專利名稱：油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器，其是一種油井用管 柱起下工具，屬于石油幵采領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在油氣井下(安裝)油管柱作業(yè)過程中，由于在下最后一根油管柱時(shí)， 下部管柱要插入到封隔器處的丟手管柱內(nèi)，從而打開下部井底的高壓油氣， 井下高壓油氣就會(huì)沿油管柱上竄到井口而發(fā)生井噴，給作業(yè)施工帶來安全 隱患。
為了避免出現(xiàn)井噴，目前通常所采取的作業(yè)流程是在起出管柱時(shí)往井 筒內(nèi)打入一些密度大的壓井液，使井筒的液柱壓力大于井底的地層壓力， 壓住井下的儲層油氣而使其不能噴出。但是，采取這種方法避免井噴會(huì)帶 來以下的問題在實(shí)施壓井過程中，由于井筒液柱壓力大于地層壓力，重 的壓井液會(huì)漏失到油氣層中，從而造成儲層污染。但是，目前并沒有其他 較好的方法可以避免這一問題。
因此，為了避免井噴并防止在油管柱安裝作業(yè)過程中污染地層，開發(fā) 一種不需要壓井作業(yè)的油管帶壓作業(yè)保護(hù)器，保證油管帶壓作業(yè)時(shí)的安全 是本領(lǐng)域亟待解決的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種油井用油管帶 壓作業(yè)保護(hù)器，具有結(jié)構(gòu)簡單、安全性高、使用壽命長、操作簡單、使用 方便快捷等特點(diǎn)，適用于在油井作業(yè)過程中帶壓下油管柱的作業(yè)過程。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器， 該油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器包括本體、上接頭、下接頭、密封球、密封球管、收球室和限位裝置；
所述密封球管位于所述本體內(nèi)部，所述上接頭、下接頭均為管狀，其 中，上接頭與密封球管的上端通過螺紋連接，下接頭與密封球管的下端連 通，并且，上接頭、下接頭與密封球管的中心軸線重合，分別自本體的上 下二端延伸到本體外，形成連通的油流通道；
密封球管的管壁上設(shè)有限位孔，所述限位裝置設(shè)置在密封球管的外壁 上，并通過限位孔凸入密封球管內(nèi)，其受壓時(shí)能向密封球管管壁方向收縮；
密封球位于密封球管內(nèi)的上接頭下方，并卡在所述凸入密封球管的限 位裝置上，密封球的直徑大于上接頭的內(nèi)徑，小于密封球管的內(nèi)徑，且密 封球與上接頭的下端接觸時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)對油流通道的密封；
所述收球室位于本體內(nèi)，分別設(shè)有進(jìn)球口和出球口，并通過進(jìn)球口與 密封球管連通，且進(jìn)球口的位置低于限位裝置的位置；密封球管中對應(yīng)于 進(jìn)球口的位置設(shè)有導(dǎo)引裝置，能夠引導(dǎo)沿密封球管向下運(yùn)動(dòng)的密封球進(jìn)入 收球室；收球室通過出球口與本體外部連通，使密封球能夠通過出球口離 開收球室。
根據(jù)本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案，優(yōu)選地，上述限位裝置包括限位球 珠、壓縮彈簧和限位管，其中限位管水平設(shè)置， 一端連接在密封球管的 限位孔處的外壁上，另一端固定在本體的內(nèi)壁上；限位球珠和壓縮彈簧位 于限位管內(nèi)，限位球珠的直徑大于限位孔的直徑，并通過限位孔部分凸入 到密封球管內(nèi)，并且，限位球珠通過壓縮彈簧連接到本體的內(nèi)壁上。
根據(jù)本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案，優(yōu)選地，上述本體內(nèi)部設(shè)有至少兩 個(gè)限位裝置，并且，限位裝置位于同一水平面上，以等角度間隔設(shè)置。
根據(jù)本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案，優(yōu)選地，上述上接頭和下接頭的外 壁設(shè)有絲扣。
根據(jù)本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案，優(yōu)選地，上述上接頭和下接頭外壁 上的絲扣為API標(biāo)準(zhǔn)油管螺紋扣。根據(jù)本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案，優(yōu)選地，上述上接頭的下端為錐形， 與密封球接觸時(shí)形成線接觸，能夠?qū)崿F(xiàn)對油流通道的密封。
根據(jù)本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案，優(yōu)選地，上述密封球?yàn)榻饘偾颉?br> 根據(jù)本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案，優(yōu)選地，上述密封球?yàn)椴讳P鋼球。
根據(jù)本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案，優(yōu)選地，上述導(dǎo)引裝置包括位于密 封球管中的導(dǎo)向軌道，該導(dǎo)向軌道為向下傾斜的軌道，并且該導(dǎo)向軌道中 心具有至少一個(gè)供油流通過的通孔。
根據(jù)本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案，優(yōu)選地，上述密封球管的下端為傾 斜的縮頸結(jié)構(gòu)，成為上述導(dǎo)引裝置。
本實(shí)用新型提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器在使用過程中是立式安 裝設(shè)置的，因此，本實(shí)用新型的權(quán)利要求書、說明書和說明書附圖中所涉 及的結(jié)構(gòu)及位置關(guān)系的描述均是基于該保護(hù)器處于立式狀態(tài)進(jìn)行的。
根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案，密封球管位于本體內(nèi)部，其上端的 開口位于本體的上端面上。密封球管的中心軸線可以與本體的中心軸線重
合，其內(nèi)壁可以設(shè)有與上接頭實(shí)現(xiàn)連接的螺紋。
根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案，該油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器的上 接頭為管狀，具有一個(gè)中空的管道，該管道是油流通過上接頭時(shí)的油流通 道。上接頭可以通過密封球管上端的開口伸入密封球管內(nèi)部，并通過其外 壁上的螺紋與密封球管連接，即上接頭與密封球管螺紋連接，并從本體的 上端延伸到本體外部。優(yōu)選地，延伸到本體外部的一部分上接頭的外壁上 設(shè)有絲扣，可以通過這些絲扣與上部井口的油管掛等部件連接，并使上接 頭中的管道與上部井口的相應(yīng)部件連通，形成通暢的油流通道，以便于采 油作業(yè)。
根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案，下接頭為管狀，與密封球管的下端 連通，并從本體下端延伸到本體外部。上接頭、下接頭和密封球管的中心 軸線重合，連接在一起形成上下連通的油流通道。優(yōu)選地，在延伸到本體外部的下接頭的外壁上可以設(shè)有絲扣，油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器可以通 過該絲扣與底部的油管柱等部件連接。更優(yōu)選地，上接頭和下接頭外壁上 的絲扣均為API標(biāo)準(zhǔn)油管螺紋扣，以適應(yīng)生產(chǎn)作業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)化要求。
根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案，收球室位于本體內(nèi)，分別設(shè)有進(jìn)球 口和出球口，并通過進(jìn)球口與密封球管連通，在使用過程中，密封球在壓
力作用下沿密封球管下落后，能夠通過進(jìn)球口進(jìn)入收球室；同時(shí)，收球室 又通過出球口與本體外部連通，位于收球室中的密封球能夠通過該出球口 離開收球室。
根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案，在密封球管的管壁上設(shè)有限位孔， 限位裝置設(shè)置在密封球管的外壁上，并通過限位孔部分凸入密封球管內(nèi)， 即限位球珠的一部分凸入密封球管內(nèi)；在受壓狀態(tài)下(即對密封球施加向 下的壓力，密封球擠壓限位裝置時(shí))，限位裝置能向密封球管管壁方向收縮， 允許密封球越過該限位裝置，沿密封球管向下運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案，油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器中的限 位裝置可以稱為可伸縮限位裝置，該限位裝置能夠承受密封球的自重，即 當(dāng)密封球僅以其自重?cái)D壓該可伸縮限位裝置時(shí)，該可伸縮限位裝置的限位 部件不會(huì)縮回，可以將密封球限制在密封球管的上部，當(dāng)對密封球施加一 定的向下的壓力時(shí)，該可伸縮限位裝置的限位部件可以縮回，密封球越過 該限位裝置沿密封球管向下運(yùn)動(dòng)，其中，該可伸縮限位裝置的伸出和縮回 可以通過相應(yīng)的部件實(shí)現(xiàn)，例如凸入密封球管中的限位球珠等。優(yōu)選地， 油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器中所采用的限位裝置可以包括限位球珠、壓縮 彈簧和限位管，其中，限位管水平設(shè)置， 一端固定在保護(hù)器本體的內(nèi)壁上 (例如采用固定螺釘進(jìn)行密封固定)，另一端可以固定連接在密封球管的限 位孔處的外壁上；限位球珠和壓縮彈簧位于限位管內(nèi)，限位球珠的直徑大 于限位孔的直徑，并通過限位孔凸入到密封球管內(nèi)，并且，限位球珠通過 壓縮彈簧連接到本體的內(nèi)壁上。限位球珠凸入密封球管內(nèi)，與密封球接觸，在未施加向下的壓力的情況下，限位球珠能夠承受密封球的自重，將其限 制在限位裝置之上。由于限位球珠的另一端與壓縮彈簧連接，因此，在受 到一定壓力時(shí)(該壓力應(yīng)大于密封球自重一定幅度，足夠使限位球珠順利 縮回)，該限位球珠可以縮回到限位孔內(nèi)。壓縮彈簧的彈力可以進(jìn)行選擇， 其彈力大小可根據(jù)作業(yè)時(shí)上部壓力(外加的向下的壓力和密封球自重)與 下部壓力(油氣壓力)之間的差值大小進(jìn)行調(diào)整變換。優(yōu)選地，在壓縮彈 簧材料的選用上，應(yīng)選用具有使用壽命長、使用過程中扭力損失小、耐腐 蝕等特點(diǎn)的彈簧材料，例如，可以選用高性能的彈簧鋼材料，具有在使用 過程中扭力損失小，扭力降低小于5%的特點(diǎn)。
根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案，在油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器的本 體內(nèi)部設(shè)有至少兩個(gè)限位裝置，并且，限位裝置位于同一水平面上，更優(yōu) 選地，位于同一水平面上的限位裝置可以是以等角度間隔設(shè)置的。例如， 在同一水平面上設(shè)置三個(gè)或四個(gè)限位裝置，相鄰的限位裝置之間的夾角為
120°或者90。。
根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案，密封球位于密封球管內(nèi)，并卡在凸 入密封球管內(nèi)的限位裝置上，正常狀態(tài)下(未對密封球施加向下的外力時(shí))， 密封球不會(huì)使限位裝置受擠壓縮回；密封球的直徑應(yīng)小于密封球管的內(nèi)徑， 能夠在密封球管內(nèi)順利地移動(dòng)。為了保證密封球與上接頭接觸時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn) 對油流通道(即上接頭中的管道口)的密封，密封球的直徑應(yīng)大于上接頭 中的油流通道(中空的管道)的直徑。當(dāng)油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器與井 下油管柱連通時(shí)，即打開井底的高壓油氣時(shí)，密封球會(huì)在下部油氣壓力的 作用下，向上緊頂上接頭的下端，二者之間形成緊密接觸，從而實(shí)現(xiàn)對油 流通道的密封。為了更好地實(shí)現(xiàn)密封，優(yōu)選地，上接頭的下端可以是錐形， 與密封球接觸時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)線接觸。為了實(shí)現(xiàn)較好的密封，要求密封球本身 具有較高的光潔度，并且，由于密封球經(jīng)常與油井中的油氣接觸，因此， 密封球本身也需要具有一定的耐腐蝕能力，在本實(shí)用新型提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器中，所采用的密封球優(yōu)選為金屬球，例如表面經(jīng)過耐腐 蝕和光潔度處理的金屬球，更優(yōu)選的是不銹鋼球。
根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案，在密封球管中對應(yīng)于進(jìn)球口的位置 設(shè)有導(dǎo)引裝置，該導(dǎo)引裝置可以是位于密封球管中的導(dǎo)向軌道，在限位裝 置縮回之后，密封球沿密封球管下落時(shí)，能夠在導(dǎo)向軌道的導(dǎo)引下順利進(jìn) 入收球室；上述導(dǎo)向軌道可以為向下傾斜的軌道(例如弧形或者直線形)， 并且導(dǎo)向軌道較低的一端與上述進(jìn)球口的下沿連接，二者的位置可以持平， 或者導(dǎo)向軌道的較低一端稍高于進(jìn)球口的下沿；當(dāng)密封球落到導(dǎo)向軌道之
后，在其自重的作用下，就會(huì)沿著導(dǎo)向軌道滾落到收球室內(nèi)。為便于油流 通過下接頭進(jìn)入密封球管，上述導(dǎo)向軌道中設(shè)有至少一個(gè)供油流通過的通 孔，該通孔的孔徑小于密封球的直徑。另外，在密封球管下端形成向下傾 斜的縮頸結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)密封球進(jìn)入收球室也可以成為上述導(dǎo)引裝置，例如形
成弧形或者直線形的密封球管的下端，其中，傾斜的角度優(yōu)選為15-75° (與 水平面的夾角)，這也能夠?qū)б孛芊馇蚬芟蛳逻\(yùn)動(dòng)的密封球通過進(jìn)球口進(jìn) 入收球室；此時(shí)，為避免密封球落入下接頭的管道中，可以使下接頭的內(nèi) 徑小于密封球的直徑。
根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案，作業(yè)保護(hù)器的本體可以是一個(gè)實(shí)心 體，也可以是一個(gè)空心體。當(dāng)本體是空心體時(shí)，密封球管和限位裝置中的 限位管可以是固定在本體內(nèi)部的外加的管道，密封球管和限位裝置中的限 位管在本體內(nèi)部的固定方式可以釆用常用的固定方式進(jìn)行，例如焊接等； 當(dāng)本體是實(shí)心體時(shí)，密封球管和限位裝置中的限位管均可以是直接形成(例 如利用車床加工或鑄造成形)于本體內(nèi)的管道，其位置不變，所要實(shí)現(xiàn)的 功能也相同，僅僅是固定方式有所不同，而且這些不同的固定方式是本領(lǐng) 域一般技術(shù)人員能夠自行選擇的。
本實(shí)用新型的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器的工作原理是(舉例說明) 在油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器的初始狀態(tài)，密封球位于密封球管的上部，限位球珠在壓縮彈簧的作用下部分凸出到密封球管內(nèi)，起到限定密封 球向下移動(dòng)的作用。在油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器與井下油管柱處于連接 狀態(tài)時(shí)，即打開井底高壓油氣情況下的帶壓狀態(tài)時(shí)，密封球在下部油氣壓 力的作用下，向上頂緊密封面(即上接頭的下端)，形成對油流通道的密封， 阻止下部油氣向上流動(dòng)而產(chǎn)生井噴，便可安全進(jìn)行下油管柱作業(yè)施工。在 油井投入生產(chǎn)狀態(tài)時(shí)，由上部采油樹通過上接頭進(jìn)行加壓，當(dāng)油流通道的 上部壓力大于下部壓力時(shí)，密封球在上部壓力的作用下，向下移動(dòng)擠壓限 位球珠，通過限位裝置后繼續(xù)沿密封球管向下移動(dòng)，然后進(jìn)入收球室，離 開油流通道，使上下油流通道暢通，可進(jìn)行油井正常生產(chǎn)作業(yè)。
本實(shí)用新型提供的油井用帶壓作業(yè)保護(hù)器可以在以下的帶壓下(安裝) 油管柱的方法中使用，該方法包括
將上述的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器的上接頭與井口的油管掛連接， 下接頭與油管柱連接，將油管柱安裝到油井內(nèi)，使油管柱的下端接觸油氣， 油氣通過油流通道進(jìn)入保護(hù)器內(nèi)部，并使密封球頂掣上接頭的下端；
通過上接頭中的油流通道對密封球施加向下的壓力，迫使限位裝置向 密封球管管壁方向收縮后，使密封球沿密封球管向下運(yùn)動(dòng)，并通過進(jìn)球口 進(jìn)入收球室。
根據(jù)本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案，位于油井中的油管柱是連通到底部 的高壓油氣的油管，當(dāng)下接頭與油管柱連通之后，高壓油氣會(huì)在自身壓力 作用下沿油流通道進(jìn)入下接頭和密封球管內(nèi)部，高壓油氣從下部對密封球 施壓，使密封球頂掣(頂住或者緊頂)上接頭的下端，實(shí)現(xiàn)對油流通道的 密封，使高壓油氣無法進(jìn)入上接頭的中空管道內(nèi)，也就不會(huì)發(fā)生井噴。在 實(shí)際的帶壓下油管柱作業(yè)中， 一般需要安裝多根油管柱，在作業(yè)過程中， 在安裝最后一根油管柱(該油管柱安裝之后，最下面一根油管柱就可以接 觸底部高壓油氣)時(shí)使用本實(shí)用新型提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器。
在進(jìn)行生產(chǎn)前，上部采油樹通過上接頭對密封球進(jìn)行加壓，使密封球擠壓限位裝置，當(dāng)壓力足夠大時(shí)，限位裝置縮回，密封球與上接頭脫離接 觸，并沿密封球管向下運(yùn)動(dòng)，然后通過進(jìn)球口進(jìn)入收球室中，高壓油氣就 沿上下通暢的油流通道進(jìn)入上部采油樹，實(shí)現(xiàn)采用作業(yè)。
本實(shí)用新型提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器具備以下的優(yōu)點(diǎn)和特占.
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1、 本實(shí)用新型提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器結(jié)構(gòu)簡單、合理，在 油井下油管柱作業(yè)時(shí)，能夠帶壓作業(yè)，可以避免采用壓井液污染油氣層， 從而保護(hù)油氣層，又可以保證在下油管柱作業(yè)過程中的安全，不會(huì)出現(xiàn)井 噴；
2、 本實(shí)用新型提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器，在完成下油管柱作 業(yè)和安裝上采油樹后，只需要進(jìn)行打壓操作就可完成作業(yè)通道的打開而轉(zhuǎn) 入油井生產(chǎn)狀態(tài)，具有作業(yè)程序少，操作簡單等特點(diǎn)，大大減少了作業(yè)工 作量，節(jié)約了作業(yè)費(fèi)用，降低了生產(chǎn)成本；
3、 本實(shí)用新型提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器，能夠重復(fù)使用，具 有較長的使用壽命；
4、 本實(shí)用新型提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器，可以實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有油 氣開采設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化對接，無需對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造就可以直接使用，具 有重要的現(xiàn)實(shí)意義。


圖1為實(shí)施例1的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為實(shí)施例2的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為實(shí)施例3的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為實(shí)施例4的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為實(shí)施例5的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為實(shí)施例3提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器的示意圖(初始狀
態(tài))；圖7為實(shí)施例3提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器的示意圖(帶壓作 業(yè)狀態(tài))；
圖8為實(shí)施例3提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器的示意圖(井口加 壓、密封球移動(dòng)到收球室狀態(tài))；
圖9為實(shí)施例3提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器的示意圖(油井生 產(chǎn)狀態(tài))。
附圖標(biāo)號說明
1、上接頭；2、本體；3、油流通道；4、密封球；5、密封球管；6、 收球室；7、出球口； 8、密封面；9、限位球珠；10、限位管；11、壓縮彈 簧；12、軌道；13、密封球安裝通道；14、下接頭；15、油管柱；16、單 向閥；17、封隔器；18、丟手管柱；19、高壓油氣；20、進(jìn)球口； 21、固 定螺釘。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題、特征和效果更加顯而易見，現(xiàn)結(jié) 合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。 實(shí)施例1
圖1所示的是本實(shí)施例的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器在初始狀態(tài)(即 未投入使用時(shí))時(shí)的結(jié)構(gòu)，其中
上接頭1通過位于本體2上端面的密封球管5的開口進(jìn)入密封球管5 內(nèi)部，這一部分密封球管5形成密封球安裝通道13;上接頭1的下端可以 直接與密封球管5內(nèi)壁上的螺紋嚙合，或者在上接頭1的下端側(cè)邊上設(shè)有 與密封球管5內(nèi)壁上的螺紋嚙合的螺紋；位于本體外部的上接頭1的外壁 上設(shè)有絲扣，可以與上部井口的油管掛等部件連接；
下接頭14與密封球管5的下端連通，位于本體2的外部，下接頭14 的外壁上設(shè)有絲扣，可以與底部的油管柱15等部件連接；
上接頭l、密封球管5和下接頭14相互連通，形成油流通道3;收球室6位于本體2內(nèi)部，通過進(jìn)球口20與密封球管5連通，進(jìn)球口 20的位置低于限位裝置的位置，并且其尺寸大于密封球4的直徑，密封球 4可以通過該進(jìn)球口 20由密封球管5進(jìn)入收球室6;而且，收球室6的另 一側(cè)設(shè)有出球口7，密封球4可以通過出球口 7離開收球室6;
限位裝置包括限位球珠9、限位管10和壓縮彈簧11，其中，限位管IO 水平設(shè)置， 一端與本體2的內(nèi)壁連接，另一端固定在密封球管5對應(yīng)于限 位孔的外壁上，通過限位孔(其直徑小于限位珠球4的直徑)與密封球管5 連通；限位球珠9和壓縮彈簧11位于限位管10中，其中，限位球珠9通 過壓縮彈簧11接到本體2的內(nèi)壁上，并且通過上述限位孔凸入密封球管5 內(nèi)，與密封球4接觸，將密封球4限定在圖中所示的位置；壓縮彈簧ll選 用高性能的彈簧鋼材料，具有在使用過程中扭力損失小，扭力降低小于5% 的特點(diǎn)；本實(shí)施例提供的保護(hù)器中包含有兩個(gè)限位裝置，位于同一水平面 上，二者之間成180。夾角；
密封球4位于密封球管5內(nèi)，并且被限位裝置卡住，在不施加外力的 情況下，密封球4能夠保持在圖中所示的位置，不會(huì)向下運(yùn)動(dòng)，即該限位 裝置能夠承受密封球4的自重；當(dāng)下接頭14接通下部的高壓油氣時(shí)，密封 球4會(huì)在高壓油氣的作用下向上緊頂上接頭1的下端(即密封面8)，實(shí)現(xiàn) 對油流通道3的密封，防止出現(xiàn)井噴；
當(dāng)對密封球4施加一定大小的向下的外力(該外力的大小一般應(yīng)大于 下部油氣的壓力)時(shí)，密封球4擠壓限位球珠9，使限位球珠9回縮，限位 裝置失去限位作用，密封球4就可以依靠其自重沿密封球管5向下運(yùn)動(dòng)；
為了便于密封球4進(jìn)入收球室6，在密封球管5的相應(yīng)位置設(shè)有導(dǎo)引裝 置，即向下傾斜的軌道12，該軌道12為弧形，其較低的一端的位置與進(jìn)球 口20的下沿基本持平；為了便于油流通過，軌道12上設(shè)有通孔，通孔的 尺寸小于密封球4的直徑；
上接頭1、密封球管5和下接頭14相互連通，形成供油流通過的油流通道3，并且三者的中心軸線重合，位于同一中心軸線上。 實(shí)施例2
本實(shí)施例提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器的結(jié)構(gòu)如圖2所示意，該 圖中所顯示的也是處于初始狀態(tài)(即未投入使用時(shí))時(shí)的保護(hù)器的結(jié)構(gòu)， 其中，與實(shí)施例l提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器相比，存在以下區(qū)別
本實(shí)施例提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器中，導(dǎo)引裝置(即密封球
管5內(nèi)的軌道12)為傾斜的直線形，其傾斜角度大約為45° (與水平面的
夾角)。
本實(shí)施例提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器的其他結(jié)構(gòu)均與實(shí)施例1 提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器相同。
實(shí)施例3
本實(shí)施例提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器的結(jié)構(gòu)如圖3所示意，該 圖中所顯示的也是處于初始狀態(tài)(即未投入使用時(shí))時(shí)的保護(hù)器的結(jié)構(gòu)，
其中，與實(shí)施例l提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器相比，存在以下區(qū)別
本實(shí)施例提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器中，密封球管5內(nèi)沒有設(shè) 置軌道12,而在實(shí)施例1中軌道12的相應(yīng)位置形成弧形(即縮頸結(jié)構(gòu))，
成為密封球管5的下端，即導(dǎo)引裝置是密封球管5的弧形下端；
下接頭14進(jìn)入本體2內(nèi)部，并與密封球管5的弧形下端連通； 限位裝置通過固定螺釘21固定在本體2的內(nèi)壁上并實(shí)現(xiàn)密封。 本實(shí)施例提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器的其他結(jié)構(gòu)均與實(shí)施例1 提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器相同。 實(shí)施例4
本實(shí)施例提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器的結(jié)構(gòu)如圖4所示意，該 圖中所顯示的也是處于初始狀態(tài)(即未投入使用時(shí))時(shí)的保護(hù)器的結(jié)構(gòu)， 其中，與實(shí)施例2提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器相比，存在以下區(qū)別
本實(shí)施例提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器中，密封球管5內(nèi)沒有設(shè)置軌道12，而密封球管5在實(shí)施例1中軌道12的相應(yīng)位置形成傾斜的縮頸
結(jié)構(gòu)，成為密封球管5的下端，即導(dǎo)引裝置是密封球管5的傾斜的縮頸結(jié) 構(gòu)下端；
下接頭14進(jìn)入本體2內(nèi)部，并與密封球管5的縮頸結(jié)構(gòu)下端連通。 本實(shí)施例提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器的其他結(jié)構(gòu)均與實(shí)施例2 提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器相同。 實(shí)施例5
本實(shí)施例提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器的結(jié)構(gòu)如圖5所示意，該 圖中所顯示的也是處于初始狀態(tài)(即未投入使用時(shí))時(shí)的保護(hù)器的結(jié)構(gòu)， 其中，與實(shí)施例3提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器相比，存在以下區(qū)別-
本實(shí)施例提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器中，上接頭1的下端(即 密封面8)是錐形，密封球4與該錐形下端接觸，形成密封(二者為線接觸， 此時(shí)的密封可以稱為線密封)。
本實(shí)施例提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器的其他結(jié)構(gòu)均與實(shí)施例3 提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器相同。
實(shí)施例6
在本實(shí)施例中，以實(shí)施例3提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器為例， 說明油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器的使用方法。圖6、 7、 8和9所示的分別 為實(shí)施例3提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器在初始狀態(tài)，帶壓作業(yè)狀態(tài)， 井口加壓、密封球移動(dòng)到收球室狀態(tài)，油井生產(chǎn)狀態(tài)下的示意圖。
如圖6所示，在油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器的初始狀態(tài)，密封球4位 于密封球管5頂部，限位球珠9在壓縮彈簧11的作用下部分凸出到密封球 管5內(nèi)，起到限定密封球4向下移動(dòng)的作用。
如圖7所示，在油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器與井下油管柱15的連接狀 態(tài)時(shí)，即打開井底高壓油氣19情況下的帶壓狀態(tài)時(shí)，密封球4在下部油氣 壓力的作用下，向上頂緊密封面8，形成密封，阻止下部油氣向上流動(dòng)而產(chǎn)生井噴，便可安全進(jìn)行下油管柱作業(yè)施工。
如圖8和9所示，在油井投入生產(chǎn)狀態(tài)時(shí)，由上部釆油樹通過上接頭1 進(jìn)行加壓(例如利用液壓油通過液壓進(jìn)行加壓)，當(dāng)油流通道3的上部壓 力大于下部壓力時(shí)，密封球4在上部液壓的作用下，向下移動(dòng)擠壓限位球
珠9，通過后繼續(xù)向下移動(dòng)，通過密封球管5，進(jìn)入收球室6，從而離開油 流通道3，使上下油流通道3暢通，可進(jìn)行油井正常生產(chǎn)作業(yè)。
在本實(shí)施例中，油流通道3的各個(gè)部分根據(jù)需要可以采取同軸不同徑 設(shè)置，密封球管5的內(nèi)徑大于上接頭1和下接頭14內(nèi)的油流通道3的內(nèi)徑。
上接頭1和下接頭14的絲扣可以為API標(biāo)準(zhǔn)油管螺紋扣，上接頭1能 夠方便地與上部井口的油管掛連接，下接頭14與油管柱15連接，油管柱 15通過單向閥16、封隔器17和丟手管柱18接觸高壓油氣19。上下油流通 道3連通之后，高壓油氣19會(huì)在自身的壓力作用下依次通過油管柱15、下 接頭14、密封球管5和上接頭1，然后進(jìn)入上部井口的油管。
當(dāng)然本實(shí)用新型并不局限于此，如上述的油流通道3和密封球管5，上 接頭1和下接頭14，可根據(jù)實(shí)際作業(yè)情況設(shè)置為不同直徑。
以上實(shí)施例僅用以說明而非限制本實(shí)用新型的技術(shù)方案，本領(lǐng)域一般 技術(shù)人員根據(jù)上述實(shí)施例對本實(shí)用新型的詳細(xì)說明，根據(jù)需要對本實(shí)用新 型的技術(shù)方案進(jìn)行的修改或者等同替換，以及不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案 的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要 求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1、一種油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器，其特征在于，該油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器包括本體、上接頭、下接頭、密封球、密封球管、收球室和限位裝置所述密封球管位于所述本體內(nèi)部，所述上接頭、下接頭均為管狀，其中，上接頭與密封球管的上端通過螺紋連接，下接頭與密封球管的下端連通，并且，上接頭、下接頭與密封球管的中心軸線重合，分別自本體的上下二端延伸到本體外，形成連通的油流通道；密封球管的管壁上設(shè)有限位孔，所述限位裝置設(shè)置在密封球管的外壁上，并通過限位孔凸入密封球管內(nèi)，其受壓時(shí)能向密封球管壁方向收縮；密封球位于密封球管內(nèi)的上接頭下方，并卡在所述凸入密封球管的限位裝置上，密封球的直徑大于上接頭的內(nèi)徑，小于密封球管的內(nèi)徑，且密封球與上接頭的下端接觸時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)對油流通道的密封；所述收球室位于本體內(nèi)，分別設(shè)有進(jìn)球口和出球口，并通過進(jìn)球口與密封球管連通，且進(jìn)球口的位置低于限位裝置的位置；密封球管中對應(yīng)于進(jìn)球口的位置設(shè)有導(dǎo)引裝置，能夠引導(dǎo)沿密封球管向下運(yùn)動(dòng)的密封球進(jìn)入收球室；收球室通過出球口與本體外部連通，使密封球能夠通過出球口離開收球室。
2、 如權(quán)利要求1所述的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器，其特征在于，所 述限位裝置包括限位球珠、壓縮彈簧和限位管，其中所述限位管水平設(shè)置， 一端連接在所述密封球管的限位孔處的外壁上， 另一端固定在所述本體的內(nèi)壁上；所述限位球珠和壓縮彈簧位于限位管內(nèi)，限位球珠的直徑大于限位孔 的直徑，并通過限位孔部分凸入到密封球管內(nèi)，并且，限位球珠通過壓縮 彈簧連接到本體的內(nèi)壁上。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器，其特征在于，所述本體內(nèi)部設(shè)有至少兩個(gè)所述限位裝置，并且，所述限位裝置位于同一 水平面上，以等角度間隔設(shè)置。
4、 如權(quán)利要求1所述的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器，其特征在于，所 述上接頭和下接頭的外壁設(shè)有絲扣。
5、 如權(quán)利要求4所述的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器，其特征在于，所述上接頭和下接頭外壁上的絲扣為API標(biāo)準(zhǔn)油管螺紋扣。
6、 如權(quán)利要求1所述的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器，其特征在于，所 述上接頭的下端為錐形，與所述密封球接觸時(shí)形成線接觸，能夠?qū)崿F(xiàn)對油 流通道的密封。
7、 如權(quán)利要求1所述的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器，其特征在于，所 述密封球?yàn)榻饘偾颉?br> 8、 如權(quán)利要求7所述的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器，其特征在于，所 述密封球?yàn)椴讳P鋼球。
9、 如權(quán)利要求1所述的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器，其特征在于，所 述導(dǎo)引裝置包括位于密封球管中的導(dǎo)向軌道，該導(dǎo)向軌道為向下傾斜的軌 道，并且該導(dǎo)向軌道中心具有至少一個(gè)供油流通過的通孔。
10、 如權(quán)利要求1所述的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器，其特征在于， 所述密封球管的下端為傾斜的縮頸結(jié)構(gòu)，成為所述導(dǎo)引裝置。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器，其特征在于，該油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器包括本體、上接頭、下接頭、密封球、密封球管、收球室和限位裝置。本實(shí)用新型提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器結(jié)構(gòu)簡單、合理，在油井下油管柱作業(yè)時(shí)，能夠帶壓作業(yè)，可以避免采用壓井液污染油氣層，從而保護(hù)油氣層，又可以保證在下油管柱作業(yè)過程中的安全，不會(huì)出現(xiàn)井噴。而且，本實(shí)用新型提供的油井用油管帶壓作業(yè)保護(hù)器，在完成下油管柱作業(yè)和安裝上采油樹后，只需要進(jìn)行打壓操作就可完成作業(yè)通道的打開而轉(zhuǎn)入油井生產(chǎn)狀態(tài)，具有作業(yè)程序少，操作簡單等特點(diǎn)，大大減少了作業(yè)工作量，節(jié)約了作業(yè)費(fèi)用，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號E21B33/03GK201344008SQ200820124609
公開日2009年11月11日 申請日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日
發(fā)明者劉書杰, 進(jìn) 楊 申請人:中國石油大學(xué)(北京)