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CN113153238A - 用于油气井射孔的可释放短接装置 - Google Patents

用于油气井射孔的可释放短接装置 Download PDF

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CN113153238A CN202110442898.8A CN202110442898A CN113153238A CN 113153238 A CN113153238 A CN 113153238A CN 202110442898 A CN202110442898 A CN 202110442898A CN 113153238 A CN113153238 A CN 113153238A
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罗浪
龙建全
于天亮
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Abstract

本发明公开了一种用于油气井射孔的可释放短接装置，主要解决传统短接在分离井下设备时，费时费力且成本较高的问题。包括：用于传输电信号的单芯承压过线器、上下接头、打捞头、弹性卡爪、连接件以及两端具有锥形凹槽、内部插入加热棒的圆柱形熔裂块，熔裂块内部设有通过地面选发控制系统采用具有独立固定地址的选发开关进行控制的加热装置，其为熔裂块提供热能，使得作为电弱点的熔裂块能够在强力弹簧推力作用下分裂，从而令弹性卡爪失去内支撑，进一步利用外部缆绳拉力退出打捞头，实现连接点的分离释放。本发明避免了机械弱点释放方式的不确定性，有效降低了井下射孔设备的分离成本，实现了测井仪器串或射孔枪串遇卡时的可控释放。

Description

用于油气井射孔的可释放短接装置
技术领域
本发明属于油气开采技术领域，进一步涉及桥塞与射孔联作技术，具体为一种用于油气井射孔的可释放短接装置，可用于井下射孔作业。
背景技术
现有的桥塞与射孔联作在遇到测井仪器或者射孔枪被卡住的情况时，是通过拉断设置在马笼头上的机械弱点，将马笼头强行拉断以实现电缆仪器和射孔枪串的分离。一旦遇卡，不能根据遇卡点分离仪器与射孔枪串，只能将仪器与射孔枪串整体留到深井中，再对分离后的仪器与射孔枪串进行打捞，费时、费力，且会造成巨大损失。
在申请号为201711039545.3，名称为“一种可熔断单芯电缆释放装置”的发明专利中，提供了一种采用电气弱点的可熔断单芯电缆释放装置；该装置熔断电路在仪器串不工作的情况下起作用，熔断、释放电缆只需30KG的拉力即可保证电缆脱出，且不会导致电子雷管的误爆，相比传统的机械弱点拉断经济实惠；然而，这种装置是用于电缆与仪器间的连接点释放，其结构并不适用于测井仪器串与射孔枪串，且对于多个连接点中某个遇卡的情况，该装置并不能根据遇卡点可控地分离指定测井仪器串或射孔枪串中的某部分。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于油气井射孔的可释放短接装置，通过电路控制可控弱点的释放，采用具有独立固定地址的选发开关控制熔断电路，避免了传统机械弱点释放方式的不确定性，实现测井仪器串或射孔枪串遇卡时的可控释放。
为实现上述目的，本发明包括：
单芯承压过线器1、密封顶圈2、下接头3、熔裂块下衬底4、熔裂块5、制动轴6、紧缩螺母7、强力弹簧8、勾头定位孔9、进液孔10、弹性卡爪11、中间筒12、打捞头13、紧缩螺丝14、上接头15以及限位孔16；
所述单芯承压过线器1用于传输电信号，其位于密封顶圈2的内部；
所述密封顶圈2用于阻隔外部高压液体；
所述熔裂块5为一个两端具有锥形凹槽、内部插入加热棒的圆柱，被夹在熔裂块下衬底4与制动轴6中间，且加热棒上连接有熔断电路，共同构成加热装置；其中熔裂块下衬底4被密封顶圈2固定住；
所述制动轴6插入下接头3内，轴上通过紧缩螺母7固定有强力弹簧8；通过挤压使得制动轴6的粗端进入弹性卡爪11的内孔中、细端顶到熔裂块5上；
所述弹性卡爪11插入打捞头13的内孔中，且该弹性卡爪11的锥形凸台与打捞头13内壁锥面配合，形成受力点；打捞头13与弹性卡爪11共同插入中间筒12内，且通过紧缩螺丝固定；
所述中间筒12用于连接上接头15与下接头3，上接头15和下接头3的另一端分别用于连接上一级和下一级枪管；
所述限位孔16，用于限制中间筒12与上接头15之间的旋转运动。
进一步，上述熔裂块5按照如下方式得到：首先将一个铜柱均分为四块大小相同的扇形瓣，然后将扇形瓣进行焊接，得到一个整体，该整体即为熔裂块。
进一步，上述制动轴6的粗端用于限制弹性卡爪11向内收缩；粗端能够在强力弹簧8的作用力下退出弹性卡爪11的内孔，在外拉力作用下退出打捞头，实现分离；
进一步，上述加热装置通过地面选发控制系统进行启动，用于为熔裂块5提供热能，熔裂块5被加热装置加热到指定温度后，在强力弹簧8的推力作用下分裂，使弹性卡爪11失去内支撑，通过外拉力退出打捞头，实现分离；地面选发控制系统采用具有独立固定地址的选发开关控制熔断电路，完成指定位置的热能供应，实现定点释放。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
第一、本发明通过电路控制可控弱点的释放，从而克服了根据机械弱点分离测井仪器串或射孔枪串时，费时、费力，且损失较大的弊端；
第二、由于本发明熔裂块中的加热装置通过地面选发控制系统进行启动，且该系统采用具有独立固定地址的选发开关控制熔断电路，能够完成指定位置的热能供应，将遇卡点精准断开，避免了传统释放方式的不确定性，实现了测井仪器串或射孔枪串遇卡时的可控释放。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中熔裂块破裂状态示意图；
图3为本发明装置的释放状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的做进一步的描述。
参照图1，本发明的整体结构示意图，对本发明提供的一种用于油气井射孔的可释放短接装置的具体结构进行描述，该装置具体包括：
单芯承压过线器1、密封顶圈2、下接头3、熔裂块下衬底4、熔裂块5、制动轴6、紧缩螺母7、强力弹簧8、勾头定位孔9、进液孔10、弹性卡爪11、中间筒12、打捞头13、紧缩螺丝14、上接头15以及限位孔16。
弹性卡爪11插入打捞头13的内孔中，弹性卡爪11的锥形凸台与打捞头13内壁锥面配合，打捞头13与弹性卡爪11共同插入中间筒内，紧缩螺丝14将弹性卡爪11固定到中间筒内。强力弹簧8被紧缩螺母7固定到制动轴6上；制动轴6插入上接头15内，通过挤压，使得制动轴6的粗端进入弹性卡爪11的内孔中。焊接成一个整体的熔裂块5为一个两端具有锥形凹槽的圆柱，内部具有加热装置，加热装置通电后，会将熔裂块5分为四瓣，失去支撑力。熔裂块5被夹在熔裂块下衬底4与制动轴6中间；密封顶圈2将熔裂块下衬底4固定住；密封顶圈2的内部留有一个单芯承压过线器1。
单芯承压过线器1用于传输电信号，其位于密封顶圈2的内部；密封顶圈2用于阻隔外部高压液体；熔裂块5为一个两端具有锥形凹槽、内部插入加热棒的圆柱，其本身是首先将一个铜柱均分为四块大小相同的扇形瓣，然后再将扇形瓣进行焊接，得到一个整体；该熔裂块被夹在熔裂块下衬底4与制动轴6中间，其中熔裂块下衬底4被密封顶圈2固定住；熔裂块内部的加热棒上连接有熔断电路，加热棒与熔断电路共同构成加热装置；加热装置通过地面选发控制系统进行启动，用于为熔裂块5提供热能，熔裂块5被加热装置加热到指定温度后，在强力弹簧8的推力作用下分裂，使弹性卡爪11失去内支撑，通过外拉力退出打捞头，实现分离；地面选发控制系统采用具有独立固定地址的选发开关控制熔断电路，完成指定位置的热能供应，实现定点释放。
制动轴6插入下接头3内，轴上通过紧缩螺母7固定有强力弹簧8；通过挤压使得制动轴6的粗端进入弹性卡爪11的内孔中、细端顶到熔裂块5上；制动轴6的粗端用于限制弹性卡爪11向内收缩；其粗端能够在强力弹簧8的作用力下退出弹性卡爪11的内孔，在外拉力作用下退出打捞头，实现分离。
弹性卡爪11插入打捞头13的内孔中，且该弹性卡爪11的锥形凸台与打捞头13内壁锥面配合，形成受力点；打捞头13与弹性卡爪11共同插入中间筒12内，且通过紧缩螺丝固定；中间筒12位于上接头15与下接头3之间，连接着这两个接头，上接头15和下接头3的另一端分别用于连接上一级和下一级枪管。
限位孔16，用于限制中间筒12与上接头15之间的旋转运动。
参照图2和图3，在需要将某个短接装置分离成两段时，首先通过地面选发控制系统启动加热装置，给该短接装置中的熔裂块加热；熔裂块受热，然后将在强力弹簧的推力作用下被分裂为四瓣；接着制动轴粗端在弹簧的作用力下退出弹性卡爪的内孔；最后失去内支撑力的弹性卡爪，在外部拉力作用下即可轻松退出打捞头，实现分离。
在正常使用过程中，本发明提供的可释放短接装置能够用作常规枪管间的隔爆接头使用。在井下出现仪器或者枪串遇卡时，可以通过选发控制系统选择对指定的井下可释放短接装置进行可控的释放，通过地面选发控制系统为熔裂块提供热能，熔裂块达到指定温度后，在弹簧的作用力下分裂开，制动轴向下弹出，制动轴的上端轴销退出弹性卡爪，同时，井下液体通过进液孔进入接头内空腔，此时，外部通过缆绳给予拉力，在该外拉力作用下，下接头与中间筒将被拉开；上接头与中间筒在缆绳的拖拽作用下拉出井口；下接头的上端带有打捞头，可通过下入打捞工具将其取出。
在桥塞与射孔联作过程中，本发明提供的可释放短接装置能够作为普通射孔短接装置使用，例如作为两只射孔枪管之间的连接接头，或者电缆仪器串与射孔枪管之间的连接接头，完成射孔作业；如果遇到测井仪器、射孔枪管被卡住的情形，或者根据工艺要求，必须释放短接装置以下部分射孔工具串时，则可由地面的控制面板或者桥塞联作多级选发控制系统面板与井下射孔可释放短接进行通信并供电，供电后可释放短接的加热装置能够在120秒以内将熔断保护器进行熔断，之后短接装置将分离为上下两节，即处于释放状态，如图3所示；其中指定的部分留在井下，其余部分随电缆提升到井口。
本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明内容和原理后，都可能在不背离本发明原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修正和改变，但是这些基于本发明思想的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于油气井射孔的可释放短接装置，其特征在于，包括：单芯承压过线器(1)、密封顶圈(2)、下接头(3)、熔裂块下衬底(4)、熔裂块(5)、制动轴(6)、紧缩螺母(7)、强力弹簧(8)、勾头定位孔(9)、进液孔(10)、弹性卡爪(11)、中间筒(12)、打捞头(13)、紧缩螺丝(14)、上接头(15)以及限位孔(16)；
所述单芯承压过线器(1)用于传输电信号，其位于密封顶圈(2)的内部；
所述密封顶圈(2)用于阻隔外部高压液体；
所述熔裂块(5)为一个两端具有锥形凹槽、内部插入加热棒的圆柱，被夹在熔裂块下衬底(4)与制动轴(6)中间，且加热棒上连接有熔断电路，共同构成加热装置；其中熔裂块下衬底(4)被密封顶圈(2)固定住；
所述制动轴(6)插入下接头(3)内，轴上通过紧缩螺母(7)固定有强力弹簧(8)；通过挤压使得制动轴(6)的粗端进入弹性卡爪(11)的内孔中、细端顶到熔裂块(5)上；
所述弹性卡爪(11)插入打捞头(13)的内孔中，且该弹性卡爪(11)的锥形凸台与打捞头(13)内壁锥面配合，形成受力点；打捞头(13)与弹性卡爪(11)共同插入中间筒(12)内，且通过紧缩螺丝固定；
所述中间筒(12)用于连接上接头(15)与下接头(3)，上接头(15)和下接头(3)的另一端分别用于连接上一级和下一级枪管；
所述限位孔(16)，用于限制中间筒(12)与上接头(15)之间的旋转运动。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述熔裂块(5)按照如下方式得到：首先将一个铜柱均分为四块大小相同的扇形瓣，然后将扇形瓣进行焊接，得到一个整体，该整体即为熔裂块。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述制动轴(6)的粗端用于限制弹性卡爪(11)向内收缩。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述制动轴(6)的粗端能够在强力弹簧(8)的作用力下退出弹性卡爪(11)的内孔，在外拉力作用下退出打捞头，实现分离。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述加热装置通过地面选发控制系统进行启动，用于为熔裂块(5)提供热能。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述熔裂块(5)，被加热装置加热到指定温度后，在强力弹簧(8)的推力作用下分裂，使弹性卡爪(11)失去内支撑，通过外拉力退出打捞头，实现分离。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：地面选发控制系统采用具有独立固定地址的选发开关控制熔断电路，完成指定位置的热能供应，实现定点释放。
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