CN102606101B - 一种新型的井下定位装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型的井下定位装置，它包括内壳层（1）、外壳层（2）、定位环（4）、动力装置（5）、推送机构（7）和定位块（10）；外壳层（2）套装于内壳层（1）外部，内壳层（1）设有环状凸出部（3），位于凸出部（3）与外壳层（2）之间的内壳层（1）的外部套装有定位环（4）；内壳层（1）和外壳层（2）分别与动力装置（5）连接；内壳层（1）上还设有定位块（10），定位块（10）与推送机构（7）连接。本发明的有益效果是：既能实现井下工具的径向定位，又能实现井下工具的轴向定位；且定位精度高，可靠性高，效率高；设有传感器，能在定位的过程中检测定位装置的工作状态，并可一次下井完成多层段的定位。
Description
技术领域
本发明涉及井下工具技术领域，特别是一种新型的井下定位装置。
背景技术
如今国内大部分油田进入了精细化的开采期，其井下工具的定位精度、可靠性要求不断提高。现有井下定位工具其自身径向定位能力较弱。在定位时，不能检测各个定位部件的工作状况，操作过程繁琐，效率较低，定位误差大，且存在轴向和径向不能同时定位的问题。设计一种高精度、高效的井下定位装置已经刻不容缓。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种既能轴向定位，又能径向定位；定位精度高，定位效率高的新型井下定位装置。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种新型的井下定位装置，它包括内壳层、外壳层、定位环、动力装置、推送机构和定位块；
外壳层套装于内壳层外部，内壳层设有环状凸出部，位于凸出部与外壳层之间的内壳层的外部套装有定位环；
内壳层和外壳层分别与动力装置连接，动力装置为内壳层与外壳层轴向相对滑移提供动力。
内壳层上还设有定位块，定位块与推送机构铰连或固连，且外壳层设有与定位块配合的孔槽。
内壳层外部沿垂直方向套装有多个外壳层，相邻外壳层间也设有定位环。
它还包括传感器，传感器可设置于装置任意位置。
所述的动力装置为电动或液动，其动力输出方式为旋转运动或直线运动。
所述的动力装置为电动机或液压装置。
所述的内壳层与外壳层通过传动机构与动力装置连接。
所述的传动机构，如果是旋转运动的动力装置，该部分可为丝杆螺母机构，将旋转运动转化成直线运动；如果是直线运动的动力设备，例如直线电机、液压缸，该部分就起连接和调节作用。
所述的推送机构为连杆机构或齿轮齿条加凸轮机构。
所述的定位块为多边形或圆形。
本发明具有以下优点：
本发明既能实现井下工具径向的精确定位，同时又能实现轴向的精确定位，有效的解决了井下工具轴向和径向同时定位的问题；且定位精度高，可靠性高，定位效率高；设有传感器，能在定位的过程中实时的检测定位装置的工作状态；并可一次下井完成多层段的定位。
附图说明
图1 为本发明的结构示意图
图2 为本发明设有两个定位环的结构示意图
图3 为本发明的另外一种结构示意图
图4 为本发明动力装置设于内壳层外部的结构示意图
图中，1-内壳层，2-外壳层，3-凸出部，4-定位环，5-动力装置，6-传动机构，7-推送机构，8-连接部A，9-连接部B，10-定位块，11-传感器A，12-传感器B，13-外壳层A，14-外壳层B，15-主动杆。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述：
实施例1：
如图1所示，一种新型的井下定位装置，它包括内壳层1和套装于内壳层1外部的外壳层2，内壳层1的端部超出外壳层2的部分上设有环状凸出部3，位于凸出部3与外壳层2之间的内壳层1的外部套装有定位环4，所述的定位环4可以是金属的，也可以为非金属，当其受到凸出部3与外壳层2挤压时膨胀、其外径变大。
内壳层1内部设有动力装置5、传动机构6和推送机构7，所述的动力装置5为电动机，固定于内壳层1的内部，所述的传动机构6为丝杆螺母，电动机的输出端通过连接部A8与丝杆螺母连接，外壳层2的底部固设有连接部B9，连接部B9贯穿内壳层1底部与其配合的通孔延伸至内壳层1内部，并与丝杆螺母连接，丝杆螺母将连接部A8的旋转运动转换成连接部B9的直线运动，连接部B9在动力装置5的带动下做上下垂直运动，所述的推送机构7为齿轮齿条加凸轮机构，齿条设置于连接部B9上，凸轮与齿轮固接并通过凸轮轴设置于内壳层1上。
内壳层1上还设有定位块10，定位块10一端抵压于凸轮上，且定位块10与内壳层1之间设有复位弹簧，外壳层2设有与定位块10配合的孔槽，当推送机构7向外推送定位块10时，定位块10由此孔槽伸出外壳层2。
所述的定位块10数量可以是一个或者多个，推出方向为任意方向，定位块10的形状可为多边形或圆形。
所述的内壳层1的上端部设有传感器A11，传感器A11用于检测定位装置的轴向位置，内壳层1中部设有传感器B12，传感器B12用于检测内壳层1和外壳层2的相对移动。
实施例2：
如图2所示，一种新型的井下定位装置，它包括内壳层1和套装于内壳层1外部的外壳层2，内壳层1的端部超出外壳层2的部分上设有环状凸出部3，位于凸出部3与外壳层2之间的内壳层1的外部套装有定位环4，所述的定位环4，可以是金属的，也可以为非金属，当其受到凸出部3与外壳层2挤压时膨胀、其外径变大。
内壳层1外部沿垂直方向套装有两个外壳层2，即位于上部的外壳层A13和位于下部的外壳层B14，相邻外壳层2间也设有定位环4。
内壳层1内部设有动力装置5、传动机构6和推送机构7，所述的动力装置5为液压缸，液压缸固定于内壳层1内部，液压缸的活塞杆通过连接部A8与传动机构6连接；位于下部的外壳层B14通过连接部B9与传动机构6连接，内壳层1设有与连接部B9配合的孔槽；传动机构6在本实施例中只起连接作用。
所述的内壳层1上还设有定位块10，定位块10与推送机构7连接。
所述的推送机构7为连杆机构，其包括主动杆15和连杆，连杆的一端铰接于主动杆15上，连杆的另一端铰接于定位块10上，主动杆15连接于传动机构6上。
当定位块的位置位于外壳层2内时，外壳层2设有与定位块10配合的孔槽；当主动杆15向上运动时，连杆推动定位块10向外移动，定位块10伸出该外壳层2的孔槽。
所述的定位块10数量可以是一个或者多个，推出方向为任意方向，定位块10的形状可为多边形或圆形。
所述的内壳层1的上端部设有传感器A11，传感器A11用于检测定位装置的轴向位置，内壳层1中部设有传感器B12，传感器B12用于检测内壳层1和外壳层2的相对移动。
实施例3：
如图3所示，一种新型的井下定位装置，它包括内壳层1和套装于内壳层1外部的外壳层2，内壳层1的端部超出外壳层2的部分上设有环状凸出部3，位于凸出部3与外壳层2之间的内壳层1的外部套装有定位环4，所述定位环4的内径小于凸出部3的外径和外壳层2的外径；所述的定位环4，可以是金属的，也可以为非金属，当其受到凸出部3与外壳层2挤压时膨胀、其外径变大。
内壳层1内部设有动力装置5、传动机构6和推送机构7，所述的动力装置5为液压缸，液压缸固定于内壳层1内部，液压缸的活塞杆通过连接部A8与传动机构6连接；外壳层2的底部固设有连接部B9，连接部B9贯穿内壳层1底部与其配合的通孔延伸至内壳层1内部，并与传动机构6连接；传动机构6在本实施例中只起连接作用。
所述的内壳层1上还设有定位块10，定位块10与推送机构7连接。
所述的推送机构7为连杆机构，连杆的一端铰接于连接部B9上，连杆的另一端铰接于定位块10上。
外壳层2设有与定位块10配合的孔槽，当连接部B9向上运动时，连杆推动定位块10向外移动，定位块10伸出该外壳层2的孔槽。
所述的定位块10数量可以是一个或者多个，推出方向为任意方向，定位块10的形状可为多边形或圆形。
所述的外壳层2的下端部设有传感器A11，传感器A11用于检测定位装置的轴向位置，内壳层1中部设有传感器B12，传感器B12用于检测内壳层1和外壳层2的相对移动。
实施例4：
如图4所示，一种新型的井下定位装置，它包括内壳层1和套装于内壳层1外部的外壳层2，内壳层1的端部超出外壳层2的部分上设有环状凸出部3，位于凸出部3与外壳层2之间的内壳层1的外部套装有定位环4，所述的定位环4，可以是金属的，也可以为非金属，当其受到凸出部3与外壳层2挤压时膨胀、其外径变大。
该装置还包括动力装置5、传动机构6和推送机构7，内壳层1外壁设有凹槽结构，凹槽结构内部固设有动力装置5，所述的动力装置5为液压缸，液压缸的活塞杆通过连接部A8与传动机构6连接；外壳层2内壁设有连接部B9，连接部B9与传动机构6连接；传动机构6在本实施例中只起连接作用。
所述的内壳层1上还设有定位块10，定位块10与推送机构7连接。
所述的推送机构7为连杆机构，其包括主动杆15和连杆，主动杆15固设于外壳层2底部，主动杆15贯穿内壳层1底部与其配合的通孔延伸至内壳层1内部，连杆的一端铰接于主动杆15上，连杆的另一端铰接于定位块10上。
外壳层2设有与定位块10配合的孔槽，当连接部B9向上运动时，连杆推动定位块10向外移动，定位块10伸出该外壳层2的孔槽。
所述的定位块10数量可以是一个或者多个，推出方向为任意方向，定位块10的形状可为多边形或圆形。
所述的外壳层2的下端部设有传感器A11，传感器A11用于检测定位装置下降的轴向距离，传动机构6上固设有传感器B12，传感器B12用于检测内壳层1和外壳层2的相对移动。
本发明的使用过程如下：
首先将该装置至于井口，缓慢向井下下放，当下放到内壳层1的上端部安装的传感器A11检测到位置信号后，停止下放，实现了定位装置的轴向初定位。打开动力装置5，此时，定位块10推出，当定位块10完全推出后，再次缓慢下放，配合本来设置在套管里面的定位槽。当绳的拉力下降，说明定位块10已经和定位槽完全配合，实现了轴向定位。再打开动力装置5，使得壳层之间发生相对运动，挤压定位环4，直至径向定位结束。整个过程中，传感器B12将检测定位装置的运行情况。
Claims (7)
1.一种新型的井下定位装置，实现井下定位工具的轴向定位和径向定位双重定位，其特征在于：它包括内壳层（1）、外壳层（2），内壳层（1）内部设有动力装置（5）、传动机构（6）、推送机构（7）和定位块（10），定位块（10）与内壳层（1）之间设有复位弹簧，外壳层（2）设有与定位块（10）配合的孔槽，定位块（10）与推送机构（7）连接，当推送机构（7）向外推送定位块（10）时，定位块（10）由此孔槽伸出外壳层（2）；
外壳层（2）套装于内壳层（1）外部，内壳层（1）设有环状凸出部（3），位于凸出部（3）与外壳层（2）之间的内壳层（1）的外部套装有定位环（4）；
内壳层（1）和外壳层（2）分别通过传动机构（6）与动力装置（5）连接；
内壳层（1）的上端部或外壳层（2）的下端部设有传感器A（11），传感器A（11）用于检测定位装置的轴向位置，内壳层（1）中部设有传感器B（12），传感器B（12）用于检测内壳层（1）和外壳层（2）的相对移动；
；
所述的一种新型的井下定位装置的定位方法：首先将该定位装置从井口缓慢向井下下放，当下放到内壳层（1）的上端部或外壳层（2）的下端部安装的传感器A（11）检测到位置信号后，停止下放，实现了定位装置的轴向初定位，打开动力装置（5），此时，定位块（10）推出，当定位块（10）完全推出后，再次缓慢下放，配合本来设置在套管里面的定位槽，当绳的拉力下降，说明定位块（10）已经和定位槽完全配合，实现了轴向定位，再打开动力装置（5），使得壳层之间发生相对运动，挤压定位环（4），直至径向定位结束。
2.根据权利要求1所述的一种新型的井下定位装置，其特征在于：所述的内壳层（1）外部沿垂直方向套装有多个外壳层（2），相邻外壳层（2）间设有定位环（4）。
3.根据权利要求1所述的一种新型的井下定位装置，其特征在于：所述的动力装置（5）为电动装置或液动装置，其动力输出方式为旋转运动或直线运动。
4.根据权利要求3所述的一种新型的井下定位装置，其特征在于：所述的动力装置（5）为电动机或液压装置。
5.根据权利要求1所述的一种新型的井下定位装置，其特征在于：所述的定位环（4）为金属的件或非金属件，当其受到凸出部（3）与外壳层（2）挤压时膨胀，外径变大。
6.根据权利要求1所述的一种新型的井下定位装置，其特征在于：所述的推送机构（7）为连杆机构或齿条加凸轮机构。
7.根据权利要求1所述的一种新型的井下定位装置，其特征在于：所述的定位块（10）为多边形或圆形，推出方向为任意方向。
8. 根据权利要求1所述的一种新型的井下定位装置，其特征在于：所述的传动机构（6），对于作旋转运动的动力装置（5），则传动机构（6）为丝杆螺母机构，将旋转运动转化成直线运动；对于作直线运动的动力装置（5），则传动机构（6）就起连接和调节作用。
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