本发明属于油气田应急抢险作业技术领域,尤其涉及一种抢险用可捞式机械封堵桥塞及方法。
背景技术:
目前,气井采用泵送桥塞压裂或连续油管拖动压裂施工时,井口始终处于高压承压状态,施工过程中井口大四通如果发生刺漏,井内高压将会失控喷泄,此时就需要抢险作业封堵井内的失控压力。传统的抢险工艺方法是抢下油管至预定深度,循环压井,待井口刺漏问题解决后再循环清除压井液排液生产。
然而,对于压力较高的施工井,井口出现险情后采取循环压井方式通常不容易实现压井,若采用比重过大的压井液压井,又容易严重污染或压死毁坏储层。若考虑采用桥塞封堵抢险,在井内高压及液体流动工况状态下,存在常规机械桥塞难以可靠实现坐封封堵等工具及工艺问题。
技术实现要素:
本发明提供了一种抢险用可捞式机械封堵桥塞及方法,目的在于提供一种能够在井口刺漏、井内高压及液体流动工况状态下,安全使用机械桥塞进行抢险作业的封堵桥塞及方法。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种抢险用可捞式机械封堵桥塞,包括应力丢手棒、坐封启动剪钉、回收启动剪钉、回收接头、上中心管、连接销、压力平衡机构、胶筒压缩机构、卡瓦套、卡瓦、回缩弹簧、棘爪、解封剪钉、下中心管、压帽、下锥体、c形环和下接头;所述的上中心管、压力平衡机构和回收接头从内至外依次套接在应力丢手棒上部;所述压力平衡机构通过坐封启动剪钉与上中心管上部固定;所述回收接头通过回收启动剪钉与压力平衡机构上部固定;所述的连接销两端分别穿过下中心管、上中心管和压力平衡机构侧壁与回收接头内侧壁接触;所述的胶筒压缩机构套接在上中心管上,且胶筒压缩机构上端与压力平衡机构下端外侧壁接触;所述的上中心管的下端套接在下中心管上;所述棘爪上部与上中心管下部连接,棘爪下部通过解封剪钉与下中心管固定;所述卡瓦和下锥体从上至下依次设置在棘爪外周上,且卡瓦置于下锥体和胶筒压缩机构之间,卡瓦中部开有弹簧槽,所述弹簧槽内设置有回缩弹簧,回缩弹簧与设置在卡瓦外周的卡瓦套固定;所述卡瓦套上部与胶筒压缩机构连接,卡瓦套下部与下锥体连接;所述压帽设置在卡瓦套下部与下锥体之间;所述下接头连接在下锥体下部,所述c形环设置在棘爪、下接头和下锥体之间的空间内。
所述的压力平衡机构包括压力平衡本体和压力平衡外壳;所述的压力平衡外壳密封的套接在压力平衡本体下部,压力平衡外壳的上部延伸至压力平衡本体和回收接头之间;所述压力平衡外壳的下端与胶筒压缩机构接触。
所述的压力平衡外壳采用的是拉伸强度大于480mpa的高强度铝合金材料。
所述的胶筒压缩机构包括胶筒压缩启动机构、上导环和胶筒组件;所述上导环和胶筒组件从上至下套接在胶筒压缩启动机构上;所述的上导环的上端面与压力平衡机构接触。
所述的胶筒组件包括多个胶筒和多个隔环;所述隔环设置在相邻胶筒之间。
所述的胶筒压缩启动机构包括下导环、胶筒压缩启动剪钉、胶筒座、锁环和上锥体;所述的下导环套接在胶筒座的下端,所述上锥体上端置于下导环与胶筒座之间并与下导环下端内侧壁螺纹连接,上锥体下端置于棘爪与卡瓦套之间,下导环、胶筒座和上锥体上端通过胶筒压缩启动剪钉固定;所述锁环设置在胶筒座下端与上中心管之间,并分别与胶筒座下端与上中心管螺纹连接,胶筒座下端通过固定螺钉与锁环固定。
所述的上导环采用的是拉伸强度大于480mpa的高强度铝合金材料。
一种抢险用可捞式机械封堵桥塞的抢险方法,包括如下步骤
步骤一:在压裂井口发生刺漏险情后,需要进行抢险作业控制险情时,将抢险用可捞式机械封堵桥塞、桥塞液压坐封工具、安全丢手、连续油管连接器、连续油管自下至上依次连接,借助连续油管将抢险用可捞式机械封堵桥塞下入到预定位置;
步骤二:步骤一完成后,先借助桥塞液压坐封工具的油套连通通道进行循环压井,若通过压井能控制住险情,则按常规成功压井处理方案处理险情,若通过压井不能控制住险情,则进行步骤三;
步骤三:投钢球打压启动桥塞液压坐封工具,并坐封丢手抢险用可捞式机械封堵桥塞,借助抢险用可捞式机械封堵桥塞封堵井下高压;在抢险用可捞式机械封堵桥塞坐封过程的前期,坐封启动剪钉被剪断,桥塞液压坐封工具拉动应力丢手棒、上中心管、棘爪、下中心管、c形环、下接头及下锥体一起向上发生位移,使卡瓦逐渐撑开,当卡瓦撑开锚定动作完成后,胶筒压缩启动剪钉被剪断,胶筒开始压缩启动并完成压缩封堵动作;
步骤四:更换因井口刺漏而损坏的井口,解除井口险情;
步骤五:借助打捞回收工具,完成对井下抢险用可捞式机械封堵桥塞的解封打捞;抢险险情解除后,在打捞回收抢险用可捞式机械封堵桥塞上提管柱时,当回收启动剪钉被剪断后,回收接头带动压力平衡外壳相对于压力平衡本体上行,抢险用可捞式机械封堵桥塞上下压力平衡通道被打开,抢险用可捞式机械封堵桥塞上下压力逐渐平衡,此过程中卡瓦始终保持锚定状态;当桥塞上下压力平衡后,通过施加足够的钻压剪断解封剪钉后,卡瓦才逐渐回缩解除锚定并完成解封动作。
有益效果:
1、本发明采用了胶筒压缩启动机构的结构设计,从而具有了坐封过程中卡瓦先撑开、后压缩胶筒的先后顺序的特点,可确保桥塞在卡瓦锚定状态下再压缩胶筒,从而保护胶筒,实现可靠动态坐封封堵,适应了井内高压及液体流动下实现动态可靠坐封的抢险作业工况环境。
2、本发明采用了压力平衡机构的结构设计,在刺漏险情解除后,可借助压力平衡机构,先平衡桥塞上下压力,再解封桥塞,从而实现桥塞的安全打捞回收,确保了抢险用可捞式机械封堵桥塞打捞回收作业的安全性。
3、本发明的压力平衡外壳、上导环选用材质为拉伸强度大于480mpa的高强度铝合金材料,具有易钻磨的特点,当桥塞无法正常实现解封时,可通过套铣桥塞压力平衡外壳、上导环的外沿,快速实现桥塞胶筒及卡瓦回缩,从而实现桥塞的可靠解封打捞。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚的了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图;
图2是本发明下入管柱时示意图;
图3是本发明的投球打压启动桥塞液压坐封工具并坐封抢险用可捞式机械封堵桥塞管柱结构示意图。
图中:1-应力丢手棒;2-坐封启动剪钉;3-回收启动剪钉;4-回收接头;5-上中心管;6-连接销;7-压力平衡本体;8-压力平衡外壳;9-上导环;10-胶筒;11-隔环;12-下导环;13-胶筒压缩启动剪钉;14-;胶筒座15-固定螺钉;16-锁环;17-上锥体;18-卡瓦套;19-卡瓦;20-回缩弹簧;21-棘爪;22-解封剪钉;23-下中心管;24-压帽;25-下锥体;26-c形环;27-下接头;28-抢险用可捞式机械封堵桥塞;29-桥塞液压坐封工具;30-安全丢手;31-连续油管连接器;32-连续油管;33-钢球。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一:
参照图1-图3所示的一种抢险用可捞式机械封堵桥塞,包括应力丢手棒1、坐封启动剪钉2、回收启动剪钉3、回收接头4、上中心管5、连接销6、压力平衡机构、胶筒压缩机构、卡瓦套18、卡瓦19、回缩弹簧20、棘爪21、解封剪钉22、下中心管23、压帽24、下锥体25、c形环26和下接头27;所述的上中心管5、压力平衡机构和回收接头4从内至外依次套接在应力丢手棒1上部;所述压力平衡机构通过坐封启动剪钉2与上中心管5上部固定;所述回收接头4通过回收启动剪钉3与压力平衡机构上部固定;所述的连接销6两端分别穿过下中心管23、上中心管5和压力平衡机构侧壁与回收接头4内侧壁接触;所述的胶筒压缩机构套接在上中心管5上,且胶筒压缩机构上端与压力平衡机构下端外侧壁接触;所述的上中心管5的下端套接在下中心管23上;所述棘爪21上部与上中心管5下部连接,棘爪21下部通过解封剪钉22与下中心管23固定;所述卡瓦19和下锥体25从上至下依次设置在棘爪21外周上,且卡瓦19置于下锥体25和胶筒压缩机构之间,卡瓦19中部开有弹簧槽,所述弹簧槽内设置有回缩弹簧20,回缩弹簧20与设置在卡瓦19外周的卡瓦套18固定;所述卡瓦套18上部与胶筒压缩机构连接,卡瓦套18下部与下锥体25连接;所述压帽24设置在卡瓦套18下部与下锥体25之间;所述下接头27连接在下锥体25下部,所述c形环26设置在棘爪21、下接头27和下锥体25之间的空间内。
在实际使用时,首先将本发明、桥塞液压坐封工具29、安全丢手30、连续油管连接器31、连续油管32自下至上依次连接,借助连续油管32将本发明下入到预定位置;然后,先借助桥塞液压坐封工具29的油套连通通道进行循环压井,若通过压井能控制住险情,则按常规成功压井处理方案处理险情,若通过压井不能控制住险情,则投钢球33打压启动桥塞液压坐封工具29,并坐封丢手抢险用可捞式机械封堵桥塞28,借助抢险用可捞式机械封堵桥塞28封堵井下高压;在抢险用可捞式机械封堵桥塞28坐封过程的前期,坐封启动剪钉2被剪断,桥塞液压坐封工具29拉动应力丢手棒1、上中心管5、棘爪21、下中心管23、c形环26、下接头27及下锥体25一起向上发生位移,使卡瓦19逐渐撑开,当卡瓦19撑开锚定动作完成后,胶筒压缩启动机构启动,并完成压缩封堵动作;随后,更换因井口刺漏而损坏的井口,解除井口险情。借助打捞回收工具,完成对井下抢险用可捞式机械封堵桥塞28的解封打捞;抢险险情解除后,在打捞回收抢险用可捞式机械封堵桥塞28上提管柱时,当回收启动剪钉3被剪断后,回收接头4相对于压力平衡机构上行,抢险用可捞式机械封堵桥塞28上下压力连通平衡通道被打开,抢险用可捞式机械封堵桥塞28上下压力逐渐平衡,此过程中卡瓦19始终保持锚定状态;当桥塞上下压力平衡后,通过施加足够的钻压剪断解封剪钉22后,卡瓦19才逐渐回缩解除锚定并完成解封动作。
本发明采用了胶筒压缩启动机构的结构设计,从而具有了坐封过程中卡瓦先撑开、后启动胶筒压缩启动机构的先后顺序的特点,可确保桥塞在卡瓦锚定状态下再压缩胶筒,从而保护胶筒,实现可靠动态坐封封堵,适应了井内高压及液体流动下实现动态可靠坐封的抢险作业工况环境。
本发明采用了压力平衡机构的结构设计,在刺漏险情解除后,可借助压力平衡机构,先平衡桥塞上下压力,再解封桥塞,从而实现桥塞的安全打捞回收,确保了抢险用可捞式机械封堵桥塞打捞回收作业的安全性。
实施例二:
参照图1所示的一种抢险用可捞式机械封堵桥塞,与实施例一不同之处在于:所述的压力平衡机构包括压力平衡本体7和压力平衡外壳8;所述的压力平衡外壳8密封的套接在压力平衡本体7下部,压力平衡外壳8的上部延伸至压力平衡本体7和回收接头4之间;所述压力平衡外壳8的下端与胶筒压缩机构接触。
在实际使用时,抢险险情解除后,可借助打捞回收工具,完成对井下抢险用可捞式机械封堵桥塞28的解封打捞回收;在打捞回收抢险用可捞式机械封堵桥塞28上提管柱时,当回收启动剪钉3被剪断后,回收接头4带动压力平衡外壳8相对于压力平衡本体7上行,抢险用可捞式机械封堵桥塞28上下压力连通平衡通道被打开,抢险用可捞式机械封堵桥塞28上下压力逐渐平衡,此过程中卡瓦19始终保持锚定状态;当桥塞上下压力平衡后,通过施加足够的钻压剪断解封剪钉22后,卡瓦19才逐渐回缩解除锚定并完成解封动作。即在刺漏险情解除后,可借助压力平衡机构,先平衡桥塞上下压力,再解封桥塞,从而实现桥塞的安全打捞回收,确保了抢险用可捞式机械封堵桥塞打捞回收作业的安全性。
实施例三:
参照图1所示的一种抢险用可捞式机械封堵桥塞,与实施例一不同之处在于:所述的压力平衡外壳8采用的是拉伸强度大于480mpa的高强度铝合金材料。
在实际使用时,压力平衡外壳8采用拉伸强度大于480mpa的高强度铝合金材料,充分利用其具有易钻磨的特点,当桥塞无法正常实现解封时,可通过套铣桥塞压力平衡外壳8,快速实现桥塞胶筒及卡瓦回缩,从而实现桥塞的可靠解封打捞。
实施例四:
参照图1所示的一种抢险用可捞式机械封堵桥塞,与实施例一不同之处在于:所述的胶筒压缩机构包括胶筒压缩启动机构、上导环9和胶筒组件;所述上导环9和胶筒组件从上至下套接在胶筒压缩启动机构上;所述的上导环9的上端面与压力平衡机构接触。
实际使用时,在抢险用可捞式机械封堵桥塞28坐封过程的前期,坐封启动剪钉2被剪断,桥塞液压坐封工具29拉动应力丢手棒1、上中心管5、棘爪21、下中心管23、c形环26、下接头27及下锥体25一起向上发生位移,使卡瓦19逐渐撑开,当卡瓦19撑开锚定动作完成后,胶筒压缩启动剪钉13被剪断,胶筒10开始被压缩并逐渐封堵抢险用可捞式机械封堵桥塞28外表面与套管内表面之间的环空间隙,封堵住井下高压,从而为更换因井口刺漏而损坏的井口,解除井口险情创造安全的井口作业环境。
实施例五:
参照图1所示的一种抢险用可捞式机械封堵桥塞,与实施例一不同之处在于:所述的胶筒组件包括多个胶筒10和多个隔环11;所述隔环11设置在相邻胶筒10之间。
在实际使用时,在抢险用可捞式机械封堵桥塞28坐封过程中,当卡瓦19撑开锚定动作完成后,胶筒压缩启动剪钉13被剪断,多个胶筒10分别开始被压缩并逐渐分别封堵抢险用可捞式机械封堵桥塞28外表面与套管内表面之间的环空间隙,同时,多个隔环11上行,最终由多个胶筒10形成多道封堵点,从而提高封堵井下高压的可靠性,为更换因井口刺漏而损坏的井口,解除井口险情创造安全可靠的井口作业环境。
实施例六:
参照图1所示的一种抢险用可捞式机械封堵桥塞,与实施例一不同之处在于:所述的胶筒压缩启动机构包括下导环12、胶筒压缩启动剪钉13、胶筒座14、锁环16和上锥体17;所述的下导环12套接在胶筒座14的下端,所述上锥体17上端置于下导环12与胶筒座14之间并与下导环12下端内侧壁螺纹连接,上锥体17下端置于棘爪21与卡瓦套18之间,下导环12、胶筒座14和上锥体17上端通过胶筒压缩启动剪钉13固定;所述锁环16设置在胶筒座14下端与上中心管5之间,并分别与胶筒座14下端与上中心管5螺纹连接,胶筒座14下端通过固定螺钉15与锁环16固定。
在实际使用时,首先将本发明、桥塞液压坐封工具29、安全丢手30、连续油管连接器31、连续油管32自下至上依次连接,借助连续油管32将本发明下入到预定位置,若通过压井不能控制住险情,则投钢球33打压启动桥塞液压坐封工具29,并借助桥塞液压坐封工具29打压坐封抢险用可捞式机械封堵桥塞28,在抢险用可捞式机械封堵桥塞28坐封过程的前期,坐封启动剪钉2被剪断,桥塞液压坐封工具29拉动应力丢手棒1、上中心管5、棘爪21、下中心管23、c形环26、下接头27及下锥体25一起向上发生位移,使卡瓦19逐渐撑开,当卡瓦19撑开锚定动作完成后,胶筒压缩启动剪钉13被剪断,胶筒压缩启动机构启动,下导环12和上锥体17相对于胶筒座14上行,多个胶筒10分别开始被压缩并逐渐分别封堵抢险用可捞式机械封堵桥塞28外表面与套管内表面之间的环空间隙,同时,多个隔环11上行,最终由多个胶筒10形成多道封堵点封堵住井下高压。由于抢险用可捞式机械封堵桥塞28采用了胶筒压缩启动机构的结构设计,从而在坐封过程中具有了卡瓦19先撑开、后启动压缩胶筒10的先后顺序的特点,可确保桥塞在卡瓦锚定状态下再压缩胶筒,从而保护胶筒,实现可靠动态坐封封堵,同时,适应了井内高压及液体流动下实现动态可靠坐封封堵的抢险作业工况环境。
实施例七:
参照图1所示的一种抢险用可捞式机械封堵桥塞,与实施例一不同之处在于:所述的上导环9采用的是拉伸强度大于480mpa的高强度铝合金材料。
在实际使用时,上导环9采用拉伸强度大于480mpa的高强度铝合金材料高强度铝材料,充分利用其具有易钻磨的特点,当桥塞无法正常实现解封时,可通过套铣上导环9,快速实现桥塞胶筒及卡瓦回缩,从而实现桥塞的可靠解封打捞。
实施例八:
参照图2和图3所示的一种抢险用可捞式机械封堵桥塞的抢险方法,包括如下步骤
步骤一:在压裂井口发生刺漏险情后,需要进行抢险作业控制险情时,将抢险用可捞式机械封堵桥塞28、桥塞液压坐封工具29、安全丢手30、连续油管连接器31、连续油管32自下至上依次连接,借助连续油管32将抢险用可捞式机械封堵桥塞28下入到预定位置;
步骤二:步骤一完成后,先借助桥塞液压坐封工具29的油套连通通道进行循环压井,若通过压井能控制住险情,则按常规成功压井处理方案处理险情,若通过压井不能控制住险情,则进行步骤三;
步骤三:投钢球33打压启动桥塞液压坐封工具29,并坐封丢手抢险用可捞式机械封堵桥塞28,借助抢险用可捞式机械封堵桥塞28封堵井下高压;在抢险用可捞式机械封堵桥塞28坐封过程的前期,坐封启动剪钉2被剪断,桥塞液压坐封工具29拉动应力丢手棒1、上中心管5、棘爪21、下中心管23、c形环26、下接头27及下锥体25一起向上发生位移,使卡瓦19逐渐撑开,当卡瓦19撑开锚定动作完成后,胶筒压缩启动剪钉13被剪断,胶筒10开始压缩启动并完成压缩封堵动作;
步骤四:更换因井口刺漏而损坏的井口,解除井口险情;
步骤五:借助打捞回收工具,完成对井下抢险用可捞式机械封堵桥塞28的解封打捞;抢险险情解除后,在打捞回收抢险用可捞式机械封堵桥塞28上提管柱时,当回收启动剪钉3被剪断后,回收接头4带动压力平衡外壳8相对于压力平衡本体7上行,抢险用可捞式机械封堵桥塞28上下压力平衡通道被打开,抢险用可捞式机械封堵桥塞28上下压力逐渐平衡,此过程中卡瓦19始终保持锚定状态;当桥塞上下压力平衡后,通过施加足够的钻压剪断解封剪钉22后,卡瓦19才逐渐回缩解除锚定并完成解封动作。
在实际使用时,首先将抢险用可捞式机械封堵桥塞28、桥塞液压坐封工具29、安全丢手30、连续油管连接器31、连续油管32自下至上依次连接,借助连续油管32将抢险用可捞式机械封堵桥塞28下入到预定位置;然后,先借助桥塞液压坐封工具29的油套连通通道尝试循环压井,若通过压井能控制住险情,则按常规成功压井处理方案处理险情,若通过压井不能控制住险情,则投钢球33打压启动桥塞液压坐封工具29,并坐封丢手抢险用可捞式机械封堵桥塞28,借助抢险用可捞式机械封堵桥塞28封堵井下高压;在抢险用可捞式机械封堵桥塞28坐封过程的前期,坐封启动剪钉2被剪断,桥塞液压坐封工具29拉动应力丢手棒1、上中心管5、棘爪21、下中心管23、c形环26、下接头27及下锥体25一起向上发生位移,仅仅使卡瓦19逐渐撑开,此过程胶筒10不会被压缩。当卡瓦19撑开锚定动作完成后,胶筒压缩启动剪钉13被剪断,胶筒10才开始压缩启动并完成压缩封堵动作,即抢险用可捞式机械封堵桥塞28具有坐封过程中卡瓦19先撑开、后压缩胶筒10的先后顺序的特点,确保了桥塞坐封过程中在卡瓦19锚定状态下再压缩胶筒10,防止了抢险工况下桥塞坐封过程中因井内高压造成工具上移而损坏胶筒10,从而适应了井内高压及液体流动下实现动态可靠坐封的工况环境,最终可靠封堵井下高压液体。随后,更换因井口刺漏而损坏的井口,解除井口险情。然后,借助打捞回收工具,完成对井下抢险用可捞式机械封堵桥塞28的解封打捞;抢险险情解除后,在打捞回收抢险用可捞式机械封堵桥塞28上提管柱时,当回收启动剪钉3被剪断后,回收接头4带动压力平衡外壳8相对于压力平衡本体7上行,抢险用可捞式机械封堵桥塞28上下压力连通平衡通道被打开,抢险用可捞式机械封堵桥塞28上下压力逐渐平衡,此过程中卡瓦19始终保持锚定状态;只有在桥塞上下压力平衡后,通过施加足够的钻压剪断解封剪钉22后,卡瓦19才逐渐回缩解除锚定并完成解封动作,即在井口刺漏险情解除后,可借助桥塞压力平衡机构,先平衡桥塞上下压力,再解封桥塞,防止解封桥塞过程中桥塞下部高压推动桥塞急速上移而顶弯作业油管,造成作业风险,从而确保了桥塞打捞回收作业的安全性。
综上所述,本发明由应力丢手棒、坐封启动剪钉、回收启动剪钉、回收接头、上中心管、连接销、压力平衡机构、胶筒压缩机构、卡瓦套、卡瓦、回缩弹簧、棘爪、解封剪钉、下中心管、压帽、下锥体、c形环和下接头有机组合而成。本发明采用了胶筒压缩启动机构的结构设计,从而具有了坐封过程中卡瓦先撑开、后压缩胶筒的先后顺序的特点,能够确保桥塞在卡瓦锚定状态下再压缩胶筒,从而保护胶筒,实现可靠动态坐封封堵,适应了井内高压及液体流动下实现动态可靠坐封的抢险作业工况环境。本发明采用了压力平衡机构的结构设计,在刺漏险情解除后,能够借助压力平衡机构,先平衡桥塞上下压力,再解封桥塞,从而实现桥塞的安全打捞回收,确保了抢险用可捞式机械封堵桥塞打捞回收作业的安全性。本发明的压力平衡外壳、上导环选用材质拉伸强度大于480mpa的高强度铝合金材料,具有易钻磨的特点,当桥塞无法正常实现解封时,可通过套铣桥塞压力平衡外壳、上导环的外沿,快速实现桥塞胶筒及卡瓦回缩,从而实现桥塞的可靠解封打捞。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
在不冲突的情况下,本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合,以达到相应的技术效果,具体对于各种组合情况在此不一一赘述。
以上所述,只是本发明的较佳实施例而已,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
1.一种抢险用可捞式机械封堵桥塞,其特征在于:包括应力丢手棒(1)、坐封启动剪钉(2)、回收启动剪钉(3)、回收接头(4)、上中心管(5)、连接销(6)、压力平衡机构、胶筒压缩机构、卡瓦套(18)、卡瓦(19)、回缩弹簧(20)、棘爪(21)、解封剪钉(22)、下中心管(23)、压帽(24)、下锥体(25)、c形环(26)和下接头(27);所述的上中心管(5)、压力平衡机构和回收接头(4)从内至外依次套接在应力丢手棒(1)上部;所述压力平衡机构通过坐封启动剪钉(2)与上中心管(5)上部固定;所述回收接头(4)通过回收启动剪钉(3)与压力平衡机构上部固定;所述的连接销(6)两端分别穿过下中心管(23)、上中心管(5)和压力平衡机构侧壁与回收接头(4)内侧壁接触;所述的胶筒压缩机构套接在上中心管(5)上,且胶筒压缩机构上端与压力平衡机构下端外侧壁接触;所述的上中心管(5)的下端套接在下中心管(23)上;所述棘爪(21)上部与上中心管(5)下部连接,棘爪(21)下部通过解封剪钉(22)与下中心管(23)固定;所述卡瓦(19)和下锥体(25)从上至下依次设置在棘爪(21)外周上,且卡瓦(19)置于下锥体(25)和胶筒压缩机构之间,卡瓦(19)中部开有弹簧槽,所述弹簧槽内设置有回缩弹簧(20),回缩弹簧(20)与设置在卡瓦(19)外周的卡瓦套(18)固定;所述卡瓦套(18)上部与胶筒压缩机构连接,卡瓦套(18)下部与下锥体(25)连接;所述压帽(24)设置在卡瓦套(18)下部与下锥体(25)之间;所述下接头(27)连接在下锥体(25)下部,所述c形环(26)设置在棘爪(21)、下接头(27)和下锥体(25)之间的空间内。
2.如权利要求1所述的一种抢险用可捞式机械封堵桥塞,其特征在于:所述的压力平衡机构包括压力平衡本体(7)和压力平衡外壳(8);所述的压力平衡外壳(8)密封的套接在压力平衡本体(7)下部,压力平衡外壳(8)的上部延伸至压力平衡本体(7)和回收接头(4)之间;所述压力平衡外壳(8)的下端与胶筒压缩机构接触。
3.如权利要求1所述的一种抢险用可捞式机械封堵桥塞,其特征在于:所述的压力平衡外壳(8)采用的是拉伸强度大于480mpa的高强度铝合金材料。
4.如权利要求1所述的一种抢险用可捞式机械封堵桥塞,其特征在于:所述的胶筒压缩机构包括胶筒压缩启动机构、上导环(9)和胶筒组件;所述上导环(9)和胶筒组件从上至下套接在胶筒压缩启动机构上;所述的上导环(9)的上端面与压力平衡机构接触。
5.如权利要求4所述的一种抢险用可捞式机械封堵桥塞,其特征在于:所述的胶筒组件包括多个胶筒(10)和多个隔环(11);所述隔环(11)设置在相邻胶筒(10)之间。
6.如权利要求4所述的一种抢险用可捞式机械封堵桥塞,其特征在于:所述的胶筒压缩启动机构包括下导环(12)、胶筒压缩启动剪钉(13)、胶筒座(14)、锁环(16)和上锥体(17);所述的下导环(12)套接在胶筒座(14)的下端,所述上锥体(17)上端置于下导环(12)与胶筒座(14)之间并与下导环(12)下端内侧壁螺纹连接,上锥体(17)下端置于棘爪(21)与卡瓦套(18)之间,下导环(12)、胶筒座(14)和上锥体(17)上端通过胶筒压缩启动剪钉(13)固定;所述锁环(16)设置在胶筒座(14)下端与上中心管(5)之间,并分别与胶筒座(14)下端与上中心管(5)螺纹连接,胶筒座(14)下端通过固定螺钉(15)与锁环(16)固定。
7.如权利要求4所述的一种抢险用可捞式机械封堵桥塞,其特征在于:所述的上导环(9)采用的是拉伸强度大于480mpa的高强度铝合金材料。
8.一种抢险用可捞式机械封堵桥塞的抢险方法,其特征在于,包括如下步骤
步骤一:在压裂井口发生刺漏险情后,需要进行抢险作业控制险情时,将抢险用可捞式机械封堵桥塞(28)、桥塞液压坐封工具(29)、安全丢手(30)、连续油管连接器(31)、连续油管(32)自下至上依次连接,借助连续油管(32)将抢险用可捞式机械封堵桥塞(28)下入到预定位置;
步骤二:步骤一完成后,先借助桥塞液压坐封工具(29)的油套连通通道进行循环压井,若通过压井能控制住险情,则按常规成功压井处理方案处理险情,若通过压井不能控制住险情,则进行步骤三;
步骤三:投钢球(33)打压启动桥塞液压坐封工具(29),并坐封丢手抢险用可捞式机械封堵桥塞(28),借助抢险用可捞式机械封堵桥塞(28)封堵井下高压;在抢险用可捞式机械封堵桥塞(28)坐封过程的前期,坐封启动剪钉(2)被剪断,桥塞液压坐封工具(29)拉动应力丢手棒(1)、上中心管(5)、棘爪(21)、下中心管(23)、c形环(26)、下接头(27)及下锥体(25)一起向上发生位移,使卡瓦(19)逐渐撑开,当卡瓦(19)撑开锚定动作完成后,胶筒压缩启动剪钉(13)被剪断,胶筒(10)开始压缩启动并完成压缩封堵动作;
步骤四:更换因井口刺漏而损坏的井口,解除井口险情;
步骤五:借助打捞回收工具,完成对井下抢险用可捞式机械封堵桥塞(28)的解封打捞;抢险险情解除后,在打捞回收抢险用可捞式机械封堵桥塞(28)上提管柱时,当回收启动剪钉(3)被剪断后,回收接头(4)带动压力平衡外壳(8)相对于压力平衡本体(7)上行,抢险用可捞式机械封堵桥塞(28)上下压力平衡通道被打开,抢险用可捞式机械封堵桥塞(28)上下压力逐渐平衡,此过程中卡瓦(19)始终保持锚定状态;当桥塞上下压力平衡后,通过施加足够的钻压剪断解封剪钉(22)后,卡瓦(19)才逐渐回缩解除锚定并完成解封动作。
技术总结