CN118390980A - 一种复合管柱带压起管装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合管柱带压起管装置，包括从上至下依次连接的游动卡瓦组件、取电缆短节、上注脂环形防喷器、密闭伸缩节、下注脂环形防喷器、安全注脂环形防喷器和安全防喷器，安全防喷器通过下平台上安装在井口稳固支撑架上，下平台的上方设有中平台，中平台上安装有游动液压缸，游动液压缸的活塞杆竖直向上与游动卡瓦组件相连接，中平台的上方通过立柱连接有上平台，上平台上安装有固定液压缸，固定液压缸活塞杆上安装有固定卡瓦组件。本发明通过注入高压密封脂密封管柱与附件间微小缝隙，从而实现对带附件管柱的整体密封；利用取电缆短节实现管线分离，短节上方卡瓦卡紧的管柱段无电缆，可使用常规卡瓦实现卡紧起出管柱目的。

Description

一种复合管柱带压起管装置

技术领域

本发明涉及储气库井、电潜泵井修井起管柱设备技术领域，尤其涉及一种复合管柱带压起管装置。

背景技术

储气库井生产管柱串包含井下压力计、井下安全阀，安全阀的作用是当储存气体的压力超过设定的安全压力阈值时，自动打开，释放一定量的气体，从而降低储存系统的压力，确保系统不会超过其承受压力。安全阀连接有液压管线，对应的液压控制管线固定在安全阀以上的油管上，连接至地面实现对安全阀的控制。

电潜泵井生产油管下端连接有电潜泵，电潜泵控制电缆固定在电潜泵以上的油管上，连接至地面实现对电潜泵的控制。

当电潜泵井、储气库井生产管柱下入井筒时，预先在套管内下入桥塞密封井套管，然后不带压状态下入管柱，管柱下放到位后顶开桥塞，开始生产。

当安全阀、压力计、电潜泵等井下工具异常时，需要起出管柱进行检修或更换；常规的封井方式只能密封圆形管柱，带有附件的管柱无法可靠密封，目前采用压井方式压井后起出管柱，压井不仅会污染地层、还会造成减产，为了保护地层环境、保证产量，急需可靠密封并带压起出管柱的设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合管柱带压起管装置，解决上述的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种复合管柱带压起管装置，包括从上至下依次连接的游动卡瓦组件、取电缆短节、上注脂环形防喷器、密闭伸缩节、下注脂环形防喷器、安全注脂环形防喷器和安全防喷器，所述安全防喷器的底部连接在主阀上，所述安全防喷器的外侧设有井口稳固支撑架，所述安全防喷器的顶部安装在下平台上，所述下平台连接在所述井口稳固支撑架上，所述下平台的上方通过立柱安装有中平台，所述中平台上安装有两个对称设置的游动液压缸，所述游动液压缸的活塞杆竖直向上且连接有第一横梁，所述游动卡瓦组件安装在所述第一横梁上，所述中平台的上方通过立柱连接有上平台，所述上平台上安装有两个对称设置的固定液压缸，所述固定液压缸的活塞杆上连接有第二横梁，所述第二横梁上安装有固定卡瓦组件。

进一步的，所述密闭伸缩节的底部分别连接有泄压阀和平衡阀。

进一步的，所述下平台和中平台之间设有维修平台，所述维修平台固定在所述下平台和中平台之间设置的立柱上。

进一步的，所述游动液压缸和固定液压缸均通过所述维修平台扶正。

进一步的，所述上注脂环形防喷器、下注脂环形防喷器和安全注脂环形防喷器的结构均相同，均包括壳体和连接在所述壳体上方和下方的上密封组件和下密封组件，所述上密封组件和下密封组件对称设置，所述上密封组件和下密封组件均包括顶盖，所述顶盖内设有球形胶芯的下方设有活塞，所述活塞、顶盖和壳体之间设有支撑圈，所述支撑圈连接在所述顶盖上，所述支撑圈与壳体之间形成位移腔，所述活塞远离所述球形胶芯的一端在所述位移腔内滑动，所述壳体对应所述位移腔的顶部和底部的位置上分别开设有胶芯开启口和胶芯关闭口，所述胶芯开启口和胶芯关闭口均与液压泵相连接，所述壳体的中心位置开设有两个对称设置的注脂孔和回脂孔，所述注脂孔和回脂孔的外端口上分别连接有注脂阀总成和回脂阀。

进一步的，所述中平台、第一横梁、上平台和第二横梁上均安装有距离传感器，所述距离传感器与报警器相连接。

进一步的，所述井口稳固支撑架的顶面上安装有水平仪，所述井口稳固支撑架的底部连接有调节地脚。

进一步的，所述下平台通过销轴固定在所述井口稳固支撑架上。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

本发明利用两台注脂环形防喷器密封带附件的管柱，通过注入高压密封脂密封管柱与附件间微小缝隙，从而实现对带附件管柱的整体密封，实现密封高压；利用密闭伸缩节，达到无相对运动效果，实现静密封起下管柱；利用取电缆短节实现管线分离，短节上方卡瓦卡紧的管柱段无电缆，可使用常规卡瓦实现卡紧起出管柱目的。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为本发明复合管柱带压起管装置立体图；

图2为本发明复合管柱带压起管装置安装剖视

图3为固定液压缸升起状态剖视图；

图4为游动液压缸作业状态剖视图；

图5为注脂环形防喷器打开时半剖视图；

图6为注脂环形防喷器关闭并注入高压密封脂时半剖视图；

附图标记说明：1、游动卡瓦组件；2、取电缆短节；3、上注脂环形防喷器；4、密闭伸缩节；5、下注脂环形防喷器；6、安全注脂环形防喷器；7、安全防喷器；8、主阀；9、井口稳固支撑架；10、下平台；11、中平台；12、游动液压缸；13、第一横梁；14、固定液压缸；15、上平台；16、第二横梁；17、固定卡瓦组件；18、泄压阀；19、平衡阀；20、维修平台；21、壳体；22、顶盖；23、球形胶芯；24、活塞；25、支撑圈；26、位移腔；27、胶芯开启口；28、胶芯关闭口；29、注脂孔；30、回脂孔；31、注脂阀总成；32、回脂阀；33、调节地脚。

具体实施方式

如图1-6所示，一种复合管柱带压起管装置，包括从上至下依次连接的游动卡瓦组件1、取电缆短节2、上注脂环形防喷器3、密闭伸缩节4、下注脂环形防喷器5、安全注脂环形防喷器6和安全防喷器7，所述安全防喷器7的底部连接在主阀8上。

所述安全防喷器7的外侧设有井口稳固支撑架9，所述安全防喷器7的顶部安装在下平台10上，所述下平台10通过销轴连接在所述井口稳固支撑架9上，所述下平台10的上方通过立柱安装有中平台11，所述中平台11上安装有两个对称设置的游动液压缸12，所述游动液压缸12的活塞杆竖直向上且连接有第一横梁13，所述游动卡瓦组件1安装在所述第一横梁13上，所述中平台11的上方通过立柱连接有上平台15，所述上平台15上安装有两个对称设置的固定液压缸14，所述固定液压缸14的活塞杆上连接有第二横梁16，所述第二横梁16上安装有固定卡瓦组件17。

所述游动卡瓦组件1和固定卡瓦组件17中卡瓦的样式不受限制，可使用万能卡瓦，也可以使用锥形自紧式卡瓦。

所述取电缆短节2能够将管柱（油管或钻杆）与附件（毛细管或电缆等）分离开，游动卡瓦组件1和固定卡瓦组件17卡紧的管柱位置无附件，可以正常卡紧。

所述固定液压缸14带动所述第二横梁16和固定卡瓦组件17上升至固定液压缸14最高点，为游动液压缸12带动所述第一横梁13以下的部分的升降运动提供空间，固定卡瓦组件17配合游动卡瓦组件1导入或导出管柱。

所述游动液压缸12升降运动，带动所述第一横梁13以下的部分（游动卡瓦组件1、取电缆短节2、上注脂环形防喷器3和密闭伸缩节4）一块升降运动，从而导入或者导出管柱。

所述密闭伸缩节4的底部分别连接有泄压阀18和平衡阀19，所述泄压阀18与污水罐连接，所述平衡阀19与井口压力连接，使游动卡瓦组件1卡紧管柱同取电缆短节2、关闭的上注脂环形防喷器3和密闭伸缩节4一起随游动液压缸12上提管柱到游动液压缸12顶端，需要先液压关闭下注脂环形防喷器5并注入高压密封脂，打开泄压阀18卸掉上下注脂环形防喷器间井压，使上注脂环形防喷器3上下均无压力，关闭泄压阀18，卸掉上注脂环形防喷器3的高压密封脂，液压打开上注脂环形防喷器3，需要液压关闭固定卡瓦组件17卡紧无附件的管柱，液压打开游动卡瓦组件1松开管柱，游动卡瓦组件1同取电缆短节2、注脂环形防喷器3和密闭伸缩节4一起随游动液压缸12下降到底，然后需要先关闭上注脂环形防喷器3并注入高压密封脂，打开平衡阀19，使上下注脂环形防喷器间充满井压，使下注脂环形防喷器5上下压力相等，关闭平衡阀19，卸掉下注脂环形防喷器5的高压密封脂，液压打开下注脂环形防喷器5，液压关闭游动卡瓦组件1卡紧管柱，液压打开固定卡瓦组件17松开管柱，游动卡瓦组件1同取电缆短节2、注脂环形防喷器3和密闭伸缩节4一起随游动液压缸12继续上提管柱。

所述下平台10和中平台11之间设有维修平台20，所述维修平台20固定在所述下平台10和中平台11之间设置的立柱上，所述游动液压缸12和固定液压缸14均通过所述维修平台20扶正。

所述安全注脂环形防喷器6不作业或暂停作业时，用于关井实现对管柱（有附件）的静密封。

所述安全防喷器7不作业或暂停作业时，用于关井实现对管柱（无附件）的静密封；所述安全防喷器7可以是三闸板防喷器，可以是三个单闸板防喷器，内装全封闸板、半封闸板、剪切闸板，井内没管柱的时候使用全封闸板封井，有管柱（无附件）时使用半封封井，紧急情况使用剪切闸板剪断管柱封井，为安全起见，可配置多台安全防喷器。

所述上注脂环形防喷器3、下注脂环形防喷器5和安全注脂环形防喷器6的结构均相同，均包括壳体21和连接在所述壳体21上方和下方的上密封组件和下密封组件，所述上密封组件和下密封组件对称设置，所述上密封组件和下密封组件均包括顶盖22，所述顶盖22内设有球形胶芯23的下方设有活塞24，所述活塞24、顶盖22和壳体21之间设有支撑圈25，所述支撑圈25连接在所述顶盖22上，所述支撑圈25与壳体21之间形成位移腔26，所述活塞24远离所述球形胶芯23的一端在所述位移腔26内滑动，所述壳体21对应所述位移腔26的顶部和底部的位置上分别开设有胶芯开启口27和胶芯关闭口28，所述胶芯开启口27和胶芯关闭口28均与液压泵相连接，所述壳体21的中心位置开设有两个对称设置的注脂孔29和回脂孔30，所述注脂孔29和回脂孔30的外端口上分别连接有注脂阀总成31和回脂阀32。

所述注脂阀总成31内部设有单向阀结构，可单向注脂，高压脂不会回流，所述回脂阀32包含密封脂接头和截止阀，通过打开截止阀，放掉两个所述球形胶芯23之间的压力。

当密封油管或钻杆时，所述球形胶芯23的开关原理：关闭时，高压油从壳体21上的两个胶芯关闭口28进入位移腔26内，推动活塞24向着球形胶芯23移动，由于顶盖22的限制，所述球形胶芯23不能上行或者下行，只能被挤向中心，储备在所述球形胶芯23支撑筋之间的橡胶因支撑筋相互靠拢而被挤向井口中心，直至抱紧钻具或者全封闭井口，实现封井的目的；当需要打开井口时，操作液压控制系统换向阀换向，使高压油从壳体21上的胶芯开启口27进入位移腔26内，推动活塞24向着远离球形胶芯23的方向移动，然后关闭腔泄压，作用在所述球形胶芯23上的推挤力消除，所述球形胶芯23在本身弹性力的作用下逐渐复位，打开井口。

当密封管柱总成（带电缆或毛细管（液压管线））的油管或钻杆时，液压关闭两个球形胶芯23后，所述球形胶芯23实现对管柱本体的密封，无法密封管柱与电缆或毛细管（液压管线）的细小空间，然后通过注脂阀总成31在两个所述球形胶芯23之间注入高压密封脂，密封脂的压力大于井压3MPa左右，密封脂填充至球形胶芯23和管柱总成之间的空隙，实现对管柱总成的密封；当需要打开所述球形胶芯23时，打开所述回脂阀32的截止阀，放掉两个所述球形胶芯23之间的密封脂压力，然后正常液压打开。

所述中平台11、第一横梁13、上平台15和第二横梁16上均安装有距离传感器，所述距离传感器与报警器相连接，通过所述距离传感器实时监测中平台11、第一横梁13、上平台15和第二横梁16之间的距离，一旦间距小于或大于设定的距离后，报警器开始报警，提醒工作人员进行检查。

所述井口稳固支撑架9的顶面上安装有水平仪，所述井口稳固支撑架9的底部连接有调节地脚33，通过所述水平仪找平，根据水平仪的数据转动调节地脚33，使井口稳固支撑架9的顶部保持水平。

所述游动卡瓦组件1、取电缆短节2、密闭伸缩节4、安全防喷器7和固定卡瓦组件17等结构均为现有技术，其结构在此不再详述。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种复合管柱带压起管装置，其特征在于：包括从上至下依次连接的游动卡瓦组件（1）、取电缆短节（2）、上注脂环形防喷器（3）、密闭伸缩节（4）、下注脂环形防喷器（5）、安全注脂环形防喷器（6）和安全防喷器（7），所述安全防喷器（7）的底部连接在主阀（8）上，所述安全防喷器（7）的外侧设有井口稳固支撑架（9），所述安全防喷器（7）的顶部安装在下平台（10）上，所述下平台（10）连接在所述井口稳固支撑架（9）上，所述下平台（10）的上方通过立柱安装有中平台（11），所述中平台（11）上安装有两个对称设置的游动液压缸（12），所述游动液压缸（12）的活塞杆竖直向上且连接有第一横梁（13），所述游动卡瓦组件（1）安装在所述第一横梁（13）上，所述中平台（11）的上方通过立柱连接有上平台（15），所述上平台（15）上安装有两个对称设置的固定液压缸（14），所述固定液压缸（14）的活塞杆上连接有第二横梁（16），所述第二横梁（16）上安装有固定卡瓦组件（17）。

2.根据权利要求1所述的复合管柱带压起管装置，其特征在于：所述密闭伸缩节（4）的底部分别连接有泄压阀（18）和平衡阀（19）。

3.根据权利要求1所述的复合管柱带压起管装置，其特征在于：所述下平台（10）和中平台（11）之间设有维修平台（20），所述维修平台（20）固定在所述下平台（10）和中平台（11）之间设置的立柱上。

4.根据权利要求3所述的复合管柱带压起管装置，其特征在于：所述游动液压缸（12）和固定液压缸（14）均通过所述维修平台（20）扶正。

5.根据权利要求1所述的复合管柱带压起管装置，其特征在于：所述上注脂环形防喷器（3）、下注脂环形防喷器（5）和安全注脂环形防喷器（6）的结构均相同，均包括壳体（21）和连接在所述壳体（21）上方和下方的上密封组件和下密封组件，所述上密封组件和下密封组件对称设置，所述上密封组件和下密封组件均包括顶盖（22），所述顶盖（22）内设有球形胶芯（23）的下方设有活塞（24），所述活塞（24）、顶盖（22）和壳体（21）之间设有支撑圈（25），所述支撑圈（25）连接在所述顶盖（22）上，所述支撑圈（25）与壳体（21）之间形成位移腔（26），所述活塞（24）远离所述球形胶芯（23）的一端在所述位移腔（26）内滑动，所述壳体（21）对应所述位移腔（26）的顶部和底部的位置上分别开设有胶芯开启口（27）和胶芯关闭口（28），所述胶芯开启口（27）和胶芯关闭口（28）均与液压泵相连接，所述壳体（21）的中心位置开设有两个对称设置的注脂孔（29）和回脂孔（30），所述注脂孔（29）和回脂孔（30）的外端口上分别连接有注脂阀总成（31）和回脂阀（32）。

6.根据权利要求1所述的复合管柱带压起管装置，其特征在于：所述中平台（11）、第一横梁（13）、上平台（15）和第二横梁（16）上均安装有距离传感器，所述距离传感器与报警器相连接。

7.根据权利要求6所述的复合管柱带压起管装置，其特征在于：所述井口稳固支撑架（9）的顶面上安装有水平仪，所述井口稳固支撑架（9）的底部连接有调节地脚（33）。

8.根据权利要求1所述的复合管柱带压起管装置，其特征在于：所述下平台（10）通过销轴固定在所述井口稳固支撑架（9）上。