CN108661593B - 一种配合连续油管作业的堵塞器 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供的配合连续油管作业的堵塞器,包括堵塞器本体、弹性轴套、止推环、限位装置、第一定位筒、第二定位筒和复位装置,第一定位弹爪和第二定位弹爪使堵塞器只能在特定的型面完成坐封,止推环和限位装置通过剪钉固定到堵塞器本体上,弹性轴套可移动地设置在堵塞器本体内,弹性轴套的上端与第一定位弹爪配合,中部上设有台阶面,下端设有限位部,第一定位弹爪可使弹性轴套与第二定位筒相对固定,或使弹性轴套与第二定位筒相对位移以使台阶面与第二定位弹爪相抵、限位部与限位装置配合限位,使堵塞器形成坐封,待作业完成后,连续油管通过投放杆上提堵塞器使其解封,并最终取出,复位装置可在上提堵塞器时将弹性轴套恢复初始位置,使弹性轴套位置固定。
Description
技术领域
本发明涉及油井领域,具体地,涉及一种配合连续油管作业的堵塞器。
背景技术
连续油管作业在油气田勘探与开发中发挥至关重要的作用,而堵塞器又是连续油管作业中重要的部件,常规的堵塞器不能自动识别坐封型面,也就不能准确定位,影响了连续油管作业的效率,此外,常规的堵塞器用途单一,仅用于洗井工作中,应用范围小。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种配合连续油管作业的堵塞器,该堵塞器可可自动识别坐封型面、准确定位、工作可靠,广泛应用于洗井、钻井、完井以及测井等领域。
为了达到本发明的目的,本发明采取的技术方案如下:
本发明实施例提供了一种配合连续油管作业的堵塞器,包括堵塞器本体、弹性轴套、止推环、限位装置、第一定位筒、第二定位筒和复位装置,所述第一定位筒和所述第二定位筒固定在所述堵塞器本体上,所述第一定位筒上设置有第一定位弹爪,所述第二定位筒上设置有第二定位弹爪,所述止推环和所述限位装置通过剪钉固定到所述堵塞器本体上,所述弹性轴套可移动地设置在所述堵塞器本体内,且所述弹性轴套的下端与所述止推环固定,所述复位装置一端与所述堵塞器本体相连,另一端与所述弹性轴套固定连接;
所述弹性轴套的上端与第一定位弹爪配合,所述弹性轴套的中部上设有台阶面,所述弹性轴套的下端设有限位部,所述第一定位弹爪可使所述弹性轴套与所述第二定位筒相对固定,或使所述弹性轴套与所述第二定位筒相对位移以使所述台阶面与所述第二定位弹爪相抵、所述限位部与所述限位装置配合限位。
可选地,所述弹性轴套的上端设有卡接部,所述第二定位筒上设有对应的配合部,所述第一定位弹爪回弹时挤压所述卡接部,所述卡接部与所述配合部脱离,使所述弹性轴套可沿轴向移动。
可选地,所述限位部设置为凸起,所述限位装置上设有与所述凸起配合的凹槽。
可选地,所述弹性轴套的中部为环形筒,所述台阶面为设置在所述环形筒的外侧壁面上的环形台阶面,所述环形筒的上部设有多个第一延伸部,所述卡接部设置在所述第一延伸部上,所述环形筒的下部设有多个第二延伸部,所述限位部设置在所述第二延伸部上。
可选地,所述弹性轴套与所述第一定位筒的内侧设置有芯管。
可选地,所述堵塞器本体包括上接头、连接筒、下接头和外密封接头,所述上接头设置于所述堵塞器上端,所述上接头与所述连接筒的一端相连,所述连接筒的另一端与所述外密封接头的一端相连,所述外密封接头的另一端与所述第一定位筒相连,所述下接头套设在所述限位装置外侧。
可选地,所述剪钉包括第一剪钉和第二剪钉,所述止推环与所述下接头通过所述第一剪钉连接,所述限位装置与所述下接头通过所述第二剪钉连接。
可选地,所述上接头内设置有密封装置。
可选地,所述连接筒与所述外密封接头之间设置有V型密封件。
可选地,所述连接筒上设有定位端,所述定位端的外径大于工作筒缩径缩径部分的内径。
本发明的技术方案与现有技术相比,具有如下有益效果:
本发明实施例提供的配合连续油管作业的堵塞器,包括堵塞器本体、弹性轴套、止推环、限位装置、第一定位筒、第二定位筒和复位装置,第一定位筒和第二定位筒固定在堵塞器本体上,第一定位筒上设置有第一定位弹爪,第二定位筒上设置有第二定位弹爪,第一定位弹爪和第二定位弹爪使堵塞器只能在特定的型面坐封,自动识别、定位准确,增加了堵塞器的实用性,弹性轴套可移动地设置在堵塞器本体内,其中第一定位弹爪使弹性轴套与第二定位筒可相对固定,或使弹性轴套与第二定位筒可相对位移,当堵塞器在特定的型面坐封后,第一定位弹爪使弹性轴套与第二定位筒之间的相对固定解除,使弹性轴套能够相对于第二定位筒位移;止推环和限位装置通过剪钉固定到堵塞器本体上,可通过施加一定大小的力将剪钉剪断,使投放杆可带动止推环移动,进而带动解除固定的弹性轴套沿轴向移动,弹性轴套中部的台阶面,与第二定位弹爪相抵,防止第二定位弹爪自动回弹,以将堵塞器固定,此时,弹性轴套下端的限位部与限位装置配合限位,使堵塞器完成坐封。复位装置一端与堵塞器本体固定,另一端与弹性轴套固定,在作业完成后上提堵塞器时,复位装置有使弹性轴套恢复初始位置的趋势,避免弹性轴套在动作完成后位置不固定,在堵塞器内发生撞击损坏堵塞器。该堵塞器定位准确,有效识别需进行坐封的型面,避免了在非设定型面坐封的情况,且在坐封完成后能承受一定的上提和下放力,同时可实现边移动连续油管边电泵生产,通过启动电泵生产将堵塞物带出,有效提高冲洗解堵作业效率,减小连续油管遇卡的风险,减少作业井停产时间,增强现场作业的时效性,且该堵塞工作安全可靠、结构简单合理、制造成本低,该堵塞器可通过连续油管送入大斜度井或水平井中,解决了常规堵塞器只能在竖井中应用的弊端,因此,该堵塞器广泛应用于洗井、钻井、完井以及测井等多种领域。
弹性轴套的上端设有卡接部,第二定位筒上设有与之相对应的配合部,第一定位弹爪回弹时挤压卡接部,卡接部与配合部脱离,使弹性轴套可沿轴向移动,当弹性轴套下行时,其台阶面与第二定位弹爪相抵,使第二定位弹爪不能回弹,与工作筒内壁配合定位,堵塞器完成坐封。当第一定位弹爪没有回弹时,弹性轴套位置被固定,使第二定位弹爪可自由回弹,堵塞器整体可自由上下移动,第二定位弹爪的设置有助于提高堵塞器准确识别定位型面的能力。
弹性轴套下端的限位部为向外设置的凸起,限位装置上设有与限位部配合的凹槽,当弹性轴套向下移动时,限位部与限位装置上的凹槽卡接配合,对弹性轴套进行限位,使其位置固定,同时,弹性轴套的台阶面抵住第二定位弹爪,使其不能回弹,堵塞器坐封完成。
弹性轴套上中部的环形台阶面可抵住第二定位弹爪,使其不能回弹,从而使堵塞器在工作筒中定位,环形筒第一延伸部上的卡接部,用于和第二定位筒上的配合部配合,控制弹性轴套在轴向方向上是否可移动,环形筒第二延伸部上的限位部,用于和限位装置一同对弹性轴套进行限位。
弹性轴套与第一定位筒的内侧设置有芯管,弹性轴套套设在芯管外,沿芯管的轴向方向做上下滑动。
堵塞器本体包括上接头、连接筒、下接头和外密封接头,上接头设置于堵塞器上端,上接头与连接筒的一端相连,连接筒的另一端与外密封接头的一端相连,外密封接头的另一端与第一定位筒相连,下接头套设在限位装置外侧,堵塞器本体结构相对简单,连接紧密,可在井下复杂环境中可靠的工作。
剪钉分为第一剪钉和第二剪钉,止推环与下接头通过第一剪钉连接,限位装置与下接头通过第二剪钉连接,通过施加一定大小的力可将剪钉剪断,使限位装置与堵塞器本体、止推环与堵塞器本体可做相对滑动。并且,可通过改变剪钉的数量来调节堵塞器的坐封和解封力,使堵塞器的坐封和解封力和解封力可根据实际需要调节,大大增加了堵塞器的实用性。
上接头内设置有密封装置,增加了堵塞器与连续油管之间的密封性能,使堵塞器在工作筒处完成坐封后,有效的对连续油管进行密封,便于连续油管上提、下放的同时完成洗井、测井等作业的顺利进行。
连接筒与外密封接头之间设置有V型密封件,使堵塞器与工作筒之间密封严密,进一步加强了堵塞器的密封性能,有利于洗井、测井等作业的顺利进行。
连接筒上设有定位端,当堵塞器下行进入工作筒时,由于定位端的外径大于工作筒缩径部分的内径,使堵塞器不能继续下行,此时即可准备开始坐封。定位端的外径为71.37mm,所述工作筒缩径部分内径为68-70mm,在保证定位端直径大于工作筒缩径部分内径的同时,使堵塞器整体尺寸处在合理范围内。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案,并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明实施例所述的配合连续油管作业的堵塞器的结构示意图;
图2为图1中A部结构的放大示意图;
图3为图1中B部结构的放大示意图;
图4为图1中C部结构的放大示意图。
其中,图1-图4中附图标记与部件名称之间的关系为:
1堵塞器本体,11上接头,12连接筒,121定位端,13下接头,14外密封接头,2弹性轴套,21卡接部,22台阶面,23限位部,24芯管,3限位装置,31凹槽,4第一定位筒,41第一定位弹爪,5第二定位筒,51第二定位弹爪,511配合部,6止推环,7复位装置,8第一剪钉,9第二剪钉。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
本发明实施例提供了一种配合连续油管作业的堵塞器,如图1所示,包括堵塞器本体1、弹性轴套2、止推环6、限位装置3、第一定位筒4和第二定位筒5,所述第一定位筒4和所述第二定位筒5固定在所述堵塞器本体1上,所述第一定位筒4上设置有第一定位弹爪41,所述第二定位筒5上设置有第二定位弹爪51,所述止推环6和所述限位装置3通过剪钉固定到所述堵塞器本体1上,所述弹性轴套2可移动地设置在所述堵塞器本体1内,且所述弹性轴套2的下端与所述止推环6固定,所述复位装置7一端与所述堵塞器本体1相连,另一端与所述弹性轴套2相连,所述弹性轴套2的上端与第一定位弹爪41配合,所述弹性轴套2的中部上设有台阶面22,所述弹性轴套2的下端设有限位部23,所述第一定位弹爪41可使所述弹性轴套2与所述第二定位弹爪51相对固定,或使所述弹性轴套2与所述第二定位弹爪51相对位移以使所述台阶面22与所述第二定位弹爪51相抵、所述限位部与所述限位装置3配合限位,复位装置7有使弹性轴套2恢复初始位置的趋势,避免弹性轴套2在动作完成后位置不固定,在堵塞器内发生撞击损坏堵塞器。该堵塞器在到达Y接头定位前可与连续油管脱离,使连续油管携带作业仪器继续下行并完成测试,作业结束后堵塞器可与连续油管和作业仪器一并提出地面。
本发明实施例所提供的堵塞器,其基本工作过程为:第一定位筒4和第二定位筒5上的第一定位弹爪41和第二定位弹爪51可伸到堵塞器的外侧,连续油管通过投放杆携带堵塞器下行过程中,两组定位弹爪可回弹,不影响下井过程,直至堵塞器下入至工作筒位置时,堵塞器连接筒12上的定位端121被工作筒缩径部分限位,使堵塞器不能继续下行,此时堵塞器的第一定位弹爪41受工作筒缩径被压缩(第一定位弹爪41与弹性轴套2上端设有卡接结构,只有当第一定位弹爪41被压缩时,弹性轴套2才能下移),第二定位弹爪51处于自由状态,这时为堵塞器的启动坐封状态,继续下压连续油管,第一剪钉8受剪切力而被剪断,此时堵塞器内部的弹性轴套2下移,弹性轴套2下端的限位部23进入限位装置3,弹性轴套2中间位置的台阶面22阻止堵塞器第二定位弹爪51的回弹,堵塞器形成坐封并进行密封,同时不影响连续油管的上提、下放及旋转等动作。当井下作业完成后需要取出堵塞器时,上提连续油管,带动投放杆与堵塞器上行,将堵塞器外密封接头与工作筒密封面分离,使堵塞器上下两端压力相同,形成自平衡,此时继续上提连续油管,投放杆带动止推环6上行,止推环6通过与自身固定的弹性轴套2,推动限位装置3剪断第二剪钉9,从而解除限位装置3对弹性轴套2的限位,弹性轴套2上行,(台阶面22)释放第二定位弹爪的回弹空间,弹性轴套2中间位置的台阶面22不再阻止第二定位弹爪51回弹,从而完成解封使投放杆带动堵塞器整体上行,最后取出堵塞器。
可选地,如图2所示,弹性轴套2的上端设有卡接部21,第二定位筒5上设有对应的配合部511,第一定位弹爪41回弹时挤压卡接部21,卡接部21与配合部511脱离,使弹性轴套2可沿轴向移动。
弹性轴套2的上端设有卡接部21,第二定位筒5上设有与之相对应的配合部511,第一定位弹爪41回弹时挤压卡接部21,卡接部21与配合部511脱离,使弹性轴套2可沿轴向移动,当弹性轴套2下行时,其台阶面22与第二定位弹爪51相抵,使第二定位弹爪51不能回弹,与工作筒内壁配合定位。当第一定位弹爪41没有回弹时,弹性轴套2位置被固定,使第二定位弹爪51可自由回弹,堵塞器整体可自由上下移动,第二定位弹爪51的设置有助于提高堵塞器准确识别定位型面的能力。
如图3所示,弹性轴套2下端的限位部23为向外设置的凸起,限位装置3上设有与限位部23配合的凹槽31,当弹性轴套2向下移动时,限位部23与限位装置3上的凹槽31卡接配合,对弹性轴套2进行限位,使其位置固定,同时,弹性轴套2的台阶面22抵住第二定位弹爪51,使其不能回弹,堵塞器坐封完成。
可选地,弹性轴套2的中部为环形筒,台阶面为设置在环形筒的外侧壁面上的环形台阶面,环形筒的上部设有多个第一延伸部,卡接部21设置在第一延伸部上,环形筒的下部设有多个第二延伸部,限位部23设置在第二延伸部上。
如图4所示,弹性轴套上中部的环形台阶面可抵住第二定位弹爪,使其不能回弹,从而使堵塞器在工作筒中定位,环形筒第一延伸部上的卡接部,用于和第二定位筒上的配合部配合,控制弹性轴套在轴向方向上是否可移动,环形筒第二延伸部上的限位部,用于和限位装置一同对弹性轴套进行限位。
可选地,如图1所示,弹性轴套2与第一定位筒4的内侧设置有芯管24。
弹性轴套2与第一定位筒4的内侧设置有芯管24,弹性轴套2套设在芯管24外,沿芯管24的轴向方向做上下滑动。
可选地,堵塞器本体1包括上接头11、连接筒12、下接头13和外密封接头14,上接头11设置于堵塞器上端,上接头11与连接筒12的一端相连,连接筒12的另一端与外密封接头14的一端相连,外密封接头14的另一端与第一定位筒4相连,下接头13套设在限位装置3外侧。
堵塞器本体1结构相对简单,连接紧密,可在井下复杂环境中可靠的工作。
可选地,如图1所示,剪钉分为第一剪钉8和第二剪钉9,止推环6与下接头13通过第一剪钉8连接,限位装置3与下接头13通过第二剪钉9连接。
剪钉分为第一剪钉8和第二剪钉9,第一剪钉8贯穿下接头13进入限位装置3,第二剪钉9贯穿下接头13进入止推环6,限位装置3与止推环6均通过剪钉与堵塞器本体1相连,剪钉可通过一定大小的力将其剪断,使限位装置3与堵塞器本体1、止推环6与堵塞器本体1可做相对滑动。并且,可通过改变剪钉的数量来调节堵塞器的坐封和解封力,使堵塞器的坐封和解封力和解封力可根据实际需要调节,大大增加了堵塞器的实用性。
可选地,如图1所示,上接头11内设置有密封装置。
上接头11内设置有密封装置,增加了堵塞器与连续油管之间的密封性能,例如采用组合的动密封结构,密封可靠,耐磨性好,使堵塞器在工作筒处完成坐封后,有效的对连续油管进行密封,便于连续油管上提、下放的同时完成洗井、测井等作业。
可选地,如图1所示,连接筒12与外密封接头14之间设置有V型密封件。
连接筒12与外密封接头14之间设置有V型密封件,使堵塞器与工作筒之间密封严密,进一步增强了堵塞器的密封性能,有利于洗井、测井等作业的顺利进行。
可选地,如图1所示,连接筒12上设有定位端121,定位端121的外径大于工作筒缩径部分的内径。
连接筒12上设有定位端121,当堵塞器下行进入工作筒时,由于定位端121的外径大于工作筒缩径部分的内径,使堵塞器不能继续下行,此时即可准备开始坐封。
可选地,定位端121的外径为71.37mm,工作筒缩径部分内径为68-70mm。
保证定位端121直径大于工作筒缩径部分内径的同时,使堵塞器整体尺寸处在合理范围内。
当堵塞器下入到工作筒缩径部分时,连续油管下压至设定压力时剪断第一剪钉8,完成坐封;作业完成后,上提连续油管,当投放杆到达堵塞器位置时,过提至设定压力剪断第二剪钉9,完成解封,继续上提取出堵塞器。
在堵塞器下井作业前,应做以下几方面的工作:①检查是否存在锈蚀或机械损伤;②确认内外密封均完好无损;③将投放杆前端和投放杆后端拆开,投放杆前端从堵塞器上端(上接头所处的一端即为堵塞器的上端)插入,后端从堵塞器下端插入与投放杆上端相连;④投放杆前端通过1”AMMT BOX与连续油管相连接。
该堵塞器在装配前应注意以下几点:①所有加工零件要去毛刺、清洗;②孔的配合、螺纹的配合需要预装配;③装配过程需参考BOM表和装配示意图。
堵塞器的具体装配步骤为:
1.将密封装置(如O形圈、密封环、密封支撑架等)安装至上接头内;
2.在连接筒内加装O形圈;
3.将连接筒与上接头相连接,旋紧;
4.将外密封接头与连接筒下端相连接,在二者的连接处设置V型密封件并将二者旋紧;
5.将弹性轴套从第一定位筒定位筒上端投入,弹性轴套下端应露出于第二定位筒(与第一定位筒下端相连)下端;
6.将芯管按照附图所示安装至弹性轴套处;
7.将复位装置放入第一定位筒内,将第一定位筒与外密封接头相连接,旋紧;
8.将限位装置按图1所示放入下接头,对好剪钉孔位置,安装第二剪钉,对称安装;
9.将止推环按图1所示放置于弹性轴套处;
10.保持止推环的位置,将下接头与第二定位筒相连接,旋紧;
11.调整止推环的位置,对好止推环与下接头的剪钉孔位置,安装第一剪钉,对称安装;
12.安装结束后,去除台钳和扳手的压痕。
堵塞器的具体拆卸步骤为:
1.下接头与第二定位筒之间螺纹连接,将下接头旋拧取下,清除剪断的剪钉;
2.将限位装置和止推环从弹性轴套下端取下,清除剪钉孔中已使用过的剪钉残留;
3.将上接头从连接筒上拆卸下来,取出密封装置;
4.从外密封接头上拆下连接筒,取下V型密封件;
5.从第一定位筒上拆下外密封接头;
6.将复位装置、芯管和弹性轴套取出;
7.拆下全部O形圈;
8.清洗和检查所有部件是否磨损或破坏。
此外,本实施例提供的配合连续油管作业的堵塞器可以在室内干燥环境下长期贮存,其材质采用高强度不锈钢,耐腐蚀性能极佳,其中,非金属密封件可在不用时拆下,在额定温度条件下避光保存。堵塞器也可整体组装好后存放,应注意非金属密封件的保护,并使用支架横放,避免定位弹爪长时间被压缩以影响其回弹性能。
在本申请的描述中,方位术语“上”“下”是指,沿着堵塞器的坐封方向,前侧为“下”,后侧为“上”。
以上所述实施方式仅表达了本发明的若干种实施方式,其描述较为具体和详细,但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式,并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员,在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化,但本发明的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定为准。
Claims (9)
1.一种配合连续油管作业的堵塞器,其特征在于:包括堵塞器本体、弹性轴套、止推环、限位装置、第一定位筒、第二定位筒和复位装置,所述第一定位筒和所述第二定位筒固定在所述堵塞器本体上,所述第一定位筒上设置有第一定位弹爪,所述第二定位筒上设置有第二定位弹爪,所述止推环和所述限位装置通过剪钉固定到所述堵塞器本体上,所述弹性轴套可移动地设置在所述堵塞器本体内,且所述弹性轴套的下端与所述止推环固定,所述复位装置一端与所述堵塞器本体相连,另一端与所述弹性轴套固定连接;
所述弹性轴套的上端与第一定位弹爪配合,所述弹性轴套的中部上设有台阶面,所述弹性轴套的下端设有限位部,所述第一定位弹爪可使所述弹性轴套与所述第二定位筒相对固定,或使所述弹性轴套与所述第二定位筒相对位移以使所述台阶面与所述第二定位弹爪相抵、所述限位部与所述限位装置配合限位,
所述弹性轴套的上端设有卡接部,所述第二定位筒上设有对应的配合部,所述第一定位弹爪回弹时挤压所述卡接部,所述卡接部与所述配合部脱离,使所述弹性轴套可沿轴向移动。
2.根据权利要求1所述的配合连续油管作业的堵塞器,其特征在于:所述限位部设置为凸起,所述限位装置上设有与所述凸起配合的凹槽。
3.根据权利要求1所述的配合连续油管作业的堵塞器,其特征在于:所述弹性轴套的中部为环形筒,所述台阶面为设置在所述环形筒的外侧壁面上的环形台阶面,所述环形筒的上部设有多个第一延伸部,所述卡接部设置在所述第一延伸部上,所述环形筒的下部设有多个第二延伸部,所述限位部设置在所述第二延伸部上。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的配合连续油管作业的堵塞器,其特征在于:所述弹性轴套与所述第一定位筒的内侧设置有芯管。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的配合连续油管作业的堵塞器,其特征在于:所述堵塞器本体包括上接头、连接筒、下接头和外密封接头,所述上接头设置于所述堵塞器上端,所述上接头与所述连接筒的一端相连,所述连接筒的另一端与所述外密封接头的一端相连,所述外密封接头的另一端与所述第一定位筒相连,所述下接头套设在所述限位装置外侧。
6.根据权利要求5所述的配合连续油管作业的堵塞器,其特征在于:所述剪钉包括第一剪钉和第二剪钉,所述止推环与所述下接头通过所述第一剪钉连接,所述限位装置与所述下接头通过所述第二剪钉连接。
7.根据权利要求5所述的配合连续油管作业的堵塞器,其特征在于:所述上接头内设置有密封装置。
8.根据权利要求5所述的配合连续油管作业的堵塞器,其特征在于:所述连接筒与所述外密封接头之间设置有V型密封件。
9.根据权利要求5所述的配合连续油管作业的堵塞器,其特征在于:所述堵塞器设置成可下行进入工作筒中,所述连接筒上设有定位端,所述定位端的外径大于所述工作筒的缩径部分的内径。
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