CN109441387A - 一种井口闪断顿击装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种井口闪断顿击装置，包括壳体、芯轴、上接头、密封装置、缓冲弹簧以及注液螺栓，在所述壳体内的芯轴包括前端部和后端部，所述后端部的直径较前端部略大，所述壳体由注液腔和限制腔组成，所述限制腔的直径小于注液腔的直径，所述芯轴的后端部插设限制腔并紧密贴合，在所述限制腔内芯轴的后端部与上接头之间留有间隙，所述缓冲弹簧套设芯轴的前端部，在所述限制腔的内壁面上开有至少1道供工作液流通的引流槽；本发明的有益效果为：无需前期更换打捞管柱即可实现顿击解卡，极大简化了卡钻解除的前置工序，同时解卡成功率得到有效提升，且后续工作量将大幅降低，极大减少了事故处置周期和处置费用。
Description
技术领域
本发明涉及石油井下作业技术领域，具体来说是涉及一种井口闪断顿击装置。
背景技术
在石油行业井下作业过程中，经常会发生各类生产管串在井筒中卡阻，导致管串无法移动而产生施工困难。例如井下封隔器在起出来更换时容易被结垢、锈蚀等原因造成无法解封而卡钻，再例如大直径工具在入井过程中遇阻等。在常规采用的活动解卡方法中，一般都是通过提升设备反复上提活动，使得提升设备的提升力传递到卡阻位置，产生超过卡阻力的作用力，从而解除卡阻。但这类活动只能产生较大的向上提升的作用力，受限于管柱深度及其质量多少，很多情况下管柱深度超过2500米之后，由于管串本身质量已经足够大，活动解卡的提升作用力大部分将被消耗在克服自身质量和延程阻力上，真正作用在卡点上的作用力过小，从而导致无法解卡，造成多次倒扣打捞等复杂施工。活动解卡时的快速下放，由于提升系统各环节转动较慢阻力较大，无法在第一时间释放管串重力及弹性形变力量，下顿作用力无法显现。这些都造成了在活动解卡中，卡点所受的作用力非常小，解卡活动大部分都没有效果，只能通过大修等方式解决，造成大量的施工时间延误及产生大量的大修费用。
经过现场不断实践和数理分析发现，如果能够将活动解卡的作用力全部作用到卡阻位置，则解卡成功率将大幅提升，后续的工作量将大幅下降，极大减少事故处置周期和处置费用。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种井口闪断顿击装置。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种井口闪断顿击装置，其特征在于，包括壳体、芯轴、上接头、密封装置、缓冲弹簧以及注液螺栓，所述壳体为两端开口的中空结构，所述芯轴穿设壳体设置，在所述壳体内的芯轴包括前端部和后端部，所述后端部的直径较前端部略大，所述上接头与壳体的后开口端螺纹连接，所述密封装置设在芯轴穿设壳体的前开口端处，所述壳体由注液腔和限制腔组成，所述限制腔的直径小于注液腔的直径，所述芯轴的后端部插设限制腔并紧密贴合，在所述限制腔内芯轴的后端部与上接头之间留有间隙，所述缓冲弹簧套设芯轴的前端部，在所述注液腔的一侧开有注液口，所述注液口通过注液螺栓进行封堵，在所述限制腔的内壁面上开有至少1道供工作液流通的引流槽。
作为优选的技术方案，还包括弹簧座，所述弹簧座固设在注液腔的前端，所述缓冲弹簧的一端与弹簧座固定连接，另一端伸至注液腔的后端悬空。
作为优选的技术方案，所述密封装置为两端开口的密封堵块，在所述密封堵块的内圈开有至少4道密封槽，在所述密封槽内嵌设O型密封圈。
作为优选的技术方案，还包括扶正套，所述扶正套套设芯轴与密封装置的接触端外侧。
作为优选的技术方案，所述缓冲弹簧的内径比芯轴的前端部大5mm~10mm，所述缓冲弹簧的外径比芯轴的后端部小10mm~20mm。
作为优选的技术方案，所述芯轴后端部的直径比芯轴前端部的直径大10mm~30mm。
本发明的有益效果为：
1本装置不用前期更换打捞管柱即可实现顿击解卡，极大简化了卡钻解除的前置工序。
2、本装置通过在壳体内设置缓冲弹簧，可以有效防止冲击破坏装置本身，使施工安全有效。
3、利用本装置可以实现上部管串全部质量在弹性收缩的加速下全部作用于卡点处，有效解除卡阻。
4、解卡成功率得到有效提升，且后续工作量将大幅降低，极大减少了事故处置周期和处置费用。
附图说明
图1为本发明一种井口闪断顿击装置的结构示意图；
图中：1-壳体、1-1-注液腔、1-2-限制腔、2-芯轴、2-1-前端部、2-2-后端部、3-上接头、4-密封装置、5-缓冲弹簧、6-注液螺栓、7-间隙、8-引流槽、9-弹簧座、10-O型密封圈、11-扶正套、12-限流螺栓、13-卡盘型弹簧座。
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
本发明实施例提供了一种井口闪断顿击装置，如图1所示，该井口闪断顿击装置包括壳体1、芯轴2、上接头3、密封装置4、缓冲弹簧5以及注液螺栓6，壳体1为两端开口的中空结构，芯轴2穿设壳体1设置，在壳体1内的芯轴2包括前端部2-1和后端部2-2，后端部2-2的直径较前端部2-1略大，上接头3与壳体1的后开口端螺纹连接，密封装置4设在芯轴2穿设壳体1的前开口端处，壳体1由注液腔1-1和限制腔1-2组成，限制腔1-2的直径小于注液腔1-1的直径，芯轴2的后端部2-2插设限制腔1-2并紧密贴合，在限制腔1-2内芯轴2的后端部2-2与上接头3之间留有间隙7，缓冲弹簧5套设芯轴2的前端部2-1，在注液腔1-1的一侧开有注液口，注液口通过注液螺栓6进行封堵，在限制腔1-2的内壁面上开有至少1道供工作液流通的引流槽8。
进一步，引流槽8的设置主要用于控制工作液的通过，使芯轴2下行受到阻力，延缓闪断发生的时间。
更进一步，可在引流槽8的内壁开有一与外界连通的限流孔，该限流孔通过限流螺栓12封堵，通过拧动限流螺栓12，可控制工作液在引流槽8内的流量。
在本实施例中，还包括弹簧座9，弹簧座9固设在注液腔1-1的前端，缓冲弹簧5的一端与弹簧座9固定连接，另一端伸至注液腔1-1的后端悬空，用于延缓多余的下行冲击力防止破坏装置；
进一步，缓冲弹簧的悬空端也可安装卡盘型弹簧座13进行固定，确保芯轴被提升时后端部对缓冲弹簧的冲击造成缓冲弹簧受力变形。
在本实施例中，密封装置4为两端开口的密封堵块，在密封堵块的内圈开有至少4道密封槽，在密封槽内嵌设O型密封圈10，O型密封圈10主要用以防止工作液体泄漏到装置外部，密封装置4用以密封芯轴2并承载缓冲弹簧5的作用力。
在本实施例中，还包括扶正套11，扶正套11套设芯轴2与密封装置4的接触端外侧。
在本实施例中，缓冲弹簧5的内径比芯轴2的前端部2-1大5mm~10mm，缓冲弹簧5的外径比芯轴2的后端部2-2小10mm~20mm。
在本实施例中，芯轴后端部2-2的直径比芯轴前端部2-1的直径大10mm~30mm。
本装置的具体工作原理是：处于工作状态时，设在壳体1外部的芯轴端连接井内被卡管柱，芯轴2的后端部2-2顶住上接头3，向注液腔1-1内填充满工作液体，当快速向上提升装置时，芯轴后端部2-2与限制腔1-2成活塞式配合，芯轴后端部2-2下移时会挤占注液腔1-1的空间，使得注液腔1-1内的工作液无法立即释放到限制腔1-2内来，只能通过细小的引流槽8缓慢向上转移，随着提升力增加和持续，本装置及管串逐渐向上提升，形成井内管柱被拉伸积聚弹性能量，当芯轴后端部2-2脱开限制腔1-2的瞬间，工作液不能再对芯轴2下移产生阻挠，芯轴2连同与上接头3相连的管柱将立即产生自由下落冲击，并且在管柱弹性收缩力的加速下，将对井下卡阻点产生远大于管柱自身质量的冲击力，从而形成解卡作用力，使得卡阻点被破坏或解卡，从而简化了后续的施工程序；装置自身配置有末端缓冲机构，防止顿击有效解卡后管柱落井形成二次事故。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (6)
1.一种井口闪断顿击装置，其特征在于，包括壳体、芯轴、上接头、密封装置、缓冲弹簧以及注液螺栓，所述壳体为两端开口的中空结构，所述芯轴穿设壳体设置，在所述壳体内的芯轴包括前端部和后端部，所述后端部的直径较前端部略大，所述上接头与壳体的后开口端螺纹连接，所述密封装置设在芯轴穿设壳体的前开口端处，所述壳体由注液腔和限制腔组成，所述限制腔的直径小于注液腔的直径，所述芯轴的后端部插设限制腔并紧密贴合，在所述限制腔内芯轴的后端部与上接头之间留有间隙，所述缓冲弹簧套设芯轴的前端部，在所述注液腔的一侧开有注液口，所述注液口通过注液螺栓进行封堵，在所述限制腔的内壁面上开有至少1道供工作液流通的引流槽。
2.根据权利要求1所述的一种井口闪断顿击装置，其特征在于：还包括弹簧座，所述弹簧座固设在注液腔的前端，所述缓冲弹簧的一端与弹簧座固定连接，另一端伸至注液腔的后端悬空。
3.根据权利要求2所述的一种井口闪断顿击装置，其特征在于：所述密封装置为两端开口的密封堵块，在所述密封堵块的内圈开有至少4道密封槽，在所述密封槽内嵌设O型密封圈。
4.根据权利要求1或3所述的一种井口闪断顿击装置，其特征在于：还包括扶正套，所述扶正套套设芯轴与密封装置的接触端外侧。
5.根据权利要求2所述的一种井口闪断顿击装置，其特征在于：所述缓冲弹簧的内径比芯轴的前端部大5mm~10mm，所述缓冲弹簧的外径比芯轴的后端部小10mm~20mm。
6.根据权利要求5所述的一种井口闪断顿击装置，其特征在于：所述芯轴后端部的直径比芯轴前端部的直径大10mm~30mm。
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