一种大直径卡瓦式节流器的解封机构.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410632495.X

申请日:

2014.11.12

公开号:

CN104373070A

公开日:

2015.02.25

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):E21B 23/03申请日:20141112|||公开

IPC分类号:

E21B23/03

主分类号:

E21B23/03

申请人:

中国石油天然气股份有限公司

发明人:

肖述琴; 杨旭东; 刘双全; 卫亚明; 白晓弘; 田伟; 陈勇; 程小莉; 汪雄雄; 韩强辉; 李丽

地址:

100007北京市东城区东直门北大街9号中国石油大厦

优先权:

专利代理机构:

西安吉盛专利代理有限责任公司61108

代理人:

张培勋

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内容摘要

本发明属于油田采气技术领域,提供了一种大直径卡瓦式节流器的解封机构,包括节流器本体、卡瓦环、箍紧销钉、卡瓦箍、卡瓦、锁块、解封销钉、锥座和挡环,卡瓦环套接在节流器本体上端外壁上,且其沿径向均匀设置有三个凹槽,节流器本体中部沿径向均匀分布有三个卡瓦槽,卡瓦通过卡瓦箍固定在节流器本体的卡瓦槽中,卡瓦的上端固定在卡瓦环的凹槽内,卡瓦箍通过箍紧销钉与节流器本体固定,锥座通过解封销钉固定在节流器本体的外壁上,锥座沿径向均匀分布有三个卡槽,锁块有三个,分别置于锥座的三个卡槽内,且与卡瓦的下端内表面紧贴,节流器本体下端连接有挡环。该发明解决了大直径卡瓦式节流器打捞时下滑,难解封的问题,提高了打捞成功率。

权利要求书

1.  一种大直径卡瓦式节流器的解封机构,包括卡瓦环(1)、箍紧销钉(2)、卡瓦箍(3)、节流器本体(4)、卡瓦(5)、锁块(6)、解封销钉(7)、锥座(8)和挡环(9),其特征在于:所述的卡瓦环(1)套接在节流器本体(4)上端外壁上,且其沿径向均匀设置有三个凹槽,所述节流器本体(4)中部沿径向均匀分布有三个卡瓦槽,所述卡瓦(5)通过卡瓦箍(3)固定在节流器本体(4)的卡瓦槽中,所述卡瓦(5)的上端设置有凸起,通过凸起固定在卡瓦环(1)的凹槽内,所述卡瓦箍(3)通过箍紧销钉(2)与节流器本体(4)固定,所述锥座(8)通过解封销钉(7)固定在节流器本体(4)的外壁上,所述锥座(8)沿径向均匀分布有三个卡槽,所述锁块(6)有三个,分别置于锥座(8)的三个卡槽内,且与卡瓦(5)的下端内表面紧贴,所述节流器本体(4)下端连接有挡环(9)。

2.
  如权利要求1所述的大直径卡瓦式节流器的解封机构,其特征在于:所述节流器本体(4)分为上下两段,且上段外径大于下段外径。

3.
  如权利要求1所述的大直径卡瓦式节流器的解封机构,其特征在于:所述卡瓦(5)为扇形体状,其下端外壁设有卡瓦牙,内壁为斜面。

4.
  如权利要求1所述的大直径卡瓦式节流器的解封机构,其特征在于:所述锁块(6)的大小与锥座(8)的卡槽大小一致。

5.
  如权利要求1或3所述的大直径卡瓦式节流器的解封机构,其特征在于:所述锥座(8)为圆筒状,其外壁上端为圆锥面,圆锥面的斜度和卡瓦(5)下端内壁斜面的斜度一致。

6.
   如权利要求1所述的大直径卡瓦式节流器的解封机构,其特征在于:所述锥座(8)的下端内壁设置有台阶。

7.
  如权利要求1所述的大直径卡瓦式节流器的解封机构,其特征在于:所述锥座(8)的下端外壁上设有螺纹。

8.
  如权利要求1所述的大直径卡瓦式节流器的解封机构,其特征在于:所述挡环(9)与节流器本体(4)之间丝扣连接。

说明书

一种大直径卡瓦式节流器的解封机构
技术领域
本发明属于一种石油天然气工业井下作业工具,是气田开发工具中的一种大直径卡瓦式节流器的解封机构。
背景技术
为了进一步提高水平井单井产量,苏里格气田进行了“体积压裂”推广试验,为增大排量,采用4 1/2″油管作为压裂采气一体化管柱。目前此类井采用井口加热、节流生产方式,生产成本高、管理难度大、安全风险大。鉴于苏里格气田井下节流技术的成熟应用经验,开展了4 1/2″管柱井下节流装置的设计研发,进行前期井下节流降压生产,以提高“体积压裂”整体效益。
苏里格气田广泛推广应用的是卡瓦式井下节流器,该节流器是依靠卡瓦卡定、胶筒密封、气嘴配产来实现井筒天然气节流降压的一种井下工具,并通过试井钢丝来完成节流器投放、坐封和打捞等井下作业。
而目前应用的2 7/8″和2 3/8″油管卡瓦式井下节流器卡定机构是采用齿形、材质、加工工艺相同的3片卡瓦组成,依靠压差使卡瓦和油管内壁产生作用力来达到固定的。但随着管柱管径的增大,卡瓦式井下节流器密封面积增大,其坐封后承受的压差也增大,同时该类节流器通过向下震击使得卡瓦与锥体之间发生相对位移来解封节流器,从而进行节流器的顺利打捞;但随着节流器坐封力的增大,其解封力也随之增大,导致打捞困难,甚至会发生井下事故。因此,为了保证4 1/2″管柱井下节流装置的易解封,需重新研发一种不同于下击解封的大直径卡瓦式节流器的解封机构,以满足苏里格气田“体积压裂”气井的生产需求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中大直径卡瓦式节流器打捞时下滑,难解封,影响其打捞成功率的问题。
为此,本发明提供了一种大直径卡瓦式节流器的解封机构,包括节流器本体,还包括卡瓦环、箍紧销钉、卡瓦箍、卡瓦、锁块、解封销钉、锥座和挡环,所述卡瓦环套接在节流器本体上端外壁上,且其沿径向均匀设置有三个凹槽,所述节流器本体中部沿径向均匀分布有三个卡瓦槽,所述卡瓦通过卡瓦箍固定在节流器本体的卡瓦槽中,所述卡瓦的上端设置有凸起,通过凸起固定在卡瓦环的凹槽内,所述卡瓦箍通过箍紧销钉与节流器本体固定,所述锥座通过解封销钉固定在节流器本体的外壁上,所述锥座沿径向均匀分布有三个卡槽,所述锁块有三个,分别置于锥座的三个卡槽内,且与卡瓦的下端内表面紧贴,所述节流器本体下端连接有挡环。
上述节流器本体分为上下两段,且上段外径大于下段外径。
上述卡瓦为扇形体状,其下端外壁设有卡瓦牙,内壁为斜面。
上述锁块的大小与锥座的卡槽大小一致。
上述锥座为圆筒状,其外壁上端为圆锥面,圆锥面的斜度和卡瓦下端内壁斜面的斜度一致。
上述锥座的下端内壁设置有台阶。
上述锥座的下端外壁上设有螺纹。
上述挡环与节流器本体之间丝扣连接。
本发明的有益效果:本发明提供的这种大直径卡瓦式节流器的解封机构将下击解卡改为上击解卡,充分利用锥座上的三片对称锁块在节流器坐封时支撑卡瓦卡死于油管内壁,而在打捞上提剪断解封销钉时锥座上的三片对称锁块回缩从而释放了卡瓦与油管内壁的卡定,解决了大直径卡瓦式节流器难解封的问题。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明大直径卡瓦式节流器的解封机构的结构示意图。
附图标记说明:1、卡瓦环;2、箍紧销钉;3、卡瓦箍;4、节流器本体;5、卡瓦;6、锁块;7、解封销钉;8、锥座;9、挡环。
具体实施方式
实施例1:
为了克服现有技术中大直径卡瓦式节流器打捞时下滑,难解封,影响其打捞成功率的问题,本实施例提供了一种如图1所示的大直径卡瓦式节流器的解封机构,包括节流器本体4,还包括卡瓦环1、箍紧销钉2、卡瓦箍3、卡瓦5、锁块6、解封销钉7、锥座8和挡环9,所述卡瓦环1套接在节流器本体4上端外壁上,且其沿径向均匀设置有三个凹槽,所述节流器本体4中部沿径向均匀分布有三个卡瓦槽,所述卡瓦5通过卡瓦箍3固定在节流器本体4的卡瓦槽中,所述卡瓦5的上端设置有凸起,通过凸起固定在卡瓦环1的凹槽内,所述卡瓦箍3通过箍紧销钉2与节流器本体4固定,所述锥座8通过解封销钉7固定在节流器本体4的外壁上,所述锥座8沿径向均匀分布有三个卡槽,所述锁块6有三个,分别置于锥座8的三个卡槽内,且与卡瓦5的下端内表面紧贴,所述节流器本体4下端连接有挡环9。
其中,所述节流器本体4分为上下两段,且上段外径大于下段外径;所述卡瓦5为扇形体状,其下端外壁设有卡瓦牙,内壁为斜面;所述锁块6的大小与锥座8的卡槽大小一致;所述锥座8为圆筒状,其外壁上端为圆锥面,圆锥面的斜度和卡瓦5下端内壁斜面的斜度一致;所述锥座8的下端内壁设置有台阶;所述锥座8的下端外壁上设有螺纹,可用于丝扣连接大直径节流器的其他部件;所述挡环9与节流器本体4之间丝扣连接。
在大管径卡瓦式节流器通过钢丝作业进行打捞时,打捞工具抓住节流器本体4向上震击,当解封销钉7被剪断时,节流器主体4相对锥座8向上运动,直到挡环9进入锥座8下端内壁的台阶处时,由于节流器主体4上段外径大于下段外径,节流器主体4向上运动,外径变小,此时锁块6处于节流器主体4的下段,而同时卡瓦5的卡瓦牙对锁块6的作用力,使得锁块6落在节流器主体4的小外径段,因为锁块6的回缩释放了卡瓦5与油管内壁之间的卡定,大直径卡瓦式节流器解封成功,从而防止了节流器下滑掉入井底,提高了其打捞成功率。
实施例2:
在实施例1的基础上,以一口4.5in油管气井的大直径卡瓦式节流器坐封和解封为例,对本发明作进一步详细说明。
(1)坐封
大直径卡瓦式节流器的投放打捞作业通过试井钢丝作业来完成;投放时,以钢丝工具串连接大直径卡瓦式节流器的投放器,并将此工具通过采气井口下放到设计位置,缓慢上提钢丝,使卡瓦5相对于锥座8及与此连接的所有部件下移并卡死于油管内壁,继续上提钢丝剪断投放器上的销钉,并随钢丝工具串起出井筒外,大直径卡瓦式节流器坐封成功。
(2)解封
以钢丝工具串连接打捞工具通过采气井口下放至大直径卡瓦式节流器坐封位置,打捞工具抓住节流器本体4并向上震击,向上拉力越大,锁块6作用于卡瓦5的力也越大,卡瓦5与油管卡死越紧;当解封销钉7被剪断时,节流器主体4相对锥座8向上运动,直到挡环9进入锥座8的下端内壁台阶处,节流器主体4小外径的下段刚好与锁块6在同一位置处,由于卡瓦5的卡瓦牙对锁块6的作用力,锁块6就落在节流器主体4的下段,因为锁块6的回缩释放了卡瓦5与油管内壁的卡定,大直径卡瓦式节流器解封成功,从而防止了其下滑掉入井底,提高打捞成功率。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明,并不构成对本发明的保护范围的限制,凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

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1、10申请公布号43申请公布日21申请号201410632495X22申请日20141112E21B23/0320060171申请人中国石油天然气股份有限公司地址100007北京市东城区东直门北大街9号中国石油大厦72发明人肖述琴杨旭东刘双全卫亚明白晓弘田伟陈勇程小莉汪雄雄韩强辉李丽74专利代理机构西安吉盛专利代理有限责任公司61108代理人张培勋54发明名称一种大直径卡瓦式节流器的解封机构57摘要本发明属于油田采气技术领域,提供了一种大直径卡瓦式节流器的解封机构,包括节流器本体、卡瓦环、箍紧销钉、卡瓦箍、卡瓦、锁块、解封销钉、锥座和挡环,卡瓦环套接在节流器本体上端外壁上,且其沿径向均匀设置有三。

2、个凹槽,节流器本体中部沿径向均匀分布有三个卡瓦槽,卡瓦通过卡瓦箍固定在节流器本体的卡瓦槽中,卡瓦的上端固定在卡瓦环的凹槽内,卡瓦箍通过箍紧销钉与节流器本体固定,锥座通过解封销钉固定在节流器本体的外壁上,锥座沿径向均匀分布有三个卡槽,锁块有三个,分别置于锥座的三个卡槽内,且与卡瓦的下端内表面紧贴,节流器本体下端连接有挡环。该发明解决了大直径卡瓦式节流器打捞时下滑,难解封的问题,提高了打捞成功率。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页10申请公布号CN104373070A43申请公布日20150225CN104373070A1/1页21一种大。

3、直径卡瓦式节流器的解封机构,包括卡瓦环1、箍紧销钉2、卡瓦箍3、节流器本体4、卡瓦5、锁块6、解封销钉7、锥座8和挡环9,其特征在于所述的卡瓦环1套接在节流器本体4上端外壁上,且其沿径向均匀设置有三个凹槽,所述节流器本体4中部沿径向均匀分布有三个卡瓦槽,所述卡瓦5通过卡瓦箍3固定在节流器本体4的卡瓦槽中,所述卡瓦5的上端设置有凸起,通过凸起固定在卡瓦环1的凹槽内,所述卡瓦箍3通过箍紧销钉2与节流器本体4固定,所述锥座8通过解封销钉7固定在节流器本体4的外壁上,所述锥座8沿径向均匀分布有三个卡槽,所述锁块6有三个,分别置于锥座8的三个卡槽内,且与卡瓦5的下端内表面紧贴,所述节流器本体4下端连接有。

4、挡环9。2如权利要求1所述的大直径卡瓦式节流器的解封机构,其特征在于所述节流器本体4分为上下两段,且上段外径大于下段外径。3如权利要求1所述的大直径卡瓦式节流器的解封机构,其特征在于所述卡瓦5为扇形体状,其下端外壁设有卡瓦牙,内壁为斜面。4如权利要求1所述的大直径卡瓦式节流器的解封机构,其特征在于所述锁块6的大小与锥座8的卡槽大小一致。5如权利要求1或3所述的大直径卡瓦式节流器的解封机构,其特征在于所述锥座8为圆筒状,其外壁上端为圆锥面,圆锥面的斜度和卡瓦5下端内壁斜面的斜度一致。6如权利要求1所述的大直径卡瓦式节流器的解封机构,其特征在于所述锥座8的下端内壁设置有台阶。7如权利要求1所述的大。

5、直径卡瓦式节流器的解封机构,其特征在于所述锥座8的下端外壁上设有螺纹。8如权利要求1所述的大直径卡瓦式节流器的解封机构,其特征在于所述挡环9与节流器本体4之间丝扣连接。权利要求书CN104373070A1/3页3一种大直径卡瓦式节流器的解封机构技术领域0001本发明属于一种石油天然气工业井下作业工具,是气田开发工具中的一种大直径卡瓦式节流器的解封机构。背景技术0002为了进一步提高水平井单井产量,苏里格气田进行了“体积压裂”推广试验,为增大排量,采用41/2油管作为压裂采气一体化管柱。目前此类井采用井口加热、节流生产方式,生产成本高、管理难度大、安全风险大。鉴于苏里格气田井下节流技术的成熟应用。

6、经验,开展了41/2管柱井下节流装置的设计研发,进行前期井下节流降压生产,以提高“体积压裂”整体效益。0003苏里格气田广泛推广应用的是卡瓦式井下节流器,该节流器是依靠卡瓦卡定、胶筒密封、气嘴配产来实现井筒天然气节流降压的一种井下工具,并通过试井钢丝来完成节流器投放、坐封和打捞等井下作业。0004而目前应用的27/8和23/8油管卡瓦式井下节流器卡定机构是采用齿形、材质、加工工艺相同的3片卡瓦组成,依靠压差使卡瓦和油管内壁产生作用力来达到固定的。但随着管柱管径的增大,卡瓦式井下节流器密封面积增大,其坐封后承受的压差也增大,同时该类节流器通过向下震击使得卡瓦与锥体之间发生相对位移来解封节流器,从。

7、而进行节流器的顺利打捞;但随着节流器坐封力的增大,其解封力也随之增大,导致打捞困难,甚至会发生井下事故。因此,为了保证41/2管柱井下节流装置的易解封,需重新研发一种不同于下击解封的大直径卡瓦式节流器的解封机构,以满足苏里格气田“体积压裂”气井的生产需求。发明内容0005本发明的目的是克服现有技术中大直径卡瓦式节流器打捞时下滑,难解封,影响其打捞成功率的问题。0006为此,本发明提供了一种大直径卡瓦式节流器的解封机构,包括节流器本体,还包括卡瓦环、箍紧销钉、卡瓦箍、卡瓦、锁块、解封销钉、锥座和挡环,所述卡瓦环套接在节流器本体上端外壁上,且其沿径向均匀设置有三个凹槽,所述节流器本体中部沿径向均匀。

8、分布有三个卡瓦槽,所述卡瓦通过卡瓦箍固定在节流器本体的卡瓦槽中,所述卡瓦的上端设置有凸起,通过凸起固定在卡瓦环的凹槽内,所述卡瓦箍通过箍紧销钉与节流器本体固定,所述锥座通过解封销钉固定在节流器本体的外壁上,所述锥座沿径向均匀分布有三个卡槽,所述锁块有三个,分别置于锥座的三个卡槽内,且与卡瓦的下端内表面紧贴,所述节流器本体下端连接有挡环。0007上述节流器本体分为上下两段,且上段外径大于下段外径。0008上述卡瓦为扇形体状,其下端外壁设有卡瓦牙,内壁为斜面。0009上述锁块的大小与锥座的卡槽大小一致。说明书CN104373070A2/3页40010上述锥座为圆筒状,其外壁上端为圆锥面,圆锥面的斜。

9、度和卡瓦下端内壁斜面的斜度一致。0011上述锥座的下端内壁设置有台阶。0012上述锥座的下端外壁上设有螺纹。0013上述挡环与节流器本体之间丝扣连接。0014本发明的有益效果本发明提供的这种大直径卡瓦式节流器的解封机构将下击解卡改为上击解卡,充分利用锥座上的三片对称锁块在节流器坐封时支撑卡瓦卡死于油管内壁,而在打捞上提剪断解封销钉时锥座上的三片对称锁块回缩从而释放了卡瓦与油管内壁的卡定,解决了大直径卡瓦式节流器难解封的问题。0015以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。附图说明0016图1是本发明大直径卡瓦式节流器的解封机构的结构示意图。0017附图标记说明1、卡瓦环;2、箍紧销钉;3、卡瓦。

10、箍;4、节流器本体;5、卡瓦;6、锁块;7、解封销钉;8、锥座;9、挡环。具体实施方式0018实施例1为了克服现有技术中大直径卡瓦式节流器打捞时下滑,难解封,影响其打捞成功率的问题,本实施例提供了一种如图1所示的大直径卡瓦式节流器的解封机构,包括节流器本体4,还包括卡瓦环1、箍紧销钉2、卡瓦箍3、卡瓦5、锁块6、解封销钉7、锥座8和挡环9,所述卡瓦环1套接在节流器本体4上端外壁上,且其沿径向均匀设置有三个凹槽,所述节流器本体4中部沿径向均匀分布有三个卡瓦槽,所述卡瓦5通过卡瓦箍3固定在节流器本体4的卡瓦槽中,所述卡瓦5的上端设置有凸起,通过凸起固定在卡瓦环1的凹槽内,所述卡瓦箍3通过箍紧销钉2。

11、与节流器本体4固定,所述锥座8通过解封销钉7固定在节流器本体4的外壁上,所述锥座8沿径向均匀分布有三个卡槽,所述锁块6有三个,分别置于锥座8的三个卡槽内,且与卡瓦5的下端内表面紧贴,所述节流器本体4下端连接有挡环9。0019其中,所述节流器本体4分为上下两段,且上段外径大于下段外径;所述卡瓦5为扇形体状,其下端外壁设有卡瓦牙,内壁为斜面;所述锁块6的大小与锥座8的卡槽大小一致;所述锥座8为圆筒状,其外壁上端为圆锥面,圆锥面的斜度和卡瓦5下端内壁斜面的斜度一致;所述锥座8的下端内壁设置有台阶;所述锥座8的下端外壁上设有螺纹,可用于丝扣连接大直径节流器的其他部件;所述挡环9与节流器本体4之间丝扣连。

12、接。0020在大管径卡瓦式节流器通过钢丝作业进行打捞时,打捞工具抓住节流器本体4向上震击,当解封销钉7被剪断时,节流器主体4相对锥座8向上运动,直到挡环9进入锥座8下端内壁的台阶处时,由于节流器主体4上段外径大于下段外径,节流器主体4向上运动,外径变小,此时锁块6处于节流器主体4的下段,而同时卡瓦5的卡瓦牙对锁块6的作用力,使得锁块6落在节流器主体4的小外径段,因为锁块6的回缩释放了卡瓦5与油管内壁之间的卡定,大直径卡瓦式节流器解封成功,从而防止了节流器下滑掉入井底,提高了其打捞成功率。说明书CN104373070A3/3页50021实施例2在实施例1的基础上,以一口45IN油管气井的大直径卡。

13、瓦式节流器坐封和解封为例,对本发明作进一步详细说明。00221坐封大直径卡瓦式节流器的投放打捞作业通过试井钢丝作业来完成;投放时,以钢丝工具串连接大直径卡瓦式节流器的投放器,并将此工具通过采气井口下放到设计位置,缓慢上提钢丝,使卡瓦5相对于锥座8及与此连接的所有部件下移并卡死于油管内壁,继续上提钢丝剪断投放器上的销钉,并随钢丝工具串起出井筒外,大直径卡瓦式节流器坐封成功。00232解封以钢丝工具串连接打捞工具通过采气井口下放至大直径卡瓦式节流器坐封位置,打捞工具抓住节流器本体4并向上震击,向上拉力越大,锁块6作用于卡瓦5的力也越大,卡瓦5与油管卡死越紧;当解封销钉7被剪断时,节流器主体4相对锥座8向上运动,直到挡环9进入锥座8的下端内壁台阶处,节流器主体4小外径的下段刚好与锁块6在同一位置处,由于卡瓦5的卡瓦牙对锁块6的作用力,锁块6就落在节流器主体4的下段,因为锁块6的回缩释放了卡瓦5与油管内壁的卡定,大直径卡瓦式节流器解封成功,从而防止了其下滑掉入井底,提高打捞成功率。0024以上例举仅仅是对本发明的举例说明,并不构成对本发明的保护范围的限制,凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。说明书CN104373070A1/1页6图1说明书附图CN104373070A。

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