筛管自锁开关操控器 |
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| 申请号 | CN201710559000.9 | 申请日 | 2017-07-11 | 公开(公告)号 | CN107387037A | 公开(公告)日 | 2017-11-24 |
| 申请人 | 中石化石油工程技术服务有限公司; 中石化胜利石油工程有限公司; 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院; | 发明人 | 陈阳; 王绍先; 杨海波; 万绪新; 邵茹; 饶鸿飞; 马丁; 冯德杰; 张建国; 齐志刚; 李国锋; 李伟; 赵传伟; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种筛管自 锁 开关 操控器，主要由锥型滑轨接头、活动拨 块 、 弹簧 压帽、 复位弹簧 、前导引头组成。锥型滑轨接头的锥型结构体上加工有2-6个绕轴心周向均布燕尾槽。活动拨块为一圆缺状结构，底面加工有T字形滑轨，安装于锥型滑轨接头的燕尾槽内并呈滑动配合。活动拨块前端加工有一杆头，杆头顶端与弹簧压帽一端相 接触 ，弹簧压帽安装在前导引头的轴外套上，呈滑动配合，弹簧压帽与前导引头肩部之间安装一复位弹簧。前导引头端头为锥状体。本发明的筛管自锁开关操控器与带自锁开关防砂筛管配合使用，可根据实际需要操控井下 指定 位置 的一根或多根防砂筛管，令其投入或退出生产，从而达到调流控 水 和优化生产制度的目的。 | ||||||
| 权利要求 | 1.筛管自锁开关操控器，其特征是：主要由锥型滑轨接头⑴、活动拨块⑵、弹簧压帽⑶、复位弹簧⑷、前导引头⑸组成，其中：锥型滑轨接头⑴前端的锥型结构体锥面上加工有2-6个绕轴心周向均布的燕尾槽（11）；活动拨块⑵为一圆缺状结构，底面加工有T字形滑轨（24），安装于锥型滑轨接头⑴的燕尾槽（11）内并呈滑动配合，活动拨块⑵前端加工有一杆头（23），其顶端与弹簧压帽⑶前端面相接触；弹簧压帽⑶安装在前导引头⑸的轴外套上，呈滑动配合，弹簧压帽⑶与前导引头⑸肩部之间安装一复位弹簧⑷，锥型滑轨接头⑴与前导引头⑸紧固联接。 |
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| 说明书全文 | 筛管自锁开关操控器技术领域[0001] 本发明涉及油井压裂和采油井下工具领域，特别是一种能够改变防砂滤砂管功能状态的筛管自锁开关操控器。 背景技术[0002] 井下滑套开关广泛应用于压裂和采油，根据实际需要人为开闭连通工作管柱内外的流体通道。操控井下滑套开关动作的方法通常有电控、液控、投球（或投飞镖）和下入滑套操控工具，上述控制方式都有各自特点：电控方式通常用于采油，即由连接地面的井下电缆通过驱动井下电机操控滑套（或专用活塞），电控具备实时操控能力，井下电机响应速度快，但电缆在入井时容易破损，电缆和电机在井下高温高压环境下工作可靠性不高，且采油管柱结构复杂，成本高。液控分为两种，一种是井下液控管线驱动活塞，通常用于采油，其活塞驱动力大，工作可靠性高，但液控管线在入井时容易磨损，且采油管柱结构复杂，成本高；另一种是向工作管柱内打压驱动活塞式滑套，通常用于压裂，其结构简单，操控简便，成本低，但对滑套与工具内外衬套之间密封性要求较高，打压时因密封件摩擦阻力，往往难以保证滑套动作到位，且只能实现一次性打开或关闭。投球（或投飞镖）方式通常用于压裂，操作简便，成本低，但因工具尺寸限制，其可操控的滑套级数有限，难以应用于长水平段水平井多段压裂，且易造成井底落物过多。 [0003] 专利201310022739.8提供一种井下滑套操控工具，操控时由井口向工具管柱内打压，张开工具上的凸笋，卡住滑套上凹槽之后，上提下放工具管柱，实现滑套开闭。该专利的优点是可有效操控指定位置的滑套，但缺点也很明显，如：操控施工工作量大（专门下入工具，且需要井口配合打压）；对定位要求高（凸笋必须正好卡入配套的凹槽之中才可完成开闭动作）；要求一次入井只操控一个滑套，施工效率低（为防止误操作，凸笋尺寸只能与一个指定滑套的凹槽配合）。 发明内容[0005] 本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种专门用于操控配套的带自锁开关防砂筛管的筛管自锁开关操控器。本发明的筛管自锁开关操控器与带自锁开关防砂筛管配合使用，可根据实际需要操控井下指定位置的一根或多根防砂筛管，令其投入或退出生产，从而达到调流控水和优化生产制度的目的，保证水平井进行科学有效的开发。 [0006] 本发明所采用的技术方案：筛管自锁开关操控器，主要由锥型滑轨接头１、活动拨块2、弹簧压帽3、复位弹簧4、前导引头5组成，其中：锥型滑轨接头1的锥型结构体锥面上加工有2-6个绕轴心周向均布的燕尾槽11；活动拨块2为一圆缺状结构，底面加工有T字形滑轨24，安装于锥型滑轨接头2的燕尾槽11内并呈滑动配合，活动拨块2前端加工有一杆头23，其顶端与弹簧压帽3前端面相接触； 弹簧压帽3安装在前导引头的轴外套上，呈滑动配合，弹簧压帽3与前导引头肩部之间安装一复位弹簧4，锥型滑轨接头1与前导引头5紧固联接。 [0007] 上述方案进一步包括：活动拨块圆缺顶端加工有前端斜肩21和后端斜肩22。前导引头5前端为一锥状体。 [0009] 本发明相比常规井下滑套操控工具，具有以下优点：(1)操控器上楔形滑块部件（包括锥形滑轨接头和活动拨块两种零件）使用其单向自锁特性拨动筛管上自锁开关部件，操控时无需由井口向工具管柱内打压，提高了施工安全性，减小了施工复杂程度； (2)将两个操控器组合成组合工具，利用自锁开关循环开闭的特性，在一趟工具管柱下入施工中，可独立开闭指定位置任意数目的筛管，实现无限级操作，提高了施工效率，且特别适合长水平段水平井找水、堵水作业； (3)本发明对操控器井下定位要求低，只需将操控器前导引头大略下通至指定筛管底部位置，即可保证该筛管被执行开启或关闭操作，提高了施工成功率。 附图说明 [0010] 图1为本发明的一种筛管自锁开关操控器结构示意图。 [0011] 图2中的ａ、ｂ、ｃ图分别是图1中锥型滑轨接头的右视图、主视图和立体图。 [0012] 图3中的ａ、ｂ、ｃ图分别是图1中动拨块的右视图、主视图和立体图。 [0013] 图4是图1中的前导引头主视图。 [0014] 图5是图1的筛管自锁开关操控器与“带自锁开关防砂筛管”配合使用中起始状态的放大图。 [0016] 图7是图1的筛管自锁开关操控器与“带自锁开关防砂筛管”配合使用中止推钢球d复位状态图。 [0017] 图8是图1的筛管自锁开关操控器与“带自锁开关防砂筛管”配合使用中活动拨块2的前端斜肩22抵触止推钢球d状态图。 [0018] 图9是图1的筛管自锁开关操控器与“带自锁开关防砂筛管”配合使用中活动拨块2产生径向移动状态图。 [0019] 图10是本发明的另一种筛管自锁开关操控器的结构图。 [0020] 图中：1、锥型滑轨接头，2、活动拨块，3、弹簧压帽，4、复位弹簧，5、前导引头，6、连杆，11、燕尾槽，21、前端斜肩，22、后端斜肩，23杆头。 具体实施方式[0021] 参见图1，一种筛管自锁开关操控器，包括锥型滑轨接头1、活动拨块2、弹簧压帽3、复位弹簧4、前导引头5。其中：锥型滑轨接头1两端加工有螺纹，在锥形体上加工有四个燕尾槽11，绕轴心周向均布，锥型滑轨接头1内螺纹与前导引头5螺纹紧固，前导引头5外套有弹簧压帽3，弹簧压帽3与前导引头5呈滑动配合，两者之间安装一复位弹簧4，活动拨块2为一圆缺状结构，底平面加工有T字形滑轨24，T字形滑轨24安装于锥型滑轨接头1的燕尾槽11内并呈滑动配合，活动拨块2加工有一杆头23，杆头23与弹簧压帽3一端相接触，前导引头5前部为圆锥状，当筛管自锁开关操控器下入井筒时可防止中途被卡，活动拨块的T字形滑轨24在锥型滑轨接头1的燕尾槽11内滑动时，可同时产生轴向和径向位移。 [0022] 本发明的目的通过如下措施达到参考在先申请专利“带自锁开关防砂筛管”）：参见图5，筛管自锁开关操控器随管柱a下入井内，到达带自锁开关防砂筛管开关位置时（通孔g与通孔h同轴，开关处于打开状态），活动拨块2的前端斜肩21抵触止推钢球d并推动自锁开关滑套b并压缩自锁弹簧c向前运动。当运动至下死点时，自锁开关滑套b的凸柱e与自锁变换轨道f楔形轨道的配合迫使其旋转22.5°，此时止推钢球d进入深槽，不再能阻推活动拨块2（见图6）。随即筛管自锁开关操控器越过该自锁开关继续前行后，在压缩自锁弹簧c作用下，自锁开关滑套b与止推钢球d复位（见图7），此时自锁开关滑套b的凸柱e迫使自锁变换轨道f再次旋转22.5°，前后共旋转45°，此时通孔g与通孔h错开45°，自锁开关关闭。 反之亦然。 [0023] 施工完毕退出时，当活动拨块2的后端斜肩22抵触止推钢球d（见图8）时，止推钢球d通过活动拨块2的杆头23推动弹簧压帽3压缩复位弹簧4迫使活动拨块2沿锥型燕尾槽滑动，随着滑动过程，活动拨块2产生径向移动（缩径），最后退出开关段（见图9）。 [0024] 本发明的目的还可通过如下措施达到：参见图10，将两组筛管自锁开关操控器A、B通过连杆6组合（见图10）成一个组合工具。 当该组合工具通过带自锁开关防砂筛管开关位置时，操控器B首先到达并改变开关状态，随后当操控器A到达同一位置时，再次改变开关状态，前后两次改变开关状态相当于开关保持原状态不变。若要改变某一开关状态，通过操控器B将开关改变后随即退回即可。 |
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