CN113123746B - 一种井下施放器及井下工具组合体 - Google Patents

Abstract

本申请涉及天然气和石油开采技术领域，公开了一种井下施放器及井下工具组合体。井下施放器包括柱状的基体、至少两个限位部件、施放部件、弹性部件以及连接部件。限位部件位于限位位置时，将施放部件维持在锁止位置；施放部件位于锁止位置时，施放部件挤压连接部件以使连接部件的一部分通过工作孔延伸至基体外部；限位部件位于扩张位置时，限位部件之间形成容纳空间，施放部件在弹性部件的作用下进入容纳空间并运动至释放位置；施放部件位于释放位置时，连接部件能够在外力的作用下完全进入基体内。本申请实施例提供的井下施放器及井下工具组合体，适用于大井斜的油气井，且能够将井下工具施放至油气井内倾斜度较大的位置。

Description

一种井下施放器及井下工具组合体

技术领域

本申请涉及天然气和石油开采技术领域，尤其涉及一种井下施放器及井下工具组合体。

背景技术

当前，在向油气井中下放井下工具时，通过销钉将施放工具与井下工具连接在一起，然后施放工具带动井下工具运动至油气井内的预定位置。在到达预定位置后，通过振击使销钉断裂，从而将井下工具留在油气井的预定位置。但是，上述施放工艺不适用于大井斜的油气井。当施放工具带动井下工具运动至油气井内倾斜度较大的位置后，振击力无法有效传导至施放工具于井下工具的连接处，导致连接施放工具和井下工具的销钉无法断裂，从而导致井下工具无法脱离施放工具。

发明内容

本申请的实施例提供一种井下施放器，其适用于大井斜的油气井，在油气井内倾斜度较大的位置也能够可靠的释放连接在其上的井下工具。

本申请的实施例还提供一种具备上述井下施放器的井下工具组合体。

为了达到上述的目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

一种井下施放器，包括：柱状的基体，基体上开设有工作腔，基体上开设有连通工作腔与外界的工作孔；至少两个限位部件，限位部件设置在工作腔内，限位部件被构造为沿径向在相互靠近的限位位置以及相互远离的扩张位置之间往复运动；施放部件，施放部件设置在工作腔内，施放部件被构造为沿轴向在锁止位置和释放位置之间往复运动；弹性部件，弹性部件被构造为对施放部件施加弹性力，以使施放部件始终具备向释放位置运动的趋势；以及连接部件，连接部件设置在工作腔内；其中，限位部件位于限位位置时，限位部件的一端与施放部件的一端抵靠，以将施放部件维持在锁止位置；施放部件位于锁止位置时，施放部件挤压连接部件以使连接部件的一部分通过工作孔延伸至基体外部；限位部件位于扩张位置时，限位部件之间形成容纳空间，施放部件在弹性部件的作用下进入容纳空间并运动至释放位置；施放部件位于释放位置时，连接部件能够在外力的作用下完全进入基体内。

进一步的，还包括锁定机构，锁定机构被构造为在锁定状态和解锁状态之间转换；锁定机构处于锁定状态时，将限位部件维持在限位位置；锁定机构处于解锁状态时，限位部件在施放部件的推动下运动至扩张位置。

进一步的，限位部件的一端设置有接触斜面，接触斜面被构造为与施放部件的一端抵靠。

进一步的，施放部件被构造为与限位部件抵靠的一端为与接触斜面配合的锥形。

进一步的，井下施放器包括两个限位部件以及两个锁定机构，每个限位部件上均连接有一个锁定机构；两个锁定机构被构造为在限位部件位于限位位置时能够相互配合，以将限位部件维持在限位位置；两个锁定机构被构造为在相互配合时能够在外力的作用下相互分离，以使限位部件能够运动至扩张位置。

进一步的，基体上开设有沿径向连通工作腔与外界的操作口；锁定机构通过操作口延伸至基体外部。

进一步的，锁定机构包括固定轴和锁定体；固定轴固定连接于限位部件，锁定体与固定轴可转动的配合；锁定体上设置有锁定凹槽；一个锁定机构的固定轴能够嵌入另一个锁定机构的锁定体上的锁定凹槽，以将两个限位部件维持在相互靠近的限位位置；一个锁定机构的锁定体能够在外力的作用下脱离另一个锁定机构的固定轴，以使限位部件能够相互远离；锁定体通过操作口延伸至基体外部。

进一步的，井下施放器还包括与基体连接的转轴，限位部件与转轴可转动的连接，以在限位位置和扩张位置之间往复运动。

进一步的，连接部件为球状，连接部件的直径大于工作孔的直径。

一种井下工具组合体，包括上述任意一种井下施放器以及井下工具；井下工具的一端开设有容纳槽，基体的一端插入容纳槽内；容纳槽的内壁开设有与工作孔对应的连接孔；当限位部件位于限位位置时，连接部件嵌入连接孔内；当限位部件位于扩张位置时，井下工具挤压连接部件，使连接部件脱离连接孔。

本申请的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

本申请实施例提供的井下施放器，当限位部件位于限位位置时，限位部件的一端与施放部件的一端抵靠，以将施放部件维持在锁止位置；施放部件位于锁止位置时，施放部件挤压连接部件以使连接部件的一部分通过工作孔延伸至基体外部。通过延伸至基体外部的连接部件，井下施放器能够连接井下工具，从而带动井下工具移动至油气井内预定位置。限位部件位于扩张位置时，限位部件之间形成容纳空间，施放部件在弹性部件的作用下进入容纳空间并运动至释放位置；施放部件位于释放位置时，连接部件能够在外力的作用下完全进入基体内。此时，在井下工具的挤压下，连接部件能够完全进入基体内，从而使得井下工具能够脱离井下施放器。本申请实施例提供的井下施放器，只需要使限位部件从限位位置移动至扩张位置即可施放井下工具，无需振击。这使得本申请实施例提供的井下施放器适用于大井斜的油气井，且能够将井下工具施放至油气井内倾斜度较大的位置。

本申请实施例提供的井下工具组合体，适用于大井斜的油气井，且能够将井下工具施放至油气井内倾斜度较大的位置。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例的技术方案，下面对实施例中需要使用的附图作简单介绍。应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施方式，不应被看作是对本申请范围的限制。对于本领域技术人员而言，在不付出创造性劳动的情况下，能够根据这些附图获得其他附图。

图1为本申请实施例1提供的井下施放器的剖面结构实体图，图中限位部件位于限位位置；

图2为本申请实施例1提供的井下施放器的剖面结构示意图，图中限位部件位于扩张位置；

图3为本申请实施例2提供的井下工具组合体的剖面结构示意图。

图中：010-井下工具组合体；100-井下施放器；101-转轴；110-基体；111-工作腔；112-工作孔；113-操作口；120-限位部件；120a-容纳空间；121-接触斜面；130-施放部件；140-弹性部件；150-连接部件；160-锁定机构；161-固定轴；162-锁定体；162a-锁定凹槽；200-井下工具；210-容纳槽；211-连接孔。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的部分实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，这类术语仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本申请的描述中，“油气井”可以指石油井，也可以指天然气井。当“油气井”为天然气井时，其可以是用于采集常规天然气的天然气井，也可以是用于采集非常规天然气(页岩气、煤层气等)的天然气井。

实施例1：

图1为本实施例提供的井下施放器100的剖面结构实体图，图中限位部件120位于限位位置。图2为本实施例提供的井下施放器100的剖面结构示意图，图中限位部件120位于扩张位置。

请结合参照图1和图2，本申请实施例提供的井下施放器100包括基体110、限位部件120、施放部件130、弹性部件140和连接部件150。

基体110为柱状，基体110的上端用于与打捞装置连接，使得井下施放器100能够在油气井中上下运动。基体110上开设有延其轴线延伸的工作腔111。工作腔111从基体110的下端向上延伸。在基体110的下端的外周面设置有径向延伸的工作孔112。工作孔112将工作腔111与外界连通。

两个限位部件120可活动的设置在工作腔111内。两个限位部件120被构造为沿径向在相互靠近的限位位置(图1所示)以及相互远离的扩张位置(图2所示)之间往复运动。需要指出的是，限位部件120的数量并不限于两个，在其他实施方式中，也可以设置三个或三个以上限位部件120。还需要指出的是，限位部件120可以采用多种方式可活动的设置在工作腔111内。在本实施例中，限位部件120可转动的设置在工作腔111内。具体的，井下施放器100还包括转轴101。转轴101与基体110固定连接，转轴101设置在工作腔111的上部。限位部件120的上部与转轴101可转动的连接。当限位部件120从扩张位置向限位位置运动时，两个限位部件120的下部径向向内运动并相互靠近。当限位部件120从限位位置向扩张位置运动时，两个限位部件120的下部径向向外运动并相互远离。

施放部件130为沿基体110的轴向延伸的柱状。施放部件130可沿轴向运动的设置在工作腔111内。施放部件130设置在限位部件120的下方。施放部件130能够在锁止位置(图1所示)和释放位置(图2所示)之间往复运动。锁止位置位于释放位置下方。

弹性部件140对施放部件130施加弹性力，使得施放部件130始终具备向释放位置运动的趋势。具体的，在本实施例中，弹性部件140位弹簧，弹性部件140套设在施放部件130上。弹性部件140的上端作用于施放部件130，下端作用于基体110。弹性部件140始终处于被压缩的状态，从而对施放部件130施加弹性力，使得施放部件130始终具备向释放位置运动的趋势。

连接部件150设置在工作腔111内，并与工作孔112对应。当施放部件130位于锁止位置时，在施放部件130的挤压下连接部件150的一部分从工作孔112伸出至基体110外。当施放部件130位于释放位置时，连接部件150能够在外力的作用下完全进入基体110内。在本实施例中，连接部件150为球体，连接部件150的直径大于工作孔112的直径，从而部件连接部件150脱离基体110。球状的连接部件150能够更加容易的在施放部件130的挤压下运动至基体110外，也能够更加容易的在外力的作用下完全回到基体110内。

限位部件120位于限位位置时，限位部件120的下端与施放部件130的上端抵靠，以将施放部件130维持在锁止位置。施放部件130位于锁止位置时，施放部件130挤压连接部件150以使连接部件150的一部分通过工作孔112延伸至基体110外部。过延伸至基体110外部的连接部件150，井下施放器100能够连接井下工具，从而带动井下工具移动至油气井内预定位置。限位部件120位于扩张位置时，限位部件120之间形成容纳空间120a，施放部件130在弹性部件140的作用下进入容纳空间120a并运动至释放位置。施放部件130位于释放位置时，连接部件150能够在外力的作用下完全进入基体110内。此时，在井下工具的挤压下，连接部件150能够完全进入基体110内，从而使得井下工具能够脱离井下施放器100。本实施例提供的井下施放器100，只需要使限位部件120从限位位置移动至扩张位置即可施放井下工具，无需振击。这使得本实施例提供的井下施放器100适用于大井斜的油气井，且能够将井下工具施放至油气井内倾斜度较大的位置。

可以通过电机等动力装置控制限位部件120在限位位置和扩张位置之间运动。为了简化结构，也为了提高可靠性，在本实施例中，利用施放部件130推动限位部件120从限位位置运动至扩张位置。具体的，井下施放器100还包括锁定机构160，锁定机构160被构造为在锁定状态和解锁状态之间转换。锁定机构160处于锁定状态时，将限位部件120维持在限位位置；锁定机构160处于解锁状态时，限位部件120在施放部件130的推动下运动至扩张位置。

为了使施放部件130能够更加顺畅的推动限位部件120运动至扩张位置，在本实施例中，限位部件120的下端设置有接触斜面121，接触斜面121被构造为与施放部件130的上端抵靠。当锁定机构160处于解锁状态时，限位部件120能够通过接触斜面121，顺畅的推动限位部件120运动至扩张位置。

进一步的，在本实施例中，施放部件130的上端为与接触斜面121配合的锥形。通过施放部件130的锥形的上端与接触斜面121接触，能够进一步提高限位部件120和施放部件130运动时的灵敏度，使得限位部件120能够顺利运动至扩张位置，施放部件130能够顺利运动至释放位置。

进一步的，在本实施例中，井下施放器100包括两个锁定机构160，每个限位部件120上均连接有一个锁定机构160。两个锁定机构160被构造为在限位部件120位于限位位置时能够相互配合，以将限位部件120维持在限位位置；两个锁定机构160被构造为在相互配合时能够在外力的作用下相互分离，以使限位部件120能够运动至扩张位置。

进一步的，在本实施例中，基体110上开设有沿径向连通工作腔111与外界的操作口113。锁定机构160通过操作口113延伸至基体110外部。

进一步的，在本实施例中，锁定机构160包括固定轴161和锁定体162；固定轴161固定连接于限位部件120，锁定体162与固定轴161可转动的配合。锁定体162上设置有锁定凹槽162a；一个锁定机构160的固定轴161能够嵌入另一个锁定机构160的锁定体162上的锁定凹槽162a，以将两个限位部件120维持在相互靠近的限位位置。一个锁定机构160的锁定体162能够在外力的作用下脱离另一个锁定机构160的固定轴161，以使限位部件120能够相互远离；锁定体162通过操作口113延伸至基体110外部。具体的，两个锁定机构160相互配合时，一个锁定机构160的锁定体162上的锁定凹槽162a以从下至上的方向与另一个锁定机构160的固定轴161镶嵌配合。在井下施放器100在油气井中下行时，锁定体162位于基体110外的部位于油气井的内壁摩擦，产生的力使得固定轴161始终无法脱离与之配合的锁定凹槽162a。在井下施放器100到达油气井内预定位置后，向上提井下施放器100，此时锁定体162位于基体110外的部位于油气井的内壁摩擦，产生的力使得锁定体162沿远离与之配合的固定轴161的方向转动，使得锁定体162脱离与之配合的固定轴161，两个锁定机构160相互分离，限位部件120能够运动至扩张位置。

实施例2：

本实施例提供一种井下工具组合体010。图3为本实施例提供的井下工具组合体010的剖面结构示意图。井下工具组合体010包括实施例1中记载的井下施放器100以及井下工具200。井下工具200的上端开设有容纳槽210，井下施放器100的基体110的下端插入容纳槽210内。容纳槽210的内壁开设有与工作孔112对应的连接孔211。当限位部件120位于限位位置时，连接部件150嵌入连接孔211内，从而将井下施放器100和井下工具200连接在一起。当限位部件120运动至扩张位置时，施放部件130向上运动为连接部件150径向向内运动提供了空间。由于此时井下施放器100被向上提，因此井下施放器100和井下工具200共同挤压连接部件150，使连接部件150径向向内运动并脱离连接孔211，从而使得井下工具200能够脱离井下施放器100。本实施例提供的井下工具组合体010，只需要向上提井下施放器100，使限位部件120从限位位置移动至扩张位置即可施放井下工具200，无需振击。这使得本实施例提供的井下工具组合体010适用于大井斜的油气井，且能够将井下工具200施放至油气井内倾斜度较大的位置。

以上所述仅为本申请的部分实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种井下施放器，其特征在于，包括：

柱状的基体，所述基体上开设有工作腔，所述基体上开设有连通所述工作腔与外界的工作孔；

至少两个限位部件，所述限位部件设置在所述工作腔内，所述限位部件被构造为沿径向在相互靠近的限位位置以及相互远离的扩张位置之间往复运动；

施放部件，所述施放部件设置在所述工作腔内，所述施放部件被构造为沿轴向在锁止位置和释放位置之间往复运动；

弹性部件，所述弹性部件被构造为对所述施放部件施加弹性力，以使所述施放部件始终具备向所述释放位置运动的趋势；以及

连接部件，所述连接部件设置在所述工作腔内；

其中，所述限位部件位于所述限位位置时，所述限位部件的一端与所述施放部件的一端抵靠，以将所述施放部件维持在所述锁止位置；所述施放部件位于所述锁止位置时，所述施放部件挤压所述连接部件以使所述连接部件的一部分通过所述工作孔延伸至所述基体外部；所述限位部件位于所述扩张位置时，所述限位部件之间形成容纳空间，所述施放部件在所述弹性部件的作用下进入所述容纳空间并运动至所述释放位置；所述施放部件位于所述释放位置时，所述连接部件能够在外力的作用下完全进入所述基体内。

2.根据权利要求1所述的井下施放器，其特征在于：

还包括锁定机构，所述锁定机构被构造为在锁定状态和解锁状态之间转换；所述锁定机构处于所述锁定状态时，将所述限位部件维持在所述限位位置；所述锁定机构处于所述解锁状态时，所述限位部件在所述施放部件的推动下运动至所述扩张位置。

3.根据权利要求2所述的井下施放器，其特征在于：

所述限位部件的一端设置有接触斜面，所述接触斜面被构造为与所述施放部件的一端抵靠。

4.根据权利要求3所述的井下施放器，其特征在于：

所述施放部件被构造为与所述限位部件抵靠的一端为与所述接触斜面配合的锥形。

5.根据权利要求2所述的井下施放器，其特征在于：

所述井下施放器包括两个所述限位部件以及两个锁定机构，每个所述限位部件上均连接有一个所述锁定机构；两个所述锁定机构被构造为在所述限位部件位于所述限位位置时能够相互配合，以将所述限位部件维持在所述限位位置；两个所述锁定机构被构造为在相互配合时能够在外力的作用下相互分离，以使所述限位部件能够运动至所述扩张位置。

6.根据权利要求5所述的井下施放器，其特征在于：

所述基体上开设有沿径向连通所述工作腔与外界的操作口；所述锁定机构通过所述操作口延伸至所述基体外部。

7.根据权利要求6所述的井下施放器，其特征在于：

所述锁定机构包括固定轴和锁定体；所述固定轴固定连接于所述限位部件，所述锁定体与所述固定轴可转动的配合；所述锁定体上设置有锁定凹槽；一个所述锁定机构的所述固定轴能够嵌入另一个所述锁定机构的所述锁定体上的所述锁定凹槽，以将两个所述限位部件维持在相互靠近的所述限位位置；一个所述锁定机构的所述锁定体能够在外力的作用下脱离另一个所述锁定机构的所述固定轴，以使所述限位部件能够相互远离；所述锁定体通过所述操作口延伸至所述基体外部。

8.根据权利要求1所述的井下施放器，其特征在于：

所述井下施放器还包括与所述基体连接的转轴，所述限位部件与所述转轴可转动的连接，以在所述限位位置和所述扩张位置之间往复运动。

9.根据权利要求1所述的井下施放器，其特征在于：

所述连接部件为球状，所述连接部件的直径大于所述工作孔的直径。

10.一种井下工具组合体，其特征在于：

包括权利要求1-9中任意一项所述的井下施放器以及井下工具；所述井下工具的一端开设有容纳槽，所述基体的一端插入所述容纳槽内；所述容纳槽的内壁开设有与所述工作孔对应的连接孔；

当所述限位部件位于所述限位位置时，所述连接部件嵌入所述连接孔内；

当所述限位部件位于所述扩张位置时，所述井下工具挤压所述连接部件，使所述连接部件脱离所述连接孔。