阅读说明：本技术 一种油管内活动式锚定装置及锚定方法 (Movable anchoring device and anchorage method in a kind of oil pipe ) 是由 马辉运 李奎 杨云山 邓悟 张芳芳 易德正 杨永韬 江源 于 2019-10-12 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种油管内活动式锚定装置及锚定方法,涉及油气田采油采气井下工具技术领域,解决了现有的活动式锚定装置坐封牢靠后不易解封的技术问题。锚定装置包括从上到下顺次连接的打捞头、锥管和卡瓦筒；其中,所述锥管与卡瓦筒相匹配,且所述卡瓦筒通过定位销钉套接在锥管的外侧；所述锥管的内径与进行坐封时所使用的丢手杆的外径相匹配；当坐封完成后,所述卡瓦筒上的卡瓦锚定在油管内壁。本发明用于提高油管内锚定的可靠性与解封成功率。(The present invention provides movable anchoring device and anchorage methods in a kind of oil pipe, are related to technical field of tools under oil gas field oil recovery gas recovery well, solve existing movable anchoring device set it is firm after be not easy the technical issues of unsealing.Anchoring device includes sequentially connected fishing head, Taper Pipe and slips cylinder from top to bottom；Wherein, the Taper Pipe matches with slips cylinder, and the slips cylinder is socketed in the outside of Taper Pipe by shop bolt；The internal diameter of the Taper Pipe and the outer diameter of bar of giving up used when being set match；After the completion of setting, the slips anchoring on the slips cylinder is in tube inner wall.The present invention is used to improve the reliability being anchored in oil pipe and deblocking success rate.)

一种油管内活动式锚定装置及锚定方法

技术领域

本发明涉及一种油气田采油采气井下工具，尤其涉及一种油管内活动式锚定装置及锚定方法。

背景技术

油气井开采过程中，通常在油管内下入锚定装置用以悬挂安全阀、节流器或其它井下仪器，锚定装置的坐封及解封主要通过钢丝作业完成。

目前常用的油管内锚定装置主要有两种，一种是采用固定式卡瓦与预置在油管上的座放短节进行锚定的固定式锚定装置（例如X型锁芯，R型锁芯），另一种是通过活动式卡瓦与锥体的配合来实现与油管内壁锚定的活动式锚定装置（例如B型芯轴，W型芯轴）。固定式锚定装置与油管上的座放短节锚定可靠，坐封及解封操作较为简单，但受限于座放短节位置，其锚定位置不可调节；活动式锚定装置具有锚定位置可调节的特点，几乎可以锚定在油管内任意位置。但是，活动式锚定装置坐封时需用较大上提拉力来实现卡瓦与油管内壁的锚定，锚定可靠性主要取决于工具本身性能和操作员人员的施工经验，然而锚定过紧又不利于解封，这就形成坐封和解封的力学关系矛盾。此外，结垢或严重锈蚀也会造成活动式锚定装置解封困难，出现锁死而无法打捞。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

1、现有技术中的油管内活动式锚定装置坐封牢靠后不易解封；

2、现有技术中的油管内活动式锚定装置，结垢或严重锈蚀会造成解封困难，出现锁死而无法打捞。

发明内容

本发明的目的在于提供一种与井下动力工具配合使用的油管内活动式锚定装置，该锚定装置与油管锚定可靠，可解决现有的活动式锚定装置坐封牢靠后不易解封的技术问题，提高解封的可靠性和成功率。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种与井下动力工具配合使用的油管内活动式锚定装置，包括从上到下顺次连接的打捞头、锥管和卡瓦筒；其中，

所述锥管与卡瓦筒相匹配，且所述卡瓦筒通过定位销钉套接在锥管的外侧；

所述锥管的内径与进行坐封时所使用的丢手杆的外径相匹配；

所述打捞头和卡瓦筒上均开设有用于所述丢手杆穿过的通孔；且所述打捞头和卡瓦筒上开设的通孔均与锥管相通；

所述打捞头的外侧设有用于与进行坐封时所使用的坐封筒进行抵接的台阶；

当坐封完成后，所述卡瓦筒上的卡瓦锚定在油管内壁。

可选的或优选的，所述打捞头活动套接在锥管的外侧。

可选的或优选的，所述打捞头螺纹连接在锥管的外侧。

本发明提供的一种易解封的油管内锚定方法，应用上述的锚定装置进行坐封。

可选的或优选的，坐封作业的具体步骤为：

S1、将井下动力工具通过坐封筒和丢手杆与上述的锚定装置连接：

所述丢手杆的一端与井下动力工具的芯轴连接；所述丢手杆的另一端顺次穿过打捞头的通孔、锥管和卡瓦筒的通孔，然后通过坐封销钉将丢手杆与卡瓦筒进行固定；所述坐封筒的一端与井下动力工具的外筒连接；坐封筒的另一端与打捞头的台阶抵接；

S2、设定井下动力工具的延时启动时长：

若钢丝作业下放锚定作业工具串到油管设计锚定位置用时t1，安全预留时长t2；则井下动力工具的延时启动时长为T1=t1+t2；

S3、下放上述的锚定装置至设计锚定位置：

上述的锚定装置下至设计锚定位置后停止下放，静待井下动力工具延时启动；

S4、井下动力工具启动，芯轴收缩，与之相连的丢手杆带动卡瓦筒沿锥管上的锥体上行，从而使卡瓦筒上的卡瓦嵌入锥体和油管内壁之间，实现卡瓦与油管内壁的锚定；若所述锚定装置室内模拟测试中锚定用时t3，安全预留时长t4；则井下动力工具进行锚定作业的时长为T2= t3+ t4；

S5、自开始下放锚定工具串起算，等待T1+T2时长后，起出锚定作业工具串检查，确保锚定装置正常丢手；坐封作业完成。

可选的或优选的在步骤S3的下放上述的锚定装置至设计锚定位置之前设有模拟通井施工作业步骤，具体为：

将模拟通井工具通至油管设计锚定位置20m以下，设计锚定位置应反复通3~5次，无阻卡为合格。

可选的或优选的模拟通井工具有效长度不小于上述的锚定装置总长的1.2倍，模拟通井工具的最大外径大于所述的锚定装置最大外径2mm~3mm。

可选的或优选的模拟通井及锚定作业工具串下入过程中，以小于15m/min的速度通过井口及0~100m井段；通过油管内变径位置及井斜角变化较大的井段时，至少提前100m将下放速度缓慢降至30m/min以下。

可选的或优选的所述步骤S2和步骤S4中的t2和t4均为20min~30min。

可选的或优选的所述步骤S1中，丢手杆的一端与井下动力工具的芯轴螺纹连接；所述坐封筒的一端与井下动力工具的外筒螺纹连接。

基于上述技术方案，本实施例至少可以产生如下技术效果：

（1）本发明提供的油管内活动式锚定装置及锚定方法，可利用井下动力工具的强劲动力进行油管内活动式锚定装置的坐封及解封，在进行解封时，通过井下动力工具的芯轴连接配套打捞工具后下至锚定装置的上端，打捞工具抓住打捞头；然后启动井下动力工具，芯轴收缩，带动与之相连的打捞工具上行，从而上提打捞头离开卡瓦筒，即可实现解封；即使出现结垢或严重锈蚀，也可进行解封作业，可显著提高锚定可靠性与解封成功率，可以解决现有油管内活动式锚定装置坐封牢靠后不易解封的技术问题；

（2）本发明提供的油管内活动式锚定装置及锚定方法，利用井下动力工具坐封/解封油管内锚定装置过程中，作业钢丝不受力，有效降低了钢丝作业风险；

（3）本发明提供的油管内活动式锚定装置及锚定方法，井下动力工具坐封/解封油管内锚定装置的过程自动化，对操作人员的技术水平要求显著降低，利于提高作业成功率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例1及实施例2的坐封装配示意图。

图中：1、井下动力工具；2、井下动力工具外筒；3、井下动力工具芯轴；4、坐封筒；5、丢手杆；6、打捞头；7、锥管；8、卡瓦筒；9、定位销钉；10、坐封销钉；11、台阶；12、卡瓦。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1和图2所示：

实施例1：

一种与井下动力工具配合使用的油管内活动式锚定装置，包括从上到下顺次连接的打捞头6、锥管7和卡瓦筒8；其中，

所述锥管7与卡瓦筒8相匹配，且所述卡瓦筒8通过定位销钉9套接在锥管7的外侧；

所述锥管7的内径与进行坐封时所使用的丢手杆5的外径相匹配；

所述打捞头6和卡瓦筒8上均开设有用于所述丢手杆5穿过的通孔；且所述打捞头6和卡瓦筒8上开设的通孔均与锥管7相通；

所述打捞头6的外侧设有用于与进行坐封时所使用的坐封筒4进行抵接的台阶11；

当坐封完成后，所述卡瓦筒8上的卡瓦12锚定在油管内壁。

作为可选的实施方式，所述打捞头6活动套接在锥管7的外侧。

作为可选的实施方式，所述打捞头6螺纹连接在锥管7的外侧。

实施例2：

本发明提供的一种易解封的油管内锚定方法，应用上述的锚定装置进行坐封。

坐封作业：

具体步骤为：

S1、搜集作业井地层压力、井温、井身结构、气体组分分析、地层水组分分析、井口装置及油管规格型号等资料，确定所需油管内锚定装置的温度等级、压力等级、工具材质和尺寸规格；

S2、作业前检查井下动力工具1与油管内锚定装置，确保工具入井前装配正确，功能完好；

S3、将井下动力工具1通过坐封筒4和丢手杆5与上述实施例1中所述的锚定装置连接：

所述丢手杆5的一端与井下动力工具1的芯轴3连接（优选为螺纹连接）；所述丢手杆5的另一端顺次穿过打捞头6的通孔、锥管7和卡瓦筒8的通孔，然后通过坐封销钉10将丢手杆5与卡瓦筒8进行固定，丢手杆5贯穿整个锚定装置；所述坐封筒4的一端与井下动力工具1的外筒2连接（优选为螺纹连接）；坐封筒4的另一端与打捞头6的台阶11抵接；

S4、设定井下动力工具1的延时启动时长：

若钢丝作业下放锚定作业工具串到油管设计锚定位置用时t1，安全预留时长t2（t2优选为20min~30min），则井下动力工具1的延时启动时长T1=t1+t2；

S5、为确保锚定装置的顺利下入，需要开展模拟通井施工作业：

模拟通井工具通至油管设计锚定位置20m以下，设计锚定位置应反复通3~5次，无阻卡为合格；模拟通井工具有效长度不小于锚定装置总长的1.2倍，最大外径应大于锚定装置最大外径2mm~3mm；

在模拟通井作业工具串下入过程中，以小于15m/min的速度通过井口及0~100m井段；通过油管内变径位置及井斜角变化较大的井段时，至少提前100m将下放速度缓慢降至30m/min以下；

S6、下放实施例1中的锚定装置下至设计锚定位置：

实施例1中的锚定装置下至设计锚定位置后停止下放，静待井下动力工具1延时启动；

在锚定作业工具串下入过程中，以小于15m/min的速度通过井口及0~100m井段；通过油管内变径位置及井斜角变化较大的井段时，至少提前100m将下放速度缓慢降至30m/min以下；

S7、井下动力工具1启动，芯轴3收缩，在井下动力工具1芯轴3的强劲拉力下，定位销钉9首先被剪断，与之相连的丢手杆5带动卡瓦筒8沿锥管7上的锥体上行，从而使卡瓦筒8上的卡瓦12牢牢嵌入锥体和油管内壁之间，实现锚定装置与油管内壁的锚定；随着芯轴3的持续收缩，连接丢手杆5与卡瓦筒8的坐封销钉10被剪断，从而实现锚定装置坐封丢手；

若所述锚定装置室内模拟测试中锚定用时 t3，安全预留时长t4（t4优选为20min~30min）；则井下动力工具1进行锚定作业的时长为 T2= t3+ t4；

S8、自开始下放锚定工具串起算，等待T1+T2时长后，起出锚定作业工具串检查，确保锚定装置正常丢手；坐封作业完成。

打捞（解封）作业：

具体步骤为：

S1、作业前检查井下动力工具1与锚定装置（打捞头6）配套的打捞工具，确保工具入井前装配正确，功能完好；

S2、连接打捞作业工具串；

S3、设定井下动力工具1的延时启动时长：若钢丝作业下放打捞作业工具串到锚定装置的坐封位置用时t5，安全预留时长t6（t6优选为20min~30min），则井下动力工具1的延时启动时长T3=t5+t6；

S4、将打捞工具串下至锚定位置：在打捞作业工具串下入过程中，以小于15m/min的速度通过井口及0~100m井段；通过油管内变径位置及井斜角变化较大的井段时，至少提前100m将下放速度缓慢降至30m/min以下；

S5、打捞工具串下至锚定装置处遇阻后缓慢上提，若钢丝拉力超过工具串静止悬重25kg，表明已抓住锚定装置，随后缓慢收拢震击器，放软钢丝，静待井下动力工具1延时启动；

S6、井下动力工具1启动，芯轴3收缩，带动与之相连的打捞工具上行，从而上提打捞头6离开卡瓦筒8，实现解封；

S7、自开始下放打捞工具串起算，等待（T3+30）min后，起出打捞作业工具串，完成打捞作业。

在进行坐封时需要使用辅助坐封工具（丢手杆5和坐封筒4），可以按锚定装置和井下动力工具1的尺寸进行设计，以配合坐封作业使用。

本发明提供的油管内活动式锚定装置及锚定方法，可利用井下动力工具1的强劲动力进行油管内活动式锚定装置的坐封及解封，在进行解封时，通过井下动力工具1的芯轴3连接配套打捞工具后下至锚定装置的上端，打捞工具抓住打捞头6；然后启动井下动力工具1，芯轴3收缩，带动与之相连的打捞工具上行，从而上提打捞头6离开卡瓦筒8，即可实现解封；即使出现结垢或严重锈蚀，也可进行解封作业，可显著提高锚定可靠性与解封成功率，可以解决现有油管内活动式锚定装置坐封牢靠后不易解封的技术问题；

本发明提供的油管内活动式锚定装置及锚定方法，利用井下动力工具1坐封/解封油管内锚定装置过程中，作业钢丝不受力，有效降低了钢丝作业风险；

本发明提供的油管内活动式锚定装置及锚定方法，井下动力工具1坐封/解封油管内锚定装置的过程自动化，对操作人员的技术水平要求显著降低，利于提高作业成功率。

本发明公开了一种与井下动力工具1配合使用的油管内活动式锚定装置及其使用方法，适用于所有油气井。该锚定装置的下入方式不受方案中的示例所限，也可采用电缆、油管或连续油管等方式下入。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。