CN201162523Y - 一种多功能液力锚定泄油装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于油田油水井作业的井下工具，特别是一种多功能液力锚定泄油装置，包括顺序连接的上接头、泄油销钉、泄油管、挡环、锚牙、长压板、短压板、沉头螺钉、预紧弹簧、锚体下接头，上接头与泄油管相连，泄油管下部安装于锚体下接头的上部并通过反向丝扣连接，挡环通过丝扣连接在锚体下接头的最上端；锚体下接头上部均布有两个泄油孔，下部均布有六个通孔，锚牙置于六个通孔内，每个锚牙内有两个预紧弹簧并被压紧，预紧弹簧上端安装对应的压板。本实用新型结构简单、工作可靠、性能稳定，可满足抽油井、注水井及酸化井的管柱锚定，可有效防止偏磨、封隔器失效和作业时管柱泄油，有利提高泵效，保护环境、减少损失及改善作业条件等。
Description
一、技术领域
本实用新型涉及一种用于油田油水井作业的井下工具，特别是一种多功能液力锚定泄油装置。
二、背景技术
油田在进入开发后期后，地质储量越来越少，地层能量越来越低，普遍采用了注水驱油、注聚合物驱油生产工艺，高含水层越来越多，找油堵水工作量增加，带Y221封隔器依靠管柱加压对高含水层进行封堵的油井数量逐年增多，因座封Y221封隔器造成的管柱弯曲导致油管与抽油杆之间的偏磨加剧，为了减缓管杆因座封Y221封隔器造成的偏磨，又采用了打丢手任意层堵水、打桥塞封堵底部高含水层堵水等工艺技术。但是不带封隔器的采油管柱又存在管柱蠕动的问题，管柱蠕动不但会导致管杆失稳摆动加剧管杆偏磨，而且还会影响抽油泵泵效。
另外目前对环保的要求越来越高，除下部管柱漏失等情况以外，大多数油井在作业时管柱内均充满了油液，每拆卸一根油管，就有大量的油液四处飞溅，部分油液进入油套环空，大部分油液流入井场地面，不但造成了原油损失、增加了污水处理费用，而且还污染了环境，使作业操作场地环境恶劣，增加了操作工人的施工难度和不安全因素，同时还增加了环保费用。
油田曾经应用过的“自控式泄油器”、“球控式泄油器”安装于抽油泵以上适当位置，依靠连接在抽油杆上的撞击器对滑套的摩擦进行打开或者关闭泄油孔，经常出现非正常打开、密封失效等情况，已经被淘汰使用。而安装于抽油泵泵筒以下、固定凡尔以上位置的泵下泄油器由于薄弱环节的泄油销容易在生产过程中因为压力、液流波动出现疲劳断裂，以及在抽油杆断脱、井内污物沉积时，都无法通过投放撞击杆撞击的方式打开泄油通道，所以该种泄油器也极少使用。
其次目前的注水井由于压力、温度的波动会造成管柱蠕动，情况严重时将导致Y341注水封隔器出现封失效现象，同时由于出砂、结垢、聚合物及调剖剂返吐越来越严重，封隔器以下管柱经常被堵塞，在作业起管柱的时候，管柱内的液体不能泄流于井筒中，而是被带出地面，不但恶化了作业生产现场，增加了操作工人的施工难度和不安全因素，同时还污染了环境，增加了环保费用。
再其次为了保证油水井酸化施工的成功率，由Y341封隔器或者K344封隔器构成的酸化工艺管柱都必须进行锚定，目前使用的水力锚虽然可以满足这种要求，却无法解决以下问题：就是在油水井酸化施工作业后，除个别不需要分层放大注水的情况外，酸化以后的管柱均为死管柱，即由于下部球座的单向连通作用，在作业起管柱的时候，油管柱内的液体不能进入井筒，而是被带出地面，不但恶化了作业生产现场，增加了操作工人的施工难度和不安全因素，同时还污染了环境，增加了环保费用。
三、发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、工作可靠、性能稳定的多功能液力锚定泄油装置，既能防止抽油管柱蠕动，又可在油井作业时打开泄油通道将管柱中的油液流放于井筒中，防止管柱蠕动失稳引起的管杆偏磨，同时提高抽油泵泵效。另外还可以应用于注水井、酸化井的管柱锚定，防止管柱蠕动导致Y341封隔器或者K344封隔器密封失效，又可实现作业起管柱时打开泄油通道将管柱中的液体泄流于井筒中，避免污染环境和改善作业施工条件。
本实用新型的目的是这样实现的：一种多功能液力锚定泄油装置，包括顺序连接的上接头、泄油销钉、泄油管、挡环、锚牙、长压板、短压板、沉头螺钉、预紧弹簧、锚体下接头，上接头与泄油管连接在一起，泄油管下面部分安装于锚体下接头的上部并通过反向丝扣连接，挡环通过丝扣连接在锚体下接头的最上端；锚体下接头上面部分对称分布有两个泄油孔，下面部分对称分布有六个通孔，通孔内部直径相对较小，形成一个圆形台阶，锚牙安装于六个通孔内，其下端坐落在圆形台阶上，每个锚牙中间安装有两个预紧弹簧并被压紧，预紧弹簧上端安装对应的大压板或小压板，大压板以及小压板通过沉头螺钉固定在锚体下接头外圆周上。
所述泄油管在正常工作情况下其下端面与锚体下接头上部空腔的下端面相触，侧面外圆周与锚体下接头对应部位的内圆周通过两道密封圈实现内外密封。
所述泄油管在正常工作情况下其下部通过反向丝扣与锚体下接头对应丝扣连接，在连接到位后，由配作的泄油销钉进行泄油扭矩的控制以及丝扣防松。
所述泄油管在其管柱的泄油状态下，其下部丝扣的上台阶面向上运动与挡环的下端面相触，下端面略高于锚体下接头的两个泄油孔。
所述六个锚牙在自由状态下完全容留于锚体下接头对应的通孔内，并略低于对应处的外圆周面。
所述六个锚牙在工作状态下由于管柱内压力的作用而克服预紧弹簧的预紧力向外突出，预紧弹簧进一步被压缩，但是依然在其弹性范围以内。
所述上接头与下接头通过丝扣连接在一起，并通过“O”型密封圈实现连接处的内外密封。
采用本实用新型可以带来的有益效果：①采用多功能液力锚定泄油装置安装于抽油泵以上位置，在下管柱过程中防止井筒内管柱正转，油管内的液面始终不大于油套环空的液面，而且在预紧弹簧的作用下，六个锚牙始终不突出，保证管柱可以顺畅下井；完井生产后，由于抽油井大都有几百米的动液面，依靠抽油管柱内外液面差形成的压力差，六个锚牙受到足够大的径向力而向外突出胀紧在套管壁，从而将整个抽油管柱进行锚定，防止其在抽吸过程中由于压力波动而上下蠕动，减轻管杆偏磨，提高抽油泵泵效。
②采用多功能液力锚定泄油装置安装于注水井最上面一级KPX偏心配水器以上位置，在下管柱过程中防止井筒内管柱正转，油管内的液面始终不大于油套环空的液面，而且在预紧弹簧的作用下，六个锚牙始终不突出，保证管柱可以顺畅下井；完井正常注水生产过程中，由于油压始终大于套压，六个锚牙受到足够大的径向力而向外突出胀紧在套管壁，从而将整个注水管柱进行锚定，防止压力、温度变化产生蠕动导致封隔器密封失效。
③采用多功能液力锚定泄油装置安装于酸化井最上面一级Y341封隔器或者K344封隔器以上位置，在下管柱过程中防止井筒内管柱正转，油管内的液面始终不大于油套环空的液面，而且在预紧弹簧的作用下，六个锚牙始终不突出，保证管柱可以顺畅下井；完井正常酸化过程中，由于油压始终大于套压，六个锚牙受到足够大的径向力而向外突出胀紧在套管壁，从而将整个酸化管柱进行锚定，防止管柱蠕动导致封隔器密封失效。
在作业起管柱的时候，上提管柱一定负荷后顺时针旋转，旋转足够的圈数以后，多功能液力锚定泄油装置上的两个泄油孔被打开，油管柱内高于油套环空液面的液体经泄油孔进入油套环空，油套压力趋于平衡，六个锚牙在预紧弹簧的弹力作用下向内回收，液力锚定泄油装置解锚，就可以按正常操作工艺起出井内管柱，而油液则始终被泄流于井筒中不会被带出地面，不但保护了环境减少环保费用，而且还改善了现场作业条件，同时避免原油溢出地面造成的损失。
多功能液力锚定泄油装置结构简单、原理可行、工作可靠、性能稳定，可以满足抽油井锚定管柱防偏磨、提高抽油泵泵效，注水井及酸化井管柱锚定防止封隔器失效以及作业时管柱泄油以保护环境、减少损失、改善作业条件等多种需要。
四、附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是图1的B-B剖视图。
图4是图1的C-C剖视图。
五、具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施进行说明。
参见图1、图2、图3、图4，本实用新型包括顺序连接的上接头(1)、泄油销钉(2)、泄油管(3)、挡环(4)、锚牙(5)、长压板(7)、短压板(8)、沉头螺钉(10)、预紧弹簧(11)、锚体下接头(12)，上接头(1)与泄油管(3)通过油管扣连接在一起，泄油管(3)下面部分安装于锚体下接头(12)的上部并通过反向丝扣连接，挡环(4)通过反向丝扣连接在锚体下接头(12)的最上端；锚体下接头(12)上面部分对称分布有两个泄油孔，下面部分对称分布有六个通孔，通孔内部直径相对较小，形成一个圆形台阶，锚牙(5)安装于六个通孔内，其下端坐落在圆形台阶上，每个锚牙(5)中间安装有两个预紧弹簧(11)并被压紧，预紧弹簧(11)上端安装对应的长压板(7)或短压板(8)，长压板(7)以及短压板(8)通过沉头螺钉固定在锚体下接头外圆周上。
所述泄油管(3)在正常工作情况下其下端面与锚体下接头(12)上部空腔的下端面相触，侧面外圆周与锚体下接头(12)对应部位的内圆周通过两道密封圈(6)实现内外密封。
所述泄油管(3)在正常工作情况下其下部通过反向丝扣与锚体下接头(12)对应丝扣连接，同时在连接到位后，由配作的泄油销钉(2)进行泄油扭矩的控制以及丝扣防松。
所述泄油管(3)在其管柱的泄油状态下，其下部丝扣的上台阶面向上运动与挡环(4)的下端面相触，下端面略高于锚体下接头(12)的两个泄油孔。
所述六个锚牙(5)在自由状态下完全容留于锚体下接头(12)对应的通孔内，并略低于对应处的外圆周面。
所述六个锚牙(5)在工作状态下由于管柱内压力的作用而克服预紧弹簧(11)的预紧力向外突出，预紧弹簧(11)进一步被压缩，但是依然在其弹性范围以内。
①油井作业下完井管柱时，将本实用新型连接于抽油泵以上位置，上油管的过程中注意防止井筒中管柱正转，此时油管内的液面始终不大于油套环空的液面，而且在预紧弹簧的作用下，六个锚牙始终不突出，保证管柱可以顺畅下井。下完完井管柱后，对管柱进行试压时，当液力锚定泄油装置内部压力高于外部压力达一定程度后，六个锚牙受到足够大的径向力而向外突出胀紧在套管壁，从而将整个抽油管柱进行锚定，减轻抽油管柱受到的向下推力，改善管柱的受力状况。完井生产后，由于抽油井大都有几百米的动液面，依靠抽油管柱内外液面差形成的压力差，六个锚牙受到足够大的径向力而向外突出胀紧在套管壁，从而将整个抽油管柱进行锚定，防止其在抽吸过程中由于压力波动而上下蠕动，减轻管杆偏磨，提高抽油泵泵效。
②将本实用新型安装于注水井最上面一级KPX偏心配水器以上位置，在下管柱过程中防止井筒内管柱正转，油管内的液面始终不大于油套环空的液面，而且在预紧弹簧的作用下，六个锚牙始终不突出，保证管柱可以顺畅下井；完井正常注水生产过程中，由于油压始终大于套压，六个锚牙受到足够大的径向力而向外突出胀紧在套管壁，从而将整个注水管柱进行锚定，防止压力、温度变化产生蠕动导致封隔器密封失效。
③将本实用新型安装于酸化井最上面一级Y341封隔器或者K344封隔器以上位置，在下管柱过程中防止井筒内管柱正转，油管内的液面始终不大于油套环空的液面，而且在预紧弹簧的作用下，六个锚牙始终不突出，保证管柱可以顺畅下井；完井正常酸化过程中，由于油压始终大于套压，六个锚牙受到足够大的径向力而向外突出胀紧在套管壁，从而将整个酸化管柱进行锚定，防止管柱蠕动导致封隔器密封失效。
在作业起管柱的时候，上提管柱一定负荷后顺时针旋转，旋转足够的圈数以后，多功能液力锚定泄油装置上的两个泄油孔被打开，油管柱内高于油套环空液面的液体经泄油孔进入油套环空，油套压力趋于平衡，六个锚牙在预紧弹簧的弹力作用下向内回收，多功能液力锚定泄油装置解锚，就可以按正常操作工艺起出井内管柱，而管柱中液体则始终被泄流于井筒中不会被带出地面，不但保护了环境，减少赔偿损失，而且改善了现场作业操作条件，同时油井还可以避免原油溢出地面造成的损失。
Claims (5)
1、一种多功能液力锚定泄油装置，包括顺序连接的上接头(1)、泄油销钉(2)、泄油管(3)、挡环(4)、锚牙(5)、长压板(7)、短压板(8)、沉头螺钉(10)、预紧弹簧(11)、锚体下接头(12)，其特征在于：上接头(1)与泄油管(3)通过油管扣连接在一起，泄油管(3)下面部分安装于锚体下接头(12)的上部并通过反向丝扣连接，挡环(4)通过反向丝扣连接在锚体下接头(12)的最上端；锚体下接头(12)上面部分对称分布有两个泄油孔，下面部分对称分布有六个通孔，通孔内部直径相对较小，形成一个圆形台阶，锚牙(5)安装于六个通孔内，其下端坐落在圆形台阶上，每个锚牙(5)中间安装有两个预紧弹簧(11)并被压紧，预紧弹簧(11)上端安装对应的长压板(7)或短压板(8)，长压板(7)以及短压板(8)通过沉头螺钉固定在锚体下接头外圆周上；
所述泄油管(3)在正常工作情况下其下端面与锚体下接头(12)上部空腔的下端面相触，侧面外圆周与锚体下接头(12)对应部位的内圆周通过两道密封圈(6)实现内外密封；
所述泄油管(3)在正常工作情况下其下部通过反向丝扣与锚体下接头(12)对应丝扣连接，同时在连接到位后，由配作的泄油销钉(2)进行泄油扭矩的控制以及丝扣防松；
所述泄油管(3)在其管柱的泄油状态下，其下部丝扣的上台阶面向上运动与挡环(4)的下端面相触，下端面略高于锚体下接头(12)的两个泄油孔；
所述六个锚牙(5)在自由状态下完全容留于锚体下接头(12)对应的通孔内，并略低于对应处的外圆周面；
所述六个锚牙(5)在工作状态下由于管柱内压力的作用而克服预紧弹簧(11)的预紧力向外突出，预紧弹簧(11)进一步被压缩，但是依然在其弹性范围以内。
2、根据权利要求1所述的一种多功能液力锚定泄油装置，其特征在于：泄油管(3)及挡环(4)与锚体下接头(12)通过反扣相互连接。
3、根据权利要求1所述的一种多功能液力锚定泄油装置，其特征在于：锚牙(5)在预紧弹簧(11)的预紧力作用下完全沉没于锚体下接头(12)的外圆面以下。
4、根据权利要求1或2所述的一种多功能液力锚定泄油装置，其特征在于：在锚牙(5)受力撑开胀紧于套管壁以后，上提管柱一定负荷并顺时针方向旋转泄油管(3)以上管柱，旋转泄油管(3)既向上运动，其下部丝扣上端面接触挡环(4)的下端面时，其下端面略高于多功能液力锚定泄油装置的两个泄油孔位置。
5、根据权利要求1或3所述的一种多功能液力锚定泄油装置，其特征在于：预紧弹簧(11)被长压板(7)或短压板(9)定位于锚牙(5)与压板之间。
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