CN107514239A - 定位机构、定位装置和定位管柱 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种定位机构、定位装置和定位管柱，所述定位机构包括：固定套；固定套的内壁上设置有多个沿轴向间隔排布的第一凹槽；可移动地设置于固定套内的定位装置，定位装置包括中心杆和设置于中心杆外且沿轴向间隔排布的多个锚爪组，当多个锚爪组中部分锚爪组位于第一凹槽外时，位于第一凹槽外的至少1个锚爪组能锁固中心杆，以使位于第一凹槽内的锚爪组能在中心杆轴向移动时沿固定套的径向向内移动；当多个锚爪组对应位于多个第一凹槽内时，中心杆相对于锚爪组轴向移动，以将至少1个锚爪组顶固于对应的第一凹槽中。本发明提供了一种能精确定位和井下工具的定位机构。

Description

定位机构、定位装置和定位管柱

技术领域

本发明涉及石油、天然气钻完井领域，尤其涉及一种定位机构、定位装置和定位管柱。

背景技术

定位机构可以用于将井下工具定位于所设计的油层内。井下工具包括井下近距离无线充电设备、滑套控制电器、配水器等。

现有技术中的定位机构主要是投入工具。该投入工具包括油管和与油管相连接的分层工具，使用时，井下工具例如配水器，先预置到一个分层工具中，然后操作人员手握投入工具的下端并沿投入工具的侧壁向所述投入工具的上端移动，如此逐步下放油管。在这一过程中，随着配水器离井口越来越远，操作人员手握投入工具的提拉力也会越来越大；因此操作人员将配水器下入至井下不同的设计油层内所需的提拉力也各不相同；如此，操作人员最终即是通过感知该提拉力的大小来判断配水器是否被下入至井下所设计的油层内。

随着智能配水器集成了电池、电机、水嘴、流量计、压力计，其体积和重量也越来越大，由此导致配水器下入至井下不同的设计油层内所需的提拉力均相应增加，那么离井口越远的设计油层所需的提拉力将更大，但是对于操作人员来说，其所能承受的提拉力具有极限值，当下入配水器所需的提拉力超过该极限值时，操作人员将难以分辨所述提拉力的大小，从而容易导致配水器不能被定位在所设计的油层内，因此这种配水器的定位方法不够精确。

发明内容

本发明的目的是提供一种能精确定位井下工具的定位机构、定位装置和定位管柱。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：一种定位机构，包括：固定套，所述固定套的内壁上设置有多个沿轴向间隔排布的第一凹槽；可移动地设置于所述固定套内的定位装置，所述定位装置的下端用于连接井下工具，所述定位装置包括中心杆和设置于所述中心杆外且沿轴向间隔排布的多个锚爪组，多个所述锚爪组与多个所述第一凹槽相对应；当多个所述锚爪组中部分锚爪组位于所述第一凹槽外时，位于所述第一凹槽外的至少一个所述锚爪组能锁固所述中心杆，以使位于所述第一凹槽内的所述锚爪组能在所述中心杆轴向移动时沿所述固定套的径向向内移动；当多个所述锚爪组分别对应位于多个所述第一凹槽内时，所述中心杆相对于所述锚爪组轴向移动，以将至少1个所述锚爪组顶固于对应的所述第一凹槽中。

在本实施方式中，每个所述锚爪组包括至少两个锚件，每个所述锚件具有限制部；当多个所述锚爪组中部分锚爪组位于所述第一凹槽外时，位于所述第一凹槽外的至少一个所述锚爪组的所述限制部锁固所述中心杆的侧壁以限制所述中心杆相对于所述锚爪组轴向移动。

在本实施方式中，每个所述锚爪组包括至少两个锚件，每个所述锚件具有能与所述中心杆的外壁相接触的锁定部以及与所述锁定部相连接的限制部；当多个所述锚爪组均对应位于多个所述第一凹槽内时，所述限制部向远离所述中心杆的方向移动，以使所述中心杆能相对于所述锚爪组轴向移动并顶固所述锁定部。

在本实施方式中，所述中心杆包括相间隔的多个扩颈部和缩颈部，当多个所述锚爪组中部分锚爪组位于所述第一凹槽外时，多个所述锚爪组连接所述缩颈部；当多个所述锚爪组分别对应位于多个所述第一凹槽内时，所述中心杆能相对于所述锚爪组轴向移动，以使所述扩颈部顶固所述锚爪组。

在本实施方式中，其包括：本体，所述本体具有上端开口的通道，所述中心杆设置在所述通道中并能在其中轴向移动；所述本体的侧壁上沿轴向设置有多个腔室，多个所述腔室与所述通道相连通；多个所述锚爪组分别设置在多个所述腔室中。

在本实施方式中，所述通道下端的内壁径向向内延伸形成第一限位台，所述中心杆的下端设置有第二限位台，所述中心杆上套设有第三弹性件，当多个所述锚爪组中部分锚爪组位于所述第一凹槽外时，所述第三弹性件的一端顶固在所述第一限位台上，另一端顶固所述第二限位台。

一种定位装置，包括：中心杆；本体，所述本体具有上端开口的通道，所述中心杆设置在所述通道中并能在其中轴向移动；所述本体的侧壁上沿轴向设置有多个腔室，多个所述腔室与所述通道相连通；分别设置在多个所述腔室中的多个锚爪组；当多个所述锚爪组中的部分所述锚爪组的外端位于对应地所述腔室中时，外端位于所述腔室中的至少一个所述锚爪组能锁固所述中心杆，外端位于所述腔室外的所述锚爪组能在所述中心杆轴向移动时在所述腔室中沿径向向内移动；当多个所述锚爪组的外端均伸出对应地所述腔室时，所述中心杆能在所述通道中相对于所述锚爪组轴向移动。

在本实施方式中，每个所述锚爪组包括至少两个锚件，每个所述锚件具有限制部；当多个所述锚爪组中部分锚爪组的外端位于对应地所述腔室中时，外端位于所述腔室外的至少一个所述锚爪组的所述限制部锁固所述中心杆的侧壁。

在本实施方式中，每个所述锚爪组包括至少两个锚件，每个所述锚件具有能与所述中心管的外壁相接触的锁定部以及与所述锁定部相连接的限制部；当多个所述锚爪组均伸出对应地所述腔室时，所述限制部向远离所述中心杆的方向移动，以使所述中心杆能相对于所述锚爪组轴向移动并顶固所述锁定部。

在本实施方式中，每个所述锚爪组包括两个锚件，分别为第一锚件和第二锚件；每个所述锚件具有纵长延伸的所述限制部以及能与所述中心管的外壁相接触的所述锁定部，所述锁定部凸出所述限制部的侧壁；两个所述锚件的所述限制部分别设置于所述中心杆的相对侧且沿所述中心杆的径向延伸，所述第一锚件的所述锁定部凸伸至所述第二锚件的所述限制部的侧壁，所述第二锚件的所述锁定部凸伸至所述第一锚件的所述限制部的侧壁。

在本实施方式中，每个所述锚件的所述锁定部的侧壁上设置有能与所述中心杆相贴合的弧面，所述弧面具有第一侧边和第二侧边，其中，所述第一侧边与包含该第一侧边的所述锚件的所述限制部侧壁相连接，其中一个所述锚件的所述第二侧边能在另一个所述锚件的所述限制部的内壁上移动，且其中一个所述锚件所述第一侧边或所述第二侧边能与另一所述锚件的所述第二侧边或所述第一侧边相对接或脱离。

在本实施方式中，两个所述限制部内壁相平行，两个所述弧面对接时形成能包覆所述中心杆外壁的圆形腔；且两个所述限制部内壁之间的距离小于所述圆形腔的外径，以在所述限制部上端靠近内壁的部分形成挂接部。

在本实施方式中，所述弧面与所述限制部的内壁不相切以在所述锁定部和所述限制部相接处形成限位凸起。

在本实施方式中，所述中心杆包括相间隔的多个扩颈部和缩颈部，其中，相邻所述扩颈部和所述缩颈部之间形成有台阶，所述台阶具有向下的止挡面；当多个所述锚爪组中的部分所述锚爪组的外端位于对应地所述腔室中时，外端位于所述腔室中的至少一个所述锚爪组的所述挂接部顶固在所述止挡面上。

在本实施方式中，所述限制部远离所述锁定部的一端的侧壁上设置有锚定部。

在本实施方式中，每个所述锚爪组包括两个锚件，分别为第一锚件和第二锚件；所述定位装置还包括第一弹性件和第二弹性件，其中，所述第一弹性件的一端与所述第一锚件的所述锚定部相接触，另一端与所述第二锚件的所述锁定部相接触；所述第二弹性件的一端与所述第二锚件的所述锚定部相接触，另一端与所述第一锚件的所述锁定部相接触。

在本实施方式中，所述第一锚件的所述锁定部面对所述第二锚件的所述锚定部的一侧设置有用于收容所述第一弹性件的第三凹槽；所述第二锚件的所述锁定部面对所述第一锚件的所述锚定部的一侧设置有用于收容所述第二弹性件的第四凹槽。

一种定位管柱，包括：多个固定套，每个所述固定套内壁上设置有多个沿轴向间隔排布的第一凹槽，多个所述固定套依次连接；多个所述固定套内只有一个所述固定套内的多个所述第一凹槽与多个所述锚爪组相对应；如上述的定位装置，所述定位装置设置在其中一个所述固定套中。

本申请提供的定位机构的有益效果是：本申请实施方式提供的定位机构是通过固定套上的多个第一凹槽与定位装置上多个锚爪组之间的对应关系来实现井下工具在不同油层内的定位，因此定位装置在固定套内的定位与配水器自身的体积和重量无关，进而即使随着智能配水器集成了电池、电机、水嘴、流量计、压力计，其体积和重量也越来越大时，配水器的体积和重量也不会对本申请实施方式提供的定位机构的定位精度产生影响。如此本申请实施方式提供的定位机构相对于现有技术通过操作人员感知投入工具提拉力的大小来进行定位的方法来说，更精确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1本发明一个实施方式提供的定位装置的结构示意图；

图2是图1中沿A-A线的截面示意图；

图3本发明一个实施方式提供的中心杆的结构示意图；

图4a本发明一个实施方式提供的第一固定套的结构示意图；

图4b本发明一个实施方式提供的第二固定套的结构示意图；

图5本发明一个实施方式提供的定位机构的中间状态示意图；

图6本发明一个实施方式提供的定位机构的中间状态截面示意图；

图7本发明一个实施方式提供的定位机构的定位状态示意图；

图8本发明一个实施方式提供的定位机构的定位状态截面示意图；

图9本发明一个实施方式提供的定位机构的解锁状态示意图；

图10本发明一个实施方式提供的定位机构的解锁状态截面示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1、图2、图3、图4a、图4b、图5和图7。本申请一种实施方式提供的定位机构，其可以包括：固定套11；所述固定套11的内壁上设置有多个沿轴向间隔排布的第一凹槽13；可移动地设置于所述固定套11内的定位装置，所述定位装置的下端用于连接井下工具，所述定位装置包括中心杆17和设置于所述中心杆17外且沿轴向间隔排布的多个锚爪组90，多个所述锚爪组90与多个所述第一凹槽13相对应；当多个所述锚爪组90中部分锚爪组90位于所述第一凹槽13外时，位于所述第一凹槽13外的至少一个所述锚爪组90能锁固所述中心杆17，以使位于所述第一凹槽13内的所述锚爪组90能在所述中心杆17轴向移动时沿所述固定套11的径向向内移动；当多个所述锚爪组90对应位于多个所述第一凹槽13内时，所述中心杆17相对于所述锚爪组90轴向移动，以将至少一个所述锚爪组90顶固于对应的所述第一凹槽13中。

使用时，首先将井下工具连接在定位装置的下端，然后将该固定套11与油管连接，油管与地面设备相连接，如此可以通过地面设备将固定套11下入至井下不同的油层内；接着，在固定套11内移动定位装置，当多个锚爪组90中部分锚爪组90位于第一凹槽13外时，位于第一凹槽13外的至少一个锚爪组90能锁固中心杆17以限制中心杆17相对于锚爪组90轴向移动，以使位于第一凹槽13内的锚爪组90能在中心杆17轴向移动时沿固定套11的径向向内移动，因此此时定位装置仍然能在固定套11内向下移动，也就是说此时井下工具未被定位在所设计的油层内；当多个锚爪组90对应位于多个第一凹槽13内时，中心杆17相对于锚爪组90轴向移动，以将至少一个锚爪组90顶固于对应的第一凹槽13中，因此此时定位装置不能在固定套11内继续移动了，由此井下工具被定位在所设计的油层内。

从以上技术方案可以看出：当固定套11上的多个第一凹槽13之间的间隔与多个锚爪组90之间的间隔不能对应时，定位装置在固定套11内移动必然会导致多个锚爪组90不能都位于第一凹槽13中，也即当多个锚爪组90中部分锚爪组90位于所述第一凹槽13内时，至少会有1个锚爪组90位于第一凹槽13外，由上述可知，此时定位装置仍然能在固定套11内向下移动，也就是说此时井下工具未被定位在所设计的油层内。而当固定套11上的多个第一凹槽13之间的间隔与多个锚爪组90之间的间隔相对应时，定位装置在固定套11内移动必然会出现多个锚爪组90对应位于第一凹槽13的情况，由上述可知，此时定位装置不能在固定套11内继续移动，由此井下工具被定位在所设计的油层内。因此本申请实施方式所述的井下定位锁定机构是通过固定套11上的多个第一凹槽13与多个锚爪组90之间的对应关系来实现井下工具在不同油层内的定位，由此可知本申请实施方式所述的井下定位锁定机构所实现的定位与操作人员对投入工具的提拉力无关，因此相对于现有技术中井下工具的定位需要依赖操作人员对提拉力的感知来说，本申请实施方式提供的定位机构更精确。

如图4a、图4b所示，在本实施方式中，为了能够实现井下工具在不同油层中的定位，固定套11能与油管相连接以使该固定套11能被下入井下设计的油层中。该连接方式可以是螺纹连接、螺栓连接、焊接、一体成型，当然连接方式不限于此，还可以是其他的连接方式。该固定套11内壁上的第一凹槽13之间的间距可以根据固定套11的长度进行设定。

如图4所示，在本实施方式中，固定套11大致呈筒状，该筒状的固定套11的上端和下端用于分别与油管相连接。第一凹槽13可以是环形槽，也可以是在固定套11的内壁上呈圆周分布的多个不连续的槽，当第一凹槽13为在固定套11的内壁上呈圆周分布的多个不连续的槽时，该多个不连续的槽至少为2个，例如可以是2个，3个，4个，对此，本申请不作限定。为了能够实现井下工具与固定套11的内壁之间定位的牢固性，当该多个不连续的槽为2个时，该2个不连续的槽呈轴对称设置；当该多个不连续的槽为超过2个时，该多个不连续的槽在圆周方向均匀排布。

如图3所示，在本实施方式中，定位装置其下端用于连接井下工具，从而当定位装置定位于内后，能将井下工具定位于所设计的油层内。该连接方式可以是螺纹连接、焊接或者一体成型。定位装置能沿固定套11的轴向移动，从而井下工具能沿固定套11的轴向移动，以便最终定位于所要下入的油层所对应的固定套11内。该定位装置包括中心杆17。该中心杆17的上端连接一个宝塔状的头部。该宝塔状的头部用于定位和解封。

在本实施方式中，中心杆17包括相间隔的多个扩颈部27和缩颈部，当多个锚爪组90中部分锚爪组90位于第一凹槽13外时，多个锚爪组90连接缩颈部；当多个锚爪组90分别对应位于多个第一凹槽13内时，中心杆17能相对于锚爪组90轴向移动，以使扩颈部27顶固锚爪组90。在一个具体的实施方式中，该第二部分包括第一缩颈部23和第二缩颈部25。

如图1所示，在本实施方式中，定位装置包括设置于中心杆17外沿轴向间隔排布的多个锚爪组90；该锚爪组90用于顶固于第一凹槽13内，从而实现井下工具的定位。该多个锚爪组90与多个第一凹槽13相对应是指一方面锚爪组90的数量与第一凹槽13的数量相等，例如，锚爪组90为2个，相应地，第一凹槽13也为2个；锚爪组90为3个，相应地，第一凹槽13也为3个；另一方面多个锚爪组90之间的间距与多个第一凹槽13之间的间距对应相等，例如当锚爪组90为3个，也即上锚爪组90、中锚爪组90和下锚爪组90时，相应地，该第一凹槽13为3个，也即上第一凹槽13、中第一凹槽13和下第一凹槽13；该上锚爪组90和中锚爪组90之间的间距与上第一凹槽13和中第一凹槽13之间的间距相等，该中锚爪组90和下锚爪组90之间的间距与中第一凹槽13和下第一凹槽13之间的间距相等。

在一个实施方式中，该锚爪组90为两个，具体地为，第一锚爪组19和第二锚爪组21；该第一锚爪组19和第二锚爪组21分别与固定套11上的两个第一凹槽13相对应。在锚爪组90未入槽时，第一锚爪组19和第二锚爪组21分别设置于第一缩颈部23和第二缩颈部25外，在锚爪组90入槽时，中心杆17轴向移动，以使锚爪组90位于扩颈部27外。

当定位装置要实现在固定套11内的定位时，多个锚爪组90需要对应进入多个第一凹槽13中，从而当多个锚爪组90从开始进入第一凹槽13的开始状态至最终对应进入多个第一凹槽13的最终状态的过程中，必然会存在多个锚爪组90中部分锚爪组90位于第一凹槽13外，部分锚爪组90位于第一凹槽13内的中间状态。因此当在该中间状态下，位于第一凹槽13外的至少一个锚爪组90能限制中心杆17相对于锚爪组90轴向移动，以使位于第一凹槽13内的锚爪组90能在中心杆17轴向移动时沿固定套11的径向向内移动，可以实现位于第一凹槽13内的锚爪组90能从第一凹槽13内脱离，从而沿固定套11的轴向向下移动以致使得多个锚爪组90对应进入多个第一凹槽13中。当多个锚爪组90对应位于多个第一凹槽13内时，中心杆17相对于锚爪组90轴向移动，以将至少一个锚爪组90顶固于对应的第一凹槽13中，从而中心杆17限制锚爪组90在固定套11内径向移动，如此导致井下工具在固定套11内不能轴向移动，以实现井下工具的定位。

在本实施方式中，每个锚爪组90包括至少两个锚件，每个锚件具有限制部35；当多个锚爪组90中部分锚爪组90位于第一凹槽13外时，位于第一凹槽13外的至少一个锚爪组90的限制部35锁固中心杆17的侧壁以限制中心杆17相对于锚爪组90轴向移动，从而锚爪组90能与中心杆17一起沿固定套11的轴向移动，以使位于第一凹槽13内的锚爪组90从第一凹槽13内脱离。

在本实施方式中，每个锚爪组90包括至少两个锚件，每个锚件具有能与中心杆的外壁相接触的锁定部39以及与锁定部39相连接的限制部35；当多个锚爪组90均对应位于多个第一凹槽13内时，限制部35向远离中心杆17的方向移动，以使中心杆17能相对于锚爪组90轴向移动并顶固锁定部39，从而阻止锚爪组90在固定套11内的径向移动，如此导致井下工具在固定套11内不能轴向移动，以实现井下工具的定位。

在一个具体的实施方式中，每个锚爪组90包括两个锚件，分别为第一锚件31和第二锚件33；每个锚件具有纵长延伸的限制部35以及能与中心杆17的外壁相接触的锁定部39，锁定部39凸出限制部35的侧壁；两个锚件的限制部35分别设置于中心杆17的相对侧且沿中心杆17的径向延伸，第一锚件31的锁定部39凸伸至第二锚件33的限制部35的侧壁，第二锚件33的锁定部39凸伸至第一锚件31的限制部35的侧壁，从而两个锚件的锁定部39能相面对且能沿延伸方向做相对运动，以使两个锁定部39与中心杆17能相脱离或相连接。具体地，当第一锚件31和第二锚件33相向移动时，一方面第一锚件31的锁定部39与第二锚件33的锁定部39相背移动，从而两个锚件的两个限制部35位于中心杆17的相对侧，从而能限制中心杆17相对于锚爪组90的轴向移动，另一方面，锚爪组90的长度变小，以能收容于固定套11内；而当第一锚件31和第二锚件33相背移动时，从而一方面，第一锚件31的锁定部39与第二锚件33的锁定部39相向移动，第一锚件31的锁定部39和第二锚件33的锁定部39能与中心杆17相连接；另一方面，锚爪组90的长度变长，锚件能固定于固定套11上的第一凹槽13中。

在本实施方式中，每个锚件的锁定部39的侧壁上设置有能与中心杆17相贴合的弧面，弧面具有第一侧边和第二侧边，第一侧边与包含该第一侧边的锚件的限制部35的侧壁相连接，其中一个锚件的第二侧边能在另一个锚件的限制部35的侧壁上移动且其中一个锚件的第一侧边或第二侧边能与另一锚件的第二侧边或第一侧边相对接或脱离；从而当该两个弧面相脱离时，限制部35锁固中心杆17的外壁；当该两个弧面相对接时，中心杆17不能被位于其相对侧的两个限制部35所限制，从而中心杆17在自身重力的作用下能相对于锚爪组90轴向移动，以能顶固锁定部39。优选地，为了增大中心杆17与弧面的接触面积，该弧面能与中心杆17的侧壁相贴合，具体地，当中心杆17的横截面积为圆形时，该弧面为圆弧。

在本实施方式中，两个限制部35内壁相平行，两个弧面对接时形成能包覆中心杆17外壁的圆形腔；且两个限制部35内壁之间的距离小于圆形腔的外径，以在限制部35上端靠近内壁的部分形成挂接部；从而当该两个弧面相脱离时，中心杆17在自身重力的作用下悬挂于挂接部上，从而中心杆17被锚爪组90锁定。

在本实施方式中，弧面与限制部35的内壁不相切以在锁定部39和限制部35相接处形成限位凸起，从而当该两个弧面从相对接至相背移动的过程中，中心杆17能被限位凸起锁定，从而避免中心杆17在自身重力的作用下相对于锚爪组90向下移动，以使中心杆17悬挂于挂接部上，从而中心杆17被锚爪组90锁定。

在一个具体的实施方式中，中心杆17包括相间隔的多个扩颈部27和缩颈部，其中，相邻扩颈部27和缩颈部之间形成有台阶，台阶具有向下的止挡面；当多个锚爪组90中的部分锚爪组90的外端位于对应地腔室中时，外端位于腔室中的至少一个锚爪组90的挂接部顶固在止挡面上。具体地，扩颈部27的侧壁能与锁定部39的弧面相贴合，从而两个锚件之间的相向移动被扩颈部27的侧壁所阻挡，由此扩颈部27顶固锚爪组90，从而扩颈部27限制锚爪组90沿固定套11的径向移动，如此井下工具不能在固定套11内轴向移动。在一个具体的实施方式中，该扩颈部27和缩颈部的横截面的形状为圆形，两个锚件的两个弧面与扩颈部27的外壁相适配，以使当扩颈部27能位于锚爪组90之间时，该两个弧面与扩颈部27的外壁相贴合。

在一个实施方式中，限制部35远离锁定部39的一端的侧壁上设置有锚定部37，从而当该锚爪组90位于第一凹槽13内时，该锚爪组90能通过该锚定部37与固定套11相固定，从而增强了锚爪组90与固定套11之间定位的牢固性。

如图2所示，在本实施方式中，定位装置还包括第一弹性件49和第二弹性件48，其中，第一弹性件49的一端与第一锚件31的锚定部37相接触，另一端与第二锚件33的锁定部相接触；第二弹性件48的一端与第二锚件33的锚定部37相接触，另一端与第一锚件31的锁定部相接触。从而一方面当第一锚件31和第二锚件33相向移动时，压缩该第一弹性件49和第二弹性件48，以防止第一锚件31与第二锚件33相撞击；另一方面第一锚件31和第二锚件33能在第一弹性件49和第二弹性件48的弹力的作用下相背移动，且当中心杆17轴向移动后，中心杆17的侧壁位于第一锚件31的锁定部39和第二锚件33的锁定部39之间，此时该第一弹性件49和第二弹性件48对中心杆17的弹力能使中心杆17将第一锚件31和第二锚件33顶固于固定套11的第一凹槽13内。

如图2所示，在本实施方式中，第一锚件31的锁定部39面对第二锚件33的锚定部的一侧设置有用于收容第一弹性件的第三凹槽45；第二锚件33的锁定部39面对第一锚件31的锚定部的一侧设置有用于收容第二弹性件的第四凹槽47。从而当定位装置下入内后，固定套11的内壁压缩第一弹性件49和第二弹性件48；第一弹性件49能收容于第三凹槽45中；第二弹性件48能收容于第四凹槽47。

如图2所示，在本实施方式中，第一锚件31的锁定部39面对其锚定部37的一侧设置有第一弧面41，第二锚件33的锁定部39面对其锚定部37的一侧设置有第二弧面43，从而第一弧面41与第二弧面43在第一弹性件49处于自由状态下时径向错接，从而当定位装置位于固定套11外时，中心杆17能被第一弧面41与第二弧面43所限制，以防止中心杆17相对于锚爪组90轴向移动。该第一弧面41的弧长与第二弧面43的弧长可以相等，也可以不相等，只要第一弧面41的弧长与第二弧面43的弧长之和为第一部分27的周长即可。

本申请实施方式提供一种定位装置，其可以包括：中心杆17；本体51，本体51具有上端开口的通道55，中心杆17设置在通道55中并能在其中轴向移动；本体51的侧壁上沿轴向设置有多个腔室53，多个腔室53与通道55相连通；分别设置在多个腔室53中的多个锚爪组90；当多个锚爪组90中的部分锚爪组90的外端位于对应地腔室53中时，外端位于腔室53中的至少一个锚爪组90能锁固中心杆17，外端位于腔室53外的锚爪组90能在中心杆17轴向移动时在腔室53中沿径向向内移动；当多个锚爪组90的外端均伸出对应地腔室53时，中心杆17能在通道55中相对于锚爪组90轴向移动。

在本实施方式中，本体51大致呈下端为封堵端的筒，该本体51的外壁能与固定套11的内壁相贴合，从而当定位装置在固定套11内移动时，该本体51具有导向作用。

在本实施方式中，通道55下端的内壁径向向内延伸形成第一限位台，中心杆17的下端设置有第二限位台，中心杆17上套设有第三弹性件61，当多个锚爪组90中部分锚爪组90位于第一凹槽外时，第三弹性件61的一端顶固在第一限位台上，另一端顶固第二限位台，从而当本申请的定位机构的锚爪组90均进入第一凹槽13内时，中心杆17能在第三弹性件61的作用下向下移动。

在本实施方式中，每个锚爪组90包括至少两个锚件，每个锚件具有限制部35；当多个锚爪组90中部分锚爪组90的外端位于对应地腔室53中时，外端位于腔室53外的至少一个锚爪组90的限制部35锁固中心杆17的侧壁，从而锚爪组90能与中心杆17一起沿固定套11的轴向移动，以使位于腔室53内的锚爪组90从腔室53内脱离。

在本实施方式中，每个锚爪组90包括至少两个锚件，每个锚件具有能与中心管的外壁相接触的锁定部39以及与锁定部39相连接的限制部35；当多个锚爪组90均伸出对应地腔室53时，限制部35向远离中心杆17的方向移动，以使中心杆17能相对于锚爪组90轴向移动并顶固锁定部39，从而阻止锚爪组90在固定套11内的径向移动，如此导致井下工具在固定套11内不能轴向移动，以实现井下工具的定位。

本实施方式的定位机构定位时，在地面上用钢丝连接一个投入头，该投入头与宝塔状的头部通过剪切销钉相连接，从而当定位装置定位至井下所需的油层内后，上提钢丝，将剪切销钉剪断，即可将钢丝和投入头上提至地面。解封时，钢丝连接一个打捞头，打捞头与宝塔状的头部固定后，上提中心杆17，中心杆17的第一限位部位于第一锚件31与第二锚件33之间，如图9、图10所示，此时，第一锚件31与第二锚件33可以径向移动，继续上提中心杆17即可。

本申请实施方式还提供了一种定位管柱，其可以包括：多个固定套11，每个固定套11内壁上设置有多个沿轴向间隔排布的第一凹槽13，多个固定套11依次连接；多个固定套11内只有一个固定套11内的多个第一凹槽13与多个锚爪组90相对应；如上所述的定位装置，定位装置设置在其中一个固定套11中，从而当定位装置在该多个固定套11内移动时，能定位在与多个锚爪组90相对应的第一凹槽13所在的固定套11内。该多个固定套11可以通过油管或接箍进行连接，以便将该多个固定套11与不同的油层位置相对应。该多个固定套11举例为第一固定套14和第二固定套15。第一固定套14内壁上的第一凹槽13之间的间距和第二固定套12内壁上的第一凹槽13之间的间距不能设计成相等，否则将导致定位装置只能定位于离井口最近的固定套11内，而无法继续向下移动，从而无法将井下工具定位于井下不同的油层中。该第一固定套14和第二固定套15内第一凹槽13之间的间距可以根据固定套11的长度进行设定，只要满足每个固定套11上设置的第一凹槽13的间距相互不等即可。

使用时，首先定位管柱与油管连接，油管与地面设备相连接，如此可以通过地面设备将第一固定套14和第二固定套15下入至井下不同的油层内。接着，使井下工具随着定位装置在第一固定套14或第二固定套15内轴向移动，以便最终定位于所要下入的油层所对应的的固定套11内。最后，由于第一固定套14内壁上的第一凹槽13之间的间距和第二固定套15内壁上的第一凹槽13之间的间距不相等，所以当井下工具随着定位装置在非所设计的油层所对应的固定套11内轴向移动时，定位装置能从非所设计的油层所对应的固定套11内脱离；而当井下工具随着定位装置在所设计的油层所对应的的固定套11内移动时，中心杆17将锚爪组90顶固于第一凹槽13内，以限制定位装置从第一凹槽13中脱离，也即定位装置在所设计的油层所对应的的固定套11内实现定位。

本申请实施方式提供的定位机构的工作过程是：图1所示为定位装置还未下入固定套11内的结构示意图。如图1所示，定位装置中的两个锚件分别位于第一缩颈部23和第二缩颈部25外，第一弹性件49处于自由状态，第一弧面41和第二弧面43相错接，第一锚件31和第二锚件33凸伸出腔室53；两个锚爪组90之间的距离为第一缩颈部23和第二缩颈部25之间的距离。图5所示为定位装置在固定套11内移动时的结构示意图。图6所示为定位装置在固定套11内移动时的截面示意图。如图5、图6所示，当定位装置在固定套11内移动且未进入第一凹槽13中时，第一锚件31和第二锚件33相向移动，第一弹性件49和第二弹性件48被压缩，第一弧面41与第二弧面43背向移动，由于第一弧面41与第二弧面43相错接，因此第一弧面41与第二弧面43之间的最小距离一直不变，因此中心杆17无法沿固定套11的轴向移动，此时定位装置处于非定位装置。图7所示为定位装置在固定套11内定位的结构示意图。图8所示为定位装置在固定套11内定位的截面示意图。当定位装置的两个锚件之间的距离与固定套11上的凹槽之间距离相等时，两个锚件能同时进入固定套11的两个凹槽中，此时两个锚件的动作过程同步且相同。即进入第一凹槽13后，第一锚件31和第二锚件33在第一弹性件49和第二弹性件48的作用力下相背移动，此时第一弧面41与第二弧面43相向移动，当第一弧面41的两侧与第二弧面43的两侧相对接时，第一弧面41与第二弧面43之间的最小距离变大且与第一部分27的孔径相等，因此，此时中心杆17能沿固定套11的轴向移动，以使第一部分27位于两个锚件之间，此时，中心杆17的侧壁向第一弹性件49和第二弹性件48施加作用力，以阻止第一弹性件49和第二弹性件48继续伸长，从而中心杆17将两个锚件分别顶固于间隔预设距离所对应的第一凹槽13内。当定位装置的两个锚件之间的距离与固定套11上的第一凹槽13之间距离不相等时，两个锚件不能同时进入固定套11的两个第一凹槽13中。其中未进入第一凹槽13的锚件的限制部35位于中心杆17的相对侧，因此中心杆17无法沿固定套11的轴向移动，从而导致定位装置能从第一凹槽13中脱离。

以上仅为本发明的几个实施例，本领域技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (18)

1.一种定位机构，其特征在于，包括：

固定套，所述固定套的内壁上设置有多个沿轴向间隔排布的第一凹槽；

可移动地设置于所述固定套内的定位装置，所述定位装置的下端用于连接井下工具，所述定位装置包括中心杆和设置于所述中心杆外且沿轴向间隔排布的多个锚爪组，多个所述锚爪组与多个所述第一凹槽相对应；

当多个所述锚爪组中部分锚爪组位于所述第一凹槽外时，位于所述第一凹槽外的至少一个所述锚爪组能锁固所述中心杆，以使位于所述第一凹槽内的所述锚爪组能在所述中心杆轴向移动时沿所述固定套的径向向内移动；当多个所述锚爪组分别对应位于多个所述第一凹槽内时，所述中心杆相对于所述锚爪组轴向移动，以将至少1个所述锚爪组顶固于对应的所述第一凹槽中。

2.根据权利要求1所述的定位机构，其特征在于：每个所述锚爪组包括至少两个锚件，每个所述锚件具有限制部；当多个所述锚爪组中部分锚爪组位于所述第一凹槽外时，位于所述第一凹槽外的至少一个所述锚爪组的所述限制部锁固所述中心杆的侧壁以限制所述中心杆相对于所述锚爪组轴向移动。

3.根据权利要求1所述的定位机构，其特征在于：每个所述锚爪组包括至少两个锚件，每个所述锚件具有能与所述中心杆的外壁相接触的锁定部以及与所述锁定部相连接的限制部；当多个所述锚爪组均对应位于多个所述第一凹槽内时，所述限制部向远离所述中心杆的方向移动，以使所述中心杆能相对于所述锚爪组轴向移动并顶固所述锁定部。

4.根据权利要求1所述的定位机构，其特征在于：所述中心杆包括相间隔的多个扩颈部和缩颈部，当多个所述锚爪组中部分锚爪组位于所述第一凹槽外时，多个所述锚爪组连接所述缩颈部；当多个所述锚爪组分别对应位于多个所述第一凹槽内时，所述中心杆能相对于所述锚爪组轴向移动，以使所述扩颈部顶固所述锚爪组。

5.根据权利要求1所述的定位机构，其特征在于，其包括：本体，所述本体具有上端开口的通道，所述中心杆设置在所述通道中并能在其中轴向移动；所述本体的侧壁上沿轴向设置有多个腔室，多个所述腔室与所述通道相连通；多个所述锚爪组分别设置在多个所述腔室中。

6.根据权利要求5所述的定位机构，其特征在于：所述通道下端的内壁径向向内延伸形成第一限位台，所述中心杆的下端设置有第二限位台，所述中心杆上套设有第三弹性件，当多个所述锚爪组中部分锚爪组位于所述第一凹槽外时，所述第三弹性件的一端顶固在所述第一限位台上，另一端顶固所述第二限位台。

7.一种定位装置，其特征在于，包括：

中心杆；

本体，所述本体具有上端开口的通道，所述中心杆设置在所述通道中并能在其中轴向移动；所述本体的侧壁上沿轴向设置有多个腔室，多个所述腔室与所述通道相连通；

分别设置在多个所述腔室中的多个锚爪组；当多个所述锚爪组中的部分所述锚爪组的外端位于对应地所述腔室中时，外端位于所述腔室中的至少一个所述锚爪组能锁固所述中心杆，外端位于所述腔室外的所述锚爪组能在所述中心杆轴向移动时在所述腔室中沿径向向内移动；当多个所述锚爪组的外端均伸出对应地所述腔室时，所述中心杆能在所述通道中相对于所述锚爪组轴向移动。

8.根据权利要求7所述的定位装置，其特征在于：每个所述锚爪组包括至少两个锚件，每个所述锚件具有限制部；当多个所述锚爪组中部分锚爪组的外端位于对应地所述腔室中时，外端位于所述腔室外的至少一个所述锚爪组的所述限制部锁固所述中心杆的侧壁。

9.根据权利要求7所述的定位装置，其特征在于：每个所述锚爪组包括至少两个锚件，每个所述锚件具有能与所述中心管的外壁相接触的锁定部以及与所述锁定部相连接的限制部；当多个所述锚爪组均伸出对应地所述腔室时，所述限制部向远离所述中心杆的方向移动，以使所述中心杆能相对于所述锚爪组轴向移动并顶固所述锁定部。

10.根据权利要求7所述的定位装置，其特征在于：每个所述锚爪组包括两个锚件，分别为第一锚件和第二锚件；每个所述锚件具有纵长延伸的所述限制部以及能与所述中心管的外壁相接触的所述锁定部，所述锁定部凸出所述限制部的侧壁；两个所述锚件的所述限制部分别设置于所述中心杆的相对侧且沿所述中心杆的径向延伸，所述第一锚件的所述锁定部凸伸至所述第二锚件的所述限制部的侧壁，所述第二锚件的所述锁定部凸伸至所述第一锚件的所述限制部的侧壁。

11.根据权利要求10所述的定位装置，其特征在于：每个所述锚件的所述锁定部的侧壁上设置有能与所述中心杆相贴合的弧面，所述弧面具有第一侧边和第二侧边，其中，所述第一侧边与包含该第一侧边的所述锚件的所述限制部侧壁相连接，其中一个所述锚件的所述第二侧边能在另一个所述锚件的所述限制部的内壁上移动，且其中一个所述锚件所述第一侧边或所述第二侧边能与另一所述锚件的所述第二侧边或所述第一侧边相对接或脱离。

12.根据权利要求11所述的定位装置，其特征在于：两个所述限制部内壁相平行，两个所述弧面对接时形成能包覆所述中心杆外壁的圆形腔；且两个所述限制部内壁之间的距离小于所述圆形腔的外径，以在所述限制部上端靠近内壁的部分形成挂接部。

13.根据权利要求11所述的定位装置，其特征在于：所述弧面与所述限制部的内壁不相切以在所述锁定部和所述限制部相接处形成限位凸起。

14.根据权利要求12所述的定位装置，其特征在于：所述中心杆包括相间隔的多个扩颈部和缩颈部，其中，相邻所述扩颈部和所述缩颈部之间形成有台阶，所述台阶具有向下的止挡面；当多个所述锚爪组中的部分所述锚爪组的外端位于对应地所述腔室中时，外端位于所述腔室中的至少一个所述锚爪组的所述挂接部顶固在所述止挡面上。

15.根据权利要求9所述的定位装置，其特征在于：所述限制部远离所述锁定部的一端的侧壁上设置有锚定部。

16.根据权利要求15所述的定位装置，其特征在于：每个所述锚爪组包括两个锚件，分别为第一锚件和第二锚件；所述定位装置还包括第一弹性件和第二弹性件，其中，所述第一弹性件的一端与所述第一锚件的所述锚定部相接触，另一端与所述第二锚件的所述锁定部相接触；所述第二弹性件的一端与所述第二锚件的所述锚定部相接触，另一端与所述第一锚件的所述锁定部相接触。

17.根据权利要求16所述的定位装置，其特征在于：所述第一锚件的所述锁定部面对所述第二锚件的所述锚定部的一侧设置有用于收容所述第一弹性件的第三凹槽；所述第二锚件的所述锁定部面对所述第一锚件的所述锚定部的一侧设置有用于收容所述第二弹性件的第四凹槽。

18.一种定位管柱，其特征在于，包括：

多个固定套，每个所述固定套内壁上设置有多个沿轴向间隔排布的第一凹槽，多个所述固定套依次连接；多个所述固定套内只有一个所述固定套内的多个所述第一凹槽与多个所述锚爪组相对应；

如权利要求7至17任意一项所述的定位装置，所述定位装置设置在其中一个所述固定套中。