天然氣開采井下節(jié)流器打撈工具及其操作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種天然氣開采井下節(jié)流器打撈工具及其操作方法，是為實(shí)現(xiàn)節(jié)流器靠氣井自身能量上行完成打撈、降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)且提高打撈成功率的目的而設(shè)計(jì)的，打撈工具主要包括連接投放器、連接頭和心軸的連接管、設(shè)在連接管下方的接頭、設(shè)在接頭內(nèi)的彈簧及鎖定套、設(shè)在鎖定套上的扁簧和卡瓦等。本發(fā)明打撈工具能通過節(jié)流器解卡、投放打撈工具、安裝井口裝置、開井生產(chǎn)和完成打撈等工序操作，使卡瓦保持收回狀態(tài)，依靠氣井自身能量推動節(jié)流器上行，承受遠(yuǎn)大于鋼絲拉力的向上推力，從而大大降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，大幅提高節(jié)流器打撈的成功率。
【專利說明】天然氣開采井下節(jié)流器打撈工具及其操作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種天然氣開采井下節(jié)流器打撈工具及其操作方法，屬于油田采氣【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在天然氣開采中，為了滿足產(chǎn)氣降壓、限產(chǎn)和節(jié)能的要求，采用在氣井井下安裝節(jié)流裝置。蘇里格氣田目前廣泛應(yīng)用的井下節(jié)流裝置是卡瓦式井下節(jié)流器，這種節(jié)流器依靠鋼絲下入、卡瓦定位、膠筒密封和氣嘴配產(chǎn)來實(shí)現(xiàn)井筒天然氣節(jié)流降壓。
[0003]在現(xiàn)場應(yīng)用中，為滿足生產(chǎn)需求，要調(diào)節(jié)氣井產(chǎn)量，或?yàn)榱顺浞职l(fā)揮氣井產(chǎn)能，在氣井生產(chǎn)后期需從井筒中打撈節(jié)流器。目前常用的是卡瓦式節(jié)流器打撈工具，隨著節(jié)流器的長時(shí)間使用，其密封膠筒會發(fā)生永久變形，使膠筒與井壁摩擦力增大，造成打撈過程中上提拉力加大，容易引發(fā)井下事故。由于打撈工具普通鋼絲作業(yè)的一般上提拉力不能大于300kg，所以更加大了打撈的難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種天然氣開采井下節(jié)流器打撈工具及其操作方法，其通過彈簧機(jī)構(gòu)使節(jié)流器卡瓦處于收回狀態(tài)，依靠氣井自身能量促使節(jié)流器上行，從而大大降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，提高節(jié)流器打撈成功率。
[0005]天然氣開采井下節(jié)流器打撈工具的技術(shù)方案如下:
[0006]投放器下端與連接管螺紋連接，連接管上部管壁設(shè)有徑向銷孔，心軸上端與連接頭螺紋連接，兩者均設(shè)有徑向銷孔并由圓柱銷連接于連接管內(nèi)壁。筒形接頭設(shè)在連接管下方，心軸下部穿在筒形接頭腔體內(nèi)，心軸下端凸肩至接頭腔體上端面間套有彈簧。鎖定套螺紋連接于接頭腔體內(nèi)壁，鎖定套下部設(shè)有均布的、用于卡入卡瓦打撈爪的卡瓦開槽，卡瓦上方是套接在鎖定套上的扁簧。
[0007]天然氣開采井下節(jié)流器打撈工具的操作步驟如下:
[0008](I)節(jié)流器解卡:首先進(jìn)行關(guān)井，通過鋼絲作業(yè)使用盲錘下?lián)艄?jié)流器，使其下移解卡。
[0009](2)投入本發(fā)明打撈工具:將本發(fā)明打撈工具投放至節(jié)流器上方。
[0010](3)安裝井口裝置:工具投放后，工具串起出，在井口安裝防噴管和捕捉器。
[0011](4)開井生產(chǎn):依靠本發(fā)明打撈工具使節(jié)流器卡瓦一直處于收回狀態(tài)，然后緩慢開啟生產(chǎn)閥門。隨著氣井生產(chǎn)，節(jié)流器和打撈新工具被向上推入捕捉器和防噴管。
[0012](5)完成打撈:由于捕捉器可阻止工具下行，所以可關(guān)閉氣井測試閥門，卸下防噴管和捕捉器，起出節(jié)流器，完成打撈工作。
[0013]本發(fā)明打撈工具通過節(jié)流器解卡、投放打撈工具、安裝井口裝置、開井生產(chǎn)和完成打撈等工序操作，充分依靠氣井自身能量推動節(jié)流器上行，相比傳統(tǒng)鋼絲作業(yè)，能大大降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。由于本發(fā)明打撈工具能使卡瓦收回，而膠筒永久變形仍具有一定的密封作用，所以，開井降壓后，節(jié)流器承受的向上推力遠(yuǎn)大于鋼絲作業(yè)的拉力，從而能大幅提高節(jié)流器打撈的成功率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為天然氣開采井下節(jié)流器打撈工具示意圖。
[0015]圖2為天然氣開采井下節(jié)流器打撈工具投放后示意圖。
[0016]圖3為天然氣開采井下節(jié)流器打撈工具抓取節(jié)流器示意圖。
[0017]圖4為天然氣開采井下節(jié)流器打撈工具實(shí)施工藝示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例:
[0019]參照圖1至4對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)一步說明:
[0020]投放器I下端與連接管2螺紋連接，連接管2上部管壁設(shè)有徑向銷孔，心軸5上端與連接頭4螺紋連接，兩者均設(shè)有徑向銷孔并由圓柱銷3連接于連接管2內(nèi)壁。筒形接頭6設(shè)在連接管2下方，心軸5下部穿在筒形接頭6腔體內(nèi)，心軸5下端凸肩至接頭6腔體上端面間套有彈簧7。鎖定套8螺紋連接于接頭6腔體內(nèi)壁，鎖定套8下部設(shè)有三個(gè)相隔120°均勻分布的、用于卡入卡瓦10打撈爪的卡瓦開槽，卡瓦10上方是套接在鎖定套8上的扁簧9。
[0021]本發(fā)明通過試井鋼絲作業(yè)，當(dāng)打撈工具下放到節(jié)流器18上方時(shí)，由于向下的慣性力，使卡瓦10的打撈爪從鎖定套8開槽中滑出，內(nèi)徑增大從而抓住節(jié)流器18打撈頸，同時(shí)扁簧9的彈力將卡瓦10打撈爪又拉回并鎖定在開槽內(nèi)，使其重新處于收縮狀態(tài)?？焖偕咸徜摻z，通過震擊器震擊，剪斷圓柱銷3，將投放器I和連接管2隨工具串一同起出，此時(shí)打撈工具連接頭4和心軸5受彈簧7的張力作用下行。當(dāng)心軸5下端接觸到節(jié)流器18中心桿和本體時(shí)，在彈簧7的作用下，打撈工具將節(jié)流器18打撈頸和卡瓦拽起。當(dāng)氣井開井時(shí)，在上、下壓差作用下，打撈工具和節(jié)流器18 —起上行。當(dāng)上行至防噴管12后，關(guān)閉測試閥門14，卸下防噴管12和捕捉器13，完成節(jié)流器18打撈工作。
[0022]天然氣開采井下節(jié)流器打撈工具的操作方法如下:
[0023](I)節(jié)流器解卡
[0024]在打撈節(jié)流器18之前，首先進(jìn)行關(guān)井作業(yè)，關(guān)閉生產(chǎn)閥門15，使氣井油管壓力和套管壓力基本平衡，然后設(shè)置防噴管12，通過傳統(tǒng)鋼絲作業(yè)，連接工具串繩帽+加重桿+震擊器+盲錘。當(dāng)工具串到達(dá)節(jié)流器18時(shí)，向下震擊，使節(jié)流器18解卡。觀察鋼絲作業(yè)車深度計(jì)，節(jié)流器18下移說明其已解卡，起出工具串，完成節(jié)流器解卡工作。
[0025](2)投入打撈工具
[0026]按圖1組裝好打撈工具17，設(shè)置防噴管12，通過傳統(tǒng)鋼絲作業(yè)，連接工具串繩帽+加重桿+震擊器+打撈工具。緩慢下放鋼絲，當(dāng)工具達(dá)到節(jié)流器18上方而鋼絲作業(yè)車指示鋼絲拉力下降時(shí)，停止下放作業(yè)，緩慢嘗試上提鋼絲，如果上提力大于此位置的懸重，說明打撈工具卡瓦10已經(jīng)抓取節(jié)流器打撈頸。此時(shí)，再上提鋼絲，遇到油管接箍位置時(shí)拉力會上升，當(dāng)拉力接近安全拉力時(shí)，即緩慢釋放鋼絲，使震擊器閉合，下放一段距離后，快速上提鋼絲，震擊器震擊剪斷圓柱銷3，投放器I和連接管2隨工具串一同起出，打撈工具17其他部分則留在節(jié)流器18上方。
[0027]如圖2、3所示，當(dāng)打撈工具17的圓柱銷3被剪斷時(shí)，卡瓦10已牢牢抓住節(jié)流器18打撈頸，連接頭4和心軸5在彈簧7作用下向下移動，在心軸5下端接觸到節(jié)流器18中心桿和本體時(shí)，在彈簧7的作用下，打撈工具17將其卡瓦10和節(jié)流器18打撈頸拽起。由于節(jié)流器18膠筒長期承受高壓差而處于變形狀態(tài)，可以靠摩擦力緊貼油管，致使節(jié)流器18和打撈工具17不會下行。
[0028](3)安裝井口裝置
[0029]完成打撈工具17投放后，起出鋼絲和作業(yè)工具串，按照圖4所示安裝防噴管12和捕捉器13等井口裝置，大彈簧11可以緩沖打撈工具17和節(jié)流器18到達(dá)井口的沖擊力，確保井口設(shè)備安全。捕捉器13為單向可運(yùn)行設(shè)備，其內(nèi)部擋片可以確保節(jié)流器18和打撈工具17留在防噴管12內(nèi)。
[0030](4)開井生產(chǎn)
[0031]安裝井口裝置后，確保測試閥門14和主閥門16完全打開，此時(shí)緩慢打開生產(chǎn)閥門15 (或者緩慢開啟針閥)卸壓。隨著生產(chǎn)閥門15開啟，油管壓力緩慢下降，因節(jié)流器18膠筒永久變形仍可起到密封作用，所以節(jié)流器18上、下出現(xiàn)壓差，節(jié)流器18受到向上推力。
[0032](5)完成打撈
[0033]隨著生產(chǎn)閥門15開啟，氣井緩慢生產(chǎn)，節(jié)流器18在上、下壓差作用下和打撈工具17 —起上行，當(dāng)節(jié)流器18和打撈工具17進(jìn)入防噴管12后，關(guān)閉測試閥門14，卸下防噴管12和捕捉器13，完成節(jié)流器打撈工作。
[0034]如果生產(chǎn)閥門15開啟較長時(shí)間，油管壓力已經(jīng)降至很低，而節(jié)流器18和打撈工具17仍未進(jìn)入防噴管12，則可能是節(jié)流器18在油管上行過程中遇阻。此時(shí)，關(guān)閉生產(chǎn)閥門15和測試閥門14，卸下防噴管12和捕捉器13，安裝傳統(tǒng)鋼絲作業(yè)節(jié)流器打撈工具，下探抓取打撈工具17的接頭6，通過鋼絲作業(yè)使節(jié)流器18通過卡點(diǎn)。如果此時(shí)上提拉力不是很大，可以直接通過鋼絲作業(yè)完成節(jié)流器18打撈。如果上提拉力大，則通過上擊剪切傳統(tǒng)打撈工具銷釘，起出鋼絲和傳統(tǒng)打撈工具，安裝井口撞擊，繼續(xù)開井生產(chǎn)，直至完成打撈作業(yè)。
[0035]以27/8"油管為例，節(jié)流器前后承受IMPa的壓差，相當(dāng)于節(jié)流器受到300kg左右的上推力，作用效果明顯大于一般鋼絲作業(yè)300kg的拉力(自重IOOkg左右)。而壓差越大，節(jié)流器受到的上推力也越大，也就越有利于節(jié)流器的上行。而31/2"油管采用傳統(tǒng)鋼絲作業(yè)難度大，采用該發(fā)明后，同樣的壓差節(jié)流器受到更大的上推力，更有利于打撈成功。
【權(quán)利要求】
1.一種天然氣開采井下節(jié)流器打撈工具，其特征在于: 投放器(I)下端與連接管(2)螺紋連接，連接管(2)上部管壁設(shè)有徑向銷孔，心軸(5)上端與連接頭(4)螺紋連接，兩者均設(shè)有徑向銷孔并由圓柱銷(3)連接于連接管(2)內(nèi)壁；筒形接頭(6)設(shè)在連接管(2)下方，心軸(5)下部穿在筒形接頭(6)腔體內(nèi)，心軸(5)下端凸肩至接頭(6)腔體上端面間套有彈簧(7);鎖定套(8)螺紋連接于接頭(6)腔體內(nèi)壁，鎖定套(8)下部設(shè)有均布的、用于卡入卡瓦(10)打撈爪的卡瓦開槽，卡瓦(10)上方是套接在鎖定套⑶上的扁簧(9)。
2.一種天然氣開采井下節(jié)流器打撈工具的操作方法，其特征在于其操作步驟如下: (1)節(jié)流器解卡:在打撈節(jié)流器(18)之前，首先進(jìn)行關(guān)井作業(yè)，關(guān)閉生產(chǎn)閥門(15)，使氣井油管壓力和套管壓力基本平衡，然后設(shè)置防噴管(12)，通過傳統(tǒng)鋼絲作業(yè)，連接工具串繩帽+加重桿+震擊器+盲錘；當(dāng)工具串到達(dá)節(jié)流器(18)時(shí)，向下震擊，使節(jié)流器(18)解卡；觀察鋼絲作業(yè)車深度計(jì)，節(jié)流器(18)下移則說明其已解卡，起出工具串，完成節(jié)流器解卡工作； (2)投入打撈工具:組裝好打撈工具(17)，設(shè)置防噴管(12)，通過傳統(tǒng)鋼絲作業(yè)，連接工具串繩帽+加重桿+震擊器+打撈工具；緩慢下放鋼絲，當(dāng)工具達(dá)到節(jié)流器(18)上方而鋼絲作業(yè)車指示鋼絲拉力下降時(shí)，停止下放作業(yè)，嘗試緩慢上提鋼絲，如果上提力大于此位置的懸重，說明打撈工具卡瓦(10)已經(jīng)抓取節(jié)流器打撈頸；此時(shí)上提鋼絲，遇到油管接箍位置時(shí)拉力會上升，當(dāng)拉力接近安全拉力時(shí)，緩慢釋放鋼絲，使震擊器閉合，下放一段距離后，快速上提鋼絲，震擊器震擊剪斷圓柱銷(3)，投放器(I)和連接管(2)隨工具串一同起出，打撈工具其他部分則留在節(jié)流器(18)上方； 當(dāng)打撈工具(17)的圓柱銷(3)被剪斷時(shí)，卡瓦(10)已牢牢抓住節(jié)流器(18)打撈頸，連接頭(4)和心軸(5)在彈簧(7)作用下向下移動；當(dāng)心軸(5)下端接觸到節(jié)流器(18)中心桿和本體時(shí)，在彈簧7的作用下，打撈工具(17)將卡瓦(10)和節(jié)流器(18)打撈頸拽起；由于節(jié)流器(18)膠筒長期承受高壓差而處于變形狀態(tài)，可以靠摩擦力緊貼油管，致使節(jié)流器(18)和打撈工具(17)不會下行； (3)安裝井口裝置 完成打撈工具(17)投放后，起出鋼絲和作業(yè)工具串，安裝防噴管(12)和捕捉器(13)等井口裝置；大彈簧(11)可以緩沖打撈工具和節(jié)流器(18)到達(dá)井口的沖擊力，確保井口設(shè)備安全；捕捉器(13)為單向可運(yùn)行設(shè)備，其內(nèi)部擋片可以確保節(jié)流器(18)和打撈工具(17)留在防噴管(12)內(nèi)； (4)開井生產(chǎn) 安裝井口裝置后，確保測試閥門(14)和主閥門(16)完全打開，此時(shí)緩慢打開生產(chǎn)閥門(15)(或者緩慢開啟針閥)卸壓；隨著生產(chǎn)閥門(15)開啟，油管壓力緩慢下降，因節(jié)流器(18)膠筒永久變形仍可起到密封作用，所以節(jié)流器(18)上、下出現(xiàn)壓差，節(jié)流器(18)受到向上推力； (5)完成打撈 隨著生產(chǎn)閥門(15)開啟，氣井緩慢生產(chǎn)，節(jié)流器(18)在上、下壓差作用下和打撈工具(17) 一起上行，當(dāng)節(jié)流器(18)和打撈工具(17)進(jìn)入防噴管(12)后，關(guān)閉測試閥門(14)，卸下防噴管(12)和捕捉器(13)，完成節(jié)流器打撈工作；如果生產(chǎn)閥門(15)開啟較長時(shí)間，油管壓力已經(jīng)降至很低，而節(jié)流器(18)和打撈工具(17)仍未進(jìn)入防噴管(12)，則可能節(jié)流器(18)在油管上行過程中遇阻；此時(shí)，關(guān)閉生產(chǎn)閥門(15)和測試閥門(14)，卸下防噴管(12)和捕捉器(13)，安裝傳統(tǒng)鋼絲作業(yè)節(jié)流器打撈工具，下探抓取打撈工具(17)的接頭(6)，通過鋼絲作業(yè)使節(jié)流器(18)通過卡點(diǎn)；如果此時(shí)上提拉力不是很大，可以直接通過鋼絲作業(yè)完成節(jié)流器(18)打撈；如果上提拉力大，則通過上擊剪切傳統(tǒng)打撈工具銷釘，起出鋼絲和傳統(tǒng)打撈工具，安裝井口撞擊，繼續(xù)開井生產(chǎn)，直至完 成打撈作業(yè)。
【文檔編號】E21B31/12GK103527128SQ201210229645
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月4日
【發(fā)明者】于志剛, 張書平, 徐勇, 陳德見, 程小莉, 肖述琴, 楊旭東, 衛(wèi)亞明, 張軍 申請人:中國石油天然氣股份有限公司