一种双向震击多捞距钢丝工具及投捞方法与流程

1.本发明属于井下投捞作业技术领域，具体涉及一种双向震击多捞距钢丝工具及投捞方法。


背景技术：

2.油气田勘探开发、开采、生产和修井等过程中，借助钢丝投捞工艺技术实施对井筒内工具或仪器的各种操作，可实现对井筒的压力测试、封堵、打孔或整形，部分油田的年钢丝特作500井次以上，钢丝打捞工具使用频率较高，而常用的打捞工具为s系列、r系列、j系列等多种类型打捞工具。
3.然而，目前的打捞工具还存在以下问题：
4.(1)在进行钢丝投捞作业时，由于部分井内工具渔头或打捞径尺寸无法判断，并且部分工具在井内结构已失效，打捞震击方向无法确定，因此施工队伍需配备上击、下击及长捞距、短捞距、标准捞距的打捞工具；
5.(2)常规钢丝投捞作业根据作业需求，会提前配置对应的钢丝打捞工具，但配置的打捞工具受限于捞距和震击方向固定，在施工过程中出现井内异常时，如遇卡或打捞规格不匹配时，造成施工等停和返工，增加施工成本和交通风险。


技术实现要素：

6.本发明目的在于提供一种双向震击多捞距钢丝工具及投捞方法，以克服上述技术缺陷。
7.为解决上述技术问题，本发明提供了一种双向震击多捞距钢丝工具，包括上下布设且旋接的上套筒和裙套，裙套外装有卡瓦并通过滑块限位，在上套筒和裙套组成的中空贯通腔内穿套有上下布设的上接头和芯轴；
8.芯轴上开设有至少三个用于确定捞距并供剪销穿入的径向销孔；
9.在芯轴上穿套有动力组件，动力组件驱动卡瓦抓住或脱开落鱼；
10.上接头与上套筒的连接使双向震击多捞距钢丝工具具有向下震击模式；
11.上接头与芯轴的连接使双向震击多捞距钢丝工具具有向上震击模式。
12.双向震击多捞距钢丝工具还包括套装在裙套上并位于上套筒和卡瓦之间的挡圈，且裙套上开设有供剪销穿过的径向孔，裙套上的径向孔与芯轴上的不同径向销孔对齐以实现不同捞距的调节。
13.进一步地，动力组件包括自上至下依次穿套在芯轴上的锁紧螺母、止动螺母、主弹簧、辅助弹簧和隔环；
14.其中，锁紧螺母和止动螺母紧贴，止动螺母的径向凸缘抵接于主弹簧的顶端，主弹簧的底端抵接于裙套的顶端面；
15.裙套的内壁设有位于径向孔下方的台肩，台肩抵接于辅助弹簧的顶端，辅助弹簧的底端抵接于隔环，隔环紧邻滑块。
16.本发明还提供了一种投捞方法，包括利用双向震击多捞距钢丝工具打捞、投放或释放落鱼，且根据落鱼打捞颈距落鱼顶部的距离选择芯轴上不同的径向销孔以调整捞距。
17.进一步地，利用双向震击多捞距钢丝工具打捞落鱼的方法如下：
18.s101.将上接头的下段外壁旋接于上套筒的上段内壁，或者将上接头的下段内壁套装旋接于芯轴的上段外壁且二者通过紧定螺钉沿径向固定，完成双向震击多捞距钢丝工具的组装；
19.s102.在震击工具串的下方连接双向震击多捞距钢丝工具，启动震击工具串并传递向下的微震力，双向震击多捞距钢丝工具内的卡瓦越过落鱼的打捞颈，迫使卡瓦的爪子先张开后收紧抓住落鱼的打捞颈，上提打捞落鱼。
20.进一步地，选择向下震击模式，利用双向震击多捞距钢丝工具投放或释放落鱼的方法如下：
21.上接头的下段外壁旋接于上套筒的上段内壁，向下震击双向震击多捞距钢丝工具，上接头带动上套筒向下震击剪断剪销，在主弹簧的作用下，芯轴相对向上移动至滑块的下端，带动滑块向上移动撑开卡瓦，落鱼释放。
22.进一步地，选择向上震击模式，利用双向震击多捞距钢丝工具投放或释放落鱼的方法如下：
23.将上接头的下段内壁套装旋接于芯轴的上段外壁且二者通过紧定螺钉沿径向固定，向上震击双向震击多捞距钢丝工具，上接头带动芯轴向上震击剪断剪销，裙套与芯轴错开，在主弹簧的作用下，裙套与上套筒相对向下移动，芯轴与滑块的下端接触，滑块移动撑开卡瓦，落鱼释放。
24.在所有步骤之前，还需要执行以下步骤：
25.判断落鱼的打捞颈，根据落鱼打捞颈距落鱼顶部的距离确定捞距，再根据捞距选择对应的径向销孔；
26.转动芯轴选择匹配的径向销孔，使径向销孔对齐裙套上的径向孔；
27.在对齐后穿入剪销固定裙套与芯轴；
28.捞距调节完成。
29.本发明的有益效果如下：
30.(1)在不增加外部接头或组件的情况下，仅需要调整双向震击多捞距钢丝工具中上接头与芯轴的连接关系，就可以实现震击方向的切换，即向上震击剪销或向下震击剪销，进而达到投放或释放井下落鱼的目的，解决常规标准型打捞工具震击方向固定的短板。
31.(2)在芯轴上开设了三个供剪销穿入的径向销孔，当剪销穿入其中某个径向销孔后，可以改变芯轴底部至卡瓦底部的距离，即捞距，也就是说通过调整芯轴的位置可以实现三种打捞距离，解决常规标准型打捞工具捞距固定的短板。
32.为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。
附图说明
33.图1是双向震击多捞距钢丝工具向下震击剪销的示意图。
34.图2是双向震击多捞距钢丝工具向上震击剪销的示意图。
35.附图标记说明：
36.1.上接头；2.上套筒；3.锁紧螺母；4.止动螺母；5.主弹簧；6.裙套；7.挡圈；8.芯轴；9.辅助弹簧；10.隔环；11.滑块；12.卡瓦；13.紧定螺钉；14.剪销。
具体实施方式
37.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
38.需说明的是，在本发明中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的双向震击多捞距钢丝工具的上、下、左、右。
39.现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
40.除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
41.第一实施方式：
42.本实施方式涉及一种双向震击多捞距钢丝工具，如图1和图2所示，包括上下布设且旋接的上套筒2和裙套6，裙套6外装有卡瓦12并通过滑块11限位，还包括套装在裙套6上并位于上套筒2和卡瓦12之间的挡圈7，在上套筒2和裙套6组成的中空贯通腔内穿套有上下布设的上接头1和芯轴8。
43.由于落鱼的规格(打捞颈)不同，所以所需捞距(打捞距离的简称)也不同，捞距是指芯轴8的底部至卡瓦12底部的距离，根据所捞落鱼规格将捞距分为三种，分别是长捞距、短捞距、标准捞距，目前的施工队伍如果要实现这三种捞距，必须同时有长捞距打捞工具、短捞距打捞工具、标准捞距打捞工具，即至少携带三类打捞工具，而每种打捞工具的捞距是固定的。
44.针对上述问题，本实施方式提出了在裙套6上开设供剪销14穿过的径向孔，芯轴8上开设有至少三个用于确定捞距并供剪销14穿入的径向销孔，裙套6上的径向孔与芯轴8上的不同径向销孔对齐以实现不同捞距的调节。
45.也就是说，采用本实施方式的钢丝工具可以实现三种捞距，而由于常规的捞距是上述三种，因此本实施方式将以在芯轴8上开设三个径向销孔为例进行说明，这三个径向销孔分别对应三种落鱼，如：
46.鱼顶为绳帽时，捞距调整为：≤38.8mm，即选择最下部径向销孔装入剪销14；
47.鱼顶为螺纹时，捞距调整为：≤59.1mm，即选择中间径向销孔装入剪销14；
48.鱼顶为快速接头时，捞距调整为：≤73.1mm，即选择最上部径向销孔装入剪销14。
49.在芯轴8上穿套有动力组件，动力组件驱动卡瓦12抓住或脱开落鱼。
50.参照图1或图2，动力组件的具体结构如下：
51.动力组件包括自上至下依次穿套在芯轴8上的锁紧螺母3、止动螺母4、主弹簧5、辅
助弹簧9和隔环10，其中，锁紧螺母3和止动螺母4紧贴，止动螺母4的径向凸缘抵接于主弹簧5的顶端，主弹簧5的底端抵接于裙套6的顶端面，裙套6的内壁设有位于径向孔下方的台肩，台肩抵接于辅助弹簧9的顶端，辅助弹簧9的底端抵接于隔环10，隔环10紧邻滑块11。
52.本实施方式提供的双向震击多捞距钢丝工具(以下将简称为投捞工具)，既可以实现向下震击剪销，还可以实现向上震击剪销，具体地：
53.如图1所示，上接头1与上套筒2的连接使双向震击多捞距钢丝工具具有向下震击模式；
54.如图2所示，上接头1与芯轴8的连接使双向震击多捞距钢丝工具具有向上震击模式。
55.参照图1和图2，以下将对各部件功能进行说明：
56.1)上接头1为中空柱状结构，其内腔设有多台肩，上端外螺纹可与快速接头或变扣连接，进而与上部基本工具串连接，下端外螺纹是否与上套筒2连接，决定了投捞工具向下震击模式的实现；下端内螺纹是否与芯轴8连接，决定了投捞工具向上震击模式的实现；
57.2)上套筒2的上端内螺纹是否与上接头1的下端外螺纹连接，决定了投捞工具向下震击模式的实现；
58.3)裙套6用来固定卡瓦12；
59.4)芯轴8的上端外螺纹是否与上接头1的下端内螺纹连接，决定了投捞工具向上震击模式的实现；从上往下有三个剪销孔，用来调节不同捞距，最下端第四个孔为辅助孔(拆卸工具时使用)，下端面中轴线开设母扣螺纹孔，用于连接装销工具，调节捞距；
60.5)主弹簧5，在向下震击剪断剪销14后，芯轴8上移过程中，为芯轴8的上移提供动力；在向上震击剪断剪销14后，裙套6和上套筒2下移过程中，为裙套6和上套筒2的下移提供动力。
61.本实施方式提供的双向震击多捞距钢丝工具可以向上震击、向下震击、具有三种捞距，而当组装为图1所示的向下震击剪销结构时，可以根据落鱼规格，选择相对应的剪销孔，相当于可以替代传统工具中的三种打捞工具，类似的，当组装为图2所示的向上震击剪销结构时，可以替代传统工具中的其余三种打捞工具，换句话说，本实施方式的双向震击多捞距钢丝工具可以替代现有六种打捞工具，解决了常规标准型打捞工具捞距和震击方向固定的短板，降低现场工具配置数量，减少采购成本和管理成本。
62.关于双向震击多捞距钢丝工具的组装，具体如下：
63.a.清洗各零件；
64.b.螺纹连接及相对运动处涂润滑脂；
65.c.将卡瓦12装入裙套6中，将辅助弹簧9及隔环10依次装入裙套6的孔中，用辅助工具下压隔环10，用小圆棒从卡瓦12与裙套6的小孔中插入隔环10槽内，再将滑块12装入到卡瓦12与裙套6的小方孔内；
66.d.将芯轴8从右端装入裙套6中，将主弹簧5、止动螺母4、锁紧螺母3依次装入到芯轴8上，将挡圈7装入到裙套6中；
67.e.当向上震击剪断剪销时，将上接头1与芯轴8连接拧紧，用内六角平端紧定螺钉13固定；将上套筒2从上接头1左端装入，在打捞颈的空位处，将挡圈7装入到上套筒2上；用投捞工具的装销工具装入剪销14，旋转挡圈7盖住剪销14；
68.f.当向下震击剪断剪销时，将挡圈7装入到上套筒2中；再将上接头1从上套筒2右端装入，反装上接头1使上套筒2上部螺纹与上接头1连接拧紧，上套筒2的右端螺纹与裙套6连接拧紧；再用装销工具装入剪销14，旋转挡圈7盖住剪销14；
69.g.当需要调节捞距时，通过装销工具调节，使芯轴8上不同位置的剪销孔与裙套6上的剪销孔对齐，并在对齐后，重新穿入剪销14固定裙套6与芯轴8，即可调整芯轴底部至卡瓦底部爪子台肩的距离，进而实现不同捞距的调节。
70.h.双向震击多捞距钢丝工具接在基本工具串下面就可以下放入井，当它与井下落物鱼顶接触，裙套的下部就越过被鱼顶的打捞颈，并迫使爪子张开，然后弹簧使爪子回收就可以抓住鱼顶的打捞径，成功捞取鱼头；如果井下落物被卡死或不想拉出它，则可以根据工具装配的方式，向上或向下震击剪断销钉造成脱手。
71.关于双向震击多捞距钢丝工具的拆卸，具体如下：
72.1)装销工具的头部插入芯轴8底端面的螺纹孔内；
73.2)旋转挡圈7使剪销14暴露出；
74.3)如果剪销未被剪断：用装销工具释放拉紧移除剪销14；
75.如果剪销已被剪断；用装销工具向下移动芯轴8，使剪销孔对齐，移除旧剪销；
76.4)松开装销工具使芯轴8全部收回；
77.5)旋转裙套6至90
°
，使裙套6的剪销孔与芯轴8的辅助孔(在芯轴8最下端)对齐；插入实心棒穿过裙套6的剪销孔与芯轴8的辅助孔；
78.6)当工具是向上震击模式时，拆卸内六角平端紧定螺钉13；反转上接头1与芯轴8松开；提起上接头1继续反转，使上接头1与上套筒2连接，变成向下震击模式；
79.7)当工具是向下震击模式时，顺时针旋转上接头1，使上接头1与上套筒2松开；拧松上套筒2与裙套6之间的连接；上套筒2向上移动，挡圈7掉落出来；主弹簧5外露，依次松开锁紧螺母4与止动螺母5，卸下主弹簧5；移除实心棒，卸下挡圈7；芯轴8从裙套6下端移除，向下移动滑块11收回掉落。
80.关于双向震击多捞距钢丝工具的维修与保养，具体如下：
81.1)双向震击多捞距钢丝工具和其它工具连接时，不能用台虎钳或管钳夹持其打捞颈，这样会对打捞颈造成不可修复的损伤，使其在与相应规格打捞工具配合使用时无法完成打捞工作；
82.2)在装配和拆卸的过程中，轻拿轻放，不要损伤各零部件(重点是卡瓦底部爪子)，否则会影响作业；
83.3)数次作业后，应将投捞器完全拆开、清洗，检查各零部件是否有损坏和严重变形；如发现上述情况，请及时更换，保证下次作业安全；
84.4)不使用时，请在内外表面涂保护脂，防止其锈蚀。
85.5)常见故障及其排除方法
86.a.工具的上接头无法与上部基本工具连接时，应检查上接头的螺纹是否损坏，如果损伤或夹痕明显，无法修复，应及时更换新的上接头；
87.b.在捞距足够的情况下，若一种双向震击多捞距钢丝工具的卡瓦无法抓取鱼顶的打捞径，应检查卡瓦底部爪子台肩是否有损伤或变形；如果爪子台阶有损伤或夹痕，应及时更换新的卡瓦。
88.第二实施方式：
89.本实施方式提供了一种投捞方法，包括双向震击多捞距钢丝工具打捞、投放或释放落鱼，且根据落鱼打捞颈距落鱼顶部的距离选择芯轴8上不同的径向销孔以调整捞距，这里的双向震击是指向上震击和向下震击，也就是说，该投捞方法可以做到在向上震击模式下实现三种捞距，以及在向下震击模式下的三种捞距，具体可见以下详述。
90.利用双向震击多捞距钢丝工具打捞落鱼的方法如下：
91.判断落鱼的打捞颈，根据落鱼打捞颈距落鱼顶部的距离确定捞距，再根据捞距选择对应的径向销孔；
92.转动芯轴8选择匹配的径向销孔，使径向销孔对齐裙套6上的径向孔；
93.在对齐后穿入剪销14固定裙套6与芯轴8；
94.捞距调节完成；
95.s101.参照图1，将上接头1的下段外壁旋接于上套筒2的上段内壁，或者参照图2，将上接头1的下段内壁套装旋接于芯轴8的上段外壁且二者通过紧定螺钉13沿径向固定，完成双向震击多捞距钢丝工具的组装；
96.s102.在震击工具串的下方连接双向震击多捞距钢丝工具，启动震击工具串并传递向下的微震力，双向震击多捞距钢丝工具内的卡瓦12越过落鱼的打捞颈，迫使卡瓦12的爪子先张开后收紧抓住落鱼的打捞颈，上提打捞落鱼。
97.也就是说，在图1或图2所示结构下，均可以实现对落鱼的打捞。
98.打捞落鱼时，可以轻微震动震击工具串内的震动器，如何震动及震动力度均为现有技术。
99.具体地说，当投捞工具在井下跟井下装置(落鱼)接触，卡瓦12的下部就越过打捞颈，并迫使爪子展开，然后，弹簧使爪子回收就可抓住井下装置(落鱼)，利用向上震击的力量把井下装置(落鱼)提起，实现打捞。
100.当选择向下震击模式，利用双向震击多捞距钢丝工具投放或释放落鱼的方法如下：
101.判断落鱼的打捞颈，根据落鱼打捞颈距落鱼顶部的距离确定捞距，再根据捞距选择对应的径向销孔；
102.转动芯轴8选择匹配的径向销孔，使径向销孔对齐裙套6上的径向孔；
103.在对齐后穿入剪销14固定裙套6与芯轴8；
104.捞距调节完成；
105.如图1所示，上接头1与芯轴8不连接，上接头1的下段外壁旋接于上套筒2的上段内壁，向下震击双向震击多捞距钢丝工具，上接头1带动上套筒2向下震击剪断剪销14，在主弹簧5的作用下，芯轴8相对向上移动至滑块11的下端，带动滑块11向上移动撑开卡瓦12，落鱼释放。
106.当选择向上震击模式，利用双向震击多捞距钢丝工具投放或释放落鱼的方法如下：
107.判断落鱼的打捞颈，根据落鱼打捞颈距落鱼顶部的距离确定捞距，再根据捞距选择对应的径向销孔；
108.转动芯轴8选择匹配的径向销孔，使径向销孔对齐裙套6上的径向孔；
109.在对齐后穿入剪销14固定裙套6与芯轴8；
110.捞距调节完成；
111.如图2所示，上接头1与芯轴8连接，将上接头1的下段内壁套装旋接于芯轴8的上段外壁且二者通过紧定螺钉13沿径向固定，向上震击双向震击多捞距钢丝工具，上接头1带动芯轴8向上震击剪断剪销14，裙套6与芯轴8错开，在主弹簧5的作用下，裙套6与上套筒2相对向下移动，芯轴8与滑块11的下端接触，滑块11移动撑开卡瓦12，落鱼释放。
112.需要说明的是，关于如何判断落鱼打捞颈、如何选择震击方向，均是现有技术，在此不作赘述。
113.本发明通过震击方向和打捞距离可调的功能，解决施工班组配置常规钢丝打捞工具数量较多，保养和管理占用人工工时多，或部分井内工具渔头或打捞径尺寸无法判断，以及部分工具在井内结构已失效，打捞震击方向无法确定等技术难题。
114.在不增加外部接头或组件的情况下，只需对双向震击多捞距钢丝工具进行调整，可实现上击和下击剪切释放的转换，并且在芯轴上设置3个剪销孔，通过调整芯轴的位置，实现3种打捞距离，可解决常规标准型打捞工具捞距和震击方向固定的短板，降低现场工具配置数量，减少采购成本和管理成本，应用场景广泛，可普遍应用钢丝打捞作业，性能可靠，有效提高钢丝投捞作业效率。
115.本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。