[发明专利]更换管柱及井口部件液压升降装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及修井作业技术等领域，具体的说，是更换管柱及井口部件液压升降装置及其方法。

背景技术

油气开采是将埋藏在地下油层中的石油与天然气等从地下开采出来的过程。油气由地下开采到地面的方式，可以按是否需给井筒流体人工补充能量分为：自喷和人工举升。人工举升采油包括：气举采油、抽油机有杆泵采油、潜油电动离心泵采油、水力活塞泵采油和射流泵采油等。

在石油和天然气的开采过程中，修井作业是其中重要的环节。油井、气井和水井在自喷、抽油或注水、注气过程中，随时会发生故障，造成油气井生产减产甚至停产。如：井筒内严重结蜡、油井下沙堵、油层堵塞、渗透降低、油气水层互相串通、结盐、生产油层枯竭等油井本身的故障；油管连接脱扣、油管断裂、套管挤扁、渗漏和断裂等油井结构损坏；抽油杆弯曲、脱扣或断裂、抽油泵不能正常工作等井下采油设备故障。出现这些故障后，只有通过修井作业来排除故障，更换设备，调整油井参数才能恢复油井正常生产。

修井作业的内容主要有以下三个方面：

(1)起下管柱作业，如对发生故障或损坏的油管、抽油杆、抽油泵等井下采油设备和工具的提出，修理更换，再下入井内。

(2)井内的循环作业，如冲砂、热洗循环泥浆等。

(3)旋转作业，如钻砂堵、钻水泥塞、扩孔、磨削、侧钻及修补套管等。

其中，起下管柱作业是修井过程中频率最高的作业形式。据统计，起下管柱作业所耗费的时间占修井总用时的70％以上，所以如何快速的起下管柱意义重大。

目前，在进行起下管柱作业的时候，主要靠修井机的固定提升力起下管柱，这种作业方式自动化程度低，需要人员多，劳动强度大，工作效率低，且作业周期长、费用高。当管柱在提升过程中遇阻时，因修井机的提升力有限，将导致作业无法进行。

现有井口（如图1所示）主要包括设置在外管上的井口法兰9，在井口法兰9上设置有井口装置3，井内管柱5贯穿外管、井口法兰9和井口装置3并与上悬挂装置11相连接，井内管柱5的重量皆承重在上悬挂装置11上，上悬挂装置11承重在井口装置3上，井口装置3通过井口法兰9承重在外管上，当前在进行井口更换时，通过起吊设备将井口装置3连同井内管柱一起起吊，而后将井内管柱5一节一节的起出，最后才将井内管柱5、井口装置3和上悬挂装置11分离，更换井口装置3后，再下放完成整个更换过程，起往往以此作业需要耗时几个月，从而严重滞后生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供更换管柱及井口部件液压升降装置及其方法，所述更换管柱及井口部件液压升降装置，通过升降系统、连接机构及管柱锁定装置的配合使用，能够在不起下整个井内管柱的情况下，完成对井口的更换，在使用时，其进行更换时耗时仅为现有技术的25%以内，极大的提高工作效率；所述更换管柱及井口部件液压升降装置进行井口更换的方法，利用更换管柱及井口部件液压升降装置进行井口更换，节约排管步骤，仅需部分提升井内管柱，而后利用配套的管柱锁定装置进行井内管柱的锁定，将井内管柱的重量全部转接到外管上，从而实现在不拆卸完整个井内管柱的情况下即可对井口进行更换，有效提供井口维修作业的工作效率，减少维修时间。

本发明通过下述技术方案实现：更换管柱及井口部件液压升降装置，设置有升降系统及连接机构，所述升降系统通过连接机构与待更换的井口装置相连接；还包括主要用于对与井口装置相连接的井内管柱进行锁紧的管柱锁定装置。

进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述升降系统包括门字型升降设备和管柱提升装置，且管柱提升装置设置在门字型升降设备的顶部；所述门字型升降设备包括两个升降器、两个支撑座和一个提升横梁，且两个升降器分别设置在两个支撑座上，提升横梁搭接在两个升降器上，管柱提升装置设置在提升横梁的顶部，且管柱提升装置通过连接机构与待更换的井口装置相连接。

进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述升降器采用液压升降器，且升降器可拆卸设置在支撑座上，提升横梁可拆卸设置在升降器上。

进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述连接机构包括连接杆和连接螺母，且连接杆通过连接螺母连接在管柱提升装置和待更换的井口装置上。

进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：还包括管柱悬挂器及能够采用螺接的方式与管柱悬挂器和管柱提升装置相连接的提升转换短节，且管柱悬挂器采用螺接方式紧固在井内管柱上；且管柱悬挂器与井内管柱相连接端的外径小于与提升转换短节相连接端的外径。