CN103233695A - 液压锁定器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压锁定器，包括中心管，特征在于：所述中心管靠近一端外部螺纹套装有锁块套，另一端外部螺纹连接上接头，所述中心管与锁块套连接部位的周向上装有由锁块、磁杯和磁块构成的磁锁定机构，位于磁锁定机构一侧的中心管与锁块套之间装有与上接头锯齿扣连接的活塞。优点是：本锁定器不仅可防止服务管柱在大排量高砂比的砾石充填作业时的震动、服务工具和地面管线抖动、蹿动等风险，降低钻台作业危险系数高；而且还可准确断服务工具与外层管柱充填相对位置。此外，本液压锁定器结构简单、性能可靠、易于装配。

Description

液压锁定器

技术领域

本发明属于石油、天然气完井技术领域，特别是涉及一种液压锁定器。

背景技术

在油田采油完井行业领域中，油井正常生产时需要下入生产管柱，为保证其稳定的工作状态，管柱上有些构件需要在井下准确定位。目前，由于传统多层砾石充填作业中尚未使用液压锁定器，其缺陷在于：1、造成服务管柱在大排量高砂比的砾石充填作业时管柱震动厉害，存在服务工具和地面管线抖动、蹿动等风险，且钻台作业危险系数高；2、无法进一步判断服务工具与外层管柱充填相对位置的准确性；3、传统的井下定位器因锁定机构较为复杂，以及活塞工作推力和锁紧力的控制不合理，无法顺利驱动锁定机构运动到位，倒置现场易造成液压锁定器的工作失效。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种液压锁定器。

本液压锁定器可应用于完井防砂作业中，起到定位管柱位置的作用，不仅可防止服务管柱在大排量高砂比的砾石充填作业时的震动、服务工具和地面管线抖动、蹿动等风险，降低钻台作业危险系数高；而且还可准确断服务工具与外层管柱充填相对位置。此外，本液压锁定器结构简单、性能可靠、易于装配。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

液压锁定器，包括中心管，所述中心管靠近一端外部螺纹套装有锁块套，另一端外部螺纹连接上接头，所述中心管与锁块套连接部位的周向上装有由锁块、磁杯和磁块构成的磁锁定机构，位于磁锁定机构一侧的中心管与锁块套之间装有与上接头锯齿扣连接的活塞。

本发明还可以采用如下技术方案：

所述中心管周向上开有用于安装磁锁定机构的沟槽。

所述锁块套对应中心管周向沟槽位置处制有4个用于放置磁锁定机构的长孔。

所述磁锁定机构的具体装配结构为：所述锁块的形状为近似腰鼓形体，在锁块上开有嵌装磁杯和磁块的槽，所述磁块和磁杯安装在锁块的槽中，所述磁锁定机构嵌装在锁块套的长孔和中心管周向沟槽中。

所述中心管上的沟槽截面设计为两侧面呈斜面的倒梯形结构。

所述活塞与上接头连接处圆周上设有4个弹性爪式的单向锯齿形锁紧螺纹。

一种采用液压锁定器的操作方法，包括如下步骤：

在砾石充填作业中，首先通过负荷显示器找准服务工具相对外层管柱的充填位置，同时该位置液压锁定器的磁锁定机构正对外层管柱密封筒的上台肩位置，然后环空打压至500Psi左右，由于液压锁定器外部环空压力向上推动活塞，故活塞推动磁锁定机构向上运动；于此同时，活塞的工作行程通过单向锯齿形锁紧螺纹实现其与上接头的运动锁紧，活塞推动磁锁定机构的锁块、磁杯及锁块沿中心管沟槽斜面径向向外运动，并卡在与其配套密封筒的台肩上。此时，井中管柱可向下加压，服务管柱被锁定在液压锁定器与密封筒的接触台肩位置，进而保证在砾石充填过程中服务管柱的稳定状态；

砾石充填作业结束后，上提服务管柱使中心管向上运动，磁锁定机构在上部密封筒向下台肩的作用下，推动磁锁定机构下移，使活塞与上接头的单向锯齿锁紧螺纹回位到初始状态，同时锁块在磁力的作用下，沿中心管径向向内移动至沟槽位置，恢复到初始状态。

本发明具有的优点和积极效果是：本液压锁定器可应用于完井防砂作业中，起到定位管柱位置的作用。通过本锁定器不仅可防止服务管柱在大排量高砂比的砾石充填作业时的震动、服务工具和地面管线抖动、蹿动等风险，降低钻台作业危险系数高；而且还可准确断服务工具与外层管柱充填相对位置。此外，本液压锁定器结构简单、性能可靠、易于装配。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明磁锁定机构的结构示意图。

图中：1、中心管；1-1、传压孔；1-2、沟槽；2、锁块；3、磁杯；4、磁块；5、锁块套；6、活塞；7、上接头；8、密封圈；9、限位螺钉。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1和图2，液压锁定器，包括中心管1，所述中心管靠近一端外部螺纹套装有锁块套5，另一端外部螺纹连接上接头7。所述中心管与锁块套套装部位的周向上开有用于安装磁锁定机构的沟槽1-2，在所述锁块套对应中心管周向沟槽位置处制有4个用于放置磁锁定机构的长孔。所述中心管与锁块套连接部位的周向上装有由锁块2、磁杯3和磁块4构成的磁锁定机构，位于磁锁定机构一侧的中心管与锁块套之间装有与上接头7锯齿扣连接的活塞6。

所述中心管与活塞、中心管与上接头之间均设有密封圈8，所述密封圈8的结构为在钢基体上采用硫化橡胶形成两道外密封和一个形成内密封的内密封槽。

本实施例中，所述磁锁定机构的具体装配结构为：所述锁块的形状为近似腰鼓形体，在锁块上开有嵌装磁杯和磁块的槽，所述磁块和磁杯安装在锁块的槽中，所述磁锁定机构嵌装在锁块套的长孔和中心管周向沟槽中。

本实施例中，所述中心管上还设有传压孔1-1，所述中心管与锁块套连接处设有用于锁紧限位的限位螺钉9。

本实施例中，所述中心管上沟槽的截面设计为两侧面呈斜面的倒梯形结构，以便于磁锁定机构在斜面的引导下沿中心管径向向外运动卡在与其配套的密封筒上。

本实施例中，所述活塞与上接头连接处圆周上设有4个弹性爪式的单向锯齿形锁紧螺纹，这样不仅可保证工件的可靠连接，还可保证当压力一定时齿扣能脱离运动。

一种采用液压锁定器的操作方法，包括如下步骤：

在砾石充填作业中，首先通过负荷显示器找准服务工具相对外层管柱的充填位置，同时该位置液压锁定器的磁锁定机构正对外层管柱密封筒的上台肩位置，然后环空打压至500Psi左右，由于液压锁定器外部环空压力向上推动活塞，故活塞推动磁锁定机构向上运动；于此同时，活塞的工作行程通过单向锯齿形锁紧螺纹实现其与上接头的运动锁紧，活塞推动磁锁定机构的锁块、磁杯及锁块沿中心管沟槽斜面径向向外运动，并卡在与其配套密封筒的台肩上。此时，井中管柱可向下加压，服务管柱被锁定在液压锁定器与密封筒的接触台肩位置，进而保证在砾石充填过程中服务管柱的稳定状态；

砾石充填作业结束后，上提服务管柱使中心管向上运动，磁锁定机构在上部密封筒向下台肩的作用下，推动磁锁定机构下移，使活塞与上接头的单向锯齿锁紧螺纹回位到初始状态，同时锁块在磁力的作用下，沿中心管径向向内移动至沟槽位置，恢复到初始状态。

Claims (7)

1.一种液压锁定器，包括中心管，其特征在于：所述中心管靠近一端外部螺纹套装有锁块套，另一端外部螺纹连接上接头，所述中心管与锁块套连接部位的周向上装有由锁块、磁杯和磁块构成的磁锁定机构，位于磁锁定机构一侧的中心管与锁块套之间装有与上接头锯齿扣连接的活塞。

2.根据权利要求1所述的液压锁定器，其特征在于：所述中心管周向上开有用于安装磁锁定机构的沟槽。

3.根据权利要求1所述的液压锁定器，其特征在于：所述锁块套对应中心管周向沟槽位置处制有4个用于放置磁锁定机构的长孔。

4.根据权利要求1所述的液压锁定器，其特征在于：所述磁锁定机构的具体装配结构为：所述锁块的形状为近似腰鼓形体，在锁块上开有嵌装磁杯和磁块的槽，所述磁块和磁杯安装在锁块的槽中，所述磁锁定机构嵌装在锁块套的长孔和中心管周向沟槽中。

5.根据权利要求2所述的液压锁定器，其特征在于：所述中心管上的沟槽截面设计为两侧面呈斜面的倒梯形结构。

6.根据权利要求1所述的液压锁定器，其特征在于：所述活塞与上接头连接处圆周上设有4个弹性爪式的单向锯齿形锁紧螺纹。

7.一种采用权利要求1所述液压锁定器的操作方法，其特征在于：包括如下步骤：

在砾石充填作业中，首先通过负荷显示器找准服务工具相对外层管柱的充填位置，同时该位置液压锁定器的磁锁定机构正对外层管柱密封筒的上台肩位置，然后环空打压至500Psi左右，由于液压锁定器外部环空压力向上推动活塞，故活塞推动磁锁定机构向上运动；于此同时，活塞的工作行程通过单向锯齿形锁紧螺纹实现其与上接头的运动锁紧，活塞推动磁锁定机构的锁块、磁杯及锁块沿中心管沟槽斜面径向向外运动，并卡在与其配套密封筒的台肩上。此时，井中管柱可向下加压，服务管柱被锁定在液压锁定器与密封筒的接触台肩位置，进而保证在砾石充填过程中服务管柱的稳定状态；

砾石充填作业结束后，上提服务管柱使中心管向上运动，磁锁定机构在上部密封筒向下台肩的作用下，推动磁锁定机构下移，使活塞与上接头的单向锯齿锁紧螺纹回位到初始状态，同时锁块在磁力的作用下，沿中心管径向向内移动至沟槽位置，恢复到初始状态。

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