CN104405300B - 双液缸套管液压扶正器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及液压扶正器技术领域，是一种双液缸套管液压扶正器；其包括中心管、扶正弹簧撑、左液压装置和右液压装置；在中心管中部安装有能中部向外撑起的扶正弹簧撑，在扶正弹簧撑左侧的中心管上固定安装有能将扶正弹簧撑左端边向右推的左液压装置；在扶正弹簧撑右端的中心管上固定安装有能将扶正弹簧撑右端边向左推的右液压装置。本发明结构合理而紧凑，使用方便；左液压装置和右液压装置的双缸结构，在满足扶正弹簧撑能够压缩撑起的前提下，有效降低井口注压的压力，减小了对地面打压设备的压力使用需求，成本低；更适用于井深大的水平井使用，可靠性更高。
Description
技术领域
本发明涉及液压扶正器技术领域，是一种双液缸套管液压扶正器。
背景技术
在水平井固井过程中，为防止下入套管贴边，居中困难，需要采用液压扶正器对套管进行居中扶正；液压扶正器包括金属笼式液压膨胀式扶正器、铰链式液压扶正器和弹簧片式液压扶正器；但金属笼式液压膨胀式扶正器承载能力差，易失效，易堵塞；铰链式液压扶正器的液缸在外部动作，易卡阻或提前打开；根据金属笼式液压膨胀式扶正器和铰链式液压扶正器所存在的问题进行改进后设计出了现在最为常用的弹簧片式液压扶正器；弹簧片式液压扶正器具有承载力强、扶正力大，能够保证扶正器安全顺利入井，实用性强；但弹簧片式液压扶正器通常采用单缸结构，蹩压压力只能通过一个缸体作用于弹簧片上，打压压力大，对地面打压设备要求较高，不适用于井深大的水平井使用；除此之外，单缸结构的弹簧片式液压扶正器一旦液压装置在井下损坏，无法使用，可靠性差。
发明内容
本发明提供了一种双液缸套管液压扶正器，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决通常采用弹簧片式液压扶正器为单缸结构，蹩压压力高，可靠性差的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种双液缸套管液压扶正器，包括中心管、扶正弹簧撑、左液压装置和右液压装置；在中心管中部安装有能中部向外撑起的扶正弹簧撑，在扶正弹簧撑左侧的中心管上固定安装有能将扶正弹簧撑左端边向右推的左液压装置；在扶正弹簧撑右端的中心管上固定安装有能将扶正弹簧撑右端边向左推的右液压装置。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述左液压装置可包括外缸筒、内活塞和剪切销钉；在中心管的左部固定安装有外缸筒，在外缸筒的右部设有内环缺口并与中心管之间形成液压腔，在液压腔内安装有能向右移动的内活塞；内活塞通过剪切销钉固定安装在中心管上，内活塞的右端与扶正弹簧撑的左端固定安装在一起；在液压腔左侧的外缸筒上设有环槽并与中心管之间形成进压腔，与进压腔对应的中心管上设有进压孔；右液压装置与左液压装置的结构相同，左右安装方向相反；右液压装置的内活塞左端与扶正弹簧撑右端固定安装在一起。
上述左液压装置的的外缸筒与内活塞之间可安装有止退装置，止退装置包括止退开口环，在液压腔右部的外缸筒上设有安装槽，在安装槽内安装有止退开口环，在止退开口环的内环面上设有内斜向左的外环爪台，在内活塞的外部轴向分布有内斜向左的且能与外环爪台相啮合的棘齿槽，在安装槽的右边设有内螺纹，在安装槽右部通过螺纹固定安装有能将止退开口环轴向限位的限位螺帽，限位螺帽套装在内活塞上；左液压装置的剪切销钉位于限位螺帽右侧的内活塞与中心管上；或/和，右液压装置的的外缸筒与内活塞之间安装有止退装置，止退装置包括止退开口环，在液压腔左部的外缸筒上设有安装槽，在安装槽内安装有止退开口环，在止退开口环的内环面上设有内斜向右的外环爪台，在内活塞的外部轴向分布有内斜向右的且能与外环爪台相啮合的棘齿槽，在安装槽的左部设有内螺纹，在安装槽左部通过螺纹固定安装有能将止退开口环轴向限位的限位螺帽，限位螺帽套装在内活塞上；右液压装置的剪切销钉位于限位螺帽右侧的内活塞与中心管上。
上述左液压装置的内活塞的右端可设有弹簧撑安装卡槽，在弹簧撑安装卡槽内设有内螺纹；在左液压装置的的扶正弹簧撑的右端外侧通过固定销钉固定安装有带有外螺纹的连接环，连接环通过螺纹将扶正弹簧撑的左端固定安装在弹簧撑安装卡槽内；或/和，在右液压装置的内活塞的左端设有弹簧撑安装卡槽，在弹簧撑安装卡槽内设有内螺纹，在右液压装置的的扶正弹簧撑的左端外侧通过固定销钉固定安装有带有外螺纹的连接环，连接环通过螺纹将扶正弹簧撑的右端端固定安装在弹簧撑安装卡槽内。
上述左液压装置进压腔左方的中心管与外缸筒之间可固定安装有密封圈；或/和，在右液压装置的进压腔右方的中心管与外缸筒之间固定安装有密封圈。
上述左液压装置的外缸筒左侧的外环面上可有螺纹，在外缸筒的左侧通过螺纹固定安装有固定套，在外缸筒左侧的固定套上设有内环台并套装在中心管上，在内环台内侧右端有内环台缺口，与内环台缺口对应的中心管上有安装环槽，在安装环槽和内环台缺口内安装有能使固定套与中心管轴向限位的两个呈半圆状的限位半环；或/和，在右液压装置的外缸筒右侧的外环面上有螺纹，在外缸筒的右侧通过螺纹固定安装有固定套，在外缸筒右侧的固定套上设有内环台并套装在中心管上，在内环台内侧左端有内环台缺口，与内环台缺口对应的中心管上有安装环槽，在安装环槽和内环台缺口内安装有能使固定套与中心管轴向限位的两个呈半圆状的限位半环。
上述中心管中部外侧可设有限位挡环，在限位挡环的左侧和右侧的中心管上分别设有卡槽，在卡槽内分别安装有能将限位挡环固定的弹簧挡圈，限位挡环通过弹簧挡圈轴向限位固定在中心管上，扶正弹簧撑包括弹簧片，与限位挡环对应的弹簧片的中部设有向外突出的弹簧片外凸起，扶正弹簧撑通过弹簧片外凸起轴向卡扣安装在限位挡环上。
上述中心管的左侧可设有左窄右宽的倒锥形外螺纹，中心管的右侧设有左窄右宽的倒锥形外螺纹。
本发明结构合理而紧凑，使用方便；左液压装置和右液压装置的双缸结构，在满足扶正弹簧撑能够压缩撑起的前提下，有效减小井口注压的压力，降低了对地面打压设备的压力使用需求，成本低；更适用于井深大的水平井使用，可靠性更高。
附图说明
附图1为本发明最佳实施例的主视半剖结构示意图。
附图中的编码分别为：1为中心管，2为扶正弹簧撑，3为外缸筒，4为内活塞，5为剪切销钉，6为进压腔，7为进压孔，8为止退开口环，9为限位螺帽，10为固定销钉，11为连接环，12为限位挡环，13为弹簧挡圈，14为弹簧片外凸起，15为固定套，16为限位半环。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
如附图1所示，该双液缸套管液压扶正器包括中心管1、扶正弹簧撑2、左液压装置和右液压装置；在中心管1中部安装有能中部向外撑起的扶正弹簧撑2，在扶正弹簧撑2左侧的中心管1上固定安装有能将扶正弹簧撑2左端边向右推的左液压装置；在扶正弹簧撑2右端的中心管1上固定安装有能将扶正弹簧撑2右端边向左推的右液压装置。扶正弹簧撑2为现有公知弹簧片式液压扶正器中能实现压缩隆起的弹簧片，其包括左撑环、右撑环和弹簧片，在左撑环和右撑环之间圆周间隔分布有至少两个弹簧片；使用时，通过向井内打压，压力可以同时通过左液压装置和右液压装置对扶正弹簧撑2施加推力，使扶正弹簧撑2轴向压缩后中部向外撑起，撑起后的扶正弹簧撑2的外端顶在水平井的内壁上，起到扶正的作用；在满足扶正弹簧撑2能够压缩撑起的前提下，有效减小井口注压的压力，降低了对地面打压设备的压力使用需求，成本低；更适用于井深大的水平井使用；本发明的双缸结构相较于以前的单缸结构，可靠性更高。
可根据实际需要，对上述双液缸套管液压扶正器作进一步优化或/和改进：
如附图1所示，左液压装置包括外缸筒3、内活塞4和剪切销钉5；在中心管1的左部固定安装有外缸筒3，在外缸筒3的右部设有内环缺口并与中心管1之间形成液压腔，在液压腔内安装有能向右移动的内活塞4；内活塞4通过剪切销钉5固定安装在中心管1上，内活塞4的右端与扶正弹簧撑2的左端固定安装在一起；在液压腔左侧的外缸筒3上设有环槽并与中心管1之间形成进压腔6，与进压腔6对应的中心管1上设有进压孔7；右液压装置与左液压装置的结构相同，左右安装方向相反；右液压装置的内活塞4左端与扶正弹簧撑2右端固定安装在一起。通过打压，压力经左液压装置的中心管1从进压孔7进入进压腔6内，压力作用于内活塞4，施加给内活塞4一个向右的推力，剪切销钉5剪断，左液压装置的内活塞4受压力的作用向右移动；于此同时，压力也经右液压装置的中心管1从进压孔7进入进压腔6内作用于内活塞4，剪切销钉5剪断，右液压装置的内活塞4受压力的作用向左移动；左液压装置和右液压装置的内活塞4同时压缩扶正弹簧撑2，使扶正弹簧撑2径向撑起实现扶正；左液压装置和右液压装置分别采用内推式结构，防止卡阻，可靠性高。
如附图1所示，左液压装置的的外缸筒3与内活塞4之间安装有止退装置，止退装置包括止退开口环8，在液压腔右部的外缸筒3上设有安装槽，在安装槽内安装有止退开口环8，在止退开口环8的内环面上设有内斜向左的外环爪台，在内活塞4的外部轴向分布有内斜向左的且能与外环爪台相啮合的棘齿槽，在安装槽的右边设有内螺纹，在安装槽右部通过螺纹固定安装有能将止退开口环8轴向限位的限位螺帽9，限位螺帽9套装在内活塞4上；左液压装置的剪切销钉5位于限位螺帽9右侧的内活塞4与中心管1上；或/和，右液压装置的的外缸筒与内活塞之间安装有止退装置，止退装置包括止退开口环，在液压腔左部的外缸筒上设有安装槽，在安装槽内安装有止退开口环，在止退开口环的内环面上设有内斜向右的外环爪台，在内活塞的外部轴向分布有内斜向右的且能与外环爪台相啮合的棘齿槽，在安装槽的左部设有内螺纹，在安装槽左部通过螺纹固定安装有能将止退开口环轴向限位的限位螺帽，限位螺帽套装在内活塞上；右液压装置的剪切销钉位于限位螺帽右侧的内活塞与中心管上。止退开口环8能够径向伸缩；当左液压装置的内活塞4移动时，止退开口环8撑开，内活塞4能够沿外缸筒3向右移动；当内活塞4移动至一定位置后停止，止退开口环8复位将外环爪台卡在棘齿槽内，对左液压装置的内活塞4起到止退限位的作用，参照棘轮机构，可靠性高；右液压装置同理。
如附图1所示，在左液压装置的内活塞4的右端设有弹簧撑安装卡槽，在弹簧撑安装卡槽内设有内螺纹；在左液压装置的的扶正弹簧撑2的右端外侧通过固定销钉10固定安装有带有外螺纹的连接环11，连接环11通过螺纹将扶正弹簧撑2的左端固定安装在弹簧撑安装卡槽内；或/和，在右液压装置的内活塞的左端设有弹簧撑安装卡槽，在弹簧撑安装卡槽内设有内螺纹，在右液压装置的的扶正弹簧撑的左端外侧通过固定销钉固定安装有带有外螺纹的连接环，连接环通过螺纹将扶正弹簧撑的右端端固定安装在弹簧撑安装卡槽内。这样可便于左液压装置的内活塞4与扶正弹簧撑2之间和右液压装置的内活塞与扶正弹簧撑之间拆装，使用方便。
如附图1所示，在左液压装置进压腔6左方的中心管1与外缸筒3之间固定安装有密封圈；或/和，在右液压装置的进压腔右方的中心管1与外缸筒3之间固定安装有密封圈。密封圈起到增加接触面密封性的作用。
如附图1所示，在左液压装置的外缸筒3左侧的外环面上有螺纹，在外缸筒3的左侧通过螺纹固定安装有固定套15，在外缸筒3左侧的固定套15上设有内环台并套装在中心管1上，在内环台内侧右端有内环台缺口，与内环台缺口对应的中心管1上有安装环槽，在安装环槽和内环台缺口内安装有能使固定套15与中心管1轴向限位的两个呈半圆状的限位半环16；或/和，在右液压装置的外缸筒右侧的外环面上有螺纹，在外缸筒的右侧通过螺纹固定安装有固定套，在外缸筒右侧的固定套上设有内环台并套装在中心管上，在内环台内侧左端有内环台缺口，与内环台缺口对应的中心管上有安装环槽，在安装环槽和内环台缺口内安装有能使固定套与中心管轴向限位的两个呈半圆状的限位半环。通过限位半环16将左液压装置的缸筒3在中心管1之间与右液压装置的缸筒3在中心管1之间轴向限位，可便于拆装，使用方便。
如附图1所示，在中心管1中部外侧设有限位挡环12，在限位挡环12的左侧和右侧的中心管1上分别设有卡槽，在卡槽内分别安装有能将限位挡环12固定的弹簧挡圈13；限位挡环12通过弹簧挡圈13轴向限位固定在中心管1上；扶正弹簧撑2包括弹簧片，与限位挡环12对应的弹簧片的中部设有向外突出的弹簧片外凸起14；扶正弹簧撑2通过弹簧片外凸起14轴向卡扣安装在限位挡环12上。限位挡环12对隆起后的弹簧片起到定位的作用；使弹簧片隆起后能够准确的与内井壁接触，实现扶正。
如附图1所示，中心管1的左侧设有左窄右宽的倒锥形外螺纹；中心管1的右侧设有左窄右宽的倒锥形外螺纹。这样可便于本发明与其他井下装置螺纹连接，使用方便。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
Claims (8)
1.一种双液缸套管液压扶正器，其特征在于包括中心管、扶正弹簧撑、左液压装置和右液压装置；在中心管中部安装有能中部向外撑起的扶正弹簧撑，在扶正弹簧撑左侧的中心管上固定安装有能将扶正弹簧撑左端边向右推的左液压装置；在扶正弹簧撑右端的中心管上固定安装有能将扶正弹簧撑右端边向左推的右液压装置；其中：左液压装置包括外缸筒、内活塞和剪切销钉；在中心管的左部固定安装有外缸筒，在外缸筒的右部设有内环缺口并与中心管之间形成液压腔，在液压腔内安装有能向右移动的内活塞；内活塞通过剪切销钉固定安装在中心管上，内活塞的右端与扶正弹簧撑的左端固定安装在一起；在液压腔左侧的外缸筒上设有环槽并与中心管之间形成进压腔，与进压腔对应的中心管上设有进压孔；右液压装置与左液压装置的结构相同，左右安装方向相反；右液压装置的内活塞左端与扶正弹簧撑右端固定安装在一起；左液压装置的外缸筒与内活塞之间安装有止退装置，止退装置包括止退开口环，在液压腔右部的外缸筒上设有安装槽，在安装槽内安装有止退开口环，在止退开口环的内环面上设有内斜向左的外环爪台，在内活塞的外部轴向分布有内斜向左的且能与外环爪台相啮合的棘齿槽，在安装槽的右边设有内螺纹，在安装槽右部通过螺纹固定安装有能将止退开口环轴向限位的限位螺帽，限位螺帽套装在内活塞上；左液压装置的剪切销钉位于限位螺帽右侧的内活塞与中心管上；右液压装置的外缸筒与内活塞之间安装有止退装置，止退装置包括止退开口环，在液压腔左部的外缸筒上设有安装槽，在安装槽内安装有止退开口环，在止退开口环的内环面上设有内斜向右的外环爪台，在内活塞的外部轴向分布有内斜向右的且能与外环爪台相啮合的棘齿槽，在安装槽的左部设有内螺纹，在安装槽左部通过螺纹固定安装有能将止退开口环轴向限位的限位螺帽，限位螺帽套装在内活塞上；右液压装置的剪切销钉位于限位螺帽右侧的内活塞与中心管上。
2.根据权利要求1所述的双液缸套管液压扶正器，其特征在于左液压装置的内活塞的右端设有弹簧撑安装卡槽，在弹簧撑安装卡槽内设有内螺纹；在扶正弹簧撑侧的左液压装置的右端外侧通过固定销钉固定安装有带有外螺纹的连接环，连接环通过螺纹将扶正弹簧撑的左端固定安装在弹簧撑安装卡槽内；或/和，在右液压装置的内活塞的左端设有弹簧撑安装卡槽，在弹簧撑安装卡槽内设有内螺纹，在扶正弹簧撑侧的右液压装置的左端外侧通过固定销钉固定安装有带有外螺纹的连接环，连接环通过螺纹将扶正弹簧撑的右端固定安装在弹簧撑安装卡槽内。
3.根据权利要求2所述的双液缸套管液压扶正器，其特征在于左液压装置进压腔左方的中心管与外缸筒之间固定安装有密封圈；或/和，在右液压装置的进压腔右方的中心管与外缸筒之间固定安装有密封圈。
4.根据权利要求1或2或3所述的双液缸套管液压扶正器，其特征在于左液压装置的外缸筒左侧的外环面上有螺纹，在外缸筒的左侧通过螺纹固定安装有固定套，在外缸筒左侧的固定套上设有内环台并套装在中心管上，在内环台内侧右端有内环台缺口，与内环台缺口对应的中心管上有安装环槽，在安装环槽和内环台缺口内安装有能使固定套与中心管轴向限位的两个呈半圆状的限位半环；或/和，在右液压装置的外缸筒右侧的外环面上有螺纹，在外缸筒的右侧通过螺纹固定安装有固定套，在外缸筒右侧的固定套上设有内环台并套装在中心管上，在内环台内侧左端有内环台缺口，与内环台缺口对应的中心管上有安装环槽，在安装环槽和内环台缺口内安装有能使固定套与中心管轴向限位的两个呈半圆状的限位半环。
5.根据权利要求1或2或3所述的双液缸套管液压扶正器，其特征在于中心管中部外侧设有限位挡环，在限位挡环的左侧和右侧的中心管上分别设有卡槽，在卡槽内分别安装有能将限位挡环固定的弹簧挡圈，限位挡环通过弹簧挡圈轴向限位固定在中心管上，扶正弹簧撑包括弹簧片，与限位挡环对应的弹簧片的中部设有向外突出的弹簧片外凸起，扶正弹簧撑通过弹簧片外凸起轴向卡扣安装在限位挡环上。
6.根据权利要求4所述的双液缸套管液压扶正器，其特征在于中心管中部外侧设有限位挡环，在限位挡环的左侧和右侧的中心管上分别设有卡槽，在卡槽内分别安装有能将限位挡环固定的弹簧挡圈，限位挡环通过弹簧挡圈轴向限位固定在中心管上，扶正弹簧撑包括弹簧片，与限位挡环对应的弹簧片的中部设有向外突出的弹簧片外凸起，扶正弹簧撑通过弹簧片外凸起轴向卡扣安装在限位挡环上。
7.根据权利要求5所述的双液缸套管液压扶正器，其特征在于中心管的左侧设有左窄右宽的倒锥形外螺纹，中心管的右侧设有左宽右窄的倒锥形外螺纹。
8.根据权利要求6所述的双液缸套管液压扶正器，其特征在于中心管的左侧设有左窄右宽的倒锥形外螺纹，中心管的右侧设有左宽右窄的倒锥形外螺纹。
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