CN109236200A - 一种爆炸驱动可调扶正器 - Google Patents

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    • E21B17/10—Wear protectors; Centralising devices, e.g. stabilisers
    • E21B17/1078—Stabilisers or centralisers for casing, tubing or drill pipes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling

Abstract

本发明公开了一种用于石油开采领域中的爆炸驱动可调扶正器，它包括中心管(1)、压力传感器(5)、信号处理中心(8)、电池(10)、液压缸(11)、炸药(13)、活塞(14)、推板(15)、止退滑套(16)、限位圆杆(17)、弹簧止退销(19)以及剪切钉(20)等；通过发出有一定规律的压力脉冲，控制井下扶正器内的炸药(13)爆炸，其冲击力将通过活塞(14)推动推板(15)运动；在弹簧止退销(19)的作用下，活塞(14)只能单向移动，从而保证套管的居中度不会受外界影响；本发明具有结构简单、成本低廉、安装简易、扶正效果良好的优点，能适应不同井壁直径以及定位定时的开启扶正器。

Description

一种爆炸驱动可调扶正器
技术领域
本发明涉及一种石油开采领域，特别涉及一种套管扶正器。
背景技术
在固井工程中，套管在井眼中的居中度是油气井固井质量好坏的决定性因素之一。套管扶正器的主要作用是保证套管在井眼中的居中度，使套管与井壁间的水泥粘结牢靠，保证良好的固井质量。传统的套管扶正器有弹性套管扶正器和刚性套管扶正器以及旋流套管扶正器等。在水平井段时，弹性套管扶正器由于重力的作用，其扶正效果并不理想；刚性套管扶正器扶正效果较好，但下井阻力较大，且若水平井段存在“大肚子”井径等井眼扩张情形时，由于径向尺寸的限制，其扶正效果亦不理想。套管居中太差将导致固井水泥环的厚度不均匀，使得水泥环存在一端厚、一端薄的现象，给后期的油气开采埋下隐患。因此设计一种造价低廉、操作简单、扶正效果好的可调套管扶正器对油气资源的开采工作具有重大意义。
发明内容
本发明的目的是：克服现有套管扶正器的缺点，提供一种结构简单、价格低廉、操作方便的套管扶正器，能定时、定位的开启，且能适应不同井壁直径。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一套爆炸驱动可调扶正器主要由中心管、传感器外套、开槽沉头螺钉、O型密封圈、压力传感器、密封油套、信号处理中心、保护套、电池、液压缸、炸药、活塞、推板、止退滑套、限位圆杆、弹簧止退销和剪切钉等组成，装配过程中传感器外套、压力传感器、密封油套、信号处理中心、保护套、电池、液压缸、炸药、活塞和推板等皆相对止退滑套在中心管上对称装配2套。通过在活塞弧形片上的圆槽内放置弹簧止退销，再将止退滑套部分外套于活塞的弧形片上，使得弹簧止退销或被止退滑套压在圆槽内，或处于释放状态，一半在弧形止退滑槽内，一半在圆槽内，从而实现活塞的后退自锁。而扶正器的开启是通过发出有一定规律的压力脉冲，压力传感器在接受到此压力脉冲后，将信号给予信号处理中心，再控制液压缸内的炸药爆炸，其冲击力将通过活塞推动推杆运动；设置剪切钉以防止活塞因自重或其它原因而意外打开。
所述传感器外套右半部分开有电缆通道1，并在其与中心管之间安装O型密封圈。
所述活塞上半段内外圆周皆安装了O型密封圈，下半部分沿周向均匀分布着6个铰链底座，并在每两个铰链底座的圆弧间隙中间设置弧形片，每个弧形片外圆周设置两个圆槽。
所述止退滑套上、下段皆被分为6瓣圆弧片，每一圆弧片内圆周皆沿轴向连续分布着5 个弧形止退槽，弧形止退滑槽一端设置为直角，另一端设置为150度钝角，中间圆环沿周向均匀分布着6个圆孔。
所述弹簧止退销由弹簧和圆柱销组合而成，其下端为弹簧并放置于活塞弧形片的圆槽中，上端为圆柱销与止退滑套接触，圆柱销或被压于圆槽内，或释放于弧形止退滑槽内。
所述扶正器初始状态时，活塞的弧形片前端被剪切钉所阻隔，剪切钉与中心管通过螺纹连接。
本发明具有以下优点：本发明提出了一个全新的套管扶正器设计方案，可以适应不同的井壁直径和定时定位的打开扶正器。当水平井段出现“大肚子”情形时，此方案也可以很好的扶正套管。且采用脉冲压力作为传输信号，也可以简单快捷的打开扶正器。本发明具有结构简单、成本低、扶正效果好、安装容易和操作方便的优点。
附图说明
图1为本发明所述的一种爆炸驱动可调扶正器的上半部分装配示意图
图2为本发明所述的一种爆炸驱动可调扶正器的下半部分装配示意图
图3为图1沿A-A截面剖视图。
图4为图1的侧视图。
图5为图2中B部的放大结构示意图
图6为液压缸的三维示意图
图7为止退滑套的三维示意图
图中：1-中心管、2-传感器外套、3-开槽沉头螺钉、4-通油口、5-压力传感器、6-电缆通道1、7-密封油套、8-信号处理中心、9-保护套、10-电池、11-液压缸、12-电缆通道2、13-炸药、14-活塞、15-推板、16-止退滑套、17-限制圆杆、18-螺栓、19-弹簧止退销、20-剪切钉、21-圆孔、22-圆槽。
具体实施方式
根据附图所示，所述一种爆炸驱动可调扶正器，主要由中心管、传感器外套、开槽沉头螺钉、O型密封圈、压力传感器、密封油套、信号处理中心、保护套、电池、液压缸、炸药、活塞、推板、止退滑套、限制圆杆、螺栓、弹簧止退销和剪切钉等组成，其特征在于中心管与传感器外套通过两排沿周向均匀分布的开槽沉头螺钉连接；压力传感器安装在传感器外套与中心管之间，其上、下端分别通过传感器外套的挡环和密封油套进行上、下轴向限位；所述信号处理中心和电池安装在保护套与中心管之间，保护套安装在密封油套与液压缸之间；所述液压缸外套于活塞上；所述炸药安放于液压缸和活塞所形成的封闭空腔内；所述活塞与推板通过螺栓铰连；所述限制圆杆通过止退滑套中部的圆孔进行轴向和周向限位，限制圆杆与两个推板三者通过螺栓铰连在一起；所述活塞上半段内外圆周皆安装了O型密封圈，下半部分沿周向均匀分布着6个铰链底座，并在每两个铰链底座的圆弧间隙中间设置弧形片，每个弧形片外圆周设置两个圆槽；所述止退滑套上、下段皆被分为6瓣圆弧片，每一圆弧片内圆周皆沿轴向连续分布着5个弧形止退槽，弧形止退滑槽一端设置为直角，另一端设置为150度钝角，中间圆环沿周向均匀分布着6个圆孔。
工作时，应首先根据工况需要，判断套管在哪一时间和位置最合适打开扶正器。准备齐全后，人为发出一有规律的压力脉冲，将开启信号传递到所有压力传感器，信号处理中心将来自压力传感器的信号进行判断，确认无疑后再引爆所有的炸药，开启所有的扶正器。扶正器在初始状态时，将推板安装的有一定斜度，以便于活塞可以被推动。在活塞的弧形片前设置剪切钉是为了防止扶正器被意外的打开，剪切钉与中心管通过螺纹连接，当套管扶正器需要打开时，炸药爆炸的冲击力将冲断剪切钉。

Claims (10)

1.一种爆炸驱动可调扶正器，其特征在于：该扶正器主要包括中心管(1)、传感器外套(2)、开槽沉头螺钉(3)、压力传感器(5)、密封油套(7)、信号处理中心(8)、保护套(9)、电池(10)、液压缸(11)、炸药(13)、活塞(14)、推板(15)、止退滑套(16)、弹簧止退销(19)和剪切钉(20)；所述中心管(1)在上、下半段皆沿周向均匀布置了6个通油口(4)；所述中心管(1)与传感器外套(2)通过两排沿周向均匀分布的开槽沉头螺钉(3)连接；所述压力传感器(5)安装在传感器外套(2)与中心管(1)之间，其上、下端分别通过传感器外套(2)的挡环和密封油套(7)进行上、下轴向限位；所述信号处理中心(8)和电池(10)安装在保护套(9)与中心管(1)之间，保护套(9)安装在密封油套(7)与液压缸(11)之间；所述液压缸(11)外套于活塞(14)上；所述炸药(13)安放于液压缸(11)和活塞(14)所形成的封闭空腔内；所述活塞(14)与推板(15)通过螺栓(18)铰连；所述限位圆杆(17)通过止退滑套(16)中部的圆孔(21)进行轴向和周向限位，限位圆杆(17)与两个推板(15)三者通过螺栓(18)铰连在一起。
2.根据权利要求1所述的一种爆炸驱动可调扶正器，其特征在于所述传感器外套(2)右半部分开有电缆通道1(6)，并在其与中心管之间安装O型密封圈。
3.根据权利要求1所述的一种爆炸驱动可调扶正器，其特征在于所述密封油套(7)内、外圆周皆安装了O型密封圈。
4.根据权利要求1所述的一种爆炸驱动可调扶正器，其特征在于所述保护套(9)内圆周上、下端皆设置了挡环。
5.根据权利要求1所述的一种爆炸驱动可调扶正器，其特征在于所述液压缸(11)上端开有电缆通道2(12)，并在其与中心管(1)之间安装O型密封圈。
6.根据权利要求1所述的一种爆炸驱动可调扶正器，其特征在于所述活塞(14)上半段内外圆周皆安装了O型密封圈，下半部分沿周向均匀分布着6个铰链底座，并在每两个铰链底座的圆弧间隙中间设置弧形片，每个弧形片外圆周沿轴向设置两个圆槽(22)。
7.根据权利要求1所述的一种爆炸驱动可调扶正器，其特征在于所述止退滑套(16)上、下段皆被分为6瓣圆弧片，每一圆弧片内圆周皆沿轴向连续分布着5个弧形止退槽，弧形止退滑槽一端设置为直角，另一端设置为150度钝角，中间圆环沿周向均匀分布着6个圆孔(21)。
8.根据权利要求1所述的一种爆炸驱动可调扶正器，其特征在于所述弹簧止退销(19)由弹簧和圆柱销组合而成，其下端为弹簧并放置于活塞(14)弧形片的圆槽(22)中，上端为圆柱销与止退滑套(16)接触，圆柱销或被压于圆槽(22)内，或被释放于弧形止退滑槽内。
9.根据权利要求1所述的一种爆炸驱动可调扶正器，其特征在于所述扶正器初始状态时，活塞(14)的弧形片前端被剪切钉(20)所阻隔，剪切钉(20)与中心管(1)通过螺纹连接。
10.根据权利要求1所述的一种爆炸驱动可调扶正器，其特征在于所述传感器外套(2)、压力传感器(5)、密封油套(7)、信号处理中心(8)、保护套(9)、电池(10)、液压缸(11)、炸药(13)、活塞(14)和推板(15)等，皆相对止退滑套(16)在中心管(1)上对称装配2套。
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