[发明专利]自动排放坐封工具和方法

说明书

一种用于在井中坐封辅助工具(150)的坐封工具(200)。该坐封工具(200)包括：保持浮动活塞组件(220)的壳体(210)；与壳体(210)内部流体地接触的隔离阀组件(240)；以及安全片(223)，其设置用于防止高压气体(108)通过浮动活塞组件(220)的孔。

技术领域

本文公开的主题的实施例总体上涉及用于井作业的井下工具，更具体地涉及在井中使用的用于致动辅助工具的自动排放坐封工具。

背景技术

在探井过程中，将各种工具降入井中并放置在所需的位置以用于对井进行封堵、穿孔或钻探。借助导管(例如，线缆、电线、连续盘管、螺纹工作管柱等)将这些工具放置在井内。然而，这些工具需要启动或坐封到位。启动这种工具所需的力很大，例如，超过15000磅。在一些情况下，上述导管无法提供如此大的力。

在工业中通常使用爆炸型坐封工具来启动上述工具。例如，贝克型E-4线缆压力坐封工具采用了外装式、手动操作的爆破片来在坐封工具返回地面后释放内部的高压气体。

该坐封工具100在图1中示出，并且包括连接到压力室104的点火头102。点火头102点燃初级点火器103，初级点火器然后点燃动力装药106，动力装药产生高压气体108。需要注意的是，次级点火器可以位于初级点火器和动力装药之间，以增强初级点火器的点燃效果。

气缸110通过具有连接件105A(例如，螺纹连接件)的手动排放阀接头105附接到压力室104的壳体107，并且该气缸与压力室流体地连通。因此，当动力装药106燃烧时，在压力室104内部产生的高压气体108被引导到气缸110中。位于气缸110内部的浮动活塞112被气体108的压力推向图中的右侧。储存在汽缸110的第一室114中的油115被推动通过连接器接头116和计量孔117(该连接器接头和计量孔形成在连接到气缸110的块118中)到第二室120(该第二室形成在第二气缸121下部中)。第二活塞122位于第二气缸121下部中。在油115施加的压力下，活塞122和活塞杆124向下游移动，同时对交联件126施加较大的力，该交联件将内部产生的力传递给可移动的外部交联件套管128。用于待坐封的井筒工具150的坐封套管131附接到交联件套管128的下端。井筒工具150通过可释放的装置(诸如分瓣螺柱、剪切螺钉等)附接到坐封芯轴133。

因此，当致动坐封工具时，坐封套管131将井筒工具150的部件推到展开的抓取构件和橡胶垫圈，同时，坐封芯轴133保持井筒工具的内部主体。当达到预定的力时，释放装置失效，其释放坐封工具100，以在坐封井筒工具150的同时取回。需要注意的是，气缸121具有用气缸头132密封的下游端130，该气缸头允许活塞杆124向下游移动。

在坐封工具已回收到地面之后，大量的加压气体108存在于内部并且必须排掉，以便清洁坐封工具并使其准备好再次使用。该高压气体108已与用于使井筒工具进行冲程运动的油115混合，因此使油太受污染而无法再次使用。因此，需要将该油从坐封工具中移除并将其处理，以备将坐封工具用于另一次使用。为了移除高压气体并更换受污染的油，必须将整个坐封工具拆解、清洁部件然后重新组装。这不仅费时，而且危险(排出气压)，特别是在不具备适当设施的偏远地区。

释放压力室104内部的高压气体108不仅有害于执行任务的工人的健康(由于动力装药在燃烧后会留下有毒气体)，而且也存在安全问题(因为如果在未遵守释放程序的情况下，遗留在压力室内部的高压气体压力已经高到足以伤害工人)。

在这方面，需要注意的是，传统的坐封工具100具有释放阀140，该释放阀用于手动从压力室内部排出高压气体。然而，当释放阀140被以不适当的方式从压力室中移除时，该阀可能会成为飞弹并伤害到移除它的人。为此，采用专用的移除程序，同时使用安全套管来覆盖用于从坐封工具中释放压力的释放阀。