CN110593778B - 自开启式液压扶正装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及固井作业工具技术领域，是一种自开启式液压扶正装置，其包括上接头、芯轴、推靠筒、剪钉、支撑条、支撑环台和下接头，上接头下端内侧与芯轴上端外侧固定安装在一起，芯轴中部外侧设有第一密封环台，芯轴中部外侧套装有上部位于第一密封环台上方的推靠筒，推靠筒中部与第一密封环台通过剪钉固定安装在一起。本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过芯轴内部压力和芯轴外部压力的压力差，剪断剪钉并推动推靠筒下行，使支撑条径向扩张，实现自行居中扶正；通过设置支撑环台，保证支撑条受到推靠筒挤压后向外径向扩张，避免向内径向收拢，具有可靠、稳定和支撑扶正效果好的特点。
Description
技术领域
本发明涉及固井作业工具技术领域，是一种自开启式液压扶正装置。
背景技术
固井作业是衔接钻井与采油作业的重要技术手段，同时，固井又是风险极大的井下作业，因此，固井作业的成功与否，将直接导致一口井的成败。特别是目前，随着页岩气、致密油等非常规油气田勘探的不断深入，人们对于进行该类油气藏开发的研究也在不断加强。固井作业是保证井寿命和产量的重要技术手段，随着石油天然气勘探开发工作的进一步深入,钻井数量日益增加,地质条件与施工工况日益复杂,为固井施工带来了极大挑战。固井作业不仅关系到油气井能否顺利完成，影响投产后油气井质量的好坏、油气井寿命的长短及油气井产量的高低，而且其成本在整个钻井工程中也占有很大的密度（占20%～30%）。目前井下套管不具有居中扶正的功能，因此井内偏斜的套管会影响固井质量。
发明内容
本发明提供了一种自开启式液压扶正装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现井下套管无法居中的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种自开启式液压扶正装置包括上接头、芯轴、推靠筒、剪钉、支撑条、支撑环台和下接头，上接头下端内侧与芯轴上端外侧固定安装在一起，芯轴中部外侧设有第一密封环台，芯轴中部外侧套装有上部位于第一密封环台上方的推靠筒，推靠筒中部与第一密封环台通过剪钉固定安装在一起；对应第一密封环台上方位置的推靠筒上部内侧设有第二密封环台，对应第二密封环台上方位置的推靠筒与芯轴之间设有第一环空腔，上接头下端与推靠筒上端之间设有能与能与第一环空腔连通的外压间隙，对应第一密封环台和第二密封环台之间位置的推靠筒与芯轴之间设有第二环空腔，对应第二环空腔位置的芯轴上部设有至少一个内外贯通的内压孔；推靠筒下部内侧与第一密封环台之间设有能够防止推靠筒相对芯轴上行的止退装置；芯轴下端外侧固定安装有下接头，对应推靠筒与下接头之间位置的芯轴下部外侧沿圆周间隔分布有至少两个支撑条，支撑条上端与推靠筒对应位置固定安装在一起，支撑条下端与下接头对应位置固定安装在一起；对应支撑条中部位置的第一密封环台外侧设有支撑环台。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述止退装置可包括锁圈、内止退齿、外止退齿和防转销钉，推靠筒下部内侧固定安装有锁圈，锁圈内侧由上至下间隔设有至少一组内止退齿，内止退齿为截面呈直梯形的环台且环台上宽下窄，对应锁圈与支撑条之间位置的第一密封环台外侧上下间隔设有多组与内止退齿相匹配的外止退齿，外止退齿为截面呈直梯形的环台且环台上窄下宽；锁圈上设有一道上下贯通的防转豁口，对应防转豁口位置的推靠筒外侧设有至少一个防转销钉，每个防转销钉内端均位于防转豁口内。
上述还可包括O形密封圈，第二密封环台与芯轴之间上下间隔设有至少一道O形密封圈，对应内压孔与剪钉之间位置的第一密封环台与推靠筒之间上下间隔设有至少一道O形密封圈。
上述还可包括上固定销钉，推靠筒下端内侧设有上内环槽，支撑条上端均位于上内环槽内，对应每个支撑条上端位置的推靠筒下部外侧均设有能将二者固定安装在一起的上固定销钉。
上述还可包括下固定销钉，下接头上端内侧设有下内环槽，支撑条下端均位于下内环槽内，对应每个支撑条下端位置的下接头上部外侧均设有能将二者固定安装在一起的下固定销钉。
上述上接头下端内侧可与芯轴上端外侧通过螺纹连接固定安装在一起，芯轴下端外侧可与下接头上端内侧通过螺纹连接固定安装在一起，推靠筒下部内侧可与锁圈通过螺纹连接固定安装在一起。
本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过芯轴内部压力和芯轴外部压力的压力差，剪断剪钉并推动推靠筒下行，使支撑条径向扩张，实现自行居中扶正；通过设置支撑环台，保证支撑条受到推靠筒挤压后向外径向扩张，避免向内径向收拢，具有可靠、稳定和支撑扶正效果好的特点。
附图说明
附图1为本发明最佳实施例的主视结构示意图。
附图2为附图1在A处的局部放大结构示意图。
附图中的编码分别为：1为上接头，2为芯轴，3为推靠筒，4为剪钉，5为支撑条，6为下接头，7为第一密封环台，8为第二密封环台，9为第一环空腔，10为外压间隙，11为第二环空腔，12为内压孔，13为锁圈，14为内止退齿，15为外止退齿，16为O形密封圈，17为上固定销钉，18为下固定销钉,19为支撑环台。
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：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图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、2所示，该自开启式液压扶正装置包括上接头1、芯轴2、推靠筒3、剪钉4、支撑条5、支撑环台19和下接头6，上接头1下端内侧与芯轴2上端外侧固定安装在一起，芯轴2中部外侧设有第一密封环台7，芯轴2中部外侧套装有上部位于第一密封环台7上方的推靠筒3，推靠筒3中部与第一密封环台7通过剪钉4固定安装在一起；对应第一密封环台7上方位置的推靠筒3上部内侧设有第二密封环台8，对应第二密封环台8上方位置的推靠筒3与芯轴2之间设有第一环空腔9，上接头1下端与推靠筒3上端之间设有能与能与第一环空腔9连通的外压间隙10，对应第一密封环台7和第二密封环台8之间位置的推靠筒3与芯轴2之间设有第二环空腔11，对应第二环空腔11位置的芯轴2上部设有至少一个内外贯通的内压孔12；推靠筒3下部内侧与第一密封环台7之间设有能够防止推靠筒3相对芯轴2上行的止退装置；芯轴2下端外侧固定安装有下接头6，对应推靠筒3与下接头6之间位置的芯轴2下部外侧沿圆周间隔分布有至少两个支撑条5，支撑条5上端与推靠筒3对应位置固定安装在一起，支撑条5下端与下接头6对应位置固定安装在一起；对应支撑条5中部位置的第一密封环台7外侧设有支撑环台19。在使用过程，将本发明与接入现有公知的管串，并下放至井内，在固井作业时，将水泥浆注入管串内，使水泥浆从管串下端进入管串外侧与井壁内侧的环空腔，水泥浆经外压间隙10进入到第一环空腔9，然后向管串内注入顶替液，顶替液经内压孔12进入到第二环空腔11，由于水泥浆的比重比顶替液的比重大，因此第一环空腔9内的压力大于第二环空腔11，使得推靠筒3相对于芯轴2下行，由于下接头6与芯轴2下端固定安装在一起，因此下接头6对支撑条5起到限位的作用，因此向下移动的推靠筒3挤压支撑条5，使支撑条5中部向外径向扩张并与井壁接触，从而实现自行居中扶正；另外，通过设置支撑环台19，保证支撑条5受到推靠筒3挤压后向外径向扩张，避免向内径向收拢。
可根据实际需要，对上述自开启式液压扶正装置作进一步优化或/和改进：
如附图1、2所示，止退装置包括锁圈13、内止退齿14、外止退齿15和防转销钉，推靠筒3下部内侧固定安装有锁圈13，锁圈13内侧由上至下间隔设有至少一组内止退齿14，内止退齿14为截面呈直梯形的环台且环台上宽下窄，对应锁圈13与支撑条5之间位置的第一密封环台7外侧上下间隔设有多组与内止退齿14相匹配的外止退齿15，外止退齿15为截面呈直梯形的环台且环台上窄下宽；锁圈13上设有一道上下贯通的防转豁口，对应防转豁口位置的推靠筒3外侧设有至少一个防转销钉，每个防转销钉内端均位于防转豁口内。根据需求，锁圈13可为现有公知的开口环，防转豁口即为开口环的开口。在使用过程中，通过这样的设置，防止推靠筒3相对于芯轴2上行，使支撑条5失去对井壁的支撑。
如附图1、2所示，还包括O形密封圈16，第二密封环台8与芯轴2之间上下间隔设有至少一道O形密封圈16，对应内压孔12与剪钉4之间位置的第一密封环台7与推靠筒3之间上下间隔设有至少一道O形密封圈16。在使用过程中，通过设置O形密封圈16，保证第一环空腔9内压力与芯轴2外部压力一致，保证第二环空腔11内压力与芯轴2内部压力一致，避免第一环空腔9与第二环空腔11连通，无法剪断剪钉4。
如附图1、2所示，还包括上固定销钉17，推靠筒3下端内侧设有上内环槽，支撑条5上端均位于上内环槽内，对应每个支撑条5上端位置的推靠筒3下部外侧均设有能将二者固定安装在一起的上固定销钉17。在使用过程中，通过使用上固定销钉17，便于将支撑条5与推靠筒3固定安装在一起；通过将支撑条5上端插入到上内环槽中，使支撑条5上端位于推靠筒3与芯轴2之间，从而在支撑条5受到推靠筒3向下的推力发生形变的过程中更加稳定。
如附图1、2所示，还包括下固定销钉18，下接头6上端内侧设有下内环槽，支撑条5下端均位于下内环槽内，对应每个支撑条5下端位置的下接头6上部外侧均设有能将二者固定安装在一起的下固定销钉18。在使用过程中，通过使用下固定销钉18，便于将支撑条5与下接头6固定安装在一起；通过将支撑条5下端插入到下内环槽中，使支撑条5下端位于下接头6与芯轴2之间，不仅能对支撑条5下端进行限位，还能便于支撑条5受到推靠筒3向下的推力发生形变时更加稳定。
如附图1、2所示，上接头1下端内侧与芯轴2上端外侧通过螺纹连接固定安装在一起，芯轴2下端外侧与下接头6上端内侧通过螺纹连接固定安装在一起，推靠筒3下部内侧与锁圈13通过螺纹连接固定安装在一起。在使用过程中，通过螺纹连接的固定安装方式，便于拆卸和安装。
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 (10)
1.一种自开启式液压扶正装置，其特征在于包括上接头、芯轴、推靠筒、剪钉、支撑条、支撑环台和下接头，上接头下端内侧与芯轴上端外侧固定安装在一起，芯轴中部外侧设有第一密封环台，芯轴中部外侧套装有上部位于第一密封环台上方的推靠筒，推靠筒中部与第一密封环台通过剪钉固定安装在一起；对应第一密封环台上方位置的推靠筒上部内侧设有第二密封环台，对应第二密封环台上方位置的推靠筒与芯轴之间设有第一环空腔，上接头下端与推靠筒上端之间设有能与第一环空腔连通的外压间隙，对应第一密封环台和第二密封环台之间位置的推靠筒与芯轴之间设有第二环空腔，对应第二环空腔位置的芯轴上部设有至少一个内外贯通的内压孔；推靠筒下部内侧与第一密封环台之间设有能够防止推靠筒相对芯轴上行的止退装置；芯轴下端外侧固定安装有下接头，对应推靠筒与下接头之间位置的芯轴下部外侧沿圆周间隔分布有至少两个支撑条，支撑条上端与推靠筒对应位置固定安装在一起，支撑条下端与下接头对应位置固定安装在一起；对应支撑条中部位置的第一密封环台外侧设有支撑环台。
2.根据权利要求1所述的自开启式液压扶正装置，其特征在于止退装置包括锁圈、内止退齿、外止退齿和防转销钉，推靠筒下部内侧固定安装有锁圈，锁圈内侧由上至下间隔设有至少一组内止退齿，内止退齿为截面呈直梯形的环台且环台上宽下窄，对应锁圈与支撑条之间位置的第一密封环台外侧上下间隔设有多组与内止退齿相匹配的外止退齿，外止退齿为截面呈直梯形的环台且环台上窄下宽；锁圈上设有一道上下贯通的防转豁口，对应防转豁口位置的推靠筒外侧设有至少一个防转销钉，每个防转销钉内端均位于防转豁口内。
3.根据权利要求1或2所述的自开启式液压扶正装置，其特征在于还包括O形密封圈，第二密封环台与芯轴之间上下间隔设有至少一道O形密封圈，对应内压孔与剪钉之间位置的第一密封环台外侧上下间隔设有至少一道O形密封圈。
4.根据权利要求1或2所述的自开启式液压扶正装置，其特征在于还包括上固定销钉，推靠筒下端内侧设有上内环槽，支撑条上端均位于上内环槽内，对应每个支撑条上端位置的推靠筒下部外侧均设有能将二者固定安装在一起的上固定销钉。
5.根据权利要求3所述的自开启式液压扶正装置，其特征在于还包括上固定销钉，推靠筒下端内侧设有上内环槽，支撑条上端均位于上内环槽内，对应每个支撑条上端位置的推靠筒下部外侧均设有能将二者固定安装在一起的上固定销钉。
6.根据权利要求1或2或5所述的自开启式液压扶正装置，其特征在于还包括下固定销钉，下接头上端内侧设有下内环槽，支撑条下端均位于下内环槽内，对应每个支撑条下端位置的下接头上部外侧均设有能将二者固定安装在一起的下固定销钉。
7.根据权利要求3所述的自开启式液压扶正装置，其特征在于还包括下固定销钉，下接头上端内侧设有下内环槽，支撑条下端均位于下内环槽内，对应每个支撑条下端位置的下接头上部外侧均设有能将二者固定安装在一起的下固定销钉。
8.根据权利要求4所述的自开启式液压扶正装置，其特征在于还包括下固定销钉，下接头上端内侧设有下内环槽，支撑条下端均位于下内环槽内，对应每个支撑条下端位置的下接头上部外侧均设有能将二者固定安装在一起的下固定销钉。
9.根据权利要求2或5或7或8所述的自开启式液压扶正装置，其特征在于上接头下端内侧与芯轴上端外侧通过螺纹连接固定安装在一起，芯轴下端外侧与下接头上端内侧通过螺纹连接固定安装在一起，推靠筒下部内侧与锁圈通过螺纹连接固定安装在一起。
10.根据权利要求6所述的自开启式液压扶正装置，其特征在于上接头下端内侧与芯轴上端外侧通过螺纹连接固定安装在一起，芯轴下端外侧与下接头上端内侧通过螺纹连接固定安装在一起，推靠筒下部内侧与锁圈通过螺纹连接固定安装在一起。
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