本實(shí)用新型屬油氣田井下工具,特別涉及一種可開(kāi)關(guān)滑套裝置,包括可開(kāi)關(guān)滑套及其配套工具。
背景技術(shù):
目前國(guó)內(nèi)外所用可開(kāi)關(guān)滑套采用機(jī)械式可開(kāi)關(guān)滑套、液壓可開(kāi)關(guān)滑套與電控可開(kāi)關(guān)滑套。
可開(kāi)關(guān)滑套工作原理:
電控可開(kāi)關(guān)滑套:通過(guò)電纜傳遞電信號(hào),通過(guò)可開(kāi)關(guān)滑套上的伺服電機(jī),控制滑套開(kāi)啟與關(guān)閉。
機(jī)械式可開(kāi)關(guān)滑套:通過(guò)下鋼絲連接開(kāi)關(guān)工具來(lái)控制滑套開(kāi)啟與關(guān)閉。
液壓式可開(kāi)關(guān)滑套:管柱作業(yè)時(shí),如需要打開(kāi)滑套,則油管內(nèi)打壓,傳遞液壓信號(hào)控制滑套開(kāi)啟與關(guān)閉。
目前可開(kāi)關(guān)滑套存在的問(wèn)題:
(一)液壓式可開(kāi)關(guān)滑套通過(guò)打壓控制滑套開(kāi)啟與關(guān)閉,信號(hào)不容易判斷,信號(hào)顯示不明顯,信號(hào)容易混亂。
(二)通過(guò)下鋼絲下開(kāi)關(guān)工具來(lái)控制滑套開(kāi)啟與關(guān)閉,不能適用于斜度大的井或水平井,因井身結(jié)構(gòu)影響,適用范圍受到局限。
(三)電控可開(kāi)關(guān)滑套雖然傳遞信號(hào)準(zhǔn)確,適用水平井、大斜度井。但由于工具成本過(guò)高,不利于推廣。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于克服以上不足,提供一種機(jī)械可開(kāi)可關(guān)的可開(kāi)關(guān)滑套裝置,開(kāi)啟與關(guān)閉信號(hào)明顯。
采用的技術(shù)方案是:
一種可開(kāi)關(guān)滑套裝置,包括可開(kāi)關(guān)滑套。
其技術(shù)要點(diǎn)在于:
可開(kāi)關(guān)滑套包括定位接箍、定位鎖套、滑套體、滑動(dòng)閥體和下接頭。定位接箍的上部入口處內(nèi)設(shè)有上環(huán)臺(tái)。
滑套體的上部?jī)?nèi)側(cè)和定位接箍下部外側(cè)固定連接。
滑套體的下部?jī)?nèi)側(cè)和下接頭的下部外側(cè)固定連接。
滑動(dòng)閥體的上部設(shè)有臺(tái)肩,臺(tái)肩外側(cè)和定位鎖套的下部?jī)?nèi)側(cè)固定連接。
定位鎖套套設(shè)在定位接箍?jī)?nèi)側(cè)?;瑒?dòng)閥體位于滑套體內(nèi)側(cè)。
定位鎖套為上下開(kāi)口的筒狀,在筒壁上開(kāi)設(shè)有多個(gè)豎向通槽,豎向通槽之間的筋上設(shè)有鎖定凸臺(tái),鎖定凸臺(tái)的上下邊緣均為斜面。
定位接箍的內(nèi)表面設(shè)有上定位鎖定槽和下定位鎖定槽,鎖定凸臺(tái)用于跟上定位鎖定槽或者下定位鎖定槽鎖定。
上定位鎖定槽的上下邊緣為斜面,與鎖定凸臺(tái)的邊緣形狀相配合。
下定位鎖定槽的上下邊緣為斜面,與鎖定凸臺(tái)的邊緣形狀相配合。
滑套體上開(kāi)設(shè)有至少一個(gè)滑套體孔,滑動(dòng)閥體上開(kāi)設(shè)有至少一個(gè)滑動(dòng)閥體孔,滑套體孔的位置和滑動(dòng)閥體孔的位置相互配合。
滑套體孔的兩側(cè)均套裝密封機(jī)構(gòu),密封機(jī)構(gòu)位于滑套體和滑動(dòng)閥體之間。
每個(gè)密封機(jī)構(gòu)均包括密封圈,密封圈上下兩側(cè)分別設(shè)有一個(gè)第一密封墊,每個(gè)第一密封墊外側(cè)均設(shè)置一個(gè)第二密封墊,每個(gè)第二密封墊外側(cè)均設(shè)置一個(gè)金屬墊。
還包括有開(kāi)啟工具:開(kāi)啟工具包括開(kāi)啟接箍和對(duì)接桿。
開(kāi)啟接箍和對(duì)接桿之間通過(guò)固定連接。
對(duì)接桿底部開(kāi)設(shè)孔,孔內(nèi)裝設(shè)與鎖套壓緊的壓緊裝置。
對(duì)接桿底部外側(cè)固定連接有鎖塊套,鎖塊套上開(kāi)設(shè)有至少兩個(gè)鎖塊孔,每個(gè)鎖塊孔內(nèi)均設(shè)有一個(gè)鎖塊,鎖塊設(shè)有上凸緣,還有從上凸緣邊緣向下方,同時(shí)向?qū)訔U軸線(xiàn)方向傾斜的斜面。
鎖塊上凸緣從鎖塊孔向外設(shè)置。
彈性塊和鎖塊均設(shè)置在鎖套的中部孔內(nèi),鎖套下邊緣有鎖套凸臺(tái)。彈性塊設(shè)置在至少兩個(gè)鎖塊之間。
鎖塊套上設(shè)有和鎖套凸臺(tái)對(duì)應(yīng)的鎖塊套凸臺(tái),相互限位。
鎖套被套設(shè)在鎖塊套內(nèi)部。
鎖套和鎖塊套通過(guò)至少一個(gè)沿著鎖塊套的徑向設(shè)置的剪切銷(xiāo)釘連接。剪切銷(xiāo)釘位于鎖塊下方。
壓緊裝置包括彈簧座、彈簧和固定塞。
彈簧座設(shè)置在對(duì)接桿底部開(kāi)設(shè)的所述的孔底部,彈簧兩端分別與彈簧座和設(shè)置在鎖套上方的固定塞相抵頂。
在剪切銷(xiāo)釘下方的鎖塊套上開(kāi)設(shè)有至少一個(gè)氣孔。
還有關(guān)閉工具:關(guān)閉工具包括相互固定連接的關(guān)閉接箍和支桿。
支桿的直徑大于滑動(dòng)閥體臺(tái)肩上入口的內(nèi)徑。
密封機(jī)構(gòu)的密封圈和密封墊可為以下結(jié)構(gòu):
密封圈上下兩側(cè)的外表面形狀分別與對(duì)應(yīng)的第一密封墊內(nèi)表面形狀相配合,第一密封墊上下兩側(cè)的外表面形狀分別與對(duì)應(yīng)的第二密封墊內(nèi)表面形狀相配合,第二密封墊上下兩側(cè)的外表面形狀分別與對(duì)應(yīng)的金屬墊內(nèi)表面形狀相配合。
滑套體和定位接箍之間裝設(shè)上密封圈。
滑套體和下接頭之間裝設(shè)下密封圈。
第一密封墊為聚四氟乙烯墊,第二密封墊為橡膠墊。
密封圈為圓環(huán)形。
第一密封墊的內(nèi)表面弧形和密封圈表面弧形相配合。
第一密封墊的外表面為外凸弧形,第二密封墊內(nèi)表面為和第一密封墊的外表面形狀相配合的內(nèi)凹弧形。
第二密封墊的外表面為外凸弧形,金屬墊內(nèi)表面為和第二密封墊的外表面形狀相配合的內(nèi)凹弧形。
開(kāi)啟滑套時(shí)用抽油桿連接開(kāi)啟工具,關(guān)閉滑套時(shí)用抽油桿連接關(guān)閉工具。
通過(guò)密封結(jié)構(gòu)提高可開(kāi)關(guān)滑套密封穩(wěn)定性,可實(shí)現(xiàn)多次重復(fù)開(kāi)關(guān)。用抽油桿連接開(kāi)啟工具和關(guān)閉工具開(kāi)啟和關(guān)閉可開(kāi)關(guān)滑套,可適用所有井況,且開(kāi)啟滑套與關(guān)閉滑套動(dòng)作相互獨(dú)立,
1、開(kāi)啟滑套:是通過(guò)抽油桿連接開(kāi)啟工具下入到可開(kāi)關(guān)滑套的滑動(dòng)閥體位置時(shí),開(kāi)啟工具鎖塊下端由于斜面引角作用,鎖塊壓縮橡膠回收,開(kāi)啟工具可通過(guò)滑動(dòng)閥體內(nèi)臺(tái)肩,再上提開(kāi)啟工具時(shí),工具鎖塊上端上凸臺(tái)由于無(wú)引角,開(kāi)啟工具鎖塊脹開(kāi)與可開(kāi)關(guān)滑套內(nèi)腔的滑動(dòng)閥體臺(tái)肩掛住,上提抽油桿鎖塊帶動(dòng)滑動(dòng)閥體上行將滑套體孔和滑動(dòng)閥體孔通道開(kāi)啟,定位鎖套上彈性鎖定凸臺(tái)由定位接箍下定位鎖定槽上行至定位接箍的上定位鎖定槽并鎖定,定位鎖套上邊緣與上環(huán)臺(tái)頂住,繼續(xù)上提抽油桿,開(kāi)啟工具上剪切銷(xiāo)釘剪斷,鎖塊失去限位,鎖塊回收下降,帶動(dòng)鎖套下降,壓緊裝置的彈簧壓著固定塞輔助幫助鎖套下降。下次使用時(shí),重新安裝剪切銷(xiāo)釘即可。
開(kāi)啟工具與可開(kāi)關(guān)滑套的滑動(dòng)閥體臺(tái)肩分離,開(kāi)啟動(dòng)作完成。
2、關(guān)閉滑套: 是通過(guò)抽油桿連接關(guān)閉工具下入到可開(kāi)關(guān)滑套內(nèi)腔,由于關(guān)閉工具支桿外徑大于可開(kāi)關(guān)滑套滑動(dòng)閥體上入口臺(tái)肩內(nèi)徑,隨著抽油桿管柱下放使關(guān)閉工具帶動(dòng)滑動(dòng)閥體復(fù)位,定位鎖套上彈性定位鎖定凸臺(tái)由定位接箍上定位鎖定槽下行至定位接箍下定位鎖定槽并鎖定,關(guān)閉動(dòng)作完成。
附圖說(shuō)明
圖1示可開(kāi)關(guān)滑套結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2示開(kāi)啟工具結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3示關(guān)閉工具結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4示可開(kāi)關(guān)滑套鎖定機(jī)構(gòu)局部放大圖。(鎖定凸臺(tái)、上下定位鎖定槽)。
圖5為定位鎖套的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6示圖1中C部的局部放大圖。
定位接箍1、定位鎖套2、滑套體3、滑動(dòng)閥體4、密封機(jī)構(gòu)5、下接頭6 、滑套體孔7、滑動(dòng)閥體孔8、豎向通槽9、筋10、鎖定凸臺(tái)11、上定位鎖定槽12、下定位鎖定槽13、密封圈14、第一密封墊15、第二密封墊16、金屬墊17、開(kāi)啟接箍18、對(duì)接桿19、彈簧座20、彈簧21、固定塞22、鎖塊套23、鎖塊孔24、鎖塊25、上凸緣26、斜面27、彈性塊28、鎖套29、剪切銷(xiāo)釘30、關(guān)閉接箍31、支桿32、氣孔33和上環(huán)臺(tái)34。
其優(yōu)點(diǎn)在于:
1、可開(kāi)關(guān)滑套的開(kāi)啟和關(guān)閉分別對(duì)應(yīng)開(kāi)啟工具和開(kāi)關(guān)工具,可開(kāi)關(guān)滑套可重復(fù)開(kāi)關(guān),且動(dòng)作簡(jiǎn)單、信號(hào)明顯,可判斷性強(qiáng)。2、滑套密封形式采用組合式密封,密封更可靠。3、可開(kāi)關(guān)滑套的開(kāi)啟和關(guān)閉載荷穩(wěn)定,不是靠傳統(tǒng)的剪釘力控制鎖定力,而是靠彈性定位鎖套提供鎖定力,不受其它因素干擾,不會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作。
具體實(shí)施方式
一種可開(kāi)關(guān)滑套裝置,包括可開(kāi)關(guān)滑套。
可開(kāi)關(guān)滑套包括定位接箍1、定位鎖套2、滑套體3、滑動(dòng)閥體4和下接頭6。定位接箍1的上部入口處內(nèi)設(shè)有上環(huán)臺(tái)34。
滑套體3的上部?jī)?nèi)側(cè)和定位接箍1下部外側(cè)絲扣連接。
滑套體3的下部?jī)?nèi)側(cè)和下接頭6的下部外側(cè)絲扣連接。
滑動(dòng)閥體4的上部設(shè)有臺(tái)肩,臺(tái)肩外側(cè)和定位鎖套2的下部?jī)?nèi)側(cè)絲扣連接。
定位鎖套2套設(shè)在定位接箍1內(nèi)側(cè)?;瑒?dòng)閥體4位于滑套體3內(nèi)側(cè)。
定位鎖套2為上下開(kāi)口的筒狀,在筒壁上開(kāi)設(shè)有多個(gè)豎向通槽9,豎向通槽9之間的筋10上設(shè)有鎖定凸臺(tái)11,鎖定凸臺(tái)11的上下邊緣均為斜面。設(shè)置多個(gè)通槽9使得定位鎖套2具有一定的彈性。
定位接箍1的內(nèi)表面設(shè)有上定位鎖定槽12和下定位鎖定槽13,可開(kāi)關(guān)滑套開(kāi)啟時(shí),鎖定凸臺(tái)11和上定位鎖定槽12配合鎖定,如圖4中A位置所示,可開(kāi)關(guān)滑套關(guān)閉時(shí),鎖定凸臺(tái)11和下定位鎖定槽13配合鎖定,如圖4中B位置所示。
上定位鎖定槽12的上下邊緣為斜面,與鎖定凸臺(tái)11的邊緣形狀相配合。
下定位鎖定槽13的上下邊緣為斜面,與鎖定凸臺(tái)11的邊緣形狀相配合。
滑套體3上開(kāi)設(shè)有設(shè)置在圓周直徑上的兩個(gè)滑套體孔7,滑動(dòng)閥體4上開(kāi)設(shè)有設(shè)置在圓周直徑上的兩個(gè)滑動(dòng)閥體孔8,滑套體孔7的位置和滑動(dòng)閥體孔8的位置對(duì)應(yīng),則可開(kāi)關(guān)滑套為打開(kāi)狀態(tài),滑套體孔7的位置和滑動(dòng)閥體孔8的位置錯(cuò)開(kāi),則可開(kāi)關(guān)滑套為關(guān)閉狀態(tài)。
滑套體孔7的兩側(cè)均套裝密封機(jī)構(gòu)5,密封機(jī)構(gòu)5位于滑套體3和滑動(dòng)閥體4之間。
每個(gè)密封機(jī)構(gòu)5均包括密封圈14,密封圈14上下兩側(cè)分別設(shè)有一個(gè)內(nèi)表面形狀和密封圈14外表面形狀相配合的第一密封墊15,每個(gè)第一密封墊15外側(cè)均設(shè)置一個(gè)內(nèi)表面形狀和第一密封墊15外表面形狀相配合的第二密封墊16,每個(gè)第二密封墊16外側(cè)均設(shè)置一個(gè)內(nèi)表面形狀和第二密封墊16外表面形狀相配合的金屬墊17。
還包括有開(kāi)啟工具:開(kāi)啟工具包括開(kāi)啟接箍18和對(duì)接桿19。
開(kāi)啟接箍18和對(duì)接桿19之間通過(guò)絲扣連接。
對(duì)接桿19底部開(kāi)設(shè)孔,孔內(nèi)裝設(shè)與鎖套29壓緊的壓緊裝置。
壓緊裝置包括彈簧座20、彈簧21和固定塞22。
彈簧座20設(shè)置在對(duì)接桿19底部開(kāi)設(shè)的孔底部,彈簧21兩端分別與彈簧座20和設(shè)置在鎖套29上方的固定塞22相抵頂。
對(duì)接桿19底部外側(cè)絲扣連接有鎖塊套23,鎖塊套23上開(kāi)設(shè)有兩個(gè)設(shè)置在圓周直徑上的鎖塊孔24,每個(gè)鎖塊孔24內(nèi)均設(shè)有一個(gè)鎖塊25,鎖塊25設(shè)有上凸緣26,還有從上凸緣26邊緣向下方,同時(shí)向?qū)訔U19軸線(xiàn)方向傾斜的斜面27。
根據(jù)鎖塊25的上下內(nèi)外運(yùn)動(dòng)位置,上凸緣26伸出鎖塊孔24的長(zhǎng)度不同。兩個(gè)鎖塊25之間設(shè)有彈性塊28。
鎖塊25上凸緣26從鎖塊孔24向外設(shè)置。
彈性塊28和鎖塊25均設(shè)置在鎖套29的中部孔內(nèi),鎖套29下邊緣有鎖套凸臺(tái)。
鎖塊套23上設(shè)有和鎖套凸臺(tái)對(duì)應(yīng)的鎖塊套凸臺(tái),相互限位。
鎖套29被套設(shè)在鎖塊套23內(nèi)部。
當(dāng)開(kāi)啟工具處于非工作狀態(tài):
鎖套29和鎖塊套23通過(guò)兩個(gè)沿著鎖塊套23的直徑方向設(shè)置的剪切銷(xiāo)釘30連接。剪切銷(xiāo)釘30位于鎖塊25下方。
在剪切銷(xiāo)釘30下方的鎖塊套23上開(kāi)設(shè)有兩個(gè)氣孔33。
還有關(guān)閉工具:關(guān)閉工具包括相互絲扣連接的關(guān)閉接箍31和支桿32。
支桿32的直徑大于滑動(dòng)閥體4臺(tái)肩上入口的內(nèi)徑。
滑套體3和定位接箍1之間裝設(shè)上密封圈。
滑套體3和下接頭6之間裝設(shè)下密封圈。
第一密封墊15為聚四氟乙烯墊,第二密封墊16為橡膠墊。
密封圈14為圓環(huán)形。
第一密封墊15的內(nèi)表面弧形和密封圈14表面弧形相配合。
第一密封墊15的外表面為外凸弧形,第二密封墊16內(nèi)表面為和第一密封墊15的外表面形狀相配合的內(nèi)凹弧形。
第二密封墊16的外表面為外凸弧形,金屬墊17內(nèi)表面為和第二密封墊16的外表面形狀相配合的內(nèi)凹弧形。
彈性塊28為壓縮橡膠制成。金屬墊17為銅墊。
開(kāi)啟滑套:可開(kāi)關(guān)滑套工作時(shí)上下分別通過(guò)油管連接在兩個(gè)封隔器之間一同下入到生產(chǎn)作業(yè)層。
可開(kāi)關(guān)滑套初始狀態(tài)為關(guān)閉狀態(tài)(如圖1所示),定位鎖套2的鎖定凸臺(tái)11鎖在定位接箍1下定位鎖定槽13內(nèi),為閥體總成提供了初始鎖定力,在無(wú)開(kāi)啟工具作用時(shí)鎖定可靠、牢固。
當(dāng)需要對(duì)可開(kāi)關(guān)滑套所在生產(chǎn)層生產(chǎn)時(shí),使用相應(yīng)抽油桿連接開(kāi)啟工具后,下入到生產(chǎn)管柱內(nèi),下放開(kāi)啟工具至與可開(kāi)關(guān)滑套接觸。繼續(xù)下放開(kāi)啟工具,下放載荷增加到所需載荷后,開(kāi)啟工具鎖塊25壓縮彈性塊28橡膠后鎖塊25收縮,開(kāi)啟工具進(jìn)入滑動(dòng)閥體4內(nèi)部,由于通徑變大鎖塊25脹出,此時(shí)開(kāi)啟工具與滑動(dòng)閥體4臺(tái)肩連接成功。再上提開(kāi)啟工具至所需初始載荷后,定位鎖套2的鎖定凸臺(tái)11與定位接箍1下定位鎖定槽13分離,上提過(guò)程中定位鎖套2的鎖定凸臺(tái)11進(jìn)入定位接箍1的上定位鎖定槽12,滑動(dòng)閥體4被鎖住,可開(kāi)關(guān)滑套開(kāi)啟成功,滑套體孔7和滑動(dòng)閥體孔8對(duì)上。繼續(xù)上提開(kāi)啟工具至所需脫開(kāi)載荷后開(kāi)啟工具與可開(kāi)關(guān)閥體分離。取出開(kāi)啟工具后便可對(duì)本生產(chǎn)層進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)。
關(guān)閉滑套:當(dāng)需要對(duì)滑套所在生產(chǎn)層停止生產(chǎn)時(shí),使用相應(yīng)抽油桿連接關(guān)閉工具后,下入到生產(chǎn)管柱內(nèi),下放關(guān)閉工具至與滑套內(nèi)閥體總成接觸。繼續(xù)下放關(guān)閉工具達(dá)到關(guān)閉初始載荷后,由于支桿32的直徑大于臺(tái)肩上入口的內(nèi)徑,可開(kāi)關(guān)滑套的定位鎖套2的鎖定凸臺(tái)11與定位接箍1上定位鎖定槽12分離,鎖定凸臺(tái)11進(jìn)入定位接箍1的下定位鎖定槽13內(nèi),滑套閥體總成成功關(guān)閉。取出關(guān)閉工具后便可對(duì)其他生產(chǎn)層進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)。