[發(fā)明專(zhuān)利]尾管固井尾管座掛用投球器及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410361762.4
• 申請(qǐng)日: 2014-07-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104265236B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王國(guó)榮;張敏;何霞;胡剛;蔣龍;楚飛;陳寶康
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21B33/13
• 分類(lèi)號(hào): E21B33/13;E21B23/01
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司51214
• 代理人: 王美健,錢(qián)成岑

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油、天然氣開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種旋轉(zhuǎn)尾管固井時(shí)旋轉(zhuǎn)水泥頭上的投球器。

背景技術(shù)

固井，就是利用注水泥設(shè)備在下入套管的油氣井中對(duì)套管外環(huán)空注水泥，使套管和地層之間產(chǎn)生有效固封。這個(gè)過(guò)程中需要用到尾管懸掛器來(lái)將尾管（套管）與上層套管相連接，大多數(shù)尾管掛都可以按照其座放機(jī)理進(jìn)行分類(lèi)，或者為液壓座放式，或者為機(jī)械座放式。液壓座放式尾管掛的座放機(jī)理是利通過(guò)尾管掛內(nèi)的液壓缸的流體壓差來(lái)實(shí)現(xiàn)座放的。為了防止尾管掛在下放的過(guò)程中意外座掛，液壓缸會(huì)被剪切銷(xiāo)釘固定起來(lái)。通常情況下的循環(huán)壓力僅為座放壓力的50%。一般根據(jù)尾管掛的座放程序需要通過(guò)在地面投球，使球落在承托箍上，通過(guò)憋壓觸動(dòng)液壓缸，然后釋放尾管掛的重力實(shí)現(xiàn)座放。

目前陸地油田固井投球作業(yè)主要是斷開(kāi)循環(huán)管線人工投球，作業(yè)安全性不高，海上油田以及少數(shù)陸地油田用到的旋轉(zhuǎn)水泥頭一般配備有投球器，但是投球器大多是氣動(dòng)或液動(dòng)式的遠(yuǎn)程控制形式的或者純手動(dòng)的，若碰到這類(lèi)投球器段遠(yuǎn)程控制臨時(shí)失效時(shí)，必須得重新將水泥頭卸下手工投球，造成時(shí)間上的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種可與水泥頭相配合的尾管固井尾管座掛用投球器及其控制方法，主要用于解決現(xiàn)有技術(shù)中投球器存在遠(yuǎn)程控制臨時(shí)失效的問(wèn)題，無(wú)需重新將水泥頭卸下手工投球，保證投球與固井作業(yè)的可靠性。該投球器既可以安裝在一般水泥頭上，又可以安裝在遠(yuǎn)程控制旋轉(zhuǎn)水泥頭上并聯(lián)入控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，又可以通過(guò)手動(dòng)控制，操作簡(jiǎn)單，使用范圍廣。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的尾管固井尾管座掛用投球器，包括裝配套和容腔體；所述容腔體設(shè)于裝配套內(nèi)形成容納腔；所述容腔體上設(shè)置的螺釘，從容納腔內(nèi)向外穿過(guò)容腔體并與往復(fù)推送機(jī)構(gòu)連接；所述容腔體上設(shè)有位于容納腔內(nèi)的多個(gè)支架，所述支架上設(shè)有保持爪，所述螺釘?shù)亩瞬颗c保持爪共同配合抓住座掛球于容納腔內(nèi)。

由于采用了上述結(jié)構(gòu)，容納腔可用于容納座掛球，其中在容納腔內(nèi)通過(guò)多個(gè)保持爪將其抓緊，避免其從容納腔中滑出，容腔體上穿過(guò)的螺釘?shù)亩瞬坑糜陧斖谱鶔烨颍瑢⒙輻U連接于往復(fù)推送機(jī)構(gòu)上，可通過(guò)往復(fù)推送機(jī)構(gòu)來(lái)控制螺桿的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)座掛球的控制，也可通過(guò)遠(yuǎn)程控制也可以通過(guò)手動(dòng)控制。本發(fā)明可將投球器通過(guò)裝配套固定在遠(yuǎn)程控制旋轉(zhuǎn)水泥頭上，氣動(dòng)進(jìn)口連接水泥頭的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，也可以通過(guò)手動(dòng)控制。通過(guò)本發(fā)明的尾管固井尾管座掛用投球器，主要用于解決現(xiàn)有技術(shù)中投球器存在遠(yuǎn)程控制臨時(shí)失效的問(wèn)題，無(wú)需重新將水泥頭卸下手工投球，保證投球與固井作業(yè)的可靠性。該投球器既可以安裝在一般水泥頭上，又可以安裝在遠(yuǎn)程控制旋轉(zhuǎn)水泥頭上并聯(lián)入控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，又可以通過(guò)手動(dòng)控制，操作簡(jiǎn)單，使用范圍廣。

本發(fā)明的尾管固井尾管座掛用投球器，所述支架為4個(gè)，其中每個(gè)支架上均設(shè)有保持爪，其中所述保持爪的中部通過(guò)螺栓連接于支架上，使保持爪的兩端可以螺栓為中心擺動(dòng)。

由于采用了上述結(jié)構(gòu)，4個(gè)支架上分別設(shè)置有保持爪，4個(gè)保持爪與螺釘?shù)亩瞬抗餐浜希ゾo座掛球避免其從裝配套中滾出，其中螺釘端部周向通過(guò)與保持爪的接觸，使得保持爪左端張開(kāi)而右端閉合，當(dāng)螺釘推球時(shí)，放開(kāi)了保持爪的左端，進(jìn)而球?qū)⒈３肿τ叶送崎_(kāi)，球再向右運(yùn)動(dòng)一定距離就可以掉入井中了。

本發(fā)明的尾管固井尾管座掛用投球器，所述往復(fù)推送機(jī)構(gòu)包括與裝配套螺紋連接的氣缸，所述容腔體固定連接于氣缸上，所述氣缸內(nèi)配置有可相對(duì)密封滑動(dòng)的活塞；所述活塞內(nèi)設(shè)有可相對(duì)滑動(dòng)的平衡螺母，所述活塞一端與螺釘固定連接，所述活塞的另一端通過(guò)平衡螺母螺紋連接有頂絲，所述頂絲從氣缸的端面穿出，所述活塞與容腔體之間設(shè)有套于螺釘?shù)膹椈伞?/p>

由于采用了上述結(jié)構(gòu)，可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)頂絲，由于頂絲與平衡螺母之間是螺紋連接，平衡螺母與活塞，活塞與氣缸之間都是通過(guò)輪轂狀凸起配合，不會(huì)發(fā)生周向轉(zhuǎn)動(dòng)，因此當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)頂絲時(shí)，平衡螺母與活塞會(huì)向右運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)螺釘將座掛球推出，完成后活塞通過(guò)反轉(zhuǎn)頂絲以及彈簧復(fù)位，從而確保手動(dòng)操作的正常進(jìn)行。

本發(fā)明的尾管固井尾管座掛用投球器，所述活塞內(nèi)壁上設(shè)有沿軸線方向的滑槽，所述平衡螺母外壁上設(shè)有沿軸線方向上的滑塊，使所述平衡螺母上的滑塊與活塞上的滑槽匹配并可相對(duì)滑動(dòng)；所述氣缸內(nèi)壁設(shè)有的凹槽，所述活塞靠近容腔體一端的外壁上設(shè)有凸塊，所述活塞上的凸塊與氣缸上的凹槽匹配并可相對(duì)滑動(dòng)。