CN110259392A - 一种水平井自解锚液压扶正装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种水平井自解锚液压扶正装置，包括前接头、中心管、活塞管、后接头和扶正套，扶正套的前端滑动套装在上接头的后端，后端滑动套装在活塞管的前端，扶正套的表面设置有多个通孔，所扶正套的内侧与中心管之间装配有多个滚珠，滚珠的直径大于通孔的口径，每个滚珠的球面均可从一个通孔伸出。本发明的水平井自解锚液压扶正装置可在常规状态下保持较小直径，在管柱坐封时才支撑扶正，实现被动扶正，而在起管柱时，能在内高压消失或外压较高时自动解锚回收，在保证井下管柱居中的同时，还可减小管柱遇卡风险。
Description
技术领域
本发明属于油田分层注水开发技术领域，具体涉及一种水平井自解锚液压扶正装置。
背景技术
随着油田水平井注水开发不断发展，水平井分段注水已成为一种趋势。由于水平井井眼轨迹的特殊性，使得井下工具在水平段内无法扶正居中，导致注水封隔器无法密封，从而无法实现分段注水。因此如何保证井下工具在水平段居中问题是目前水平井分段注水面临的主要问题。目前常用的管柱扶正居中工具为油管扶正器，其扶正机构多采用弹簧或板簧强行支撑扶正块紧贴套管，来达到扶正居中的目的，通过套管的内壁压缩支撑弹簧或板簧，使工具外径收缩。这种工具缺点是弹簧或板簧直接接触套管内壁，最小收缩直径较大，通常在118-120mm，对套管内壁要求较高，不适合套管轻微变形、结垢以及大斜度或水平井的管壁。
发明内容
鉴于此，本发明的目的是提供一种水平井自解锚液压扶正装置，用于克服上述问题或者至少部分地解决或缓解上述问题。
本发明提出一种水平井自解锚液压扶正装置，包括：
前接头，所述前接头的后端设置有环锥面；
中心管，所述中心管的前端与所述前接头的后端的内侧相连接，所述中心管的中部设置有轴肩；
活塞管，所述活塞管套装在所述中心管上，所述活塞管的后端为缩口端，所述活塞管的前端与所述轴肩滑动配合，后端与所述中心管的管壁滑动配合，所述活塞管的后端的内侧设置有内环面，所述内环面与所述轴肩之间设置有弹簧；
后接头，所述后接头的前端设置有滑套，所述滑套滑动套装在所述活塞管的后端，所述滑套的内部设置有缩口，所述中心管的后端连接在所述缩口内，所述中心管的管壁上设置有压力孔，所述压力孔连通所述中心管的内侧和所述活塞管的后端面与所述缩口之间的区域；
扶正套，所述扶正套的前端滑动套装在所述上接头的后端，后端滑动套装在所述活塞管的前端，所述扶正套的表面设置有多个通孔，所述扶正套的内侧与所述中心管之间装配有多个滚珠，所述滚珠的直径大于所述通孔的口径，每个所述滚珠的球面均可从一个所述通孔伸出。
本发明的水平井自解锚液压扶正装置还具有以下可选特征：
可选地，所述活塞管的前端与所述轴肩之间设置有启动销钉。
可选地，所述前接头上螺纹连接有并帽，所述并帽与所述前接头之间连接有销钉。
可选地，所述后接头上的滑套与所述缩口之间设置有第一台阶面和第二台阶面，所述压力孔通正对所述第一台阶面和所述第二台阶面之间的内侧壁。
可选地，所述通孔为大口朝内小口朝外的锥形孔。
可选地，所述前接头的后端设置有内螺纹接口，所述中心管的前端与所述前接头的后端螺纹连接。
可选地，所述前接头的后端与所述中心管的前端之间还设置有销钉。
可选地，所述中心管的后端设置有外螺纹接口，所述中心管的后端与所述后接头的缩口螺纹连接。
本发明的水平井自解锚液压扶正装置的有益效果是：
在放入油井的套管内的目标位置后，在启动前，扶正套内的滚珠位于扶正套内侧，先坐封管柱，再往中心管内通入高压水，高压水穿过中心管上的压力孔后可驱动活塞管向中心管前端移动，活塞管的前端推动扶正套内的滚珠滚动，使其沿着前接头的环锥面向上滚动，并被环锥面向外顶出，使滚珠的表面伸出通孔并与油井套管的管壁相接触，相当于使整个装置的外径变大，实现支撑扶正管柱的功能。当需要撤收时，降低中心管内水压，此时活塞管被弹簧向中心管的后端弹回，滚珠沿着前接头的环锥面向下滚动，使滚珠的表面缩回扶正套上的通孔，使整个装置外径变小，方便撤收。本发明的水平井自解锚液压扶正装置在常规状态下保持较小直径，在管柱坐封时才支撑扶正，实现被动扶正，而在起管柱时，能在内高压消失或外压较高时自动解锚回收，在保证井下管柱居中的同时，还可减小管柱遇卡风险。
附图说明
图1是本发明的水平井自解锚液压扶正装置的一种实施例的整体结构示意图。
在以上图中：1、前接头；101环锥面；2、中心管；201、轴肩；202、压力孔；3、活塞管；4、后接头；401、滑套；5、扶正套；501、通孔；6、滚珠；7、启动销钉；8、并帽；9、弹簧。
以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明；
具体实施方式
实施例1
参考图1，本发明的水平井自解锚液压扶正装置包括前接头1、中心管2、活塞管3、后接头4和扶正套5，前接头1的后端设置有环锥面101；中心管2的前端通过外螺纹与前接头1的后端的内侧相连接，中心管2的中部设置有轴肩201；活塞管3滑动套装在中心管2上，活塞管2的后端为缩口端，缩口端的内侧壁和外侧壁都设置有密封槽，密封槽内装配有O形圈，活塞管2的前端与轴肩201滑动配合，后端与中心管2的管壁滑动配合，活塞管3的后端的内环面与轴肩201之间设置有弹簧9；后接头4的前端的滑套401滑动套装在活塞管3的后端的外侧，滑套401内部的缩口与中心管2的后端螺纹连接，中心管2的管壁上设置有压力孔202，压力孔202连通中心管2的内侧和活塞管3的后端面与缩口之间的环形区域；扶正套5的前端滑动套装在前接头1的后端，后端滑动套装在活塞管3的前端，扶正套5的表面周向均匀设置有多个通孔501，扶正套5与中心管2之间容纳多个滚珠6，滚珠6的直径大于通孔501的口径，每个滚珠6的球面均可从一个通孔501伸出。
通过管柱连接前接头1将本发明的水平井自解锚液压扶正装置放入油井的套管内时，滚珠6可缩回通孔501内，使整个装置的最大外径只有110mm左右，将该装置送入油井的管套内的目标位置后，先坐封管柱，再通过管柱往中心管2内通入高压水，高压水穿过中心管2上的压力孔202后可驱动活塞管3向中心管2前端移动，活塞管3的前端推动扶正套5内的滚珠6滚动，使其沿着前接头1的环锥面101向上滚动，并被环锥面101向外顶出，使滚珠6的表面伸出通孔501并与油井套管的管壁相接触，相当于使整个装置的外径变大，达到130mm左右，实现支撑扶正管柱的功能；当需要撤收时，降低管柱内的水压，中心管内的水压也降低，此时活塞管3被弹簧9向中心管2的后端弹回，滚珠6沿着前接头1的环锥面101向下滚动，使滚珠6的表面缩回扶正套5上的通孔501，使整个装置外径变小至110mm左右，即可撤收。
实施例2
在实施例1的基础上，参考图1，活塞管3的前端与轴肩201之间设置有启动销钉7。启动销钉7可以固定住活塞管3，使其能够承受4MPa高压，当管柱下到设计位置的过程中，活塞管3不会轻易受到外力而向前接头1移动，导致装置卡在套管内，当坐封管柱后，向管柱内通入高压水，使中心管2的内部高压超过4MPa后，高压水推动活塞管3向前端运动，活塞管3剪断启动销钉7后继续向前接头1运动，此时滚珠6从扶正套6上的通孔501伸出，实现对管柱的扶正。
实施例3
在实施例1的基础上，参考图1，前接头1上螺纹连接有并帽8，并帽8与前接头1之间连接有销钉。活塞管3受到中心管2内部的压力向前接头1移动，滚柱6沿着前接头1的环锥面101向前接头1方向滚动的同时，会通过通孔501带动扶正套5向前接头1运动，通过销钉固定在前接头1上的并帽8可以对扶正套5起到限位作用。
实施例4
在实施例1的基础上，参考图1，后接头4上的滑套401与缩口之间设置有第一台阶面和第二台阶面，第一台阶面与滑套401相邻，可以对活塞管9进行反向限位，第二台阶面与缩口相邻，可在活塞管9的后端面与缩口之间形成一个环形空间，压力孔202正对第一台阶面和第二台阶面之间的内侧壁，注入中心管2内的高压水可以通过压力孔202进入该空间内，进而可以推动活塞管9运动。
实施例5
在实施例1的基础上，通孔501为大口朝内小口朝外的锥形孔，大口朝内的锥形孔内可以容纳更大直径的滚珠6，也方便滚珠6在通孔501内滚动。
实施例6
前接头1的后端与中心管2的前端之间还设置有销钉，在输送的过程中，销钉可防止前接头1与中心管2之间的螺纹连接产生松动。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
Claims (8)
1.一种水平井自解锚液压扶正装置，其特征在于，包括：
前接头(1)，所述前接头(1)的后端设置有环锥面(101)；
中心管(2)，所述中心管(2)的前端与所述前接头(1)的后端的内侧相连接，所述中心管(2)的中部设置有轴肩(201)；
活塞管(3)，所述活塞管(3)套装在所述中心管(2)上，所述活塞管(2)的后端为缩口端，所述活塞管(2)的前端与所述轴肩(201)滑动配合，后端与所述中心管(2)的管壁滑动配合，所述活塞管(3)的后端的内侧设置有内环面，所述内环面与所述轴肩(201)之间设置有弹簧(9)；
后接头(4)，所述后接头(4)的前端设置有滑套(401)，所述滑套(401)滑动套装在所述活塞管(3)的后端，所述滑套(401)的内部设置有缩口，所述中心管(2)的后端连接在所述缩口内，所述中心管(2)的管壁上设置有压力孔(202)，所述压力孔(202)连通所述中心管(2)的内侧和所述活塞管(3)的后端面与所述缩口之间的区域；
扶正套(5)，所述扶正套(5)的前端滑动套装在所述前接头(1)的后端，后端滑动套装在所述活塞管(3)的前端，所述扶正套(5)的表面设置有多个通孔(501)，所述扶正套(5)的内侧与所述中心管(2)之间装配有多个滚珠(6)，所述滚珠(6)的直径大于所述通孔(501)的口径，每个所述滚珠(6)的球面均可从一个所述通孔(501)伸出。
2.根据权利要求1所述的水平井自解锚液压扶正装置，其特征在于，所述活塞管(3)的前端与所述轴肩(201)之间设置有启动销钉(7)。
3.根据权利要求1所述的水平井自解锚液压扶正装置，其特征在于，所述前接头(1)上螺纹连接有并帽(8)，所述并帽(8)与所述前接头(1)之间连接有销钉。
4.根据权利要求1所述的水平井自解锚液压扶正装置，其特征在于，所述后接头(4)上的所述滑套(401)与所述缩口之间设置有第一台阶面和第二台阶面，所述压力孔(202)正对所述第一台阶面和所述第二台阶面之间的内侧壁。
5.根据权利要求1所述的水平井自解锚液压扶正装置，其特征在于，所述通孔(501)为大口朝内小口朝外的锥形孔。
6.根据权利要求1所述的水平井自解锚液压扶正装置，其特征在于，所述前接头(1)的后端设置有内螺纹接口，所述中心管(2)的前端与所述前接头(1)的后端螺纹连接。
7.根据权利要求6所述的水平井自解锚液压扶正装置，其特征在于，所述前接头(1)的后端与所述中心管(2)的前端之间还设置有销钉。
8.根据权利要求1所述的水平井自解锚液压扶正装置，其特征在于，所述中心管(2)的后端设置有外螺纹接口，所述中心管(2)的后端与所述后接头(4)的缩口螺纹连接。
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| CN201910522461.8A CN110259392A (zh) | 2019-06-17 | 2019-06-17 | 一种水平井自解锚液压扶正装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112901102A (zh) * | 2019-12-04 | 2021-06-04 | 中国石油天然气股份有限公司 | 油水井套变处理装置及方法 |
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2019
- 2019-06-17 CN CN201910522461.8A patent/CN110259392A/zh active Pending
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