專利名稱：投撈一體式柱塞工具的制作方法
技術領域：
投撈一體式柱塞工具技術領域[0001]本實用新型涉及油氣田采氣技術領域，主要涉及一種用于天然氣井排液采氣作業(yè)的高效氣舉柱塞組合工具，特別是一種投撈一體式柱塞工具。
背景技術：
[0002]國民經(jīng)濟對天然氣一類的清潔能源的需求不斷增加，國內油田對天然氣資源的開發(fā)利用也越來越重視。隨著對氣田的開采進入中后期，許多氣井面臨單井產(chǎn)量低、穩(wěn)產(chǎn)難度大的挑戰(zhàn)。氣井產(chǎn)量下降，流速降低，達不到氣井的臨界攜液流量，攜液能力差，井底逐步產(chǎn)生積液，井筒壓力升高，最終導致井被壓死，無法生產(chǎn)。因此，必須采取有效的清除積液的技術以維持氣井的長期穩(wěn)產(chǎn)。[0003]目前油氣田常用的人工舉升技術都可以用作氣井的排液采氣作業(yè)。其中，有桿泵、 電潛泵等技術必須消耗外部能量，而柱塞氣舉是以井下柱塞作為氣液界面，利用儲層本身能量來間歇性的推動油管內柱塞及柱塞上部的井液到達地面，從而進行氣井排液采氣的一種方法。[0004]圖1顯示了一種柱塞排液采氣系統(tǒng)，其具有井口防噴管Xl，管線三通X2，電動開關閥X3，電子控制器X4和柱塞X5。柱塞X5是一個與油管相匹配的可在油管內自由游動的活塞。工作時，先關井提高井底壓力，壓力上升到能滿足舉升要求時再開井，井底的柱塞X5依靠氣井的壓力在油管內上升，一直升至井口防噴管XI。管線的開關由電動開關閥X3和電子控制器X4來控制調節(jié)，位于主閥門X8上方的是柱塞到達傳感器X9，當柱塞)(5經(jīng)過柱塞到達傳感器X9時，柱塞到達傳感器X9向電子控制器X4發(fā)送信號，電子控制器X4打開電動開關閥X3，液體從管線三通X2排出，天然氣從油套環(huán)空產(chǎn)出。隨著天然氣不斷采出，井筒壓力下降，電動開關閥X3重新關井，柱塞5依靠自身重力下落至井底，開始下一個壓力恢復過程。井筒底部有底部減震器X6，防止柱塞)(5下落后損壞。氣井開井和關井形成一個柱塞氣舉的工作周期，循環(huán)重復這一周期性動作就可以把井底積液和天然氣不斷采出，如圖1 所示。與其它排液采氣工藝相比，柱塞氣舉完全利用儲層的能量，系統(tǒng)整體結構簡單，成本大約只有有桿泵的1/5-1/4，非常適合氣田中后期開采的需要。[0005]目前，柱塞排液采氣系統(tǒng)中，其在對柱塞氣舉井實施的測井方法還是采用傳統(tǒng)的電纜下入工藝，實施時必須先讓氣井停產(chǎn)，使用專門的電纜從井口防噴管Xl將測量儀器下入井筒中。該技術已沿用數(shù)十年，其缺點在于，測井作業(yè)周期長，效率低，測井期間氣井必須長時間停產(chǎn)。由于柱塞氣舉本身就是間歇式生產(chǎn)，只有在柱塞上行及停留在防噴管內時氣井才產(chǎn)氣。因此，必須通過縮短柱塞運行周期、減少類似測井等非生產(chǎn)時間(Nonproductive Time)的措施才能提高系統(tǒng)效率，提高氣井產(chǎn)量。實用新型內容[0006]本實用新型的目的是，提供一種投撈一體式柱塞工具，其使用柱塞工具作為攜帶井下儀器的載體工具，通過柱塞工具在井底與井口之間的往返，來達到投送和打撈儀器的目的。本實用新型的上述目的可采用下列技術方案來實現(xiàn)一種投撈一體式柱塞工具，其特征在于，所述柱塞工具包括柱塞打撈頭，其位于柱塞工具的頂部；柱塞本體，其上端連接所述柱塞打撈頭；儀器工作筒總成，其可脫離地位于柱塞工具的尾部；投送總成和打撈總成，二者其中之一連接在所述柱塞本體與儀器工作筒總成之間，以配合執(zhí)行所述儀器工作筒總成的投送或打撈任務。在優(yōu)選的實施方式中，所述柱塞本體的內部設有供流體通過的流道孔，柱塞本體的外表面分別設有上部環(huán)槽組和下部環(huán)槽組，所述上部環(huán)槽組和下部環(huán)槽組均設有等間距分布的環(huán)槽；所述柱塞本體的上部設有多個均勻分布的上斜孔，柱塞本體的下部設有多個均勻分布的下斜孔，所述上斜孔的靠近流道孔一端的位置低于其靠近柱塞本體外表面一端的位置，所述下斜孔的靠近流道孔一端的位置高于其靠近柱塞本體外表面一端的位置；所述上斜孔對應所述上部環(huán)槽組的其中一部分的環(huán)槽，所述下斜孔對應所述下部環(huán)槽組的其中一部分的環(huán)槽，所述上、下斜孔均與流道孔連通。在優(yōu)選的實施方式中，所述柱塞本體的中部設有圓柱體，所述圓柱體位于所述上部環(huán)槽組和下部環(huán)槽組之間，所述圓柱體設有螺旋流道。在優(yōu)選的實施方式中，所述上、下部環(huán)槽組的各個環(huán)槽中，靠近所述圓柱體的一面呈平面，遠離圓柱體的一面為斜面，所述上部環(huán)槽組的環(huán)槽的斜面與所述上斜孔平行，所述下部環(huán)槽組的環(huán)槽的斜面與所述下斜孔平行。在優(yōu)選的實施方式中，所述儀器工作筒總成包括儀器工作筒本體和井下儀器，所述儀器工作筒本體上設有多道長條形的進液孔，所述井下儀器設置在儀器工作筒本體內部，井下儀器的兩端分別連接著壓帽和減震彈簧，減震彈簧位于壓帽的外側端，所述儀器工作筒本體的上、下兩端分別設有工作筒打撈頭和底堵，將井下儀器固定，所述工作筒打撈頭與所述投送總成和打撈總成的下部相配合。在優(yōu)選的實施方式中，所述儀器工作筒本體的外表面均勻設有加強肋。在優(yōu)選的實施方式中，所述投送總成包括投送總成本體，所述投送總成本體的內部的中間位置固定有執(zhí)行器底座，所述執(zhí)行器底座上設有熱執(zhí)行器和執(zhí)行部件，所述執(zhí)行部件可上下伸縮運動地連接在熱執(zhí)行器上；所述儀器工作筒總成的上部可脫離地嵌設在投送總成本體的內部下方，所述柱塞本體的下部連接在投送總成的內部上方。在優(yōu)選的實施方式中，所述投送總成本體的下部設有防脫開總成，所述工作筒打撈頭的中部設有內凹的半球形環(huán)槽，在所述儀器工作筒總成嵌設在投送總成本體內的狀態(tài)下，所述防脫開總成插設在半球形環(huán)槽內。在優(yōu)選的實施方式中，所述執(zhí)行部件包括執(zhí)行桿和動作筒，所述動作筒的一端為開口端，另一端為封閉端，動作筒的筒壁可活動地套設在所述執(zhí)行器底座的外側，且封閉端位于執(zhí)行器底座的下方，所述執(zhí)行桿的一端連接所述熱執(zhí)行器，另一端從動作筒的開口端穿過而固定在封閉端上。在優(yōu)選的實施方式中，所述執(zhí)行器底座內設有限位環(huán)，所述限位環(huán)的中央設有供所述執(zhí)行桿上下運行的通孔；所述動作筒的封閉端上具有固定座，所述執(zhí)行器底座上設有
5導向套，所述執(zhí)行桿的另一端固定在固定座上，所述固定座可沿導向套上下運動。[0022]在優(yōu)選的實施方式中，所述打撈總成包括打撈總成本體，所述打撈總成本體內部的軸向上設有貫通孔，打撈總成本體的內部的中間位置設有旁通閥組件，打撈總成本體的中部設有均布的出液孔，所述打撈總成本體的下部設有防脫開組件，所述工作筒打撈頭的中部設有內凹的半球形環(huán)槽，在所述儀器工作筒總成嵌設在打撈總成本體內的狀態(tài)下，所述防脫開組件插設在半球形環(huán)槽內。[0023]在優(yōu)選的實施方式中，所述打撈總成本體的中部固定有環(huán)凸臺，所述旁通閥組件包括鎖緊總成和閥桿，所述鎖緊總成的一端面連接環(huán)凸臺，另一端面連接端蓋以定位，所述閥桿可上下運動地連接在鎖緊總成上，所述出液孔位于所述閥桿處于打開位置和關閉位置之間。[0024]在優(yōu)選的實施方式中，所述鎖緊總成包括鎖緊環(huán)，鎖緊環(huán)由兩個呈半圓的環(huán)體組成，鎖緊環(huán)的外表面設有兩個環(huán)形凹槽，在每個環(huán)形凹槽內分別設有環(huán)形彈簧。[0025]本實用新型的投撈一體式柱塞工具的工作方法包括步驟如下[0026]將柱塞打撈頭、柱塞本體、投送總成和儀器工作筒總成連接在一起，形成配有投送總成的柱塞工具；[0027]將配有投送總成的柱塞工具下行到井底；[0028]通過所述投送總成將所述儀器工作筒總成脫開，連接在一起的柱塞打撈頭、柱塞本體和投送總成一起上行，將儀器工作筒總成留在井底執(zhí)行測量任務；[0029]當儀器工作筒總成完成測量任務后，將柱塞工具上的投送總成拆下，并將打撈總成安裝在所述柱塞本體的下端；[0030]接著，連接在一起的柱塞打撈頭、柱塞本體和打撈總成一起開始下行直到井底，直到打撈總成的下端嵌合在儀器工作筒總成的上部；[0031]攜帶有儀器工具筒總成的柱塞工具上行至井口，儀器工作筒總成的打撈回收作業(yè)完成。[0032]本實用新型的特點和優(yōu)點是[0033](1)無需電纜測井作業(yè)氣井停產(chǎn)關井的時間被大幅縮短，安全性好；[0034](2)系統(tǒng)工作可靠柱塞內有特殊的熱執(zhí)行器，具有較高的使用壽命和可靠性，很適合在高工作負荷的柱塞氣舉井中應用；[0035](3)作業(yè)效率高利用柱塞的往復上下運動來投送與打撈下井儀器，比傳統(tǒng)的電纜測井作業(yè)效率高；[0036](4)多種測量用途可根據(jù)測量需求，裝入不同的測量和采樣儀器，以執(zhí)行各類測量任務，包括常規(guī)溫度壓力測量、井筒流體采樣、壓力恢復測試(Pressure Build-Up)等；[0037](5)結構緊湊簡單工作柱塞既是正常生產(chǎn)用的排液采氣工具，又是測量儀器的可靠運輸載體，投撈工具結構簡單，工作可靠，所需零部件較少，也便于維護修理；[0038](6)自清潔功能工作柱塞有特殊設計的噴嘴組，噴嘴組呈雙向布置，在柱塞工作期間，可自動清除附著在柱塞表面的沉砂、結垢等不利于系統(tǒng)正常運行的物質，同時也可有效保護下部的電子儀器；[0039](7)避免油管清洗作業(yè)通過柱塞工作時在油管內的上下往復運動，可以有效清除管內的沉砂、結垢和蠟，取消了單獨下一趟清洗作業(yè)管柱。
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是相關的柱塞排液采氣系統(tǒng)的示意圖；圖2是本實用新型的配有投送總成的柱塞工具的主視示意圖；圖3是本實用新型的配有投送總成的柱塞工具的側視示意圖；圖4是本實用新型的配有投送總成的柱塞工具的剖視示意圖；圖4A是圖4的A部放大示意圖；圖5是本實用新型的配有打撈總成的柱塞工具的主視示意圖；圖6是本實用新型的配有打撈總成的柱塞工具的側視示意圖；圖7是本實用新型的配有打撈總成的柱塞工具的剖視示意圖；圖7A是圖7的A部放大示意圖；圖8是本實用新型的柱塞工具的柱塞本體的主視示意圖；圖9是本實用新型的柱塞工具的柱塞本體的俯視示意圖；圖10是本實用新型的柱塞工具的柱塞本體的剖視示意圖；圖11是本實用新型的柱塞工具的儀器工作筒總成的主視示意圖；圖12是本實用新型的柱塞工具的儀器工作筒總成的俯視示意圖；圖13是本實用新型的柱塞工具的儀器工作筒總成的剖視示意圖；圖14是本實用新型的柱塞工具的投送總成在執(zhí)行器未動作時剖視示意圖；圖15是本實用新型的柱塞工具的投送總成在執(zhí)行器動作后時剖視示意圖；圖16是本實用新型的柱塞工具的投送總成的俯視示意圖；圖17是本實用新型的柱塞工具的打撈總成在旁通閥處于打開狀態(tài)的剖視示意圖；圖18是本實用新型的柱塞工具的打撈總成在旁通閥處于關閉狀態(tài)的剖視示意圖；圖19是本實用新型的柱塞工具的打撈總成的俯視示意圖；圖20是本實用新型的柱塞工具的鎖緊總成的主視示意圖；圖21是本實用新型的柱塞工具的鎖緊總成的俯視示意圖；圖22是本實用新型的柱塞工具的鎖緊總成的剖視示意圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。本實用新型實施例提出了一種投撈一體式柱塞工具，其包括柱塞打撈頭1，柱塞本
7體2，投送總成3，打撈總成4和儀器工作筒總成5。柱塞打撈頭1位于柱塞工具的頂部。儀器工作筒總成5可脫離地位于柱塞工具的尾部。柱塞本體2的上端連接所述柱塞打撈頭1。 投送總成3和打撈總成4，二者其中之一連接在所述柱塞本體2與儀器工作筒總成5之間， 以配合執(zhí)行所述儀器工作筒總成5的投送或打撈任務。[0067]具體來說，配有投送總成的柱塞工具由柱塞打撈頭1、柱塞本體2、投送總成3和儀器工作筒總成5組成，如圖2至圖4A所示。配有打撈總成的柱塞工具由柱塞打撈頭1、柱塞本體2、打撈總成4和儀器工作筒總成5組成，如圖5至圖7A所示。該柱塞工具在執(zhí)行儀器工作筒總成5的投送任務時，采用投送總成3作為柱塞本體2與儀器工作筒總成5之間的連接部分，接著將柱塞工具下行到井底，通過投送總成3將儀器工作筒總成5脫開，柱塞工具上行，將儀器工作筒總成5留在井底執(zhí)行預定的測量任務。當儀器工作筒總成5完成測量任務，需要被打撈回收時，將柱塞工具上的投送總成3拆下，并將打撈總成4安裝在柱塞本體2的下端，接著柱塞工具開始下行直到井底，打撈總成4的下端嵌合在儀器工作筒總成 5的上部，接著攜帶有儀器工具筒總成5的柱塞工具上行至井口，儀器工作筒總成5的打撈回收作業(yè)完成。[0068]本實用新型實施例解決了傳統(tǒng)電纜測井工藝的作業(yè)效率低、關井停產(chǎn)時間長、安全性差等缺點，該柱塞工具可根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)需求，將測量儀器安全的放置井底，在測量任務完成后將存儲大量數(shù)據(jù)的儀器快速攜帶至地面。該柱塞工具摒棄了傳統(tǒng)的電纜測井作業(yè)工藝，整個柱塞工具的結構簡單，工作可靠，作業(yè)效率高，關井停產(chǎn)時間短，安全性好。該工具可用于各類氣井的排液采氣作業(yè)，包括低產(chǎn)氣井、氣藏壓力衰竭氣井、開采后期的凝析氣氣井、致密氣氣井、頁巖氣氣井、煤層氣氣井等常規(guī)和非常規(guī)氣藏開發(fā)井。[0069]根據(jù)本實用新型的一個實施方式，參見圖8至圖10所示，所述柱塞本體2的內部設有供流體通過的流道孔21，柱塞本體的外表面分別設有上部環(huán)槽組22和下部環(huán)槽組23， 所述上部環(huán)槽組22和下部環(huán)槽組23均設有等間距分布的環(huán)槽24。所述柱塞本體2的上部設有多個均勻分布的上斜孔25，柱塞本體的下部設有多個均勻分布的下斜孔沈，所述上斜孔25的靠近流道孔21 —端的位置低于其靠近柱塞本體2外表面一端的位置，所述下斜孔 26的靠近流道孔21 —端的位置高于其靠近柱塞本體2外表面一端的位置，也就是說，下斜孔26的朝向與上斜孔25的朝向相反。所述上斜孔25對應所述上部環(huán)槽組22的其中一部分的環(huán)槽，所述下斜孔26對應所述下部環(huán)槽組23的其中一部分的環(huán)槽，在此處，上部環(huán)槽組22由上至下具有七個等間距分布的環(huán)槽，上斜孔25則對應間隔設置的環(huán)槽24，下部環(huán)槽組23由上至下具有七個等間距分布的環(huán)槽24，下斜孔沈則對應間隔設置的環(huán)槽M，所述上、下斜孔25 J6均與流道孔21連通。[0070]本實施例中，柱塞本體2可采用不銹鋼制造，內部有供流體通過的流道孔21，該結構在柱塞工具從井口回落時，有助于提高柱塞工具的下行速度。柱塞本體2的頂部與柱塞打撈頭1連接，柱塞打撈頭1為符合API標準的零件，用于柱塞工具打撈回收時使用。上、 下斜孔25、26的作用與噴嘴類似，在柱塞本體2上下行期間，將柱塞本體2內部流道孔21 中流過的一部分流體將通過這些斜孔高速的向柱塞本體2與油管內壁之間的空間噴射(如圖10中的箭頭所示)，將柱塞本體2周圍以及柱塞本體2上下的局部區(qū)域的沉砂和結垢清除掉，特別是可以有效清除柱塞本體2下部的儀器工作筒總成5周圍的污物，減少其通過進液孔進入儀器工作筒5內部而損壞電子設備的可能性。[0071]根據(jù)本實用新型的一個實施方式，所述柱塞本體2的中部設有圓柱體27，所述圓柱體27位于所述上部環(huán)槽組22和下部環(huán)槽組23之間，所述圓柱體27設有螺旋流道27a。 本實施例的上、下兩部分環(huán)形槽組22、23與斜孔被中間的、帶有螺旋流道27a的圓柱體27 給隔開，螺旋流道27a的作用是，在柱塞本體2上下行過程中，在柱塞本體2周圍形成氣體湍流，可有助于提高柱塞本體2與油管內壁之間的密封，有效減少柱塞本體2上部的液體回落和滑脫，提高柱塞的工作效率。所述上、下部環(huán)槽組22、23的各個環(huán)槽M中，靠近所述圓柱體27的一面呈平面， 遠離圓柱體的一面為斜面，所述上部環(huán)槽組22的環(huán)槽的斜面與所述上斜孔25平行，所述下部環(huán)槽組23的環(huán)槽的斜面與所述下斜孔沈平行。進一步而言，柱塞本體2外表面的環(huán)槽 M為環(huán)形、不等邊梯形槽，其主要作用是柱塞本體2上下運行過程中，可清除斜孔25、26內壁上附著的沉砂和結垢。根據(jù)本實用新型的一個實施方式，參見圖11至圖13所示，所述儀器工作筒總成5 包括儀器工作筒本體51和井下儀器52，所述儀器工作筒本體51上設有多道長條形的進液孔53，所述井下儀器52設置在儀器工作筒本體51內部，井下儀器52的兩端分別連接著壓帽M和減震彈簧陽，減震彈簧陽位于壓帽M的外側端，所述儀器工作筒本體51的上、下兩端分別設有工作筒打撈頭56和底堵57，將井下儀器52固定，所述工作筒打撈頭56與所述投送總成3和打撈總成4的下部相配合，以便于工作筒打撈頭56連接在投送總成3或打撈總成4上。本實施例的井下儀器52種類可很多，包括壓力傳感器、溫度傳感器、井下流體采樣設備等，可以執(zhí)行多種井下物理參數(shù)的測量任務。工作筒打撈頭56為符合API標準的結構，當儀器工作筒總成5不能由打撈總成4順利回收時，工作筒打撈頭56可方便地面設備打撈。減震彈簧55可用于吸收儀器工作筒總成5下行落至井底、上行升至井口時產(chǎn)生的震動能量，壓帽M可為橡膠制造，用于對井下儀器52的定位，并吸收、緩沖各種沖擊和震動。 儀器工作筒總成5在井下時，井筒流體將通過上述長條形的進液孔53進入儀器工作筒本體 51內部，供各類儀器分析、采樣用。所述儀器工作筒本體51的外表面均勻設有加強肋58，以對儀器工作筒本體51在油管內進行位置扶正。根據(jù)本實用新型的一個實施方式，參見圖14至圖16所示，所述投送總成3包括投送總成本體31，所述投送總成本體31的內部的中間位置固定有執(zhí)行器底座32，所述執(zhí)行器底座32上設有熱執(zhí)行器33和執(zhí)行部件34，所述執(zhí)行部件34可上下伸縮運動地連接在熱執(zhí)行器33上；所述儀器工作筒總成5的上部可脫離地嵌設在投送總成本體31的內部下方，所述柱塞本體2的下部連接在投送總成3的內部上方。本實用新型實施例中，當配有投送總成3的柱塞工具攜帶儀器工作筒總成5下行到井底時，熱執(zhí)行器33與小行程液壓缸的運動方式類似，熱執(zhí)行器33的內部充滿一種固體物質(如石蠟，熔點在48-70°C )，該物質在周圍環(huán)境溫度達到其熔點時，將逐漸液化并發(fā)生體積膨脹，熱執(zhí)行器33的內腔壓力上升，使執(zhí)行部件34伸出，從而將儀器工作筒總成5頂推出，使之脫離投送總成3。執(zhí)行器底座32為熱執(zhí)行器33的保護外殼，在投送總成本體31 內也起到定位的作用，采用導熱系數(shù)高的材料制造，比如黃銅，有利于環(huán)境熱量很快傳遞至熱執(zhí)行器33。[0078]所述投送總成本體31的下部設有防脫開總成34，所述工作筒打撈頭56的中部設有內凹的半球形環(huán)槽561，在所述儀器工作筒總成5嵌設在投送總成本體31內的狀態(tài)下，所述防脫開總成34插設在半球形環(huán)槽561內。其中，所述防脫開總成34可為彈簧預緊的鋼球，當工作筒打撈頭56嵌入投送總成31的下部，且防脫開總成34與半球形環(huán)槽561對應時，防脫開總成34嵌入半球形環(huán)槽561內，使工作筒打撈頭56與投送總成31連接在一起。[0079]所述執(zhí)行部件34包括執(zhí)行桿341和動作筒342，所述動作筒342的一端為開口端， 另一端為封閉端，動作筒342的筒壁可活動地套設在所述執(zhí)行器底座32的外側，且封閉端位于執(zhí)行器底座32的下方，所述執(zhí)行桿341的一端連接所述熱執(zhí)行器33，另一端從動作筒 342的開口端穿過而固定在封閉端上。其中，動作筒342和執(zhí)行桿341可通過螺紋固定連接在一起。[0080]所述執(zhí)行器底座32內設有限位環(huán)35，所述限位環(huán)35的中央設有供所述執(zhí)行桿 341上下運行的通孔；所述動作筒342的封閉端上具有固定座36，所述執(zhí)行器底座32上設有導向套37，所述執(zhí)行桿341的另一端固定在固定座36上，所述固定座36可沿導向套37 上下運動。本實施例中，導向套37的作用是執(zhí)行桿341運動過程中防止其發(fā)生偏移，減小執(zhí)行桿Ml的磨損。限位環(huán)35的作用是對熱執(zhí)行器33等部件進行固定和限位。[0081]根據(jù)本實用新型的一個實施方式，參見圖17至圖19所示，所述打撈總成4包括打撈總成本體41，所述打撈總成本體41內部的軸向上設有貫通孔42，打撈總成本體41的內部的中間位置設有旁通閥組件43，打撈總成本體41的中部設有均布的出液孔44，所述打撈總成本體41的下部設有防脫開組件45，所述工作筒打撈頭56的中部設有內凹的半球形環(huán)槽561，在所述儀器工作筒總成5嵌設在打撈總成本體41內的狀態(tài)下，所述防脫開組件45 插設在半球形環(huán)槽561內。其中，所述防脫開組件45可為彈簧預緊的鋼球，當工作筒打撈頭56嵌入打撈總成本體41的下部，且防脫開組件45與半球形環(huán)槽561對應時，防脫開組件45嵌入半球形環(huán)槽561內，使工作筒打撈頭56與打撈總成本體41連接在一起。[0082]本實施例中，在柱塞工具下行過程中，旁通閥組件43打開，如圖17所示，出液孔44 與柱塞本體2內的流道孔21連通，柱塞工具可以更快到達井底。打撈總成本體41下部有喇叭口結構，便于儀器工作筒總成5進入打撈總成本體41。[0083]所述打撈總成本體41的中部固定有環(huán)凸臺411，所述旁通閥組件43包括鎖緊總成 431和閥桿432，所述鎖緊總成431的一端面連接環(huán)凸臺411，另一端面連接端蓋46以定位， 所述閥桿432可上下運動地連接在鎖緊總成431上，所述出液孔44位于所述閥桿432處于打開位置和關閉位置之間。鎖緊總成431的主要作用是，在旁通閥組件43打開與關閉時保持閥桿432的位置，防止柱塞運行時機械震動、液體沖擊等次要因素導致閥桿432產(chǎn)生誤動作。[0084]參見圖20-圖22所示，所述鎖緊總成431包括鎖緊環(huán)433，鎖緊環(huán)433由兩個呈半圓的環(huán)體組成，鎖緊環(huán)433的外表面設有兩個環(huán)形凹槽，在每個環(huán)形凹槽內分別設有環(huán)形彈簧434。具體而言，鎖緊環(huán)433是一個帶通孔和兩個環(huán)形凹槽的整體回轉體零件，將其切割成完全相同的兩半。安裝時重新合好，兩個環(huán)形彈簧434塞入環(huán)形凹槽內，由于彈簧力的作用，鎖緊環(huán)433被緊緊扣在一起。兩只鎖緊環(huán)433對扣后形成的圓孔略小于閥桿432桿體的外徑，安裝時，閥桿432穿過鎖緊總成431時將鎖緊環(huán)433撐開，借助環(huán)形彈簧434的回復力作用，閥桿432被抱緊。這樣，除了柱塞工具在井口受推桿的作用、在井底受底部減震器X6的作用使閥桿432移動以外，其它干擾不會對閥桿432在打撈總成本體41內的位置有影響。鎖緊總成431在通過端蓋46頂緊，端蓋46有外螺紋，安裝時擰入打撈總成本體 41的底部。當要執(zhí)行儀器投送任務時，在地面將投送總成3與柱塞本體2連接，并將儀器工作筒總成5從投送總成3的下部插入，通過防脫開總成34扣住儀器工作筒總成5，此時投送總成如圖14所示，其執(zhí)行部件34處于未動作時的狀態(tài)。工具組合投入井中，開關閥X3關閉，柱塞工具組合開始下行，直到井底。在井底的溫度條件下，熱執(zhí)行器33開始動作，動作筒342和執(zhí)行桿341伸出(如圖15所示)，頂在儀器工作筒總成5的工作筒打撈頭56的端面上，并克服防脫開總成34的鎖扣力將儀器工作筒總成5推出投送總成3下部的筒形內孔結構，使儀器工作筒總成5與柱塞脫離。隨后開關閥X3打開，柱塞工具上行，而儀器工作筒總成5則留在井底執(zhí)行預設的測量程序。儀器的投送作業(yè)完成。當儀器工作筒總成5完成測量任務，需要被打撈回收時，將柱塞上的投送總成3拆下，裝上打撈總成4，并保持閥桿432處于下位，即旁通閥組件43打開狀態(tài)(如圖17所示)， 然后將柱塞工具組合放入井中。關閉開關閥X3，柱塞工具開始下行直到井底。由于旁通閥組件43打開，柱塞上下的壓力平衡，柱塞可以更快的速度運行至井底(柱塞內部流體的流動按圖17的箭頭方向進行)。當儀器工作筒總成5進入打撈總成本體41下部的筒形內孔結構時，防脫開組件45發(fā)揮作用，鋼球進入半球形環(huán)槽561，從而扣住工作筒打撈頭56。同時，閥桿432被推至上位(如圖18所示)，頂住柱塞本體2的內孔的錐形端面。柱塞本體 2的內孔的錐形端面與閥桿432的桿頭的錐形端面之間配合緊密，形成有效的密封，使得柱塞內外之間的流動通道被堵住，旁通閥組件處于關閉狀態(tài)，整個柱塞工具組合相當于油缸內的一個“活塞”。地面開關閥X3打開，在井底氣壓作用下，柱塞將攜帶儀器工作筒總成5 一起上行，直至井口。儀器的打撈回收作業(yè)完成。以上所述僅為本實用新型的幾個實施例，本領域的技術人員依據(jù)申請文件公開的可以對本實用新型實施例進行各種改動或變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。
權利要求1.一種投撈一體式柱塞工具，其特征在于，所述柱塞工具包括柱塞打撈頭，其位于柱塞工具的頂部；柱塞本體，其上端連接所述柱塞打撈頭；儀器工作筒總成，其可脫離地位于柱塞工具的尾部；投送總成和打撈總成，二者其中之一連接在所述柱塞本體與儀器工作筒總成之間，以配合執(zhí)行所述儀器工作筒總成的投送或打撈任務。
2.根據(jù)權利要求1所述的投撈一體式柱塞工具，其特征在于，所述柱塞本體的內部設有供流體通過的流道孔，柱塞本體的外表面分別設有上部環(huán)槽組和下部環(huán)槽組，所述上部環(huán)槽組和下部環(huán)槽組均設有等間距分布的環(huán)槽；所述柱塞本體的上部設有多個均勻分布的上斜孔，柱塞本體的下部設有多個均勻分布的下斜孔，所述上斜孔的靠近流道孔一端的位置低于其靠近柱塞本體外表面一端的位置， 所述下斜孔的靠近流道孔一端的位置高于其靠近柱塞本體外表面一端的位置；所述上斜孔對應所述上部環(huán)槽組的其中一部分的環(huán)槽，所述下斜孔對應所述下部環(huán)槽組的其中一部分的環(huán)槽，所述上、下斜孔均與流道孔連通。
3.根據(jù)權利要求2所述的投撈一體式柱塞工具，其特征在于，所述柱塞本體的中部設有圓柱體，所述圓柱體位于所述上部環(huán)槽組和下部環(huán)槽組之間，所述圓柱體設有螺旋流道。
4.根據(jù)權利要求3所述的投撈一體式柱塞工具，其特征在于，所述上、下部環(huán)槽組的各個環(huán)槽中，靠近所述圓柱體的一面呈平面，遠離圓柱體的一面為斜面，所述上部環(huán)槽組的環(huán)槽的斜面與所述上斜孔平行，所述下部環(huán)槽組的環(huán)槽的斜面與所述下斜孔平行。
5.根據(jù)權利要求1所述的投撈一體式柱塞工具，其特征在于，所述儀器工作筒總成包括儀器工作筒本體和井下儀器，所述儀器工作筒本體上設有多道長條形的進液孔，所述井下儀器設置在儀器工作筒本體內部，井下儀器的兩端分別連接著壓帽和減震彈簧，減震彈簧位于壓帽的外側端，所述儀器工作筒本體的上、下兩端分別設有工作筒打撈頭和底堵，將井下儀器固定，所述工作筒打撈頭與所述投送總成和打撈總成的下部相配合。
6.根據(jù)權利要求5所述的投撈一體式柱塞工具，其特征在于，所述儀器工作筒本體的外表面均勻設有加強肋。
7.根據(jù)權利要求5所述的投撈一體式柱塞工具，其特征在于，所述投送總成包括投送總成本體，所述投送總成本體的內部的中間位置固定有執(zhí)行器底座，所述執(zhí)行器底座上設有熱執(zhí)行器和執(zhí)行部件，所述執(zhí)行部件可上下伸縮運動地連接在熱執(zhí)行器上；所述儀器工作筒總成的上部可脫離地嵌設在投送總成本體的內部下方，所述柱塞本體的下部連接在投送總成的內部上方。
8.根據(jù)權利要求7所述的投撈一體式柱塞工具，其特征在于，所述投送總成本體的下部設有防脫開總成，所述工作筒打撈頭的中部設有內凹的半球形環(huán)槽，在所述儀器工作筒總成嵌設在投送總成本體內的狀態(tài)下，所述防脫開總成插設在半球形環(huán)槽內。
9.根據(jù)權利要求8所述的投撈一體式柱塞工具，其特征在于，所述執(zhí)行部件包括執(zhí)行桿和動作筒，所述動作筒的一端為開口端，另一端為封閉端，動作筒的筒壁可活動地套設在所述執(zhí)行器底座的外側，且封閉端位于執(zhí)行器底座的下方，所述執(zhí)行桿的一端連接所述熱執(zhí)行器，另一端從動作筒的開口端穿過而固定在封閉端上。
10.根據(jù)權利要求9所述的投撈一體式柱塞工具，其特征在于，所述執(zhí)行器底座內設有限位環(huán)，所述限位環(huán)的中央設有供所述執(zhí)行桿上下運行的通孔；所述動作筒的封閉端上具有固定座，所述執(zhí)行器底座上設有導向套，所述執(zhí)行桿的另一端固定在固定座上，所述固定座可沿導向套上下運動。
11.根據(jù)權利要求5所述的投撈一體式柱塞工具，其特征在于，所述打撈總成包括打撈總成本體，所述打撈總成本體內部的軸向上設有貫通孔，打撈總成本體的內部的中間位置設有旁通閥組件，打撈總成本體的中部設有均布的出液孔，所述打撈總成本體的下部設有防脫開組件，所述工作筒打撈頭的中部設有內凹的半球形環(huán)槽，在所述儀器工作筒總成嵌設在打撈總成本體內的狀態(tài)下，所述防脫開組件插設在半球形環(huán)槽內。
12.根據(jù)權利要求11所述的投撈一體式柱塞工具，其特征在于，所述打撈總成本體的中部固定有環(huán)凸臺，所述旁通閥組件包括鎖緊總成和閥桿，所述鎖緊總成的一端面連接環(huán)凸臺，另一端面連接端蓋以定位，所述閥桿可上下運動地連接在鎖緊總成上，所述出液孔位于所述閥桿處于打開位置和關閉位置之間。
13.根據(jù)權利要求12所述的投撈一體式柱塞工具，其特征在于，所述鎖緊總成包括鎖緊環(huán)，鎖緊環(huán)由兩個呈半圓的環(huán)體組成，鎖緊環(huán)的外表面設有兩個環(huán)形凹槽，在每個環(huán)形凹槽內分別設有環(huán)形彈簧。
專利摘要本實用新型公開了一種投撈一體式柱塞工具，所述柱塞工具包括柱塞打撈頭，其位于柱塞工具的頂部；柱塞本體，其上端連接所述柱塞打撈頭；儀器工作筒總成，其可脫離地位于柱塞工具的尾部；投送總成和打撈總成，二者其中之一連接在所述柱塞本體與儀器工作筒總成之間，以配合執(zhí)行所述儀器工作筒總成的投送或打撈任務。本實用新型使用柱塞工具作為攜帶井下儀器的載體工具，通過柱塞工具在井底與井口之間的往返，來達到投送和打撈儀器的目的。
文檔編號E21B23/00GK202249883SQ20112036265
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月26日 優(yōu)先權日2011年9月26日
發(fā)明者師俊峰, 沈澤俊, 王全賓, 王新忠, 童征, 薛建軍, 鄭立臣, 錢杰 申請人:中國石油天然氣股份有限公司