【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气田带压作业中油管内倒灰封堵，尤其涉及一种小直径油管的倒灰筒及倒灰方法。
技术介绍
1、在油气田井带压作业施工中，对油管进行封堵时单纯使用堵塞器并不能保证密封效果与施工安全，而堵塞器密封不严不仅会导致漏气，甚至还有可能导致堵塞器直接飞出，发生严重的工程安全事故。现有的更安全的做法是在油管内堵塞器上部填入砂石，并在砂石面上倒入水泥浆凝固成水泥塞，在油管内形成堵塞器和水泥塞双重封堵屏障，能够极大地提高油管的密封效果。在油管内注入水泥形成水泥塞的重点技术是对泥浆的运送和释放。现有技术中使用倒灰筒将水泥倒入油管内，使用倒灰筒倒灰时先将一定量水泥浆装入筒内，再由电缆或钢丝绳送至预定的注水泥深度处，通过电流爆破或机械撞击等方法将灰筒打开，水泥浆流出，置流在井筒内凝固成型，形成封堵。
2、目前的现有的倒灰筒适用于封堵大尺寸的油管或套管，而对于2-7/8"及以下尺寸的油管封堵效果很差。因为小直径油管的倒灰筒内径很小，通常在φ40mm以下，而水泥浆的粘稠度和表面张力较大，所以在小直径油管的倒灰筒内部水泥浆很难靠自身重力完全自然流出；并且实际施工时经常只有10cm以下高度的水泥塞，如果水泥柱胶结不连续，无法保证稳固性和密封性。所以在小直径油管内打水泥塞是当前行业棘手的难题，包括长庆油田和大庆油田等国内各油气田，及各带压作业服务公司，其带压作业油管内封堵技术均存在此问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种小直径油管的倒灰筒及倒灰方法，以解决的现有
2、第一方面，为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种小直径油管的倒灰筒，包括活塞组件、上套筒、下套筒和撞击组件；上套筒和下套筒连接，且上套筒和下套筒的内腔相通；上套筒内设有活塞组件；下套筒内设有撞击组件，撞击组件靠近上套筒的一端设有凡尔，凡尔对下套筒的端口进行封堵。
4、在本方案中，在上套筒内设计活塞组件，倒灰时活塞组件在上套筒内运动，将其内部的水泥浆全部推出，避免了水泥浆在小直径油管内粘黏的问题；在下套筒内设置撞击组件，倒灰筒向下运动中撞击组件和砂石面撞击，凡尔向上运动打开下套筒的端口，上套筒内被推出来的水泥浆正好可以穿过端口流入下套筒并从其侧面的出浆口流出，实现了水泥浆的释放；该释放过程完全通过撞击组件的机械结构来实现，实际作业中可控性强，安全性高。
5、进一步地，活塞组件包括活塞连杆，活塞连杆的一端设有活塞，活塞连杆的另一端设有连接头；活塞连杆设有活塞的一端设于上套筒内。
6、在本方案中，设计活塞，方便于将上套筒中的水泥浆全部挤压推出，避免上套筒中存在水泥浆残留。
7、进一步地，上套筒包括套筒本体和套筒帽，套筒本体和套筒帽连接，活塞设置在套筒本体内。
8、在本方案中，需要向上套筒内填装水泥浆时，打开套筒帽，装入水泥浆，再放入活塞并盖上套筒帽，便于工作时装填水泥浆。
9、进一步地，活塞上设有限位卡簧，上套筒底部开有限位环槽；活塞运动至上套筒底部，限位卡簧嵌入限位环槽内对活塞进行固定。
10、在本方案中，设计限位卡簧嵌入限位环槽将活塞和上套筒固定为一个整体，倒灰完成后从油管提出倒灰筒时可将该整体快速提出；并且，限位卡簧嵌入限位环槽后还可保证上提倒灰筒过程中不会使水泥浆倒吸入腔室内。
11、进一步地，活塞组件与上套筒之间通过活塞剪销进行固定；撞击组件与下套筒之间通过撞击剪销进行固定。
12、在本方案中，通过活塞剪销和撞击剪销分别固定活塞和撞击杆，在实际倒灰作业中，将倒灰筒放入油管并向下撞击即可解除对撞击杆和活塞的固定，实现水泥浆的释放，相对现有的爆炸方式来释放水泥浆可控性更强，安全性更强。
13、进一步地，活塞剪销为铜质剪销；撞击剪销为铝质剪销。
14、在本方案中，活塞剪销和撞击剪销分别使用铜质剪销和铝质剪销，撞击中铝制剪销能够先被剪断，凡尔向上运动，打开下套筒的端口；铜制剪销后被剪断，水泥浆被活塞挤出。
15、进一步地，撞击组件包括撞击杆和撞击头；凡尔连接在撞击杆的一端，撞击头连接在撞击杆的另一端。
16、在本方案中，在撞击杆的尾部设计撞击头，增大与砂石面的接触面积，防止震击断销时，撞击杆插入砂石中形成缓冲，造成断销困难。
17、第二方面，本专利技术基于第一方面提供的小直径油管的倒灰筒，提供一种小直径油管的倒灰方法，包括以下步骤：
18、s1：在油管内部放入堵塞器，并在堵塞器上方倒入砂子，准备倒灰；
19、s2：将水泥浆装入倒灰筒中；通过钢丝连接工具串，工具串从上到下依次为绳帽、加重杆、震击器和倒灰筒；将工具串下放入油管；
20、s3：将倒灰器下至砂面位置；通过震击器向下震击，向后剪断撞击剪销和活塞剪销；撞击杆和凡尔向上运动打开下套筒的端口，活塞连杆在加重杆的加重作用下向下运动，并将水泥浆从端口推进下套筒，并从下套筒侧面的出浆口流出；
21、s4：限位卡簧运动至限位环槽位置处，水泥浆被活塞完全挤出；从油管中提出工具串；
22、s5：根据预设水泥塞的高度确定是否继续倒灰；若已注入水泥塞高度小于预设水泥塞高度，则重复步骤s2-s4，直至完成倒灰作业。
23、在本方案中，在倒灰筒上方设计震击器和加重杆，通过震击器的提供震击作用来剪断撞击剪销和活塞剪销，操作简单，易于实现；通过加重杆给活塞提供下压力，以使活塞向下运动将上套筒内水泥浆全部挤压推出。
24、本专利技术的有益效果是：
25、本专利技术提供的小直径油管的倒灰筒在上套筒内设置活塞，通过活塞的挤压作用将水泥浆推出上套筒，有效避免了水泥浆因粘黏作用强导致其无法自然流出的问题；适用于小直径油管的水泥浆投送，可实现带压作业中小直径油管内的双封堵屏障作业，解决了带压作业领域技术难题，填补技术空白；在下套筒内设置撞击杆，通过撞击杆与砂石面的接触来打开下套筒的端口，以释放水泥浆。
26、本专利技术提供的小直径油管的倒灰方法中，通过震击器提供震击作用来剪断撞击剪销和活塞剪销以释放水泥浆，并通过加重杆的重力作用将水泥浆从套筒中推送出，相对现有的通过电流爆破等灰筒打开方法安全系数高，易于控制水泥浆释放。
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1.一种小直径油管的倒灰筒，其特征在于：包括活塞组件(2)、上套筒(7)、下套筒(9)和撞击组件(10)；所述上套筒(7)和所述下套筒(9)连接，且所述上套筒(7)和所述下套筒(9)的内腔相通；所述上套筒(7)内设有所述活塞组件(2)；所述下套筒(9)内设有所述撞击组件(10)，所述撞击组件(10)靠近所述上套筒(7)的一端设有凡尔(8)，所述凡尔(8)对所述下套筒(9)的端口进行封堵。
2.根据权利要求1所述的小直径油管的倒灰筒，其特征在于：所述活塞组件(2)包括活塞连杆，所述活塞连杆的一端设有活塞(6)，所述活塞连杆的另一端设有连接头(1)；所述活塞连杆设有所述活塞(6)的一端设于所述上套筒(7)内。
3.根据权利要求2所述的小直径油管的倒灰筒，其特征在于：所述上套筒包括套筒本体和套筒帽(3)，所述套筒本体和所述套筒帽(3)连接，所述活塞(6)设置在所述套筒本体内。
4.根据权利要求3所述的小直径油管的倒灰筒，其特征在于：所述活塞(6)上设有限位卡簧(5)，所述上套筒(7)底部开有限位环槽；所述活塞(6)运动至所述上套筒(7)底部，所述限位
5.根据权利要求1所述的小直径油管的倒灰筒，其特征在于：所述活塞组件(2)与所述上套筒(7)之间通过活塞剪销(4)进行固定；所述撞击组件(10)与所述下套筒(9)之间通过撞击剪销(11)进行固定。
6.根据权利要求5所述的小直径油管的倒灰筒，其特征在于：所述活塞剪销(4)为铜质剪销；所述撞击剪销(11)为铝质剪销。
7.根据权利要求1所述的小直径油管的倒灰筒，其特征在于：所述撞击组件(10)包括撞击杆和撞击头(13)；所述凡尔(8)连接在所述撞击杆的一端，所述撞击头(13)连接在所述撞击杆的另一端。
8.一种采用权利要求1～7任一所述的小直径油管的倒灰筒的倒灰方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种小直径油管的倒灰筒，其特征在于：包括活塞组件(2)、上套筒(7)、下套筒(9)和撞击组件(10)；所述上套筒(7)和所述下套筒(9)连接，且所述上套筒(7)和所述下套筒(9)的内腔相通；所述上套筒(7)内设有所述活塞组件(2)；所述下套筒(9)内设有所述撞击组件(10)，所述撞击组件(10)靠近所述上套筒(7)的一端设有凡尔(8)，所述凡尔(8)对所述下套筒(9)的端口进行封堵。
2.根据权利要求1所述的小直径油管的倒灰筒，其特征在于：所述活塞组件(2)包括活塞连杆，所述活塞连杆的一端设有活塞(6)，所述活塞连杆的另一端设有连接头(1)；所述活塞连杆设有所述活塞(6)的一端设于所述上套筒(7)内。
3.根据权利要求2所述的小直径油管的倒灰筒，其特征在于：所述上套筒包括套筒本体和套筒帽(3)，所述套筒本体和所述套筒帽(3)连接，所述活塞(6)设置在所述套筒本体内。
4.根据权利要求3所述的小直径...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵鑫，刘志刚，王宪龙，陈瑶，张朝朋，严杰，李志强，郭强，肖华，
申请(专利权)人：托普威尔石油技术股份公司，
类型：发明
国别省市：
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