一种防倒灌式油井管柱防坠落装置及工艺方法制造方法及图纸

一种防倒灌式油井管柱防坠落装置及工艺方法，属于防倒灌反洗井技术领域。上接头上端连接油管，内有进液孔形成洗井通道，上接头内置浮动球，下设支撑弹簧做支撑，自封胶筒热处理固定在缸体上，锥体螺纹连接与内管，内管上端与上接头螺纹连接，其下端与下接头螺纹连接，卡瓦套在卡瓦罩上，之间用卡瓦弹簧支撑，备帽与扶正体上端螺纹连接，扶正体下端与缸套螺纹连接，备帽与扶正体固定弹簧弓片，防坐弹簧上端与扶正体固定，下端支撑活塞，活塞上端与卡瓦罩螺纹连接，胶筒座与缸套螺纹连接，阻尼胶筒热处理固定在胶筒座上，液压孔在胶筒座上，油流旁通孔在内管下端，轨迹筒通过螺纹与胶筒座下端连接，液流通道进液，下接头上销钉挂接在轨迹筒的轨迹槽内。

【技术实现步骤摘要】
一种防倒灌式油井管柱防坠落装置及工艺方法
本专利技术涉及一种防倒灌式油井管柱防坠落装置及工艺方法，属于防倒灌反洗井

技术介绍
目前油田主要采用水平井高效开发薄油层，除此之外，油井多为定向井，两者井斜均较大、井眼轨迹复杂，油井生产过程中存在偏磨腐蚀现象，后期生产过程中可能出现管柱断脱落井造成打捞难度大、风险高、占井时间长的情况，同时油井还普遍存在结蜡严重，热洗井段长、热洗液污染地层、热洗效率低的问题。目前，该领域出现的井筒防落物工具主要有三种：第一种是Y441-115封隔器、套管液压丢手和泄压球座组成的防落物管串（水平井防落物管柱与举升管柱最佳距离分析，石油地质与工程，2009,26（1）），Y441-115封隔器采用双锥体单卡瓦锚定方式，套管液压丢手采用套管打压方式丢开。第二种是采用丝堵+平式筛管+单向阀球座+Y441-146封隔器总成+丢手短节的组合管串（套管防落物装置在水平井上的改进与应用，化学工程与装备，2011,5（5））。第三种是防落物装置连接于生产管柱，由锚定总成和锁放总成组成，断脱后锁放总成的锁套推动卡瓦张开锚定（油管防落物装置的研究与应用，石油矿场机械，2003,32（6））。前两种方式为液压丢手式，油管与装置撞击后弯曲变形难以打捞，同时工具长期留在井筒内会因结垢造成难以解封，对套管损伤大，下井过程中无法实现防落物；第三种方式下井速度有严格要求，会由于现场不规范操作而误动作。以上方式均无洗井防倒灌功能。对此，需研制一种与生产管柱连接，起下管柱及生产过程中断脱后立即锚定，有效防止管柱坠落，使套管、管柱与装置免受损伤，同时进行热洗清蜡作业时可以避免热洗液污染地层、降低排液时间、提高热洗效率的管柱防坠落装置。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足,本专利技术提供一种防倒灌式油井管柱防坠落装置及工艺方法。本专利技术是针对油井管柱断脱落井后造成打捞难度大、风险高、成功率低，同时水平井结蜡严重，洗井作业时洗井液倒灌地层导致生产排液时间长的问题而研制的防倒灌式的油井管柱防坠落装置。装置连接于生产管柱下端，正常情况下机械坐封，坐封后可有效阻止断脱管柱掉入井底，同时不影响正常采油；起下管柱过程中出现管柱断脱后可实现锚定坐封，起管柱时随生产管柱一同起出，防止出现装置长期留在井筒内因结垢而难以解封的情况；管柱断脱时从根本上减小管柱下落距离，从而防止强大冲击力的产生，有效防止套管、管柱与装置免受损伤；热洗作业时，装置封隔地层，有效阻止热洗液倒灌地层，减小生产排液时间。一种防倒灌式油井管柱防坠落装置，上接头上端连接油管，内有进液孔形成洗井通道，上接头内置浮动球，下设支撑弹簧做支撑，自封胶筒热处理固定在缸体上，锥体螺纹连接与内管，内管上端与上接头螺纹连接，其下端与下接头螺纹连接，卡瓦套在卡瓦罩上，之间用卡瓦弹簧支撑，备帽与扶正体上端螺纹连接，扶正体下端与缸套螺纹连接，备帽与扶正体、缸套固定弹簧弓片，防坐弹簧上端与扶正体固定，下端支撑活塞，活塞上端与卡瓦罩螺纹连接，胶筒座与缸套螺纹连接，阻尼胶筒热处理固定在胶筒座上，液压孔在胶筒座上，油流旁通孔在内管下端，轨迹筒通过螺纹与胶筒座下端连接，液流通道进液，下接头上的销钉挂接在轨迹筒的轨迹槽内。一种防倒灌式油井管柱防坠落工艺方法，含有以下步骤；正常坐封时，装置下井到预定位置后，上提上接头，带动内管上行，下接头随之上行，旋转下放，此时销钉移出轨迹筒，使内管得以下行，下放管柱，内管下行带动锥体下行，利用管柱自重撑开卡瓦，锚定于套管内壁，装置坐封完成；起管柱断脱：起管柱过程中装置解封，遇断脱，管柱突然下沉，卡瓦滞后锥体，再次推动卡瓦张开坐封；下管柱断脱：管柱断脱后下落中速度突然增大，装置遇到液体（气体）后，阻尼胶筒挤压液体（气体）形成阻力，液体（气体）进入进液孔形成压力推动活塞压缩防坐弹簧上行，推动卡瓦罩上行，带动卡瓦上行，同时锥体随内管自由落体下行，卡瓦与锥体形成相对运动，撑开卡瓦，锚定于套管内壁，防止管柱下落；解封：上提管柱，锥体上行，卡瓦在卡瓦弹簧的作用下回收，装置解封；弹簧弓片与套管内壁摩擦接触，提供装置本体支撑力、扶正工具，防坐弹簧固定活塞，防止误动作，阻尼胶筒为装置下落提供阻力，减小下落速度，同时使液流产生压力推动卡瓦；洗井：从油套环空注入洗井液，自封胶筒外径大于套管内径，封隔套管环空，洗井液通过洗井通道进入上接头内腔，洗井液压力下压浮动球，浮动压缩弹簧后将液体下行通道密封，阻止洗井液下行，洗井液上行从油管内排出，完成反洗井循环。本专利技术的优点是：（1）正常情况下装置机械坐封；（2）起下管柱过程中断脱后装置可迅速坐封，装置下滑距离及冲击力小；（3）装置坐封后，可有效防止管柱断脱后掉入井底，同时可承受804KN的下压载荷；（4）防坠落装置上提管柱可解封，解封力小。（5）洗井时，承压25MPa，无压降。附图说明当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本专利技术以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定，如图其中：图1为本专利技术的结构剖面示意图。图2为本专利技术的现场试验井筒示意图。下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。具体实施方式显然，本领域技术人员基于本专利技术的宗旨所做的许多修改和变化属于本专利技术的保护范围。实施例1：如图1、图2所示，防倒灌式油井管柱防坠落装置至上而下主要由、洗井防倒灌机构、锚定机构、扶正机构、阻尼机构、机械坐封机构组成。洗井防倒灌机构主要为洗井提供循环通道，并且能够封隔地层，防止洗井液污染地层；锚定机构主要作用为当管柱断脱或机械坐封时，装置锚定于套管内壁，承接管柱，防止其下落；扶正机构主要为工具坐封、解封提供支撑力，其次扶正工具，避免下井过程中提前坐封；阻尼机构主要作用为当管柱出现断脱后，通过对液面进行挤压，产生的压力推动卡瓦锚定于套管；机械座封机构主要完成机械坐封动作。（1）本装置连接于生产管柱下端，正常情况坐封方式为“上提-旋转下放”管柱，坐封后可防止断脱管柱下落，上提管柱进行解封，并随管柱一同起出，操作方便。（2）当起下管柱过程中发生断脱时，阻尼机构的自封胶筒挤压液体，液流产生压力推动卡瓦使其锚定，承接断脱管柱，防止落入井底。（3）热洗井筒时提供热洗循环通道，并且可以封隔套管环空，防止热洗液倒灌地层。一种防倒灌式油井管柱防坠落装置及工艺方法，该试验井井筒液面600m，分别实施了装置在液面以上、液面以下的管柱断脱模拟及正常机械坐封后的断脱模拟。（1）装置下井过程中（井筒液面以上）断脱模拟：将防倒灌式油井管柱防坠落装置连接生产管柱下井到预定位置（545.4m），地面打压使连接在管柱最上端的丢手接头断开，管柱形成断脱下落过程，断脱后装置立即锚定，装置下滑距离0.25m。（2）装置下井过程中（井筒液面以下）断脱模拟：将防倒灌式油井管柱防坠落装置连接生产管柱下井到预定位置（1487.6m），地面打压使连接在管柱最上端的丢手接头断开，管柱形成断脱下落过程，断脱后装置立即锚定，装置下滑距离0.47m。（3）正常坐封及起管柱断脱模拟：下工具坐封：将防倒灌式油井管柱防坠落装置连接生产管柱下井到预定位置（1487.6m）本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防倒灌式油井管柱防坠落装置，其特征在于上接头上端连接油管，内有进液孔形成洗井通道，上接头内置浮动球，下设支撑弹簧做支撑，自封胶筒热处理固定在缸体上，锥体螺纹连接与内管，内管上端与上接头螺纹连接，其下端与下接头螺纹连接，卡瓦套在卡瓦罩上，之间用卡瓦弹簧支撑，备帽与扶正体上端螺纹连接，扶正体下端与缸套螺纹连接，备帽与扶正体固定弹簧弓片，防坐弹簧上端与扶正体固定，下端支撑活塞，活塞上端与卡瓦罩螺纹连接，胶筒座与缸套螺纹连接，阻尼胶筒热处理固定在胶筒座上，液压孔在胶筒座上，油流旁通孔在内管下端，轨迹筒通过螺纹与胶筒座下端连接，液流通道进液，下接头上的销钉挂接在轨迹筒的轨迹槽内。

【技术特征摘要】
1.一种防倒灌式油井管柱防坠落装置，其特征在于上接头上端连接油管，内有进液孔形成洗井通道，上接头内置浮动球，下设支撑弹簧做支撑，自封胶筒热处理固定在缸体上，锥体螺纹连接于内管，内管上端与上接头螺纹连接，其下端与下接头螺纹连接，卡瓦套在卡瓦罩上，之间用卡瓦弹簧支撑，备帽与扶正体上端螺纹连接，扶正体下端与缸套螺纹连接，备帽与扶正体固定弹簧弓片，防坐弹簧上端与扶正体固定，下端支撑活塞，活塞上端与卡瓦罩螺纹连接，胶筒座与缸套螺纹连接，阻尼胶筒热处理固定在胶筒座上，液压孔在胶筒座上，油流旁通孔在内管下端，轨迹筒通过螺纹与胶筒座下端连接，液流通道进液，下接头上的销钉挂接在轨迹筒的轨迹槽内。2.一种采用权利要求1所述的防倒灌式油井管柱防坠落装置的防倒灌式油井管柱防坠落工艺方法，其特征在于含有以下步骤；正常坐封时，装置下井到预定位置后，上提上接头，带动内管上行，下接头随之上行，旋转下放，此时销钉移出轨迹筒，使内管得以下行，下放管柱，内管下行带动锥体下行，利用管柱自重撑开卡瓦，锚定于套管内壁，装置坐封完成；起管柱断脱：起管柱过程中装置解封，遇断脱，管柱突然下沉，卡瓦滞后锥体，再次推动卡瓦张开坐封；下管柱断脱：管柱断脱后下落中速度突然增大，装置遇到液体或气体后，阻尼胶筒挤压液体或气体形成阻力，液体或气体进入进液孔形成压力推动活塞压缩防坐弹簧上行，推动卡瓦罩上行，带动卡瓦上行，同时锥体随内管自由落体下行，卡瓦与锥体形成相对运动，撑开卡瓦，锚定于套管内壁，防止管柱下落；解封：上提管柱，锥体上行，卡瓦在卡瓦弹簧的作用下回收，装置解封；弹簧弓片与套管内壁摩擦接触，提供装置本体支撑力、扶正工具，防坐弹簧固定活塞，防止误...

【专利技术属性】
技术研发人员：常颜荣，吴宗福，霍春山，陆梅，常鹏旭，王尚卫，唐凡，罗聪英，令永刚，蒋天昊，程颢，冯建设，罗有刚，刘嘉文，姚洋，任鹏，苑慧莹，周杨帆，杨焕英，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11