[发明专利]尾管固井尾管座挂用投球器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油、天然气开采技术领域，尤其是一种旋转尾管固井时旋转水泥头上的投球器。

背景技术

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。

发明内容

本发明的发明目的在于：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。

本发明采用的技术方案如下：

本发明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。本发明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。通过本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。