一种井下环空应急开启装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种井下环空应急开启装置，上接头、活塞腔、上段筒体、中段筒体、止回套筒、下段筒体和下接头依次固定密封连接；活塞腔、上段筒体和中段筒体内部设有固定连接的剪切活塞和挂接芯管；活塞腔和剪切活塞之间通过剪钉轴向定位；中段筒体、止回套筒和下段筒体内部设有由上至下依次固定连接的挂接筒体、止回芯管和密封接头；上段筒体和挂接芯管形成的环空内设有处于自由状态的弹簧Ⅰ，且所述弹簧Ⅰ的下端面与中段筒体上端面接触配合；下段筒体和止回芯管形成的环空内设有挡环和弹簧Ⅱ，弹簧Ⅱ与止回套筒下端面和挡环上端面接触配合且处于压缩状态。

An emergency opening device of underground annulus

【技术实现步骤摘要】
一种井下环空应急开启装置
本专利技术涉及石油开采
，更具体地说，是涉及一种井下环空应急开启装置。
技术介绍
在油井常用井下管柱中，为了满足作业安全和工艺措施的需求，常常需要将井下放气阀和井下封隔器配合使用。通常情况下，井下封隔器串接在管柱中，井下放气阀则是安装在井下封隔器上。坐封后的井下封隔器将井下环空分隔为上下环空，并通过受地面压力控制的井下放气阀控制上下环空的连通。但是，当井下放气阀因故障无法开启时，会造成上下环空无法连通、井下压力无法释放和压井液无法注入等问题，给生产和其他作业带来很大麻烦。为此，有时在下入井下放气阀和井下封隔器的基础上，还需要下入井下环空应急开启装置。目前现有井下环空应急开启装置主要有两种，一种是无内通径的，使用时单独安装在井下封隔器上，单独控制一条上下环空的连通通道；另一种是有内通径的，使用时安装在井下放气阀和井下封隔器之间，与井下放气阀共同控制一条上下环空的连通通道。上述现有两种井下环空应急开启装置都是通过纯压差控制，开启时需要从井口向井下环空注入压力，当上部环空压力与下部环空压力之差达到设定的开启压差时，井下环空应急开启装置开启。这种方案的缺点是：当下部环空压力较高时，开启井下环空应急开启装置所需注入的压力也相应比较高，例如：设井下环空应急开启装置开启压差为7MPa，下部环空压力15MPa，此时开启井下环空应急开启装置所需上部环空压力为22MPa，可能出现所需开启压力超过井口额定工作压力的情况，无法进行应急开启。
技术实现思路
本专利技术的目的主要是针对现有井下环空应急开启装置在井下压力较高的情况下无法进行应急开启的问题，提供一种最大开启压力不受井下压力影响的井下环空应急开启装置。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。本专利技术井下环空应急开启装置，由上接头、活塞腔、上段筒体、中段筒体、止回套筒、下段筒体、下接头、剪切活塞、剪钉、挂接芯管、弹簧Ⅰ、挂接套筒、止回芯管、弹簧Ⅱ、挡环、密封接头组成，整体内部中空；所述上接头、活塞腔、上段筒体、中段筒体、止回套筒、下段筒体和下接头由上至下依次固定密封连接；所述活塞腔、上段筒体和中段筒体内部设有相互固定连接的剪切活塞和挂接芯管；所述活塞腔和剪切活塞之间通过剪钉轴向定位；所述中段筒体、止回套筒和下段筒体内部设有由上至下依次固定连接的挂接筒体、止回芯管和密封接头；所述上段筒体和挂接芯管形成的环空内设有处于自由状态的弹簧Ⅰ，且所述弹簧Ⅰ的下端面与中段筒体上端面接触配合；所述下段筒体和止回芯管形成的环空内设有挡环和弹簧Ⅱ，所述弹簧Ⅱ与止回套筒下端面和挡环上端面接触配合且处于压缩状态。所述剪切活塞外径下部的密封面直径小于所述活塞腔内径中部的密封面；在所述剪切活塞与剪钉配合后，所述剪切活塞上部与所述上接头间设有供其向上移动并剪断剪钉的空间，所述剪切活塞外径的台肩与所述活塞腔间设有供其向下移动并剪断所述剪钉的空间。所述剪切活塞在剪断所述剪钉后，首先带动挂接芯管与挂接筒体挂接，然后再带动挂接芯管对弹簧Ⅰ蓄能。所述密封接头，其外径中部设有与下段筒体内径中部密封面配合的密封圈，其下端设有与下接头上端的密封面配合的密封球面；所述密封接头下端的密封球面与所述下接头上端的密封面配合处直径与所述下段筒体中部密封面内径相等；在所述弹簧Ⅱ的作用下，所述密封接头下端的密封球面与下接头上端的密封面密封配合。所述活塞腔，其内径中部设有密封面，其内径下部设有密封圈，在其内径所述密封面和所述密封圈之间设有用于限位所述剪切活塞的台肩，其外径中部沿圆周方向设有用于安装剪钉的径向剪钉孔，且所述剪钉孔上方和下方均沿圆周方向设有径向传压孔。所述下段筒体，其内径中部设有密封面，其下部且在密封面的下部沿圆周方向设有径向过流孔。所述挂接芯管，其外径上部设有台肩，其下部设有弹性爪，且每个弹性爪外径均设有勾齿。所述止回套筒内径下部设有勾齿。所述挂接筒体内径上部设有勾齿。所述止回芯管中部设有弹性爪，且每个弹性爪外径均设有勾齿。与现有技术相比，本专利技术的技术方案所带来的有益效果是：本专利技术利用井下下部环空压力对弹簧蓄能，然后再通过控制上下环空压差控制剪切活塞向上移动，在压差和弹簧力的共同作用下开启井下环空应急开启装置，实现了将所需开启压力控制在合理范围内，在一定程度上避免了井口操作压力过高的问题，降低了现场作业的难度。附图说明图1是本专利技术关闭状态剖面结构示意图。附图标记：1上接头，2活塞腔，3上段筒体，4中段筒体，5止回套筒，6下段筒体，7下接头，8剪切活塞，9剪钉，10挂接芯管，11弹簧Ⅰ，12挂接套筒，13止回芯管，14弹簧Ⅱ，15挡环，16密封接头。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。如图1所示，本专利技术井下环空应急开启装置，主要由上接头1、活塞腔2、上段筒体3、中段筒体4、止回套筒5、下段筒体6、下接头7、剪切活塞8、剪钉9、挂接芯管10、弹簧Ⅰ11、挂接套筒12、止回芯管13、弹簧Ⅱ14、挡环15、密封接头16等组成，整体内部中空。所述上接头1、活塞腔2、上段筒体3、中段筒体4、止回套筒5、下段筒体6和下接头7由上至下依次固定密封连接。所述上接头1，其上端设有内螺纹，其外径下部固定密封连接有所述活塞腔2。所述活塞腔2，其内径中部设有密封面，其内径下部设有密封圈，在其内径所述密封面和所述密封圈之间设有用于限位所述剪切活塞8的台肩，其外径中部沿圆周方向设有数个用于安装剪钉9的径向剪钉孔，且所述剪钉孔上方和下方均沿圆周方向设有数个径向传压孔，其外径下部固定密封连接有所述上段筒体3。所述上段筒体3，其内径下部固定密封连接有所述中段筒体4。所述中段筒体4，其内径下部固定密封连接有所述止回套筒5。所述止回套筒5，其内径下部设有勾齿，其外径下部固定密封连接有所述下段筒体6。所述下段筒体6，其内径中部设有密封面，其下部且在密封面的下部沿圆周方向设有径向过流孔，其内径且在所述过流孔下部固定密封连接有所述下接头7。所述下接头7，其上端设有密封面，其外径下部设有外螺纹。所述活塞腔2、上段筒体3和中段筒体4内部设有相互固定连接的剪切活塞8和挂接芯管10，且所述剪切活塞8和挂接芯管11形成整体A。所述剪切活塞8，其外径上部设有用于与活塞腔2内径中部的密封面配合的密封圈，其外径中部设有用于与上段筒体2内径下部密封圈配合的密封面，其在所述外径上部密封圈和外径中部密封之间由上至下设有用于与剪钉9配合的周向环槽和用于与所述活塞腔2限位配合的台肩，其外径下部固定连接有所述挂接芯管10。所述剪切活塞8外径下部的密封面直径小于所述活塞腔2内径中部的密封面。所述挂接芯管10，其外径上部设有台肩，其下部设有数个弹性爪，且每个弹性爪外径均设有勾齿。所述上段筒体3和挂接芯管10形成的环空内设有处于自由状态的弹簧Ⅰ11，且所述弹簧Ⅰ11的下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下环空应急开启装置，其特征在于，由上接头(1)、活塞腔(2)、上段筒体(3)、中段筒体(4)、止回套筒(5)、下段筒体(6)、下接头(7)、剪切活塞(8)、剪钉(9)、挂接芯管(10)、弹簧Ⅰ(11)、挂接套筒(12)、止回芯管(13)、弹簧Ⅱ(14)、挡环(15)、密封接头(16)组成，整体内部中空；/n所述上接头(1)、活塞腔(2)、上段筒体(3)、中段筒体(4)、止回套筒(5)、下段筒体(6)和下接头(7)由上至下依次固定密封连接；/n所述活塞腔(2)、上段筒体(3)和中段筒体(4)内部设有相互固定连接的剪切活塞(8)和挂接芯管(10)；所述活塞腔(2)和剪切活塞(8)之间通过剪钉(9)轴向定位；/n所述中段筒体(4)、止回套筒(5)和下段筒体(6)内部设有由上至下依次固定连接的挂接筒体(12)、止回芯管(13)和密封接头(16)；/n所述上段筒体(3)和挂接芯管(10)形成的环空内设有处于自由状态的弹簧Ⅰ(11)，且所述弹簧Ⅰ(11)的下端面与中段筒体(4)上端面接触配合；/n所述下段筒体(6)和止回芯管(13)形成的环空内设有挡环(15)和弹簧Ⅱ(14)，所述弹簧Ⅱ(14)与止回套筒(5)下端面和挡环(15)上端面接触配合且处于压缩状态。/n...

【技术特征摘要】
1.一种井下环空应急开启装置，其特征在于，由上接头(1)、活塞腔(2)、上段筒体(3)、中段筒体(4)、止回套筒(5)、下段筒体(6)、下接头(7)、剪切活塞(8)、剪钉(9)、挂接芯管(10)、弹簧Ⅰ(11)、挂接套筒(12)、止回芯管(13)、弹簧Ⅱ(14)、挡环(15)、密封接头(16)组成，整体内部中空；
所述上接头(1)、活塞腔(2)、上段筒体(3)、中段筒体(4)、止回套筒(5)、下段筒体(6)和下接头(7)由上至下依次固定密封连接；
所述活塞腔(2)、上段筒体(3)和中段筒体(4)内部设有相互固定连接的剪切活塞(8)和挂接芯管(10)；所述活塞腔(2)和剪切活塞(8)之间通过剪钉(9)轴向定位；
所述中段筒体(4)、止回套筒(5)和下段筒体(6)内部设有由上至下依次固定连接的挂接筒体(12)、止回芯管(13)和密封接头(16)；
所述上段筒体(3)和挂接芯管(10)形成的环空内设有处于自由状态的弹簧Ⅰ(11)，且所述弹簧Ⅰ(11)的下端面与中段筒体(4)上端面接触配合；
所述下段筒体(6)和止回芯管(13)形成的环空内设有挡环(15)和弹簧Ⅱ(14)，所述弹簧Ⅱ(14)与止回套筒(5)下端面和挡环(15)上端面接触配合且处于压缩状态。


2.根据权利要求1所述的井下环空应急开启装置，其特征在于，所述剪切活塞(8)外径下部的密封面直径小于所述活塞腔(2)内径中部的密封面；在所述剪切活塞(8)与剪钉(9)配合后，所述剪切活塞(8)上部与所述上接头(1)间设有供其向上移动并剪断剪钉(9)的空间，所述剪切活塞(8)外径的台肩与所述活塞腔(2)间设有供其向下移动并剪断所述剪钉(9)的空间。


3.根据权利要求1所述的井下环空应急开启装置，其特征在于，所述剪切活塞(8)在剪断所述剪钉(...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海英，邓建明，马英文，刘敏，刘阳，张彬奇，马长亮，王波，万祥，刘志龙，
申请(专利权)人：中海油能源发展股份有限公司，中海石油中国有限公司天津分公司，
类型：发明
国别省市：北京;11