專利名稱：水平井測(cè)井防頂解鎖裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田生產(chǎn)測(cè)井領(lǐng)域，特別涉及水平井生產(chǎn)測(cè)井過(guò)程中桿管輸送所采用的挺桿防頂及解鎖裝置和現(xiàn)場(chǎng)的使用方法。
背景技術(shù)：
目前，在水平井測(cè)試工藝中，需要采用一種防頂裝置，能夠使油管柱推動(dòng)挺桿柱，提供水平輸送的動(dòng)力，將測(cè)試儀器 輸送到預(yù)定位置；同時(shí)，還可以在儀器到達(dá)測(cè)試位置后進(jìn)行解鎖，使測(cè)試儀器可以上提，完成連續(xù)測(cè)試，這個(gè)裝置是決定水平井測(cè)井成敗的關(guān)鍵部件。中國(guó)專利公告號(hào)CN2083190，提供了一種“井下防頂器”。主要由下接頭、箍簧、摩擦片、中心管、錐體、防阻銷釘、外管、上接頭組成，在下接頭上裝有摩擦片，還有一個(gè)可與上接頭內(nèi)孔連接的堵塞器。它可用于注水不壓井上作業(yè)，封死地層水竄出地面，在起管柱時(shí)，只要從井口投入堵塞器，就可以滿足不壓井不放噴的作業(yè)工藝要求，并且能自動(dòng)防止井內(nèi)壓力對(duì)管柱的上頂力，使油管不致上竄。該防頂器由于需要投入堵塞器，無(wú)法滿足測(cè)試儀器的起下，不能滿足水平井測(cè)井需要。中國(guó)專利公告號(hào)CN101173600，提供了一種“可撈型防頂卡瓦”。錐體下行推動(dòng)卡瓦向外張開錨定在套管上，錐體下行后，錐體失去對(duì)鎖塊的約束，使上體和下體脫開。由于是帶泵完成的錨定脫開，因此，使上體和下體脫開打撈管向上抽出后就可以下抽油桿生產(chǎn)，不需要將打防頂?shù)墓苤科鸪龊笤傧聨П玫纳a(chǎn)管柱。需要檢修下部的井下工具時(shí)，不需要將生產(chǎn)管柱全部提出再下打撈管柱，只需要再將生產(chǎn)管柱下放，鎖塊不再阻擋打撈管下行，使其打撈管下部螺紋與錐體內(nèi)部螺紋接觸后，旋轉(zhuǎn)管柱螺紋旋合，旋合后上提管柱，將錐體上提，卡瓦就從套管壁上收回，繼續(xù)上提管柱，可將全部井下工具提出，減少作業(yè)工序，減少作業(yè)時(shí)間。該防頂卡瓦適用于在套管內(nèi)部應(yīng)用，一旦防頂后，管柱將不能向上運(yùn)動(dòng)；且尺寸較大，無(wú)法滿足挺桿柱在井下水平段輸送測(cè)試儀器的需要。中國(guó)專利公告號(hào)CN201448073U，提供了一種“自撈型防頂卡瓦”。分離接頭下部銑開成條體，條體上的外凸臺(tái)肩懸掛在懸掛接頭下部?jī)?nèi)臺(tái)肩處，懸掛接頭與殼體連接，殼體內(nèi)安裝錐體，殼體的窗口處安裝卡瓦，推進(jìn)器下部安裝在錐體內(nèi)，推進(jìn)器鎖住分離接頭下部，使分離接頭下部銑開成的各條體不能向內(nèi)收縮，拉桿上部與推進(jìn)器連接，拉桿下部設(shè)有凸臺(tái)。凸臺(tái)的外徑大于頂套的內(nèi)徑。其下部封隔器座封所需要的軸向力由卡瓦固定，實(shí)現(xiàn)分離接頭與懸掛接頭脫開后生產(chǎn)，需要撈出時(shí)上提管柱，拉桿下部所設(shè)凸臺(tái)可將錐體向上拉動(dòng)，使下部封隔器解封和卡瓦收回。脫開和撈出不需要另下管柱。該防頂卡瓦在解鎖時(shí)需要上提管柱，無(wú)法達(dá)到油管柱不動(dòng)而只解鎖挺桿柱的目的，無(wú)法滿足水平井測(cè)井要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種水平井測(cè)井防頂解鎖裝置，應(yīng)用于水平井桿管輸送測(cè)井的桿柱防頂和解鎖裝置，同時(shí)提供水平井測(cè)井防頂解鎖裝置在現(xiàn)場(chǎng)使用的方法，保證桿管輸送和測(cè)井的成功。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是水平井測(cè)井桿管輸送挺桿防頂解鎖裝置，由懸掛防頂外殼I和防頂器2組成。防頂器通過(guò)防頂卡瓦環(huán)支撐在懸掛防頂外殼內(nèi)防頂體的防頂臺(tái)階上；懸掛防頂外殼由接箍、防頂體和懸掛體組成，接箍為圓筒形并且兩端有油管內(nèi)螺紋，接箍下端通過(guò)油管內(nèi)螺紋與防頂體上端連接；防頂體為圓筒形，防頂體的上端有導(dǎo)引通道，導(dǎo)引通道是在防頂體中心孔上端加工成的錐面；防頂體的導(dǎo)引通道下面的中心孔為上對(duì)接通道；在防頂體的上對(duì)接通道下端 有環(huán)形臺(tái)階，此環(huán)形臺(tái)階是防頂臺(tái)階；防頂體的下端有內(nèi)螺紋，在防頂體下端螺紋連接懸掛體；懸掛體為圓筒形；懸掛體下部的中心孔是下對(duì)接通道；懸掛體的下對(duì)接通道上端有環(huán)形臺(tái)階，此環(huán)形臺(tái)階是懸掛臺(tái)階；在防頂體的防頂臺(tái)階與懸掛體的懸掛臺(tái)階之間有圓柱形的懸掛腔，懸掛腔的直徑比上對(duì)接通道的直徑大
6 12_ ;上對(duì)接通道和下對(duì)接通道的內(nèi)徑相同；防頂器由防頂錐體、防頂卡瓦環(huán)、箍簧、卡瓦座、活塞體、定位銷、拉簧、活塞限位筒和拉黃堵頭組成；防頂錐體為階梯圓柱體，上部直徑大，下部直徑小，兩個(gè)圓柱之間的外壁上有錐度為15 30°的錐體斜面；防頂錐體上端有外螺紋與電纜頭連接，在防頂錐體與電纜頭之間有密封膠圈；防頂錐體下端有外螺紋與活塞體連接，連接處有密封圈；防頂錐體有中心孔，中心孔兩端有45°倒角；在防頂錐體錐體斜面上套有防頂卡瓦環(huán)；防頂卡瓦環(huán)上端上寬下窄，為15 30°錐面，防頂卡瓦環(huán)下端為圓筒形；在防頂卡瓦環(huán)側(cè)壁上有一個(gè)2 3_的斷開縫隙；防頂卡瓦環(huán)采用彈簧鋼制作；在防頂卡瓦環(huán)的下部圓筒形的外壁上有安裝槽，安裝槽上套有箍簧；在防頂卡瓦環(huán)的下端有外螺紋，防頂卡瓦環(huán)下端螺紋連接卡瓦座；卡瓦座穿在防頂錐體下部的外壁上；卡瓦座上部外徑大，下部外徑小，兩者之間有直角臺(tái)階；卡瓦座上部有內(nèi)螺紋與防頂卡瓦環(huán)下部的外螺紋連接；卡瓦座下部有外螺紋與活塞限位筒連接；卡瓦座與活塞限位筒連接后，卡瓦座外部的直角臺(tái)階頂在活塞限位筒的上部端面上；活塞限位筒為圓筒形，下部有直角臺(tái)階，臺(tái)階下面有外螺紋與挺桿懸掛器連接，連接處有密封圈；活塞限位筒上部有內(nèi)螺紋與卡瓦座的下部螺紋連接；在活塞限位筒中部的壁上均勻分布有螺紋孔，螺紋孔內(nèi)有定位銷；定位銷用于限制活塞體滑動(dòng)距離；活塞體為圓筒形，上部外徑小，中部外徑大，外部有階梯狀臺(tái)階；活塞體上部有內(nèi)螺紋與防頂錐體連接，連接處有密封圈；活塞體安裝在活塞限位筒上端中心孔內(nèi)；活塞體的中部外壁上有密封槽，安裝有密封圈；活塞體底部有外螺紋與拉簧連接；拉簧的上端固定在活塞體下端外壁螺紋上，拉簧的下端穿過(guò)活塞限位筒下端中心孔連接在拉簧堵頭的螺紋上；拉簧堵頭有中心孔，拉簧堵頭外部有兩個(gè)階梯狀臺(tái)階；拉簧堵頭上部有外螺紋與拉簧連接；拉簧堵頭中部外徑小，下部外徑大；拉簧堵頭下部的臺(tái)階在拉簧的作用下頂在活塞限位筒的底端。水平井測(cè)井防頂解鎖裝置的安裝過(guò)程參閱圖I。依次連接接箍、防頂體和懸掛體，完成懸掛防頂外殼的組裝。
參閱圖2。箍簧203穿過(guò)防頂卡瓦環(huán)202底部安裝槽內(nèi)，防頂卡瓦環(huán)202通過(guò)箍簧203的收縮組裝一個(gè)整體；防頂卡瓦環(huán)203與卡瓦座204從防頂錐體201的底部穿入，箍簧203與防頂卡瓦環(huán)202安裝在防頂錐體201的斜錐面上；防頂卡瓦環(huán)202安裝在卡瓦座204上端的環(huán)形槽內(nèi)；活塞體205通過(guò)螺紋與防頂錐體201的底部連接；拉簧207擰在活塞體205底部的絲扣上；活塞限位筒208通過(guò)螺紋與卡瓦座204連接；定位銷206通過(guò)螺紋安裝在活塞限位筒208側(cè) 面的限位孔內(nèi)；將拉簧207從活塞限位筒208內(nèi)拉出，擰在拉簧堵頭209的絲扣上；拉簧堵頭209的上部放入活塞限位筒208下端的孔內(nèi)；完成防頂器的組裝。參閱圖3。將防頂器2的上部導(dǎo)入懸掛防頂外殼I的下對(duì)接通道F內(nèi)；用外力上提防頂錐體201，防頂卡瓦環(huán)202沿防頂錐體201的斜面下行，外徑變小，防頂卡瓦環(huán)202進(jìn)入懸掛防頂外殼I的下對(duì)接通道F，進(jìn)而進(jìn)入懸掛防頂外殼I的懸掛腔D內(nèi)；防頂器2進(jìn)入懸掛防頂外殼I內(nèi)的懸掛腔D后，用外力下壓防頂器2的防頂錐體201，防頂卡瓦環(huán)202沿防頂錐體201的斜面上行，外徑變大，防頂卡瓦環(huán)202支撐在懸掛防頂外殼I的防頂臺(tái)階C上，完成防頂解鎖裝置的組裝。簡(jiǎn)述水平井測(cè)井桿管輸送挺桿防頂解鎖裝置的現(xiàn)場(chǎng)使用方法，有助于理解本發(fā)明。參閱圖3。在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)，挺桿柱下入完成后，防頂器2的活塞限位筒208通過(guò)螺紋與挺桿懸掛器連接，挺桿懸掛器和挺桿柱連接；①上提防頂器2的防頂錐體201，防頂卡瓦環(huán)202沿防頂錐體201的斜面下行，防頂卡瓦環(huán)202的外徑縮至最小用修井作業(yè)機(jī)將懸掛防頂外殼I吊起下放防頂器2導(dǎo)入懸掛防頂外殼I的下對(duì)接通道F，最終進(jìn)入懸掛防頂外殼的懸掛腔D ;用外力下壓防頂器2的防頂錐體201，頂卡瓦環(huán)202沿防頂錐體201的斜面上行，防頂卡瓦環(huán)202撐開，頂在懸掛防頂外殼I的防頂臺(tái)階C處，完成防頂作業(yè)；④懸掛防頂外殼I上部連接油管，將挺桿和測(cè)試儀器輸送到預(yù)定位置；⑤需要解鎖時(shí)，上提防頂器2的防頂錐體201，防頂卡瓦環(huán)202沿防頂錐體201的斜面下行，防頂卡瓦環(huán)202的外徑縮至最小，防頂器2可以通過(guò)懸掛防頂外殼I的上對(duì)接通道B提出，完成解鎖。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明水平井測(cè)井防頂解鎖裝置，防頂可靠，可以提供3噸的輸送力；解鎖順利。


圖I是懸掛防頂外殼I的示意圖。圖2是防頂器2的示意圖。圖3是水平井測(cè)井防頂解鎖裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I-懸掛防頂外殼；2_防頂器；101_接箍；102_防頂體；103_懸掛體；A_導(dǎo)引通道；B-上對(duì)接通道；C-防頂臺(tái)階；D-懸掛腔；E-懸掛臺(tái)階；F-下對(duì)接通道；201_防頂錐體；202-防頂卡瓦環(huán)；203_箍簧；204_卡瓦座；205_活塞體；206_定位銷；207_拉簧；208-活塞限位筒；209_拉簧堵頭。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :以一個(gè)水平井測(cè)井防頂解鎖裝置為例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。參閱圖I。本實(shí)發(fā)明中的懸掛防頂外殼I由接箍101、防頂體102和懸掛體103組成，其結(jié)構(gòu)及組裝關(guān)系如下接箍101的外徑為89毫米，兩端帶有27/8"油管內(nèi)螺紋，接箍101下端通過(guò)螺紋與防頂體102連接。防頂體102外徑為73毫米，長(zhǎng)為2350毫米，其頂部帶有30°的倒角，構(gòu)成導(dǎo)引通道A。其下為上對(duì)接通道B，內(nèi)徑為42毫米，長(zhǎng)200毫米。上對(duì)接通道B下面是懸掛腔D，內(nèi)徑為53毫米，長(zhǎng)1500毫米。上對(duì)接通道B與懸掛腔D之間的平面臺(tái)階為防頂臺(tái)階C。防頂體102與懸掛體103通過(guò)螺紋連接。在懸掛體103上帶有下對(duì)接通道F，內(nèi)徑為42毫米，長(zhǎng)200毫米。下對(duì)接通道F與懸掛腔D之間的平面臺(tái)階為懸掛臺(tái)階E。參閱圖2。防頂器2由防頂錐體201、防頂卡瓦環(huán)202、箍簧203、卡瓦座204、活塞體205、定位銷206、拉簧207、活塞限位筒208、拉簧堵頭209組成，其結(jié)構(gòu)及組裝關(guān)系如下防頂錐體201上部為38毫米的圓柱，下部為27毫米的圓柱，其長(zhǎng)度各位300毫米，兩個(gè)圓柱體之間為30°的錐體，下部通過(guò)M24的螺紋與活塞體205連接。防頂卡瓦環(huán)202采用彈簧鋼制作，厚度2. 5毫米，上部有30°內(nèi)圓錐面，下部為圓筒形，防頂卡瓦環(huán)202側(cè)面有2. 5mm的斷開縫隙，可以在外力的作用下?lián)伍_或收縮。箍簧203套在防頂卡瓦環(huán)202上，箍簧203 收縮后內(nèi)徑22毫米；箍簧203厚度2. 5毫米，高4毫米；防頂卡瓦環(huán)202配合安裝在防頂錐體201上，可以在外力作用下沿防頂錐體201的斜面上下滑動(dòng)?？ㄍ咦?04上部有階梯狀安裝槽，用于安裝防頂卡瓦環(huán)202，卡瓦座204下部用M26的螺紋與活塞限位筒208連接。防頂錐體201底部通過(guò)M22的螺紋與活塞體205連接?；钊w205下部帶有M15的螺紋，與拉簧207相連。拉簧207的外徑為18毫米，其下部與拉簧堵頭209上部的M15螺紋連接?；钊尬惑w208的外徑為38毫米，側(cè)面帶有定位孔，孔內(nèi)裝有6個(gè)直徑4毫米的定位銷206，用于限制活塞體向上的運(yùn)動(dòng)?；钊尬惑w208上部?jī)?nèi)徑25毫米，用于放置活塞體205，下部?jī)?nèi)徑20毫米，用于放置拉簧207。拉簧堵頭209的最大外徑24 26毫米，在拉簧的作用力下，堵塞在活塞限位體208的下端。以一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)使用方法為例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。參閱圖3。在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)，挺桿柱下入完成后，防頂器2的活塞限位筒208通過(guò)螺紋與挺桿懸掛器連接，挺桿懸掛器和挺桿柱連接。上提防頂器2的防頂錐體201，防頂卡瓦環(huán)202沿防頂錐體201的斜面下行，防頂卡瓦環(huán)202的外徑縮至最小。用修井作業(yè)機(jī)將懸掛防頂外殼I吊起下放。防頂器2導(dǎo)入懸掛防頂外殼I的下對(duì)接通道F，最終進(jìn)入懸掛防頂外殼的懸掛腔D。用外力下壓防頂器2的防頂錐體201，頂卡瓦環(huán)202沿防頂錐體201的斜面上行，防頂卡瓦環(huán)202撐開，完成防頂作業(yè)。懸掛防頂外殼I上部連接油管，將挺桿和測(cè)試儀器輸送到預(yù)定位置。需要解鎖時(shí)，上提防頂器2的防頂錐體201，防頂卡瓦環(huán)202沿防頂錐體201的斜面下行，防頂卡瓦環(huán)202的外徑縮至最小，防頂器2可以從懸掛防頂外殼I的上對(duì)接通道B內(nèi)提出，完成解鎖。
權(quán)利要求
1.一種水平井測(cè)井桿管輸送挺桿防頂解鎖裝置，由懸掛防頂外殼(I)和防頂器(2)組成，其特征在于防頂器(2)通過(guò)防頂卡瓦環(huán)(202)支撐在懸掛防頂外殼(I)內(nèi)防頂體(102)的防頂臺(tái)階(C)上； 懸掛防頂外殼⑴由接箍(101)、防頂體(102)和懸掛體(103)組成，接箍(101)為圓筒形并且兩端有油管內(nèi)螺紋，接箍(101)下端通過(guò)油管內(nèi)螺紋與防頂體(102)上端連接；防頂體102為圓筒形，防頂體(102)的上端有導(dǎo)引通道(A)，導(dǎo)引通道(A)是在防頂體(102)中心孔上端加工成的錐面；防頂體(102)的導(dǎo)引通道(A)下面的中心孔為上對(duì)接通道(B)；在防頂體(102)的上對(duì)接通道(B)下端有環(huán)形臺(tái)階，此環(huán)形臺(tái)階是防頂臺(tái)階(C);防頂體(102)的下端有內(nèi)螺紋，在防頂體(102)下端螺紋連接懸掛體(103);懸掛體(103)為圓筒形；懸掛體(103)下部的中心孔是下對(duì)接通道(F);懸掛體(103)的下對(duì)接通道(F)上端有環(huán)形臺(tái)階，此環(huán)形臺(tái)階是懸掛臺(tái)階(E);在防頂體(102)的防頂臺(tái)階(C)與懸掛體(103)的懸掛臺(tái)階(E)之間有圓柱形的懸掛腔(D)，懸掛腔(D)的直徑比上對(duì)接通道(B)的直徑大 6 12mm ;上對(duì)接通道⑶和下對(duì)接通道(F)的內(nèi)徑相同； 防頂器(2)由防頂錐體(201)、防頂卡瓦環(huán)(202)、箍簧(203)、卡瓦座(204)、活塞體(205)、定位銷(206)、拉簧(207)、活塞限位筒(208)和拉簧堵頭(209)組成； 防頂錐體(201)為階梯圓柱體，上部直徑大，下部直徑小，兩個(gè)圓柱之間的外壁上有錐度為15 30°的錐體斜面；防頂錐體(201)上端有外螺紋與電纜頭連接，在防頂錐體(201)與電纜頭之間有密封膠圈；防頂錐體(201)下端有外螺紋與活塞體(205)連接，連接處有密封圈；防頂錐體(201)有中心孔，中心孔兩端有45°倒角；在防頂錐體(201)錐體斜面上套有防頂卡瓦環(huán)(202)； 防頂卡瓦環(huán)(202)上端上寬下窄，為15 30°錐面，防頂卡瓦環(huán)(202)下端為圓筒形；在防頂卡瓦環(huán)(202)側(cè)壁上有一個(gè)2 3mm的斷開縫隙；防頂卡瓦環(huán)(202)采用彈簧鋼制作；在防頂卡瓦環(huán)(202)的下部圓筒形的外壁上有安裝槽，安裝槽上套有箍簧(203);在防頂卡瓦環(huán)(202)的下端有外螺紋，防頂卡瓦環(huán)(202)下端螺紋連接卡瓦座(204)； 卡瓦座(204)穿在防頂錐體(201)下部的外壁上；卡瓦座(204)上部外徑大，下部外徑小，兩者之間有直角臺(tái)階；卡瓦座(204)上部有內(nèi)螺紋與防頂卡瓦環(huán)(202)下部的外螺紋連接；卡瓦座(204)下部有外螺紋與活塞限位筒(208)連接；卡瓦座(204)與活塞限位筒(208)連接后，卡瓦座(204)外部的直角臺(tái)階頂在活塞限位筒(208)的上部端面上； 活塞限位筒(208)為圓筒形，下部有直角臺(tái)階，臺(tái)階下面有外螺紋與挺桿懸掛器連接，連接處有密封圈；活塞限位筒(208)上部有內(nèi)螺紋與卡瓦座(204)的下部螺紋連接；在活塞限位筒(208)中部的壁上均勻分布有2 4個(gè)螺紋孔，螺紋孔內(nèi)有定位銷(206);定位銷(206)用于限制活塞體(205)滑動(dòng)距離； 活塞體(205)為圓筒形，上部外徑小，中部外徑大，外部有階梯狀臺(tái)階；活塞體(205)上部有內(nèi)螺紋與防頂錐體(201)連接，連接處有密封圈；活塞體(205)安裝在活塞限位筒(208)上端中心孔內(nèi)；活塞體(205)的中部外壁上有密封槽，安裝有密封圈；活塞體(205)底部有外螺紋與拉簧(207)連接； 拉簧(207)的上端固定在活塞體(205)下端外壁螺紋上，拉簧(207)的下端穿過(guò)活塞限位筒(208)下端中心孔連接在拉簧堵頭(209)的螺紋上； 拉簧堵頭(209)有中心孔，拉簧堵頭(209)外部有兩個(gè)階梯狀臺(tái)階；拉簧堵頭(209)上部有外螺紋與拉簧(207)連接；拉簧堵頭(209)中部外徑小，下部外徑大；拉簧堵頭(209)下部的臺(tái)階在拉簧(207)的作用下頂在活塞限位筒(208)的底端。
2.如權(quán)利要求I所述的水平井測(cè)井防頂解鎖裝置，其特征在于所述的拉簧(207)為拉伸彈簧。
全文摘要
水平井測(cè)井桿管輸送挺桿防頂解鎖裝置，應(yīng)用于油田水平井測(cè)井的儀器輸送。防頂解鎖裝置由懸掛防頂外殼和防頂器組成；懸掛防頂外殼由接箍、防頂體和懸掛體組成；防頂器由防頂錐體、防頂卡瓦環(huán)、箍簧、卡瓦座、活塞體、定位銷、拉簧、活塞限位筒、拉簧堵頭組成；防頂錐體帶有錐面；防頂卡瓦環(huán)及箍簧組合后套在防頂錐體上的錐面上；防頂卡瓦環(huán)下部安裝在卡瓦座上部的安裝槽內(nèi)；活塞限位體上部用于放置活塞體，定位銷安裝在活塞限位體的螺紋孔內(nèi)；拉簧堵頭在拉簧的作用力下，堵塞在活塞限位體的下端。效果是防頂可靠，提供3噸的輸送力；解鎖順利。
文檔編號(hào)E21B47/00GK102953724SQ20121046465
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者章沙莉, 張寶輝, 楊永祥, 王鳳清, 李向齊, 胡書寶, 王一鳴, 郭吉民 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司