尾管固井尾管座挂用投球器及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种尾管固井尾管座挂用投球器及其控制方法，属于石油、天然气开采技术领域。本发明专利技术包括装配套和容腔体；所述容腔体设于装配套内形成容纳腔；所述容腔体上设置的螺钉，从容纳腔内向外穿过容腔体并与往复推送机构连接；所述容腔体上设有位于容纳腔内的多个支架，所述支架上设有保持爪，所述螺钉的端部与保持爪共同配合抓住座挂球于容纳腔内。本发明专利技术主要用于解决现有技术中投球器存在远程控制临时失效的问题，无需重新将水泥头卸下手工投球，保证投球与固井作业的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
尾管固井尾管座挂用投球器及其控制方法
本专利技术涉及石油、天然气开采
，尤其是一种旋转尾管固井时旋转水泥头上的投球器。
技术介绍
固井，就是利用注水泥设备在下入套管的油气井中对套管外环空注水泥，使套管和地层之间产生有效固封。这个过程中需要用到尾管悬挂器来将尾管（套管）与上层套管相连接，大多数尾管挂都可以按照其座放机理进行分类，或者为液压座放式，或者为机械座放式。液压座放式尾管挂的座放机理是利通过尾管挂内的液压缸的流体压差来实现座放的。为了防止尾管挂在下放的过程中意外座挂，液压缸会被剪切销钉固定起来。通常情况下的循环压力仅为座放压力的50%。一般根据尾管挂的座放程序需要通过在地面投球，使球落在承托箍上，通过憋压触动液压缸，然后释放尾管挂的重力实现座放。目前陆地油田固井投球作业主要是断开循环管线人工投球，作业安全性不高，海上油田以及少数陆地油田用到的旋转水泥头一般配备有投球器，但是投球器大多是气动或液动式的远程控制形式的或者纯手动的，若碰到这类投球器段远程控制临时失效时，必须得重新将水泥头卸下手工投球，造成时间上的浪费。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种可与水泥头相配合的尾管固井尾管座挂用投球器及其控制方法，主要用于解决现有技术中投球器存在远程控制临时失效的问题，无需重新将水泥头卸下手工投球，保证投球与固井作业的可靠性。该投球器既可以安装在一般水泥头上，又可以安装在远程控制旋转水泥头上并联入控制系统实现远程控制，又可以通过手动控制，操作简单，使用范围广。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术的尾管固井尾管座挂用投球器，包括装配套和容腔体；所述容腔体设于装配套内形成容纳腔；所述容腔体上设置的螺钉，从容纳腔内向外穿过容腔体并与往复推送机构连接；所述容腔体上设有位于容纳腔内的多个支架，所述支架上设有保持爪，所述螺钉的端部与保持爪共同配合抓住座挂球于容纳腔内。由于采用了上述结构，容纳腔可用于容纳座挂球，其中在容纳腔内通过多个保持爪将其抓紧，避免其从容纳腔中滑出，容腔体上穿过的螺钉的端部用于顶推座挂球，将螺杆连接于往复推送机构上，可通过往复推送机构来控制螺杆的移动，实现对座挂球的控制，也可通过远程控制也可以通过手动控制。本专利技术可将投球器通过装配套固定在远程控制旋转水泥头上，气动进口连接水泥头的控制系统，实现远程控制，也可以通过手动控制。通过本专利技术的尾管固井尾管座挂用投球器，主要用于解决现有技术中投球器存在远程控制临时失效的问题，无需重新将水泥头卸下手工投球，保证投球与固井作业的可靠性。该投球器既可以安装在一般水泥头上，又可以安装在远程控制旋转水泥头上并联入控制系统实现远程控制，又可以通过手动控制，操作简单，使用范围广。本专利技术的尾管固井尾管座挂用投球器，所述支架为4个，其中每个支架上均设有保持爪，其中所述保持爪的中部通过螺栓连接于支架上，使保持爪的两端可以螺栓为中心摆动。由于采用了上述结构，4个支架上分别设置有保持爪，4个保持爪与螺钉的端部共同配合，抓紧座挂球避免其从装配套中滚出，其中螺钉端部周向通过与保持爪的接触，使得保持爪左端张开而右端闭合，当螺钉推球时，放开了保持爪的左端，进而球将保持爪右端推开，球再向右运动一定距离就可以掉入井中了。本专利技术的尾管固井尾管座挂用投球器，所述往复推送机构包括与装配套螺纹连接的气缸，所述容腔体固定连接于气缸上，所述气缸内配置有可相对密封滑动的活塞；所述活塞内设有可相对滑动的平衡螺母，所述活塞一端与螺钉固定连接，所述活塞的另一端通过平衡螺母螺纹连接有顶丝，所述顶丝从气缸的端面穿出，所述活塞与容腔体之间设有套于螺钉的弹簧。由于采用了上述结构，可通过转动顶丝，由于顶丝与平衡螺母之间是螺纹连接，平衡螺母与活塞，活塞与气缸之间都是通过轮毂状凸起配合，不会发生周向转动，因此当转动顶丝时，平衡螺母与活塞会向右运动，从而带动螺钉将座挂球推出，完成后活塞通过反转顶丝以及弹簧复位，从而确保手动操作的正常进行。本专利技术的尾管固井尾管座挂用投球器，所述活塞内壁上设有沿轴线方向的滑槽，所述平衡螺母外壁上设有沿轴线方向上的滑块，使所述平衡螺母上的滑块与活塞上的滑槽匹配并可相对滑动；所述气缸内壁设有的凹槽，所述活塞靠近容腔体一端的外壁上设有凸块，所述活塞上的凸块与气缸上的凹槽匹配并可相对滑动。由于采用了上述结构，平衡螺母与活塞之间、活塞与气缸之间分别通过轮毂状的凸起（也即滑块和滑槽）进行配合，使得其相互之间不会发生周向转动，仅能相对滑动，当手动控制顶丝转动时，可使平衡螺母驱动活塞相对于气缸滑动，从而完成投球操作；当远程气动控制时，可使活塞相对于气缸滑动，从而完成投球操作，因此才能确保投球工作的正常进行，使操作极为简便。本专利技术的尾管固井尾管座挂用投球器，在所述气缸上靠近端面的侧壁上设有进口，所述气缸侧壁上的凹槽处设有自由出口。由于采用了上述结构，在气缸侧壁上的凹槽处设有自由出口，也即在活塞右边的气缸出口设置一个自由出口，可以避免在活塞运动过程气缸右边中产生的抽吸效应；而进口则可以连接水泥头的控制系统上，便于通过远程的气动控制，也即采用气动等远程控制时，控制介质从进口进入，推动活塞向右运动，从而带动螺钉将座挂球推出，完成后活塞靠弹簧复位。本专利技术的尾管固井尾管座挂用投球器，所述气缸与装配套的连接处设有补偿套。由于采用了上述结构，补偿套可用于补偿气缸和装配套之间产生的间隙，避免加工误差等原因造成气缸和装配套之间无法固定的问题。本专利技术的尾管固井尾管座挂用投球器的控制方法，其特征在于：它包括：1）、远程控制将装配套固定在远程控制旋转水泥头上，将进口连接于水泥头的控制管线，控制介质从进口进入气缸内，推动活塞运动，活塞带动螺钉相对于容腔体运动，使螺钉的端部作用于座挂球，并将其推出；完成后，活塞在弹簧作用下复位；2）、手动控制断开进口上连接的控制管线，转动顶丝，使平衡螺母带动活塞运动，活塞带动螺钉相对于容腔体运动，使螺钉的端部作用于座挂球，并将其推出；完成手，反方向转动顶丝，活塞在弹簧作用下复位。由于采用了上述方法，使得本专利技术的投球器可以安装在一般水泥头上，既也可以安装在远程控制旋转水泥头上并联入控制系统实现远程控制，也可以通过手动控制，有效解决了上述远程控制临时失效的问题，保证了投球与固井作业的可靠性。即便是远程控制失效，也可以通过手动控制实现其操作，无需重新将水泥头卸下手工投球，造成时间上的浪费。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术的尾管固井尾管座挂用投球器，主要用于解决现有技术中投球器存在远程控制临时失效的问题，无需重新将水泥头卸下手工投球，保证投球与固井作业的可靠性。2、本专利技术的尾管固井尾管座挂用投球器，可以安装在一般水泥头上，又可以安装在远程控制旋转水泥头上并联入控制系统实现远程控制，又可以通过手动控制，操作简单，使用范围广。3、本专利技术的尾管固井尾管座挂用投球器的控制方法，即便是远程控制失效，也可以通过手动控制实现其操作，无需重新将水泥头卸下手工投球，造成时间上的浪费。附图说明本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1是本专利技术的尾管固井尾管座挂用投球器的结构示意图。图2是图1中的A-A剖视图。图3是图1中的B-B剖视图。图4是图1中的C-C剖视图。图中本文档来自技高网...

【技术保护点】
尾管固井尾管座挂用投球器，其特征在于：它包括装配套（21）和容腔体（17）；所述容腔体（17）设于装配套（21）内形成容纳腔；所述容腔体（17）上设置的螺钉（11），从容纳腔内向外穿过容腔体（17）并与往复推送机构连接；所述容腔体（17）上设有位于容纳腔内的多个支架，所述支架上设有相互匹配的保持爪（18），所述螺钉（11）的端部与保持爪（18）共同配合抓住座挂球（22）于容纳腔内。

【技术特征摘要】
1.尾管固井尾管座挂用投球器，其特征在于：它包括装配套（21）和容腔体（17）；所述容腔体（17）设于装配套（21）内形成容纳腔；所述容腔体（17）上设置的螺钉（11），从容纳腔内向外穿过容腔体（17）并与往复推送机构连接；所述容腔体（17）上设有位于容纳腔内的多个支架，所述支架上设有相互匹配的保持爪（18），所述螺钉（11）的端部与保持爪（18）共同配合抓住座挂球（22）于容纳腔内。2.如权利要求1所述的尾管固井尾管座挂用投球器，其特征在于：所述支架为4个，其中每个支架上均设有保持爪（18），其中所述保持爪（18）的中部通过螺栓连接于支架上，使保持爪（18）的两端可以螺栓为中心摆动。3.如权利要求1或2所述的尾管固井尾管座挂用投球器，其特征在于：所述往复推送机构包括与装配套（21）螺纹连接的气缸（5），所述容腔体（17）固定连接于气缸（5）上，所述气缸（5）内配置有可相对密封滑动的活塞（8）；所述活塞（8）内设有可相对滑动的平衡螺母（7），所述活塞（8）一端与螺钉（11）固定连接，所述活塞（8）的另一端通过平衡螺母（7）螺纹连接有顶丝（1），所述顶丝（1）从气缸（5）的端面穿出，所述活塞（8）与容腔体（17）之间设有套于螺钉（11）外的弹簧（9）。4.如权利要求3所述尾管固井尾管座挂用投球器，其特征在于：所述活塞（8）内壁上设有沿轴线方向的滑槽，所述平衡...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国荣，张敏，何霞，胡刚，蒋龙，楚飞，陈宝康，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51