井分層注水管柱井下復(fù)合提升工具，其特征在于:內(nèi)中心管有第一導(dǎo)壓孔(18)、第二導(dǎo)壓孔(19)、第三導(dǎo)壓孔(20)、第四導(dǎo)壓孔(21)，在第三導(dǎo)壓孔(20)和第四導(dǎo)壓孔(21)間有錐面縮徑(22)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大斜度井分層注水管柱井下復(fù)合提升工具，其特征在于:支撐環(huán)可沿軸向上下移動(dòng)，其外側(cè)上部為擴(kuò)徑、下部為縮徑，可控制鎖塊(12)徑向向外伸出與向內(nèi)回縮；內(nèi)側(cè)上部安置第三活塞(10)、第三固定活塞(11)，內(nèi)側(cè)下部與第四活塞(14)靠螺紋聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大斜度井分層注水管柱井下復(fù)合提升工具，其特征在于:鎖塊置于中間套(8)的孔眼內(nèi)，外部支撐于外套(5)的凹槽處，內(nèi)部靠支撐環(huán)(13)向外支撐。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大斜度井分層注水管柱井下復(fù)合提升工具，其特征在于:投堵芯子上部呈臺(tái)階狀、中部為上圓錐下圓柱狀、下部為一細(xì)徑伸長(zhǎng)桿狀，可投入注水管柱內(nèi)部并座于內(nèi)中心管(2)的錐面縮徑(22)處，形成密封。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述大斜度井分層注水管柱井下復(fù)合提升工具的用法，其特征在于:大斜度井復(fù)合提升工具與注水管柱連接下入大斜度井中，按分注管柱的常規(guī)操作進(jìn)行下管、座封、注水和投撈測(cè)配工作；當(dāng)后期需拔管柱時(shí)，向油管內(nèi)投入投堵芯子(17)，直至座于錐面縮徑(22)處 ；上提管柱至規(guī)定負(fù)荷，在地面從油管打壓，產(chǎn)生軸向升力；泄壓后繼續(xù)上提油管至規(guī)定負(fù)荷，再向油管內(nèi)打壓；重復(fù)上提油管和打壓的過(guò)程，直至在規(guī)定負(fù)荷內(nèi)能將管柱拔出為止。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大斜度井分層注水管柱井下復(fù)合提升工具及其用法，包括上接頭、內(nèi)中心管、第一活塞、第一固定活塞、外套、第二活塞、第二固定活塞、中間套、固定環(huán)、第三活塞、第三固定活塞、鎖塊、支撐環(huán)、第四活塞、連接環(huán)、下接頭、投堵芯子。其特征在于上接頭、內(nèi)中心管、連接環(huán)和中間套四個(gè)部件通過(guò)螺紋聯(lián)接形成一個(gè)固定機(jī)構(gòu)，通過(guò)上接頭與上部油管連接；外套通過(guò)第一活塞、第二活塞形成一個(gè)相對(duì)于內(nèi)中心管的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)打壓會(huì)產(chǎn)生向上的推力。本發(fā)明在分注前與現(xiàn)有分層管柱組配在一起下入井中，不影響現(xiàn)有管柱的操作，可以用于三段制、四段制或五段制的大斜度注水井中。
文檔編號(hào)E21B23/00GK103244067SQ20131017824
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月15日
發(fā)明者宋顯民, 劉清友, 程正軍, 祝效華, 石昌帥 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)