CN101403283B - 下井工具与井下工作筒定位用可控定位装置 - Google Patents

下井工具与井下工作筒定位用可控定位装置 Download PDF

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本发明公开了一种下井工具与井下工作筒定位用可控定位装置，包括筒状外壳，所述可控定位装置还包括安装在筒状外壳中定位爪驱动机构、爪身转动装配于筒状外壳中的爪端浮摆于筒状外壳外壁上的一个或一个以上的定位爪，所述定位爪驱动机构的动力输出端与定位爪的摆动动作的动力输入端传动配合；本发明可在地面控制定位爪撑开或收拢，使仪器能从工作筒和环空中顺利通过，可实现任意层位的准确定位；所有工作筒内孔的直径是一样的，工作筒级数可以足够多；定位爪的受力分析，保证在定位爪撑开的情况下仪器向下运动能顺利滑过喇叭口，而在环形定位槽内可靠自锁，准确定位。

Description

下井工具与井下工作筒定位用可控定位装置
技术领域
本发明涉及到一种油井、水井用下井工具的定位装置的结构形式，特别是涉及到下井工具与井下工作筒定位用可控定位装置，属于井下定位技术领域。
背景技术
目前普遍采用的定位技术有以下三种：1)空心定位技术，靠仪器外径的台阶来实现定位。主要特点是工作筒的内径从上向下减小，相应定位装置的外径也依次减小。缺点是定位装置的级数无法进一步细化，最多三级，且每次测试只能投放一级定位装置，无法进行一次下井多层测试；2)单向测试定位技术，主要用于偏心注水井的定位技术。特点是通过机械触发技术，上提仪器使凸轮翻转，定位爪撑开。上提仪器通过工作筒后，再以一定的速度冲入工作筒中，定位爪从喇叭口滑入定位槽中完成定位。缺点是外形尺寸比较大，只能从下至上进行测试，不适用于油井环空测试的场合；3)反复上下井定位技术，主要用于偏心注水井的定位技术，是第二种定位技术的改进型。特点是通过机械技术实现反复上下井，也不适用于油井环空测试的场合。
发明内容
本发明的目的是：提供一种可控定位装置，在地面可控制定位爪的撑开或收拢，既可使仪器顺利通过环空和工作筒，又能实现对任意级工作筒的反复定位，以克服目前技术的不足。
本发明的技术方案是：一种下井工具与井下工作筒定位用可控定位装置，包括筒状外壳，其特征在于：所述可控定位装置还包括安装在筒状外壳中的定位爪驱动机构、爪身转动装配于筒状外壳中的爪端浮摆于筒状外壳外壁上的一个或一个以上的定位爪，所述定位爪驱动机构的动力输出端与定位爪的摆动动作的动力输入端传动配合。
所述定位爪驱动机构包括电机及传动机构。
所述的定位爪驱动机构由电机及电机驱动的可输出轴向动力的丝杠螺母机构构成，所述定位爪上设有可使定位爪张开的弹簧，所述丝杠螺母机构的动力输出端在其轴向升降行程中可与定位爪尾端对应接触传动配合，其配合关系为：当丝杠螺母机构的动力输出端上升时可顶推定位爪尾端使定位爪的爪端回收，当丝杠螺母机构的动力输出端下降时不再顶推定位爪尾端，定位爪受弹簧力张开。
所述丝杠螺母机构是由与电机传动连接的传动螺杆及传动螺杆上通过螺纹装配的传动螺母构成，所述传动螺母上设有限制传动螺母旋转的止旋限位结构，传动螺母的顶端设有与定位爪尾端对应配合的顶推端头。
所述的止旋限位结构为传动螺母与筒状外壳间的键、槽配合结构或非圆轴、孔配合结构。
所述定位爪成对设置。
所述定位爪成对设置，所述弹簧顶装于成对的两定位爪的爪端的相对内侧之间。
本发明的结构形式具有以下特点：
a)可在地面控制筒状外壳中的定位爪撑开或收拢，使下井工具能从工作筒和环空中顺利通过，可实现任意层位的准确定位；
b)所有工作筒内孔的直径是一样的，工作筒级数可以足够多；
c)定位爪的受力分析，保证在定位爪撑开的情况下仪器向下运动能顺利滑过喇叭口，而在环形定位槽内可靠自锁，准确定位。
该发明的可控定位装置适用于普通油、水井分层压力测试的场合。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的可控定位装置包括筒状外壳9、电机1、联轴器2、输出轴3、传动螺杆4、传动螺母5、弹簧6、转动轴7和定位爪8。
电机1通过联轴器2和输出轴3与传动螺杆4传动连接，传动螺杆4上通过螺纹装配有传动螺母5，传动螺母5的顶端具有顶推端头10，所述传动螺母5通过止旋限位结构实现在传动螺杆4转动时传动螺母5仅能在轴向升降移动，止旋限位结构可通过传动螺母与筒状外壳9内壁的键、槽配合或非圆轴、孔配合实现。两定位爪8的爪身通过转动轴7转动装配在筒状外壳9中，两定位爪8的爪端的相对内侧之间顶装有弹簧6，弹簧6从传动螺母5的中部通过。两定位爪8的尾端内侧所在位置与所述传动螺母5的顶推端头10的轴向升降移动行程对应配合：当顶推端头10上升时可顶推定位爪8尾端使定位爪的爪端回收，当顶推端头10下降时不再顶推定位爪8尾端，定位爪8受弹簧力张开。
上述实施例中的定位爪驱动机构由电机及丝杠螺母机构构成，由丝杠螺母机构的动力输出端顶推定位爪实现驱动，其传动配合的方式接触传动。当然也可以替换为由电机带动的其他传动机构，例如齿轮机构、蜗轮蜗杆机构、铰链机构、皮带机构等，与定位爪连接传动或接触传动。
本发明在工作时，配套安装于下井工具中，筒状外壳9可为下井工具的外壳，当可控定位装置接收到地面控制信号后，电机1的轴开始转动，通过联轴器2和输出轴3将转动传递到传动螺杆4上。传动螺杆4加工有右旋螺纹。当传动螺杆4逆时针方向(俯视)转动时，带动传动螺母5向上做直线运动，推动定位爪8向内转动，收拢到下井工具外壳的直径范围内，下井工具可在井下工作筒中自由升降；当下井工具抵达需停留位置处，可控定位装置接收到地面控制信号，传动螺杆4顺时针方向(俯视)转动，带动传动螺母5向下做直线运动，在弹簧6弹力作用下，定位爪8向外撑开到最大，定位爪8撑开后可卡入井下工作筒内壁上预设的环形定位槽中，定位爪8与环形定位槽互扣限位配合实现下井工具与井下工作筒的轴向定位。

Claims (7)

1.一种下井工具与井下工作筒定位用可控定位装置，包括筒状外壳，其特征在于：所述可控定位装置还包括安装在筒状外壳中的定位爪驱动机构、一个以上的定位爪，所述定位爪的爪身转动装配于筒状外壳中，爪身转动时的定位爪的爪端浮摆于筒状外壳外壁上，所述定位爪驱动机构的动力输出端与定位爪的摆动动作的动力输入端传动配合。
2.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于：所述定位爪驱动机构包括电机及传动机构。
3.根据权利要求2所述的定位装置，其特征在于：所述的定位爪驱动机构由电机及电机驱动的可输出轴向动力的丝杠螺母机构构成，所述定位爪上设有可使定位爪张开的弹簧，所述丝杠螺母机构的动力输出端在其轴向升降行程中可与定位爪尾端对应接触传动配合：当丝杠螺母机构的动力输出端上升时可顶推定位爪尾端使定位爪的爪端回收，当丝杠螺母机构的动力输出端下降时不再顶推定位爪尾端，定位爪受弹簧力张开。
4.根据权利要求3所述的定位装置，其特征在于：所述丝杠螺母机构是由与电机传动连接的传动螺杆及传动螺杆上通过螺纹装配的传动螺母构成，所述传动螺母上设有限制传动螺母旋转的止旋限位结构，传动螺母的顶端设有与定位爪尾端对应配合的顶推端头。
5.根据权利要求4所述的定位装置，其特征在于：所述的止旋限位结构为传动螺母与筒状外壳间的键、槽配合结构或非圆轴、孔配合结构。
6.根据权利要求1或2所述的定位装置，其特征在于：所述定位爪成对设置。
7.根据权利要求3或4、或5所述的定位装置，其特征在于：所述定位爪成对设置，所述弹簧顶装于成对的两定位爪的爪端的相对内侧之间。
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