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取出套管的装置和方法

阅读:573发布:2020-05-08

专利汇可以提供取出套管的装置和方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种取出 套管 的装置和方法,属于油气田开采领域。所述装置包括:顺次连接的第一锚定机构、换向机构和第二锚定机构。第一锚定机构,用于与第一套管段锚定,带动第一套管段转动。换向机构,用于将第一锚定机构转动时的第一方向的转矩转变为第二方向的转矩并将第二方向的转矩传递至第二锚定机构,第二方向与第一方向相反。第二锚定机构可解封地与第二套管段锚定,用于固定第二套管段。本发明通过第一锚定机构带动第一套管段转动,通过第二锚定机构上第二方向的转矩限制第二套管段的转动,使第一套管段和第二套管段之间的 螺纹 连接松卸,能够精准 定位 发生松卸的连接处的 位置 为第一套管段和第二套管段之间的连接处。,下面是取出套管的装置和方法专利的具体信息内容。

1.一种取出套管的装置,所述套管包括自上而下顺次连接的多个套管段,相邻套管段之间螺纹连接,其特征在于,所述取出套管的装置包括:顺次连接的第一锚定机构(1)、换向机构(2)和第二锚定机构(3);
所述第一锚定机构(1)与第一套管段(X1)锚定,带动所述第一套管段(X1)转动以第一方向转动,所述第一套管段(X1)为待取出套管段,所述第一方向为螺纹连接旋松的方向;
所述换向机构(2),用于将所述第一锚定机构(1)转动时的第一方向的转矩转变为第二方向的转矩并将所述第二方向的转矩传递至所述第二锚定机构(3),所述第二方向与所述第一方向相反;
所述第二锚定机构(3)可解封地与所述第二套管段(X2)锚定,所述第二套管段(X2)位于所述第一套管段(X1)的下方。
2.根据权利要求1所述的取出套管的装置,其特征在于,所述第一锚定机构(1)包括:接头(11)、第一短节(12)和卡瓦件(13);
所述第一短节(12)的顶端与所述接头(11)的底端连接,底端与所述换向机构(2)连接;
所述卡瓦件(13)的顶端与所述接头(11)的底端连接,且所述卡瓦件(13)围设于所述第一短节(12)外,以在所述卡瓦件(13)和所述第一短节(12)之间形成第一空间(P1),所述第一套管段(X1)固定在所述第一空间(P1)内。
3.根据权利要求2所述的取出套管的装置,其特征在于,所述卡瓦件(13)包括:传扭筒(131)、引(132)和卡瓦(133);
所述传扭筒(131)的顶端与所述接头(11)的底端连接,所述引鞋(132)连接在所述传扭筒(131)的底端,所述卡瓦(133)设置在所述传扭筒(131)的内壁上且与所述第一短节(12)间隔相对。
4.根据权利要求3所述的取出套管的装置,其特征在于,所述卡瓦件(13)还包括:传扭键(135),所述传扭键(135)连接在所述传扭筒(131)和所述卡瓦(133)之间。
5.根据权利要求3所述的取出套管的装置,其特征在于,所述卡瓦(133)的齿牙向所述接头(11)的方向倾斜,且所述第一套管段(X1)进入所述第一空间(P1)时,所述齿牙的齿面与所述第一套管段(X1)的外壁相抵。
6.根据权利要求1所述的取出套管的装置,其特征在于,所述换向机构(2)包括:太阳轮(21)、行星轮(22)和外齿圈(23),所述行星轮(22)的数量为多个;
所述太阳轮(21)与所述第一锚定机构(1)连接,所述外齿圈(23)围设在所述太阳轮(21)外,且所述外齿圈(23)与所述第二锚定机构(3)连接,多个行星轮(22)位于所述太阳轮(21)和所述外齿圈(23)之间且所述多个行星轮(22)中的每个行星轮(22)分别与所述太阳轮(21)和所述外齿圈(23)啮合
7.根据权利要求1所述的取出套管的装置,其特征在于,所述第二锚定机构(3)包括:中心管(31)、滑移件(32)和锚定件(33);
所述中心管(31)的顶端与所述换向机构(2)连接,所述锚定件(33)套装在所述中心管(31)上且所述锚定件(33)的内径大于所述中心管(31)的外径以在所述中心管(31)和所述锚定件(33)之间形成第二空间(P2),且所述锚定件(33)位于所述第二套管段(X2)内;
所述滑移件(32)设置于所述第二空间(P2)内,可沿所述第二空间(P2)的轴向滑移,并在滑移至预设位置时驱动所述锚定件(33)与所述第二套管段(X2)锚定。
8.根据权利要求7所述的取出套管的装置,其特征在于,所述锚定件(33)包括壳体(331)和弹性锚瓦(332),所述壳体(331)套装在所述中心管(31)上且两端与所述中心管(31)连接,所述壳体(331)侧壁上有穿孔,所述弹性锚瓦(332)固定在所述穿孔内;
所述弹性锚瓦(332)的一端设置有凸起,所述凸起的内径小于所述壳体(331)的内径,另一端与所述壳体(331)的外壁平齐;
所述弹性锚瓦(332),用于在所述滑移件(32)驱动下弹出,所述弹性锚瓦(332)弹出时,另一端突出于所述壳体(331)的外壁与所述第二套管段(X2)锚定。
9.根据权利要求8所述的取出套管的装置,其特征在于,所述弹性锚瓦(332)的另一端设置有铣齿(34),用于在所述弹性锚瓦(332)弹出时嵌入所述第二套管段(X2)内。
10.根据权利要求8所述的取出套管的装置,其特征在于,所述中心管(31)的侧壁上设置有通孔(311),所述第二空间(P2)与所述中心管(31)通过所述通孔(311)连通;
所述壳体(331)的两端与所述中心管(31)密封连接;
所述滑移件(32)的内壁与所述中心管(31)的外壁密封接触,外壁与所述壳体(331)的内壁密封接触,用于在所述中心管(31)内的压达到第一预设值时沿轴向滑移驱动所述弹性锚瓦(332)弹出。
11.根据权利要求10所述的取出套管的装置,其特征在于,所述取出套管的装置还包括单向(4),所述单向阀(4)与所述中心管(31)连接,液体通过所述单向阀(4)自上而下流通。
12.根据权利要求11所述的取出套管的装置,其特征在于,所述第二锚定机构(3)还包括堵件(35),所述堵件(35)位于所述通孔(311)的下方,用于封堵所述中心管(31)并在所述中心管(31)内的压力达到第二预设值时剪断解除封堵,所述第二预设值大于所述第一预设值。
13.根据权利要求11所述的取出套管的装置,其特征在于,所述单向阀(4)包括:阀座(41)、阀球(42)和弹性件(43);
所述阀座(41)内设置有过通道,所述弹性件(43)与所述阀球(42)连接,所述阀球(42)在所述弹性件(43)的作用下与所述阀座(41)相抵封堵所述过水通道。
14.根据权利1所述的取出套管的装置,其特征在于,所述取出套管的装置还包括扭矩传递机构(5),所述扭矩传递机构(5)连接在所述第一锚定机构(1)和所述换向机构(2)之间。
15.根据权利要求14所述的取出套管的装置,其特征在于,所述扭矩传递机构(5)包括:
第二短节(51)和伸缩筒(52);
所述第二短节(51)的顶端与所述第一锚定机构(1)连接;
所述伸缩筒(52)部分套装在所述第二短节(51)上,底端与所述换向机构(2)连接,所述伸缩筒(52)随所述第二短节(51)转动,并可在所述第二短节(51)上沿所述第二短节(51)的轴向滑移。
16.根据权利要求15所述的取出套管的装置,其特征在于,所述第二短节(51)的外壁上沿轴向设置有长条状的滑槽,所述伸缩筒(52)的内壁上设置有限位(53),所述限位块(53)可在所述滑槽内沿所述滑槽的轴向滑移。
17.利用权利要求1至16任一项所述的装置取出套管的方法,其特征在于,所述方法包括:
将第一锚定机构(1)与第一套管段(X1)锚定;
将第二锚定机构(3)与第二套管段(X2)锚定;
以第一方向转动所述第一锚定机构(1),所述第一锚定机构(1)带动所述第一套管段(X1)以第一方向转动;
所述换向机构(2)将所述第一方向的转矩转变为第二方向的转矩并传递给所述第二锚定机构(3),以使所述第一套管段(X1)与所述第二套管段(X2)之间的连接松卸;
解除所述第二锚定机构(3)与所述第二套管段(X2)的锚定;
将所述第一锚定机构(1)拉出至井口,所述换向机构(2)、所述第二锚定机构(3)和所述第一套管段(X1)随所述第一锚定机构(1)取出。

说明书全文

取出套管的装置和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及油气田开采领域,特别涉及一种取出套管的装置和方法。

背景技术

[0002] 油田采油时,先在油田钻出油井,油井的底端与产层连通。然后在油井中下入套管,套管的一端位于井口,另一端与产层连通。在套管中下入抽油杆,产层中的原油通过抽油杆采出到地表。套管包括多个顺次连接的套管段,相邻套管段之间螺纹连接。生产过程中,部分套管段上可能发生变形腐蚀穿孔等损伤时,需要将损伤套管段取出以进行后续更换工作。
[0003] 现有技术通过下述方式取出损伤套管段:在套管中下入切割工具切断损伤套管段,切割位置以上的部分套管整体从井口拉出,切割位置以下的部分套管包括部分损伤套管段以及连接在损伤套管段下方的多个套管段,下入转动工具带动损伤套管段以旋松螺纹连接的方向转动,相邻套管段之间的螺纹连接松卸,损伤套管段随转动工具带出至井口,完成损伤套管段的取出工作。
[0004] 发明人发现现有技术至少存在以下问题:
[0005] 损伤套管段下方有多个套管段,对应的,螺纹连接的连接处有多个。转动工具带动损伤套管段转动时,转矩向下传递,损伤套管段下方的多个连接处均有可能为松卸位置,松卸位置不可控。松卸位置为完好套管段之间的连接处时,完好套管段随损伤套管段带出至井口,增大劳动强度。

发明内容

[0006] 本发明实施例提供了一种取出套管的装置和方法,可解决上述技术问题。具体技术方案如下:
[0007] 提供了一种取出套管的装置,所述套管包括自上而下顺次连接的多个套管段,相邻套管段之间螺纹连接,所述取出套管的装置包括:顺次连接的第一锚定机构、换向机构和第二锚定机构;
[0008] 所述第一锚定机构与第一套管段锚定,带动所述第一套管段转动以第一方向转动,所述第一套管段为待取出套管段,所述第一方向为螺纹连接旋松的方向;
[0009] 所述换向机构,用于将所述第一锚定机构转动时的第一方向的转矩转变为第二方向的转矩并将所述第二方向的转矩传递至所述第二锚定机构,所述第二方向与所述第一方向相反;
[0010] 所述第二锚定机构可解封地与所述第二套管段锚定,所述第二套管段位于所述第一套管段的下方。
[0011] 在一种可能的设计中,所述第一锚定机构包括:接头、第一短节和卡瓦件;
[0012] 所述第一短节的顶端与所述接头的底端连接,底端与所述换向机构连接;
[0013] 所述卡瓦件的顶端与所述接头的底端连接,且所述卡瓦件围设于所述第一短节外,以在所述卡瓦件和所述第一短节之间形成第一空间,所述第一套管段固定在所述第一空间内。
[0014] 在一种可能的设计中,所述卡瓦件包括:传扭筒、引和卡瓦;
[0015] 所述传扭筒的顶端与所述接头的底端连接,所述引鞋连接在所述传扭筒的底端,所述卡瓦设置在所述传扭筒的内壁上且与所述第一短节间隔相对。
[0016] 在一种可能的设计中,所述卡瓦件还包括:传扭键,所述传扭键连接在所述传扭筒和所述卡瓦之间。
[0017] 在一种可能的设计中,所述卡瓦的齿牙向所述接头的方向倾斜,且所述第一套管段进入所述第一空间时,所述齿牙的齿面与所述第一套管段的外壁相抵。
[0018] 在一种可能的设计中,所述换向机构包括:太阳轮行星轮外齿圈,所述行星轮的数量为多个;
[0019] 所述太阳轮与所述第一锚定机构连接,所述外齿圈围设在所述太阳轮外,且所述外齿圈与所述第二锚定机构连接,多个行星轮位于所述太阳轮和所述外齿圈之间且所述多个行星轮中的每个行星轮分别与所述太阳轮和所述外齿圈啮合
[0020] 在一种可能的设计中,所述第二锚定机构包括:中心管、滑移件和锚定件;
[0021] 所述中心管的顶端与所述换向机构连接,所述锚定件套装在所述中心管上且所述锚定件的内径大于所述中心管的外径以在所述中心管和所述锚定件之间形成第二空间,且所述锚定件位于所述第二套管段内;
[0022] 所述滑移件设置于所述第二空间内,可沿所述第二空间的轴向滑移,并在滑移至预设位置时驱动所述锚定件与所述第二套管段锚定。
[0023] 在一种可能的设计中,所述锚定件包括壳体和弹性锚瓦,所述壳体套装在所述中心管上且两端与所述中心管连接,所述壳体侧壁上有穿孔,所述弹性锚瓦固定在所述穿孔内;
[0024] 所述弹性锚瓦的一端设置有凸起,所述凸起的内径小于所述壳体的内径,另一端与所述壳体的外壁平齐;
[0025] 所述弹性锚瓦,用于在所述滑移件驱动下弹出,所述弹性锚瓦弹出时,另一端突出于所述壳体的外壁与所述第二套管段锚定。
[0026] 在一种可能的设计中,所述弹性锚瓦的另一端设置有铣齿,用于在所述弹性锚瓦弹出时嵌入所述第二套管段内。
[0027] 在一种可能的设计中,所述中心管的侧壁上设置有通孔,所述第二空间与所述中心管通过所述通孔连通;
[0028] 所述壳体的两端与所述中心管密封连接;
[0029] 所述滑移件的内壁与所述中心管的外壁密封接触,外壁与所述壳体的内壁密封接触,用于在所述中心管内的压达到第一预设值时沿轴向滑移驱动所述弹性锚瓦弹出。
[0030] 在一种可能的设计中,所述取出套管的装置还包括单向,所述单向阀与所述中心管连接,液体通过所述单向阀自上而下流通。
[0031] 在一种可能的设计中,所述第二锚定机构还包括堵件,所述堵件位于所述通孔的下方,用于封堵所述中心管并在所述中心管内的压力达到第二预设值时剪断解除封堵,所述第二预设值大于所述第一预设值。
[0032] 在一种可能的设计中,所述单向阀包括:阀座、阀球和弹性件;
[0033] 所述阀座内设置有过通道,所述弹性件与所述阀球连接,所述阀球在所述弹性件的作用下与所述阀座相抵封堵所述过水通道。
[0034] 在一种可能的设计中,所述取出套管的装置还包括扭矩传递机构,所述扭矩传递机构连接在所述第一锚定机构和所述换向机构之间。
[0035] 在一种可能的设计中,所述扭矩传递机构包括:第二短节和伸缩筒;
[0036] 所述第二短节的顶端与所述第一锚定机构连接;
[0037] 所述伸缩筒部分套装在所述第二短节上,底端与所述换向机构连接,所述伸缩筒随所述第二短节转动,并可在所述第二短节上沿所述第二短节的轴向滑移。
[0038] 在一种可能的设计中,所述第二短节的外壁上沿轴向设置有长条状的滑槽,所述伸缩筒的内壁上设置有限位,所述限位块可在所述滑槽内沿所述滑槽的轴向滑移。
[0039] 提供了利用上述任一项所述的装置取出套管的方法,所述方法包括:
[0040] 将第一锚定机构与第一套管段锚定;
[0041] 将第二锚定机构与第二套管段锚定;
[0042] 以第一方向转动所述第一锚定机构,所述第一锚定机构带动所述第一套管段以第一方向转动;
[0043] 所述换向机构将所述第一方向的转矩转变为第二方向的转矩并传递给所述第二锚定机构,以使所述第一套管段与所述第二套管段之间的连接松卸;
[0044] 解除所述第二锚定机构与所述第二套管段的锚定;
[0045] 将所述第一锚定机构拉出至井口,所述换向机构、所述第二锚定机构和所述第一套管段随所述第一锚定机构取出。
[0046] 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括:
[0047] 本发明实施例提供的取出套管的装置和方法,通过第一锚定机构带动第一套管段转动,第一锚定机构转动时的第一方向的转矩通过换向机构转换为第二方向的转矩传递至第二锚定机构,通过第二锚定机构上第二方向的转矩限制第二套管段的转动,第一套管段和第二套管段之间的螺纹连接松卸,能够精准定位发生松卸的连接处的位置为第一套管段和第二套管段之间的连接处。取出第一套管段时,不带出多余的完好套管段,降低劳动强度。且避免第二套管段以及第二套管段下方的套管段发生转动造成的套管损坏。附图说明
[0048] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0049] 图1是本发明实施例提供的待取出套管在井下的结构示意图;
[0050] 图2是本发明实施例提供的取出套管的装置的整体结构示意图;
[0051] 图3是本发明实施例提供的取出套管的装置中第一锚定机构的结构示意图;
[0052] 图4是本发明实施例提供的取出套管的装置中换向机构的结构示意图;
[0053] 图5是本发明实施例提供的取出套管的装置中一种换向机构的剖视图;
[0054] 图6是本发明实施例提供的取出套管的装置中另一种换向机构的剖视图;
[0055] 图7是本发明实施例提供的取出套管的装置中换向机构的俯视图;
[0056] 图8是本发明实施例提供的取出套管的装置中第二锚定机构的结构示意图;
[0057] 图9是本发明实施例提供的取出套管的装置中单向阀的结构示意图;
[0058] 图10是本发明实施例提供的取出套管的装置中一种单向阀的局部放大图;
[0059] 图11是本发明实施例提供的取出套管的装置中另一种单向阀的局部放大图;
[0060] 图12是本发明实施例提供的取出套管的装置中扭矩传递机构的结构示意图;
[0061] 图13是本发明实施例提供的取出套管的方法的流程图
[0062] 附图标记分别表示:
[0063] 1-第一锚定机构,
[0064] 11-接头,
[0065] 12-第一短节,
[0066] 13-卡瓦件,
[0067] 131-传扭筒,
[0068] 132-引鞋,
[0069] 133-卡瓦,
[0070] 134-限位筒,
[0071] 135-传扭键,
[0072] 2-换向机构,
[0073] 21-太阳轮,
[0074] 22-行星轮,
[0075] 23-外齿圈,
[0076] 231-啮合部,
[0077] 232-限位部,
[0078] 3-第二锚定机构,
[0079] 31-中心管,
[0080] 32-滑移件,
[0081] 33-锚定件,
[0082] 331-壳体,
[0083] 332-弹性锚瓦,
[0084] 34-铣齿,
[0085] 35-堵件,
[0086] 4-单向阀,
[0087] 41-阀座,
[0088] 42-阀球,
[0089] 43-弹性件,
[0090] 5-扭矩传递机构,
[0091] 51-第二短节,
[0092] 52-伸缩筒,
[0093] 53-限位块,
[0094] P1-第一空间,
[0095] P2-第二空间,
[0096] X1-第一套管段,
[0097] X2-第二套管段,
[0098] X3-第三套管段,
[0099] X4-第四套管段,
[0100] X5-第五套管段,
[0101] Y-接箍。

具体实施方式

[0102] 除非另有定义,本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0103] 油井生产中,套管一端位于井口,另一端固定在井下并与产层连通。套管包括多个顺次连接的套管段,相邻套管段之间螺纹连接。套管段之间可以通过下述方式实现螺纹连接:每个套管段的顶端设置有外螺纹,底端设置有内螺纹,相邻两个套管段中位于上方的套管段的底端与位于下方的套管段的顶端螺纹连接。或者,每个套管段的顶端设置有内螺纹,底端设置有外螺纹,相邻两个套管段中位于上方的套管段的底端与位于下方的套管段的顶端螺纹连接。或者,每个套管段的两端设置有外螺纹,接箍Y为与套管段相适配的环圈状结构且接箍Y的内壁设置有内螺纹,相邻两个套管段对接后以螺纹连接的方式套装接箍Y即可对相邻套管段进行固定。且螺纹连接时,相邻套管段之间旋松的转矩为第一方向的转矩,旋紧的转矩为第二方向的转矩,第二方向与第一方向相反。
[0104] 生产过程中,套管发生变形或腐蚀穿孔等损伤时,需要将损伤套管段取出以进行后续更换工作。取出损伤套管段时,在套管中下入切割工具切断损伤套管段,切割位置以上的部分套管整体从井口拉出,切割位置以下的部分套管包括部分损伤套管段以及连接在损伤套管段下方的多个套管段。示例地,如附图1所示,切割位置以下的套管包括第一套管段X1(即,部分损伤套管段)、第二套管段X2、第三套管段X3、第四套管段X4和第五套管段X5,相邻套管段之间通过接箍Y实现螺纹连接,第一套管段X1为待取出套管段,位于底端的第五套管段X5固定在油井中并与产层连通。
[0105] 如附图2所示,本发明实施例提供了一种取出套管的装置,该取出套管的装置包括:顺次连接的第一锚定机构1、换向机构2和第二锚定机构3。第一锚定机构1与第一套管段X1锚定,带动第一套管段X1转动以第一方向转动,第一套管段X1为待取出套管段,第一方向为螺纹连接旋松的方向。换向机构2,用于将第一锚定机构1转动时的第一方向的转矩转变为第二方向的转矩并将第二方向的转矩传递至第二锚定机构3,第二方向与第一方向相反。第二锚定机构3可解封地与第二套管段X2锚定,第二套管段X2位于第一套管段X1的下方。
[0106] 以下对本发明实施例提供的取出套管的装置的工作原理进行说明:
[0107] 应用时,将顺次连接的第一锚定机构1、换向机构2和第二锚定机构3下入油井中,将第一锚定机构1与第一套管段X1锚定,第一套管段X1为待取出套管段,即切割位置以下的部分损伤套管段。将第二锚定机构3与第二套管段X2锚定。
[0108] 以第一方向转动所述第一锚定机构1时,由于第二锚定机构3通过换向机构2与第一锚定机构1连接,第一锚定机构1转动时的第一方向的转矩通过换向机构2转变为第二方向的转矩作用在第二锚定机构3上。第一套管段X1受第一方向的转矩随第一锚定机构1以第一方向转动,第二套管段X2受第二方向的转矩有以第二方向转动的趋势,该第二方向为第二套管段X2与其下方的第三套管段X3旋紧的方向,由于第二套管段X2与其下方的第三套管段X3已经为旋紧状态,第二套管段X2无法继续转动,第二套管段X2保持固定。
[0109] 第二套管段X2保持固定,第一套管段X1以第一方向转动,第一套管段X1与第二套管段X2之间的螺纹连接松卸,第一套管段X1与第二套管段X2解除连接。若相邻套管段之间通过接箍Y实现螺纹连接,松卸后的接箍Y可能留存在第一套管段X1或第二套管段X2上。
[0110] 解除第二锚定机构3与第二套管段X2的锚定,将第一锚定机构1拉出至井口,换向机构2、第二锚定机构3和第一套管段X1随第一锚定机构1取出,完成损伤套管段的取出工作。
[0111] 可见,本发明实施例提供的取出套管的装置,通过第一锚定机构1带动第一套管段X1转动,第一锚定机构1转动时的第一方向的转矩通过换向机构2转换为第二方向的转矩传递至第二锚定机构3,通过第二锚定机构3上第二方向的转矩限制第二套管段X2的转动,使第一套管段X1和第二套管段X2之间的螺纹连接松卸,能够精准定位发生松卸的连接处的位置为第一套管段X1和第二套管段X2之间的连接处。取出第一套管段X1时,不带出多余的完好套管段,降低劳动强度。且避免第二套管段X2以及第二套管段X2下方的套管段发生转动造成的套管损坏。
[0112] 以下对本发明实施例提供的取出套管的装置的各部件及其作用分别给予阐述:
[0113] 第一锚定机构1用于与第一套管段X1锚定并带动第一套管段X1转动,第一锚定机构1可以通过多种方式实现与第一套管段X1的锚定:
[0114] 在第一种实现方式中,如附图3所示,第一锚定机构1包括:接头11、第一短节12和卡瓦件13。第一短节12的顶端与接头11的底端连接,底端与换向机构2连接。卡瓦件13的顶端与接头11的底端连接,且卡瓦件13围设于第一短节12外,以在卡瓦件13和第一短节12之间形成第一空间P1,第一套管段X1固定在第一空间P1内。
[0115] 通过设置接头11,接头11与下入工具或转动工具连接,便于通过接头11下入或转动第一锚定机构1。锚定时,卡瓦件13位于第一套管段X1外部,通过卡瓦件13夹紧固定第一套管段X1。第二短节12起到连接作用,且能和卡瓦件13配合夹紧固定第一套管段X1。
[0116] 其中,接头11可以为柱筒状结构,第一短节12的顶端外壁与接头11的底端内壁螺纹连接,卡瓦件13的顶端与接头11的底端外壁连接,以使第一短节12和卡瓦件13间隔相对形成第一空间P1。卡瓦件13的顶端与接头11的底端可以通过螺纹连接或者焊接等方式进行固定。
[0117] 可选地,卡瓦件13包括:传扭筒131、引鞋132和卡瓦133;传扭筒131的顶端内壁与接头11的底端外壁连接,引鞋132连接在传扭筒131的底端,卡瓦133设置在传扭筒131的内壁上且与第一短节12间隔相对。
[0118] 引鞋132设置在传扭筒131的底端,便于第一套管段X1经过引鞋132进入第一空间P1内。卡瓦133设置在传扭筒131的内壁上,通过卡瓦133对第一套管段X1进行固定。
[0119] 为了使卡瓦133不影响第一套管段X1进入第一空间P1内,且在第一套管段X1进入第一空间P1内后对第一套管段X1进行固定,卡瓦133的齿牙向接头11的方向倾斜,且卡瓦133的内径小于第一套管段X1的外径。
[0120] 卡瓦133的齿牙向接头11的方向倾斜,且第一套管段X1进入第一空间P1时,齿牙的齿面与第一套管段X1的外壁相抵。即以附图1至3所示的方向为基准,卡瓦133齿向向上倾斜,第一锚定机构1向下移动时,第一套管段X1与卡瓦133的齿面接触时对卡瓦133的齿面的作用力分解后包括沿径向向外的分量,卡瓦133被向外撑开,使第一锚定机构1能够向下移动使第一套管段X1进入第一空间P1中。然后上提第一锚定机构1,卡瓦133向上移动,第一套管段X1对卡瓦133的齿面的作用力分解后包括沿径向向内的分量,卡瓦133的齿牙在该作用力下嵌入第一套管段X1中,与第一套管段X1锚定。如此设置,通过下放和上提第一锚定机构1即可完成对第一套管段X1的锚定,锚定操作较简单。
[0121] 其中,第一短节12的外径可以与第一套管段X1的内径相同,或者比第一套管段X1的内径小1~2cm等,举例来说,可以为1cm、1.5cm、2cm等,使第一短节12和卡瓦件13能够配合夹紧第一套管段X1。
[0122] 卡瓦133的内径可以比第一套管段X1的外径小5~10cm,举例来说,可以为5cm、8cm或10cm等,如此设置,既能使卡瓦133能够嵌入第一套管段X1内完成锚定,又能使第一套管段X1进入第一空间P1的过程难度较低。
[0123] 卡瓦133可以为设置在传扭筒131内的环状结构。或者,卡瓦133可以为块状结构,多个块状的卡瓦133沿周向均匀分布在传扭筒131内壁的同一高度上,举例来说,块状卡瓦133的数量为6个,相邻卡瓦133之间的夹为60度。
[0124] 第一锚定机构1下入和上提使卡瓦133卡紧第一套管段X1的过程中,第一套管段X1对卡瓦133的作用力包括沿轴向的分量,为了避免卡瓦133的轴向移动,卡瓦件13还包括:限位筒134,限位筒134的顶端内壁与接头11的底端连接,限位筒134的底端与传扭筒131的顶端连接,且限位筒134的顶端与接头11的底端相抵,限位筒134的底端与卡瓦133的顶端相抵,避免卡瓦133沿轴向向上移动。
[0125] 其中,限位筒134与接头11可以螺纹连接,可选地,限位筒134的顶端内壁的内螺纹可以为内锥结构,接头11底端外壁的外螺纹可以为倒锥台状,使限位筒134与接头11之间的应力在连接处均匀分布,避免应力集中导致的疲劳断折问题。
[0126] 限位筒134可以与传扭筒131螺纹连接,可选地,限位筒134的底端外壁的外螺纹可以为倒锥台状,传扭筒131顶端内壁的内螺纹可以为内锥结构,使限位筒134与接头11之间的应力在连接处均匀分布,避免应力集中导致的疲劳断折问题。
[0127] 卡瓦133夹紧第一套管段X1后,传扭筒131带动卡瓦133转动,使第一套管段X1随卡瓦133转动,为了避免卡瓦133与传扭筒131发生相对转动,卡瓦件13还包括:传扭键135,传扭键135连接在传扭筒131和卡瓦133之间。通过设置传扭键135,增强卡瓦133与传扭筒131的固定效果,避免卡瓦133与传扭筒131发生相对转动。
[0128] 其中,传扭筒131的内壁可以设置有第一键槽,卡瓦133与传扭筒131相对的一侧壁上可以设置有第二键槽,传扭键135的一端位于第一键槽内,另一端位于第二键槽内。
[0129] 引鞋132连接在传扭筒131的底端,便于第一套管段X1通过引鞋132进入第一空间P1内,可选地,引鞋132可以包括第一部分和第二部分,第一部分与传扭筒131的底端连接,第二部分连接在第一部分的底端。第一部分的内径可以自上而下逐渐减小,第二部分的内径可以自上而下逐渐增大,在第一部分和第二部分之间形成弧形凸起。第二部分的底端内径可以等于第一套管段X1的外径,或者比第一套管段X1的外径大1cm、3cm或5cm等。如此设置,使引鞋132的底端开口较大,便于第一套管段X1的进入,且在第一锚定机构1的下放过程中,第二部分的倾斜面更易被撑开。
[0130] 在第二种实现方式中,第一锚定机构1可以包括:中心杆以及套装在中心杆上的封隔器,中心杆下入至第一套管段X1中后,坐封封隔器,使中心杆与第一套管段X1相对固定,实现对第一套管段X1的锚定。
[0131] 该封隔器可以为水力坐封封隔器或者机械式封隔器等,只要能使中心杆与第一套管段X1保持相对固定即可,本发明实施例中不再进行详述。
[0132] 本发明实施例中,换向机构2连接在第一锚定机构1和第二锚定机构3之间,用于将第一锚定机构1转动时第一方向的转矩转变为第二方向的转矩,对于换向机构2的结构,以下进行示例说明:
[0133] 如附图4至7所示,换向机构2包括:太阳轮21、行星轮22和外齿圈23,行星轮22的数量为多个。太阳轮21连接在第一锚定机构1的底端,外齿圈23围设在太阳轮21外,且太阳轮21与第二锚定机构3连接,多个行星轮22位于太阳轮21和外齿圈23之间且多个行星轮22中的每个行星轮22分别与太阳轮21和外齿圈23啮合。换向机构2的俯视图可以参见附图7。
[0134] 由于每个行星轮22位于太阳轮21和外齿圈23之间且分别与太阳轮21和外齿圈23啮合,太阳轮21和行星轮22外切,两者的转向相反;行星轮22和外齿圈23内切,两者的转向相同。因此,太阳轮21随第一锚定机构1以第一方向转动时,带动行星轮22以第二方向转动。行星轮22以第二方向转动,带动外齿圈23以第二方向转动,向第二锚定机构3传递第二方向的转矩。
[0135] 换向机构2在换向过程中需要承受轴向载荷,为了使太阳轮21和外齿圈23在轴向上相对固定,以下给出两种示例:
[0136] 作为一种示例,如附图6所示,外齿圈23可以包括啮合部231和两个限位部232,啮合部231的内壁设置有用于和行星轮22啮合的齿牙,两个限位部232分别连接在啮合部231的顶端和底端,且分别与太阳轮21的两个端面相抵,实现固定。此时,行星轮22位于太阳轮21、啮合部231和两个限位部232围成的密封空间内,通过在该空间内注入润滑油,可以降低齿轮转动时的摩擦力。限位部232与太阳轮21的端面之间还可以设置有滑轮,在不影响限位效果的前提下,减少太阳轮21和外齿圈23相对转动时的摩擦阻力。
[0137] 作为另一种示例,如附图4和附图5所示,太阳轮21可以为外径自上而下逐渐增大的锥齿轮,外齿圈23可以为内径自上而下逐渐增大的内锥结构,行星轮22可以为与太阳轮21和外齿圈23相适配的锥齿轮,如此设置,外齿圈23的重力作用在太阳轮21的倾斜面上,太阳轮21对行星轮22和外齿圈23起到支撑作用,进一步增强固定效果。
[0138] 本发明实施例中,第二锚定机构3可解封地与第二套管段X2锚定,用于固定第二套管段X2,对于第二锚定机构3如何可解封地与第二套管段X2锚定,以下进行说明:
[0139] 如附图8所示,第二锚定机构3包括:中心管31、滑移件32和锚定件33。中心管31的顶端与换向机构2连接,锚定件33套装在中心管31上且锚定件33的内径大于中心管31的外径以在中心管31与锚定件33之间形成第二空间P2,且锚定件33位于第二套管段X2内;滑移件32设置于第二空间P2内,可沿第二空间P2的轴向滑移,并可在滑移至预设位置时驱动锚定件33与第二套管段X2锚定。
[0140] 通过滑移件32在第二空间P2内上下移动驱动锚定件33与第二套管段X2锚定,便于操作和控制。
[0141] 对于滑移件32如何在滑动时驱动锚定件33与第二套管段X2锚定,以下进行示例说明:锚定件33包括壳体331和弹性锚瓦332,壳体331的两端与中心管31连接,壳体331上设置有穿孔,弹性锚瓦332固定在穿孔内。弹性锚瓦332的一端设置有凸起,凸起的内径小于壳体331的内径,另一端与壳体331的外壁平齐,用于在滑移件32的驱动下弹出。弹性锚瓦332弹出时,另一端突出于壳体331的外壁与第二套管段X2锚定。
[0142] 如此设置,非锚定状态下,弹性锚瓦332的另一端与壳体331的外壁平齐,不影响第二锚定机构3下入第二套管段X2内。滑移件32移动时,与弹性锚瓦332一端的凸起相抵,使弹性锚瓦332弹出,弹性锚瓦332的另一端突出于壳体331的外壁与第二套管段X2紧密接触,通过摩擦力完成锚定。且外力消失时,滑移件32在弹性锚瓦332的弹力作用下复位,弹性锚瓦332复位,解除与第二套管段X2的锚定。
[0143] 其中,弹性锚瓦332可以为弹性橡胶材质,橡胶材质便于成型为预设结构,且耐腐蚀和耐磨性能较强,既便于弹性锚瓦332的制作成型,又能保障使用安全性和可靠性。
[0144] 弹性锚瓦332一端上的凸起可以为弧形结构,或者,凸起可以包括平直段以及位于平直段两端的渐缩段,渐缩段的一端内径与壳体331平齐,另一端与平直段的内径相同,如此设置,弹性锚瓦332的弹出和复位过程较平缓。
[0145] 可选地,滑移件32的外壁上还可以设置有与凸起相适配的凹槽,非锚定状态下,凸起位于凹槽内。滑移件32驱动弹性锚瓦332弹出完成锚定时,凸起离开或者部分离开凹槽。如此,能够使弹性锚瓦332与滑移件32的接触良好,减少对弹性锚瓦332的磨损,又能使弹性锚瓦332弹出和复位过程更平缓。
[0146] 其中,第二空间P2可以为环形空间,滑移件32可以为位于该环形空间内的圈体。弹性锚瓦332可以为环圈状结构,或者,弹性锚瓦332可以为块状结构,多个块状的弹性锚瓦332沿环向均匀分布在壳体331的同一高度上,均可达到良好的锚定效果。对应地,当弹性锚瓦332为环圈状结构时,滑移件32的外壁可以有环形凹槽;当弹性锚瓦332为块状结构时,滑移件32的外壁可以有沿周向分布在同一高度的多个块状凹槽,每个块状凹槽与一个弹性锚瓦332对应。
[0147] 弹性锚瓦332可以通过多个簧片与壳体331连接,多个簧片中的每个簧片的一端可以通过螺栓固定在弹性锚瓦332上,另一端可以通过螺栓固定在壳体331上,将弹性锚瓦332固定在壳体331上的穿孔内,通过簧片固定,进一步增加弹性锚瓦332的弹性,扩大弹性锚瓦332的运动范围。
[0148] 为了增强弹性锚瓦332与第二套管段X2的锚定效果,弹性锚瓦332的另一端设置有铣齿34,用于在弹性锚瓦332弹出时嵌入第二套管段X2内。通过设置铣齿34,弹性锚瓦332弹出时铣齿34嵌入第二套管段X2的管壁内,使第二套管段X2与弹性锚瓦332的锚定效果较好。且弹性锚瓦332复位时,铣齿34随弹性锚瓦332回缩从第二套管段X2内脱离,不影响弹性锚瓦332与第二套管段X2解除锚定。
[0149] 其中,该铣齿34可以为陶瓷或者等硬质材质,以提高锚定效果。铣齿34可以为三角形、四边形或者外圈有尖头的不规则结构,以降低嵌入难度,便于铣齿34嵌入第二套管段X2。
[0150] 对于滑移件32如何在第二空间P2内上下滑移,以下给出两种示例:
[0151] 第一种示例,中心管31内可以设置有与滑移件32连接的驱动杆,驱动杆穿过换向机构2、第一锚定机构1与井口设备连接,在井口设备的驱动下上下移动,带动滑移件32上下移动。此时,中心管31的侧壁可以沿轴向设置有条形槽,滑移件32与驱动杆之间的连接件位于条形槽内,使中心管31内的驱动杆的上下移动能够带动滑移件32的上下移动。
[0152] 第二种示例,滑移件32的移动能够通过下述方式进行水力驱动:中心管31的侧壁上设置有通孔311,第二空间P2与中心管31通过通孔311连通。滑移件32的内壁与中心管31的外壁密封接触,外壁与锚定件33的内壁密封接触,用于在中心管31内的压力达到第一预设值时沿轴向滑移驱动弹性锚瓦332弹出。
[0153] 如此设置,滑移件32分别与中心管31和锚定件33密封接触,在中心管31内注水憋压时,液体通过通孔311进入第二空间P2内,滑移件32在液压作用下滑移,驱动弹性锚瓦332弹出。
[0154] 其中,由于滑移件32的内壁和外壁分别与中心管31和锚定件33密封接触,该通孔311仅能连通部分第二空间P2,该通孔311连通的部分第二空间P2可以位于滑移件32的上方或下方。该通孔311连通的部分第二空间P2位于滑移件32上方时的示意图参见附图8,在中心管31内憋压,液体通过通孔311进入第二空间P2内且位于滑移件32的上方,对滑移件32产生向下的推力驱动滑移件32下移。通孔311连通的部分第二空间P2位于滑移件32的下方时,在中心管31内憋压,液体通过通孔311进入第二空间P2内且位于滑移件32的下方,对滑移件
32产生向上的推力驱动滑移件32上移。
[0155] 为了增加滑移件32与中心管31和锚定件33之间的密封性,滑移件32与中心管31之间可以设置有密封圈,滑移件32与锚定件33之间可以设置有密封圈。
[0156] 在上述第二种示例中,滑移件32通过水力憋压向下滑移,为了降低憋压难度,如附图9所示,本发明实施例提供的取出套管的装置还包括单向阀4,单向阀4与中心管31连接,用于使液体通过单向阀4进入中心管31中且阻碍中心管31内的液体外泄。通过设置单向阀4,注液时液体能够通过单向阀4进入中心管31内,停止注水后中心管31内的液体无法通过单向阀4流出,进行憋压时,向中心管31内注入预设水量之后无需持续供水即可使中心管31内的压力保持在第一预设值,使弹性锚瓦332与第二套管段X2保持锚定状态。
[0157] 其中,单向阀4可以设置于中心管31内且位于通孔311的上方。或者,本发明实施例提供的取出套管的装置还可以包括阀短节,阀门短节与中心管31连通,单向阀4可以位于该阀门短节内。该阀门短节可以位于换向机构2的上方或者下方,只需连接在中心管31的注水通道上即可。
[0158] 可选地,如附图9至11所示,单向阀4包括:阀座41、阀球42和弹性件43;阀座41内设置有过水通道,弹性件43与阀球42连接,阀球42在弹性件43的作用下与阀座41相抵封堵过水通道。基于上述单向阀4能使液体进入中心管31中且阻碍中心管31内的液体外泄,可以理解的是,阀球42在弹性件43的作用下与阀座41相抵封堵过水通道时,阀球42位于阀座41的下方,并在向上的弹力下封堵注水通道,单向阀4保持关闭状态。自上而下注水时,向下的液压力作用在阀球42上冲开阀球42,过水通道打开,液体能够通过阀座41向下流动。液体自下而上流动时,向上的液压力作用在阀球42上,阀球42对过水通道的封堵更紧密,液体无法通过阀座41向上流动。
[0159] 如附图10所示,阀座41可以为柱筒状结构,过水通道为柱筒内部的圆柱形空腔,此时,阀球42的直径大于过水通道的直径且与过水通道的底端相抵。
[0160] 如附图11所示,阀座41可以包括变径段,变径段的内径自上而下逐渐增大,即,过水通道包括变径段。此时,阀球42的直径大于变径段的最小直径,阀球42可以位于变径段内且与变径段的内壁相抵,使阀球42与阀座41的接触较好。
[0161] 可选地,弹性件43可以位于阀球42的下方,通过弹性件43的推力使阀球42与阀座41相抵。或者,弹性件43可以位于阀球42的上方,通过弹性件43的拉力使阀球42与阀座41相抵。弹性件43的一端连接在阀球42上,另一端可以通过支架等与管壁(该管壁可以为中心管
31的管壁或阀门短节的管壁等)保持相对固定,以对阀球42施加作用力。附图10和附图11仅给出了弹性件43位于阀球42下方的示意图,本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下可以获得弹性件43位于阀球42上方的示意图。
[0162] 滑移件32通过水力驱动时,通过向中心管31内注水使中心管31内的压力达到第一预设值,滑移件32驱动弹性锚瓦332弹出与第二套管段X2锚定。第一套管段X1和第二套管段X2的连接解除后,为了将取出套管的装置取出至井口,需要在中心管31内泄压使弹性锚瓦332复位以解除第二锚定机构3与第二套管段X2的锚定。为了使中心管31能够泄压,第二锚定机构3还包括堵件35,堵件35位于通孔311的下方,用于封堵中心管31并在中心管31内的压力达到第二预设值时剪断解除封堵,第二预设值大于第一预设值。
[0163] 需要泄压时,继续向中心管31内注水,液体压力从第一预设值逐渐增大至第二预设值时,堵件35剪断,解除对中心管31的封堵,中心管31内的液体从底端排出,作用在滑移件32上的压力消失,滑移件32在弹性锚瓦332的弹力作用下复位,弹性锚瓦332复位,第二锚定机构3与第二套管段X2解除锚定。
[0164] 其中,堵件35可以为玻璃片,玻璃片未断裂时保持对中心管31的封堵,压力达到第二预设值时,玻璃片断裂,解除封堵。
[0165] 第一预设值可以大于或等于10MPa且小于或等于14MPa,举例来说,可以为10MPa、12MPa、14MPa等,第二预设值可以大于或等于18MPa且小于或等于20MPa,举例来说,可以为
18MPa、19MPa、20MPa等,如此设置,既能满足使用需求,又能使正常憋压时的压力值与泄压时的压力值存在间距,保障作业稳定性
[0166] 本发明实施例中,第二锚定机构3还可以包括下接头,下接头与中心管31和/或壳体331连接,内部有与中心管31连通的柱状空腔。堵件35可以位于中心管32内、中心管31与下接头之间或者下接头的柱状空腔内,对中心管31进行封堵。堵件35断裂时,中心管31内液体通过下接头中的柱状空腔流出,进行泄压。可选地,下接头的底端外壁可以设置有倒角,减少第二锚定机构3下入时的磕碰。
[0167] 本发明实施例中,第一锚定机构1与第一套管段X1锚定、第二锚定机构3与第二套管段X2锚定,为了使第一锚定机构1与第二锚定机构3的间距能够满足不同长度的套管段的使用需求,该取出套管的装置还包括扭矩传递机构5,扭矩传递机构5连接在第一锚定机构1和换向机构2之间。
[0168] 如此设置,该取出套管的装置应用在不同规格的套管中时,套管段的长度不同,只需选择适当长度的扭矩传递机构5,即可使第一锚定机构1与第一套管段X1锚定时,第二锚定机构3的深度始终能与第二套管段X2相对应以完成锚定。
[0169] 举例来说,第二套管段X2的长度为10m时,扭矩传递机构5的长度要满足:下入时,第一锚定机构1的引鞋132高于第一套管段X1的顶端1m时,第二锚定机构3中的弹性锚瓦332位于第二套管段X2的中部。
[0170] 对于扭矩传递机构5的结构,以下进行示例说明:
[0171] 扭矩传递机构5包括:第二短节51和伸缩筒52;第二短节51的顶端与第一锚定机构1连接;伸缩筒52部分套装在第二短节51上,底端与换向机构2连接,伸缩筒52可轴向滑移地随第二短节51转动。
[0172] 通过设置可以沿轴向相对滑移的伸缩筒52和第二短节51,一方面,可以实现连接进行扭矩传递。另一方面,在上述第一锚定机构1与第一套管段X1锚定的第一种实现方式中,第一锚定机构1与第一套管段X1的锚定过程需要先下放再上提第一锚定机构1,通过第二短节51和伸缩筒52的轴向滑移,可以在第二锚定机构3与第二套管段X2锚定保持固定之后,仍能下放再上提第一锚定机构1使第一锚定机构1与第一套管段X1完成锚定,使第一锚定机构1和第二锚定机构3的锚定过程可以不分先后进行,提高作业便利性。
[0173] 在扭矩传递机构5中,为了避免第二短节51和伸缩筒52的相对转动,第二短节51的外壁上沿轴向设置有长条状的滑槽,伸缩筒52的内壁上设置有限位块53,限位块53可在滑槽内沿轴向滑移。如此设置,既能使第二短节51与伸缩筒52沿轴向滑移,又能限制两者的相对转动,保障扭矩传递的顺利进行。
[0174] 其中,第二短节51可以包括柱身以及分别位于柱身两端的两个限位帽,限位帽的外径大于柱身的外径,伸缩筒52可以包括筒体以及位于筒体内壁的凸台,伸缩筒52套装在第二短节51上时,限位帽的外壁与筒体内壁接触,凸台内壁与柱身的外壁接触。伸缩筒52相对第二短节51滑移至最底端时,凸台与位于柱身底端的限位帽相抵,伸缩筒52相对第二短节51滑移至最顶端时,凸台与位于柱身顶端的限位帽相抵,对伸缩筒52与第二短节51相对滑移的行程进行控制。
[0175] 或者,如附图12所示,第二短节51的顶端与第一短节12的底端通过螺母连接,第二短节51的底端设置有托台,伸缩筒52的顶端设置有凸台。在伸缩筒52相对第二短节51滑移至最顶端时,伸缩筒52的凸台与螺母的底端接触,螺母对伸缩筒52进行限位。伸缩筒52相对第二短节51滑移至最底端时,伸缩筒52的凸台与第二短节51的托台相抵,托台对伸缩筒52进行限位。
[0176] 其中,伸缩筒52与第二短节51相对滑移的行程可以大于或等于2米且小于或等于4米,举例来说,可以为2米、3米、4米等。
[0177] 在一种可能的实施例中,第一短节12、第二短节51、伸缩筒52、阀门短节和中心管31顺次连通,便于通过第一短节12向中心管31内注水憋压。可选地,换向机构2的太阳轮21套装在阀门短节的外壁上,锚定件33的顶端与外齿圈23连接,中心管31与锚定件33相对固定且与阀门短节对接,使阀门短节在转动过程中与中心管31保持连通。第二短节51和伸缩筒52之间可以设置有密封圈,避免液体泄漏
[0178] 如附图13所示,本发明实施例提供了利用上述任一项的装置取出套管的方法,该方法包括:
[0179] 步骤101,将第一锚定机构1与第一套管段X1锚定。
[0180] 步骤102,将第二锚定机构3与第二套管段X2锚定。
[0181] 步骤103,以第一方向转动第一锚定机构1,第一锚定机构1带动第一套管段X1以第一方向转动。
[0182] 步骤104,换向机构2将第一方向的转矩转变为第二方向的转矩并传递给第二锚定机构3,以使第一套管段X1与第二套管段X2之间的连接松卸。
[0183] 步骤105,解除第二锚定机构3与第二套管段X2的锚定。
[0184] 步骤106,将第一锚定机构1拉出至井口,换向机构2、第二锚定机构3和第一套管段X1随第一锚定机构1取出。
[0185] 本发明实施例提供的方法在应用时,将顺次连接的第一锚定机构1、换向机构2和第二锚定机构3下入油井中,将第一锚定机构1与第一套管段X1锚定,第一套管段X1为待取出套管段,即切割位置以下的部分损伤套管段。将第二锚定机构3与第二套管段X2锚定。
[0186] 以第一方向转动所述第一锚定机构1时,由于第二锚定机构3通过换向机构2与第一锚定机构1连接,第一锚定机构1转动时的第一方向的转矩通过换向机构2转变为第二方向的转矩作用在第二锚定机构3上。第一套管段X1受第一方向的转矩随第一锚定机构1以第一方向转动,第二套管段X2受第二方向的转矩有以第二方向转动的趋势,该第二方向为第二套管段X2与其下方的第三套管段X3旋紧的方向,由于第二套管段X2与其下方的第三套管段X3已经为旋紧状态,第二套管段X2无法继续转动,第二套管段X2保持固定。
[0187] 第二套管段X2保持固定,第一套管段X1以第一方向转动,第一套管段X1与第二套管段X2之间的螺纹连接松卸,第一套管段X1与第二套管段X2解除连接。若相邻套管段之间通过接箍Y实现螺纹连接,松卸后的接箍Y可能留存在第一套管段X1或第二套管段X2上。
[0188] 解除第二锚定机构3与第二套管段X2的锚定,将第一锚定机构1拉出至井口,换向机构2、第二锚定机构3和第一套管段X1随第一锚定机构1取出,完成损伤套管段的取出工作。
[0189] 可见,本发明实施例提供的取出套管的方法,通过第一锚定机构1带动第一套管段X1转动,第一锚定机构1转动时的第一方向的转矩通过换向机构2转换为第二方向的转矩传递至第二锚定机构3,通过第二锚定机构3上第二方向的转矩限制第二套管段X2的转动,使第一套管段X1和第二套管段X2之间的螺纹连接松卸,能够精准定位发生松卸的连接处的位置为第一套管段X1和第二套管段X2之间的连接处。取出第一套管段X1时,不带出多余的完好套管段,降低劳动强度。且避免第二套管段X2以及第二套管段X2下方的套管段发生转动造成的套管损坏。
[0190] 本发明实施例提供取出套管的方法中,取出套管的装置的下放、转动和起出过程利用井口设备进行。井口设备可以包括转动工具和起重工具,转动工具用于施加第一方向的转矩带动第一锚定机构1转动,起重工具用于下放或起出该取出套管的装置。起重工具上可以设置有指重表,指重表能够显示起重工具的拉力,通过观察指重表的示数,可以判断第一锚定机构1是否与第一套管段X1锚定,以及第一套管段X1与第二套管段X2是否已经解除连接。
[0191] 以下将结合一个具体示例对取出套管的过程进行详细描述:
[0192] 该示例中,第一套管段X1的重量为35KN,第二套管段X2的长度为10m,扭矩传递机构5中伸缩筒52与第二短节51相对滑移的行程为2m。
[0193] 步骤201,通过起重设备下放取出套管的装置,使第一锚定机构1中的引鞋132位于第一套管段X1顶端1m处,此时第一短节12部分位于第一套管段X1中,第二锚定机构3中的弹性锚瓦332对准第二套管段X2的中部。
[0194] 步骤202,向中心管31内注水憋压,直至中心管31内的压力达到12MPa,停止注水后中心管31内的液体在单向阀4的作用下无法外泄使中心管31内的压力保持不变,滑移件32在液压作用下滑移驱动弹性锚瓦332弹出,第二锚定机构3与第二套管段X2锚定。
[0195] 步骤203,记录此时起重工具上指重表的示数作为初始悬重。起重工具带动第一锚定机构1下行1.5m,然后上提0.2m,观察到上提结束时的指重表的示数大于初始悬重,表示第一锚定机构1此时受到第一套管段X1向下的拉力,第一套管段X1卡紧在卡瓦133和第一短节12之间,第一锚定机构1与第一套管段X1完成锚定。指重表的示数与初始悬重的差值可以大于或等于30KN且小于或等于40KN,举例来说,可以为30KN、35KN、40KN。
[0196] 步骤204,通过转动工具带动第一锚定机构1以第一方向转动,转动圈数可以大于或等于25且小于或等于30,举例来说,可以转动25圈、28圈、30圈等。通过起重工具匀速上提第一锚定机构1.3m,由于该上提距离仍在扭矩传递机构5中伸缩筒52与第二短节51相对滑移的行程范围内,指重表的示数仅受第一锚定机构1与第一套管段X1之间的作用力的影响。若上提过程中指重表的示数不变且大于初始悬重35KN,表示第一套管段X1与第二套管段X2已经解除连接。若上提过程中指重表的示数不断增大,表示第一套管段X1与第二套管段X2尚未解除连接。通过转动工具继续带动第一锚定机构1转动,直至起重工具匀速上提第一锚定机构1.3m过程中,指重表的示数表示不变(大于初始悬重35KN),表示第一套管段X1和第二套管段X2解除连接。
[0197] 步骤205,继续向中心管31内注水憋压,使中心管31内的压力达到20MPa,堵件35断裂,中心管31泄压,弹性锚瓦332复位,第二锚定机构3与第二套管段X2解除锚定。
[0198] 步骤206,通过起重工具起出该取出套管的装置,第一套管段X1随第一锚定机构1带出至井口,完成取出损坏套管段的作业。
[0199] 以上所述仅为本发明的说明性实施例,并不用以限制本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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