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水平井全脱离式液压丢手装置结构设计与分析

2017-09-09刘言理

中国科技纵横 2017年15期
关键词:液压结构设计

刘言理

摘 要:丢手装置是油气田开发中完井、采油领域常用的桥塞和封隔器丢手装置。现有的丢手方式主要有倒扣丢手和液压丢手,倒扣丢手可用于直井和小斜度井。对于大斜度井和水平井倒扣扭矩主要消耗在克服管柱和套管之间的摩擦力上了,无法实现倒扣丢手。因此针对油田完井作业中存在的丢手成功率低,可靠度低的问题,提出来一种采用液压方式丢手同时能使球座完全脱离开槽螺纹的装置,确保丢手成功率。

关键词:全脱离;液压;丢手;结构;设计

中图分类号:TE931 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)15-0045-01

丢手装置在石油钻采工业中广泛应用,在水平井和大斜度井中,由于管柱转动的扭矩很难传递到井底,所以机械丢手可靠性低,液压丢手是能够实现大斜度井和水平井顺利丢手的保障,当前常用的丢手结构[1]由丢手头、钢球、定位销钉、球座和工具接头组成。该液压丢手装置,对于大斜度井和水平井而言,憋压后,支撑开槽螺纹的滑套剪断销钉后向下运动,最后挂在开槽螺纹下部,不能实现支撑开槽螺纹的滑套完全脱离开槽螺纹,导致丢手可靠度很低,耗时费力,大大降低了丢手成功率和工作效率。因此随着油田水平井和大斜度井的不断开发,急需一种能实现液压丢手成功率高、丢手可靠的丢手装置。

1 全脱离式液压丢手装置特点

全脱离式液压丢手装置的特点主要体现在:能够靠地实现球座完全脱离开槽螺纹,结构简单实用,在打压剪断销钉之后,实现滑套完全脱离开槽螺纹,实现工具连接头与开槽螺纹的分离,从而保证成功丢手。

2 全脱离式液压丢手装置结构分析

全脱離式液压丢手装置的结构主要如图1所示,主要由丢手接头1、开槽螺纹管2、钢球3、球座4、密封圈5、滑套6、泄压孔7、剪切销钉8、滑动销钉9、滑动销钉孔10、工具连接头11组成。

丢手接头1最上端有内螺纹,可以与油管相连。丢手接头1和开槽螺纹管2通过丢手头上部的外螺纹相连。丢手接头1下部开有销钉孔,通过剪切销钉8与球座4连接。丢手接头1下部开有螺纹孔,通过滑动销钉与滑套6连接。丢手接头1下部开有泄压孔,剪切销钉8剪断后实现油管内壁和油套环空的连通。丢手接头1下部开有全透滑动销钉孔10,引导滑动销钉9向下运动。开槽螺纹管2下部有外螺纹,与工具连接头11的内螺纹连接。开槽螺纹管2上部内螺纹下部至开槽螺纹管2底部沿周向均匀分布至少四道透槽。球座4顶部内孔加工有锥面,放置密封钢球,实现油管内部的密封。球座4的上部和下部开有密封槽,内防O型密封圈与丢手接头4实现密封。球座4中部通过剪切销钉8与丢手接头连接。球座4中部滑动销钉9与滑套6连接,剪切销钉8剪断后,球座4通过滑动销钉9带动滑套6向下运动。滑套6上部是梯形空心轴,上部梯形空心轴与开槽螺纹管2的开槽部分过渡配合在一起。

3 具体施工过程

在打压丢手作业过程中,丢手接头1通过顶部螺纹与油管连接下入井中。在液压丢手装置中,流体通过丢手接头1内部通道将压力作用在球座4顶部和钢球上,当压力达到一定值后,剪切销钉8被剪断,此时球座4通过滑动销钉9带动滑套6向下运动,直至滑套6的上端面完全与开槽螺纹管2的下部脱离,为开槽螺纹管2下端的螺纹收缩提供空间。与此同时,球座4的上部端面运动到泄压孔下部,丢手接头1内腔与泄压孔、油套环空连通。上提丢手接头,这是开槽螺纹管2下部的开槽螺纹与工具连接头的螺纹产生相对错位,产生向内收缩的力,最终工具连接头11的内螺纹与开槽螺纹管2的开槽螺纹脱离,实现丢手。

4 现场应用情况

丢手装置是砾石充填防砂完井施工过程中必不可少的专用工具,新设计的全脱离式液压丢手装置在现场的水平井、大斜度井、直井等井型中大量应用,效果良好,一次丢手成功率100%。

参考文献

[1]中国实用新型授权专利:液压丢手机构.授权公告号:CN 201212359 Y.授权公告日:2009年3月25日.

[2]中国实用新型授权专利:一种丢手装置.授权公告号:CN 204827305 U.授权公告日:2015年12月2日.endprint

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