CN110857624A - 井下定位装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种井下定位装置,属于井下监测技术领域。包括:主体结构、联动杆、至少两个支臂和支臂外壳;联动杆包括杆主体,位于杆主体一端的打捞帽,以及位于杆主体另一端的卡槽结构,主体结构套接在杆主体上;主体结构与支臂外壳连接;每个支臂包括支臂主体和位于支臂主体一端的卡合结构,卡合结构设置在卡槽结构中,卡合结构与支臂主体之间设置有支撑点,每个支臂通过支撑点与支臂外壳活动连接。本发明通过井下定位装置能够在井下对监测仪器起到固定作用,与相关技术相比,无需通过钢丝或电缆固定监测仪器在井下的位置,避免了由于钢丝或电缆发生腐蚀导致断裂造成的落井事故,从而提高了对油水井的监测可靠性和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及井下监测技术领域,特别涉及一种井下定位装置。
背景技术
由于油水井所处地域的地质条件通常比较复杂,因此为了实现对油水井安全有效的开采,需要对油水井的环境参数和液体参数进行监测。其中,油水井的环境参数包括油水井所处地域的地层压力和温度,油水井的液体参数包括油水井的产液量、液体中的含水量和液体流量等。
相关技术中,通过钢丝或电缆将监测仪器下入油水井的指定深度,监测仪器在该指定深度对油水井的环境参数或液体参数进行监测;当监测仪器完成对油水井的监测后,通过钢丝或电缆将监测仪器从油水井中取出;监测人员根据监测仪器所记录的监测数据,对油水井的安全性和可开采性进行分析,以保证后期对油水井安全有效的开采。
但是相关技术中,监测仪器对油水井的环境参数或液体参数进行监测的过程中,钢丝或电缆需要与监测仪器保持连接,以固定监测仪器在井下的位置。当监测仪器长期位于油水井内进行监测时,钢丝或电缆易发生腐蚀导致断裂,从而造成落井事故,因此相关技术中对油水井的监测可靠性和安全性较低。
发明内容
本发明实施例提供了一种井下定位装置,可以解决相关技术中对油水井的监测可靠性和安全性较低的问题。所述技术方案如下:
提供了一种井下定位装置,包括:
主体结构、联动杆、至少两个支臂和支臂外壳;
所述联动杆包括杆主体,位于所述杆主体一端的打捞帽,以及位于所述杆主体另一端的卡槽结构,所述主体结构套接在所述杆主体上;
所述主体结构与所述支臂外壳连接;
每个所述支臂包括支臂主体和位于所述支臂主体一端的卡合结构,所述卡合结构设置在所述卡槽结构中,所述卡合结构与所述支臂主体之间设置有支撑点,每个所述支臂通过所述支撑点与所述支臂外壳活动连接;
当所述打捞帽受到沿远离所述支臂外壳方向的第一拉力时,所述卡槽结构对所述卡合结构施加与所述第一拉力的方向相同的第二拉力,所述卡合结构受到所述第二拉力后,所述支臂主体的另一端相对于所述支臂外壳收缩;当所述打捞帽上的所述第一拉力释放后,所述联动杆通过所述卡槽结构将自身的重力施加在所述卡合结构上,所述卡合结构受到所述重力后,所述支臂主体的另一端相对于所述支臂外壳张开,并凸出于所述支臂外壳的外部。
可选的,所述井下定位装置还包括:弹性元件;
所述弹性元件套接在所述杆主体上,且所述弹性元件设置在所述主体结构的内部。
可选的,所述井下定位装置还包括:至少两个支臂销钉;
每个所述支臂销钉的一端固定设置在所述支臂外壳上,每个所述支臂销钉的另一端设置在对应支臂上的所述支撑点所在位置,所述支臂能够围绕所述支臂销钉的轴线旋转。
可选的,所述主体结构与所述支臂外壳通过螺纹连接。
可选的,所述支臂外壳远离所述主体结构的一端设置有连接结构;
所述连接结构用于固定连接监测仪器。
可选的,所述连接结构为螺纹结构;
所述监测仪器与所述支臂外壳通过螺纹连接。
可选的,所述杆主体上设置有滑槽,所述滑槽的长度方向平行于所述杆主体的长度方向,所述井下定位装置还包括:限位销钉;
所述限位销钉的一端固定设置在所述主体结构上,所述限位销钉的另一端位于所述滑槽中,所述滑槽的长度大于所述限位销钉的直径。
可选的,每个所述支臂的尺寸均相同。
可选的,每个所述支臂主体的长度为100毫米;
或者,每个所述支臂主体的长度为65毫米;
或者,每个所述支臂主体的长度为35毫米。
可选的,所述至少两个支臂包括两个支臂或三个支臂。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果包括:
当联动杆的打捞帽受到沿远离支臂外壳方向的第一拉力,例如受到试井车钢丝对打捞帽的拉力时,联动杆上的卡槽结构对支臂上的卡合结构施加与第一拉力方向相同的第二拉力,支臂主体的另一端相对于支臂外壳收缩,即支臂处于收缩状态,此时将井下定位装置下入油水井的管柱中;当释放对打捞帽施加的第一拉力,例如试井车钢丝脱离打捞帽时,联动杆通过卡槽结构将自身的重力施加在支臂上的卡合结构上,此时支臂主体的另一端相对于支臂外壳张开,即支臂处于张开状态,张开的至少两个支臂的一端与管柱的内壁抵接,井下定位装置通过该至少两个支臂的锲型支点固定在管柱内,实现井下定位装置的定位和固定作用;当井下定位装置与监测仪器连接时,该井下定位装置能够在井下对监测仪器起到固定作用,与相关技术相比,无需通过钢丝或电缆固定监测仪器在井下的位置,避免了由于钢丝或电缆发生腐蚀导致断裂造成的落井事故,从而提高了对油水井的监测可靠性和安全性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种井下定位装置的结构示意图;
图2是图1所示的井下定位装置的另一种结构示意图;
图3是本发明实施例提供的另一种井下定位装置的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的又一种井下定位装置的结构示意图。
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,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1是本发明实施例提供的一种井下定位装置的结构示意图,如图1所示,包括:
主体结构101、联动杆102、至少两个支臂103和支臂外壳104。
联动杆102包括杆主体102a,位于杆主体102a一端的打捞帽102b,以及位于杆主体102a另一端的卡槽结构102c,主体结构101套接在杆主体102a上。
主体结构101与支臂外壳104连接。
每个支臂103包括支臂主体103a和位于支臂主体103a一端的卡合结构103b,卡合结构103b设置在卡槽结构102c中,所述卡合结构103b与所述支臂主体103a之间设置有支撑点M,每个支臂103通过支撑点M与支臂外壳104活动连接。
如图1所示,当打捞帽102b受到沿远离支臂外壳103方向的第一拉力F1时,卡槽结构102c对卡合结构103b施加与第一拉力F1的方向相同的第二拉力F2,卡合结构103b受到第二拉力F2后,支臂主体103a的另一端相对于支臂外壳104收缩;如图2所示,当打捞帽102b上的第一拉力释放后,联动杆102通过卡槽结构102c将自身的重力G施加在卡合结构103b上,卡合结构103b在受到该重力后,支臂主体103a的另一端相对于支臂外壳104张开,并凸出于支臂外壳104的外部。
需要说明的是,支臂外壳上设置有开槽,支臂位于支臂外壳的开槽中。卡合结构在受到重力后,卡合结构远离支臂主体的一端往下移动,以支撑点为杠杆的支点,基于杠杆原理,支臂主体的另一端向上移动,也即是支臂主体的另一端相对于支臂外壳张开,支臂主体的另一端从开槽中移动至支臂外壳的外部。
示例的,当本发明实施例提供的井下定位装置应用于管柱中时,张开的至少两个支臂的一端与管柱的内壁抵接,井下定位装置通过该至少两个支臂的锲型支点固定在管柱内,实现井下定位装置的定位和固定作用。
可选的,参见图1或图2,支臂103可以为弯折结构,支臂主体103a为条形结构,卡合结构103b为条形结构,支臂主体103a的一端与卡合结构103b的一端连接,支臂主体103a的另一端为锥形结构。当支臂主体的另一端与管柱的内壁抵接时,锥形结构对内壁的抓附效果较好,可以提高井下定位装置在管柱内的固定可靠性。可选的,支臂也可以为条形结构,支臂的一端斜置在联动杆的卡槽结构中,位于卡槽结构中的支臂部分作为支臂的卡合结构,其他部分作为支臂的支臂主体,本发明实施例对支臂的具体结构不做限定。
可选的,本发明实施例提供的井下定位装置可以用于油水井的管柱(也可称为油管或套筒)中,还可以用于其他管柱中,例如水井的管柱等,对井下定位装置的应用场景不做限定。
可选的,联动杆为一体结构;或者,联动杆由打捞帽、杆主体和卡槽结构固定组装得到。
可选的,图3是本发明实施例提供的另一种井下定位装置的结构示意图,如图3所示,支臂外壳104远离主体结构101的一端设置有连接结构105,该连接结构105用于固定连接监测仪器106。
可选的,连接结构为螺纹结构,监测仪器与支臂外壳通过螺纹连接,以实现监测仪器与井下定位装置的固定连接。示例的,参见图3,支臂外壳的下端设置有开槽,开槽内设置有内螺纹,可以在监测仪器的顶部设置凸起结构,并在凸起结构的外部设置外螺纹,通过监测仪器的凸起结构上的外螺纹与支臂外壳的开槽中的内螺纹,实现监测仪器与支臂外壳的螺纹连接。可选的,可以根据监测仪器的连接部位(例如凸起结构)的规格尺寸设计支臂外壳上连接结构的尺寸,本发明实施例对支臂外壳上连接结构的尺寸不做限定。
实际应用中,监测仪器也可与联动杆连接,例如在联动杆的卡槽结构的下端设置连接结构,监测仪器与联动杆上的连接结构固定连接,本发明实施例对此不做限定。
示例的,监测仪器包括温度压力监测仪器、流量监测仪器、流体性质监测仪器和采样监测仪器中的至少一种。其中,温度压力监测仪器用于对油水井的环境参数进行监测;流量监测仪器、流体性质监测仪器和采样监测仪器用于对油水井的液体参数进行监测。
可选的,至少两个支臂包括两个支臂或三个支臂,本发明实施例对此不做限定。示例的,当监测仪器重量较轻时,井下定位装置中可选用两个支臂;当监测仪器重量较重时,井下定位装置中可选用三个支臂,支臂的数量与监测仪器的重量正相关。根据监测仪器的重量确定井下定位装置中的支臂的个数,可以保证支臂能够有效固定在管柱的内壁上,从而提高了井下定位装置在管柱中固定和定位的安全可靠性。
可选的,主体结构与支臂外壳通过螺纹连接。通过螺纹连接的方式固定连接主体结构和支臂外壳,便于井下定位装置的组装和拆卸。可选的,主体结构与支臂外壳还可以通过焊接的方式连接,本发明实施例对此不做限定。
示例的,在主体结构的下端设置外螺纹,在支臂外壳的上端设置开槽,并在开槽内设置内螺纹,将支臂外壳的上端套接在主体结构的下端上,并通过螺纹连接的方式固定连接主体结构和支臂外壳。
综上所述,本发明实施例提供的井下定位装置,当联动杆的打捞帽受到沿远离支臂外壳方向的第一拉力,例如受到试井车钢丝对打捞帽的拉力时,联动杆上的卡槽结构对支臂上的卡合结构施加与第一拉力方向相同的第二拉力,支臂主体的另一端相对于支臂外壳收缩,即支臂处于收缩状态,此时将井下定位装置下入油水井的管柱中;当释放对打捞帽施加的第一拉力,例如试井车钢丝脱离打捞帽时,联动杆通过卡槽结构将自身的重力施加在支臂上的卡合结构上,此时支臂主体的另一端相对于支臂外壳张开,即支臂处于张开状态,张开的至少两个支臂的一端与管柱的内壁抵接,井下定位装置通过该至少两个支臂的锲型支点固定在管柱内,实现井下定位装置的定位和固定作用;当井下定位装置与监测仪器连接时,该井下定位装置能够在井下对监测仪器起到固定作用,与相关技术相比,无需通过钢丝或电缆固定监测仪器在井下的位置,避免了由于钢丝或电缆发生腐蚀导致断裂造成的落井事故,从而提高了对油水井的监测可靠性和安全性。
图4是本发明实施例提供的又一种井下定位装置的结构示意图,如图4所示,井下定位装置还包括:弹性元件107;弹性元件107套接在杆主体102a上,且弹性元件107设置在主体结构101的内部。
可选的,弹性元件可以为压缩弹簧或拉伸弹簧,本发明以下实施例以弹性元件为压缩弹簧为例进行说明。
需要说明的是,当联动杆的打捞帽受到沿远离支臂外壳方向的拉力,此时压缩弹簧处于压缩状态,支臂主体的另一端相对于支臂外壳收缩,即支臂处于收缩状态;当释放对打捞帽施加的力,此时压缩弹簧释放弹力,联动杆在自身的重力以及压缩弹簧的弹力作用下迅速下移,通过卡槽结构对支臂的卡合结构施力,使支臂主体的另一端相对于支臂外壳张开,即支臂处于张开状态,以实现井下定位装置的快速定位。
可选的,如图4所示,井下定位装置还包括:至少两个支臂销钉108;
可选的,每个支臂销钉108的一端固定设置在支臂外壳104上,每个支臂销钉108的另一端设置在对应支臂上的支撑点所在位置,支臂103能够围绕支臂销钉108的轴线旋转。
需要说明的是,通过在支臂外壳上设置支臂销钉,支臂销钉对支臂起到了限位作用,可以防止支臂滑脱;将支臂销钉设置在支臂主体和卡合结构的连接处,基于杠杆原理,通过改变卡合结构的位置能够控制支臂的张开和收缩。
可选的,如图4所示,井下定位装置还包括:杆主体上设置有滑槽109,滑槽109的长度方向平行于杆主体102a的长度方向,限位销钉110,限位销钉110的一端固定设置在主体结构101上,限位销钉110的另一端位于滑槽109中,滑槽109的长度大于限位销钉110的直径。
可选的,滑槽可以为通槽或盲槽。
需要说明的是,滑槽和限位销钉起到了限制联动杆的运动位移的作用,限位销钉的一端设置在联动杆的杆主体上的滑槽中,则联动杆的可运动距离等于滑槽在杆主体的延伸方向上的长度。当联动杆的打捞帽受到沿远离支臂外壳方向的力,联动杆在力的作用下沿受力方向运动,通过限位销钉和杆主体上的滑槽对联动杆的限位,避免了在力过大的情况下发生联动杆脱离主体结构的现象。
示例的,本发明实施例提供以图4所示的井下定位装置为例,对井下定位装置在油水井的参数监测过程的应用过程进行说明,包括:
将监测仪器与支臂外壳的连接结构连接;将试井车钢丝与联动杆的打捞帽连接,此时弹性元件处于压缩状态,且支臂处于收缩状态;通过试井车钢丝将连接后的井下定位装置和监测仪器一起下入油水井的管柱内;当到达管柱的指定位置时,使试井车钢丝脱离联动杆的打捞帽;联动杆受到自身的重力以及弹性元件的弹力作用迅速下移,通过卡槽结构对支臂的卡合结构施力,使支臂主体的另一端相对于支臂外壳张开,使支臂处于张开状态,张开的至少两个支臂的一端与管柱的内壁抵接,井下定位装置通过该至少两个支臂的锲型支点固定在管柱内,实现井下定位装置对监测仪器的定位和固定作用,进一步的,监测仪器在固定的位置进行相关参数的监测。当监测仪器完成参数监测后,向油水井的管柱内下入试井车钢丝,使得试井车钢丝与联动杆的打捞帽连接,打捞帽受到试井车钢丝的拉力,通过联动杆的卡槽结构对支臂上的卡合结构施加沿远离支臂外壳方向的力,带动支臂收缩,使得支臂呈收缩或半收缩状态,再通过试井车钢丝将井下定位装置和监测仪器一同从油水井的管柱中取出。
可选的,井下定位装置中的每个支臂的尺寸均相同。每个支臂主体的长度为100毫米;或者,每个支臂主体的长度为65毫米;或者,每个支臂主体的长度为35毫米。
在本发明实施例中,井下定位装置中的支臂可根据油水井的管柱的尺寸进行更换,使得支臂的长度与管柱的尺寸匹配,以保证井下定位装置在管柱中能够有效定位和固定。示例的,当井下定位装置用于直径约为124厘米的管柱时,可以采用支臂主体的长度为100毫米的支臂;当井下定位装置用于直径约为62厘米的管柱时,可以采用支臂主体的长度为65毫米的支臂;当井下定位装置用于直径约为50厘米的管柱时,可以采用支臂主体的长度为35毫米的支臂。
综上所述,本发明实施例提供的井下定位装置,当联动杆的打捞帽受到沿远离支臂外壳方向的第一拉力,例如受到试井车钢丝对打捞帽的拉力时,联动杆上的卡槽结构对支臂上的卡合结构施加与第一拉力方向相同的第二拉力,支臂主体的另一端相对于支臂外壳收缩,即支臂处于收缩状态,此时将井下定位装置下入油水井的管柱中;当释放对打捞帽施加的第一拉力,例如试井车钢丝脱离打捞帽时,联动杆通过卡槽结构将自身的重力施加在支臂上的卡合结构上,此时支臂主体的另一端相对于支臂外壳张开,即支臂处于张开状态,张开的至少两个支臂的一端与管柱的内壁抵接,井下定位装置通过该至少两个支臂的锲型支点固定在管柱内,实现井下定位装置的定位和固定作用;当井下定位装置与监测仪器连接时,该井下定位装置能够在井下对监测仪器起到固定作用,与相关技术相比,无需通过钢丝或电缆固定监测仪器在井下的位置,避免了由于钢丝或电缆发生腐蚀导致断裂造成的落井事故,从而提高了对油水井的监测可靠性和安全性。
以上所述仅为本发明的可选实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种井下定位装置,其特征在于,包括:
主体结构、联动杆、至少两个支臂和支臂外壳;
所述联动杆包括杆主体,位于所述杆主体一端的打捞帽,以及位于所述杆主体另一端的卡槽结构,所述主体结构套接在所述杆主体上;
所述主体结构与所述支臂外壳连接;
每个所述支臂包括支臂主体和位于所述支臂主体一端的卡合结构,所述卡合结构设置在所述卡槽结构中,所述卡合结构与所述支臂主体之间设置有支撑点,每个所述支臂通过所述支撑点与所述支臂外壳活动连接;
当所述打捞帽受到沿远离所述支臂外壳方向的第一拉力时,所述卡槽结构对所述卡合结构施加与所述第一拉力的方向相同的第二拉力,所述卡合结构受到所述第二拉力后,所述支臂主体的另一端相对于所述支臂外壳收缩;当所述打捞帽上的所述第一拉力释放后,所述联动杆通过所述卡槽结构将自身的重力施加在所述卡合结构上,所述卡合结构受到所述重力后,所述支臂主体的另一端相对于所述支臂外壳张开,并凸出于所述支臂外壳的外部。
2.根据权利要求1所述的井下定位装置,其特征在于,所述井下定位装置还包括:弹性元件;
所述弹性元件套接在所述杆主体上,且所述弹性元件设置在所述主体结构的内部。
3.根据权利要求1所述的井下定位装置,其特征在于,所述井下定位装置还包括:至少两个支臂销钉;
每个所述支臂销钉的一端固定设置在所述支臂外壳上,每个所述支臂销钉的另一端设置在对应支臂上的所述支撑点所在位置,所述支臂能够围绕所述支臂销钉的轴线旋转。
4.根据权利要求1所述的井下定位装置,其特征在于,
所述主体结构与所述支臂外壳通过螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的井下定位装置,其特征在于,所述支臂外壳远离所述主体结构的一端设置有连接结构;
所述连接结构用于固定连接监测仪器。
6.根据权利要求5所述的井下定位装置,其特征在于,所述连接结构为螺纹结构;
所述监测仪器与所述支臂外壳通过螺纹连接。
7.根据权利要求1所述的井下定位装置,其特征在于,所述杆主体上设置有滑槽,所述滑槽的长度方向平行于所述杆主体的长度方向,所述井下定位装置还包括:限位销钉;
所述限位销钉的一端固定设置在所述主体结构上,所述限位销钉的另一端位于所述滑槽中,所述滑槽的长度大于所述限位销钉的直径。
8.根据权利要求1至7任一所述的井下定位装置,其特征在于,
每个所述支臂的尺寸均相同。
9.根据权利要求8所述的井下定位装置,其特征在于,
每个所述支臂主体的长度为100毫米;
或者,每个所述支臂主体的长度为65毫米;
或者,每个所述支臂主体的长度为35毫米。
10.根据权利要求1至7任一所述的井下定位装置,其特征在于,
所述至少两个支臂包括两个支臂或三个支臂。
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2018
- 2018-08-15 CN CN201810928737.8A patent/CN110857624A/zh active Pending
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