CN111911101A - 钢丝投放扶正悬挂工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及悬挂器技术领域，是一种钢丝投放扶正悬挂工具，其包括上接头、芯轴、外筒、卡瓦组件、扶正弹簧片和导向杆，芯轴上端外侧固定安装有上端位于其上方的上接头，上接头下部呈上大下小的圆台形；芯轴中部外侧套装有上端位于上接头下部外侧的外筒，外筒上部外侧沿圆周间隔分布有至少两个内外贯通的安装口，安装口内设有上部内侧受向外的挤压力时能够径向向外扩张的卡瓦组件。本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过上提下放芯轴，使导向柱凹槽式旋转导向轨道内移动，实现卡瓦组件咬合管柱内壁，完成多位置多次的准确悬挂；通过设置短凹槽，实现悬挂位置的变化；通过设置长凹槽，完成设定位置的悬挂，具有准确、稳定和投放率高的特点。

Description

钢丝投放扶正悬挂工具

技术领域

本发明涉及悬挂器技术领域，是一种钢丝投放扶正悬挂工具。

背景技术

在石油开采过程中经常需要用专门的测试仪器对井下的压力、温度、流量等参数进行测量。在进行油气井参数测量时，一般采用测井车或撬装设备通过钢丝把测井仪器吊在井下油管内，有的测量需要时间较长，比如压力恢复测试，可能需要10天左右，才能测量完成。在此期间，测井车或撬装设备、井口防喷设备等一直占用，造成设备利用率低下，使测试成本大大增加。针对此情况，可以在下入完井管柱时，设计好缩径或坐落短节，在测量井下参数时，把仪器投放到缩径或坐落短节上，等测量完成后，再打捞。

现有卡瓦式悬挂器一般都是卡瓦和其芯轴套装，在下入到需要投放的位置时，先静止，再突然下放或上提，利用卡瓦和芯轴的速度差，使芯轴撑开卡瓦，悬挂到油管内。因此，此种悬挂器存在的问题如下：（1）无法准确定位；（2）对测井车或撬装设备的钢丝运动速度要求高，需要瞬时启动；（3）在工具下入比较深时，悬挂器投放率特别低，甚至无法在深井中投放。

另外，现有悬挂器的扶正装置无法满足不同内径的管柱。

发明内容

本发明提供了一种钢丝投放扶正悬挂工具，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有悬挂器定位不准确、投放复杂和投放率低的问题，以及现有悬挂器的扶正装置无法满足不同内径的管柱的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种钢丝投放扶正悬挂工具包括上接头、芯轴、外筒、卡瓦组件、扶正弹簧片和导向杆，芯轴上端外侧固定安装有上端位于其上方的上接头，上接头下部呈上大下小的圆台形；芯轴中部外侧套装有上端位于上接头下部外侧的外筒，外筒上部外侧沿圆周间隔分布有至少两个内外贯通的安装口，安装口内设有上部内侧受向外的挤压力时能够径向向外扩张的卡瓦组件；外筒中部外侧沿圆周间隔分布有至少三个扶正弹簧片，每个扶正弹簧片均呈中部向外凸起的圆弧状，扶正弹簧片的上端与外筒固定安装在一起，扶正弹簧片的下端与外筒浮动连接在一起；对应外筒中部位置的芯轴中部外侧设有凹槽式旋转导向轨道，对应凹槽式旋转导向轨道上方位置的芯轴外侧分布有上齿圈，对应凹槽式旋转导向轨道下方位置的芯轴外侧分布有下齿圈，上齿圈和下齿圈之间形成凹槽式旋转导向轨道；上齿圈包括长凹槽和短凹槽，长凹槽与短凹槽沿圆周交替间隔均布，短凹槽顶端低于长凹槽顶端，长凹槽的左右两侧面均为竖直面，短凹槽的左右两侧面均为竖直面，每两个相邻的长凹槽与短凹槽间均设有齿尖向下的上棘齿，位于前侧的上棘齿包括呈竖直状的第一立面和呈左低右高的第一坡面，第一立面的底端与第一坡面的底端连接在一起并形成上棘齿的齿尖，第一立面顶端与对应位置长凹槽的右侧面底端或短凹槽的右侧面底端连接在一起，第一坡面顶端与对应位置长凹槽的左侧面底端或短凹槽的左侧面底端连接在一起；下齿圈包括沿圆周连续均布且齿尖向上的下棘齿，位于前侧的下棘齿包括呈竖直状的第二立面和呈左高右低的第二坡面,第二立面的上端和与其相邻的第二坡面的上端连接在一起并形成下棘齿的齿尖，每两相邻的下棘齿之间均设有下凹槽，下凹槽的左右两侧面均为竖直面，下凹槽的左侧面顶端与对应的第二坡面的底端连接在一起，上凹槽的右侧面顶端与对应的第二立面的底端连接在一起；下棘齿与上棘齿呈错位分布，每个上棘齿的齿尖均位于对应位置的第二坡面底端，每个下棘齿的齿尖均位于对应位置的第一坡面顶端；对应至少一个短凹槽位置的外筒外侧固定安装有内端位于对应位置短凹槽内的导向杆。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述卡瓦组件可包括卡瓦块、挡块、卡瓦压簧和紧固螺钉，外筒上端内侧设有内环槽，对应内环槽位置的外筒上部外侧沿圆周间隔均布有三个内外贯通的安装口，安装口内设有内端位于内环槽内的卡瓦块，卡瓦块内端两侧设有挡块，卡瓦块上部内侧设有与上接头下部相匹配的锥面，卡瓦块下部内侧设有上窄下宽的斜槽，卡瓦块下部外侧中央设有能与斜槽连通的安装孔，对应每个安装口下侧中部位置的外筒上部外侧均设有安装长槽，安装长槽内设有能使上部径向向外扩的卡瓦块复位的卡瓦压簧，卡瓦压簧上端穿过斜槽后位于安装孔内，卡瓦压簧下端通过紧固螺钉固定安装在安装长槽内。

上述还可包括上挡圈、下挡圈和固定螺钉，扶正弹簧片包括由上至下一次固定安装在一起的上钩部、圆弧部和下钩部，对应扶正弹簧片上端位置的外筒外侧设有上外环槽，上钩部位于上外环槽内，上钩部外侧设有套装在外筒外侧的上挡圈，对应每个上钩部中部位置的上挡圈外侧均设有能将上挡圈、上钩部和外筒固定安装在一起的固定螺钉；对应扶正弹簧片下端位置的外筒外侧设有下外环槽，下钩部位于下外环槽内，下钩部下部外侧设有固定安装在外筒下端外侧的下挡圈，对应下外环槽位置的下挡圈上端内侧设有下内环槽。

上述外筒中部外侧可沿圆周间隔均布有六个扶正弹簧片。

上述长凹槽顶端和短凹槽顶端均可设有开口向下的第一圆弧段，下凹槽底端设有开口向上的第二圆弧段。

上述还可包括防松螺钉，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，上接头下部外侧设有能将芯轴与上接头固定的防松螺钉。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过上提下放芯轴，使导向柱凹槽式旋转导向轨道内移动，实现卡瓦组件咬合管柱内壁，完成多位置多次悬挂；通过设置短凹槽，实现悬挂位置的变化；通过设置长凹槽，完成设定位置的准确悬挂；通过设置下凹槽，解除悬挂；通过设置扶正弹簧片，对本发明在管柱内下放时进行扶正，具有准确、稳定和投放率高的特点。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例的主视半剖视结构示意图。

附图2为附图1中凹槽式旋转导向轨道主视展开放大结构示意图。

附图中的编码分别为：1为上接头，2为芯轴，3为外筒，4为导向杆，5为安装口，6为上棘齿，7为长凹槽，8为短凹槽，9为第一立面，10为第一坡面，11为下棘齿，12为下凹槽，13为第二立面，14为第二坡面，15为卡瓦块，16为挡块，17为卡瓦压簧，18为紧固螺钉，19为内环槽，20为斜槽，21为安装孔，22为安装长槽，23为上挡圈，24为下挡圈，25为固定螺钉，26为上外环槽，27为下外环槽，28为扶正弹簧片，29为防松螺钉，30为下内环槽。

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，该钢丝投放扶正悬挂工具包括上接头1、芯轴2、外筒3、卡瓦组件、扶正弹簧片28和导向杆4，芯轴2上端外侧固定安装有上端位于其上方的上接头1，上接头1下部呈上大下小的圆台形；芯轴2中部外侧套装有上端位于上接头1下部外侧的外筒3，外筒3上部外侧沿圆周间隔分布有至少两个内外贯通的安装口5，安装口5内设有上部内侧受向外的挤压力时能够径向向外扩张的卡瓦组件；外筒3中部外侧沿圆周间隔分布有至少三个扶正弹簧片28，每个扶正弹簧片28均呈中部向外凸起的圆弧状，扶正弹簧片28的上端与外筒3固定安装在一起，扶正弹簧片28的下端与外筒3浮动连接在一起；对应外筒3中部位置的芯轴2中部外侧设有凹槽式旋转导向轨道，对应凹槽式旋转导向轨道上方位置的芯轴2外侧分布有上齿圈，对应凹槽式旋转导向轨道下方位置的芯轴2外侧分布有下齿圈，上齿圈和下齿圈之间形成凹槽式旋转导向轨道；上齿圈包括长凹槽7和短凹槽8，长凹槽7与短凹槽8沿圆周交替间隔均布，短凹槽8顶端低于长凹槽7顶端，长凹槽7的左右两侧面均为竖直面，短凹槽8的左右两侧面均为竖直面，每两个相邻的长凹槽7与短凹槽8间均设有齿尖向下的上棘齿6，位于前侧的上棘齿6包括呈竖直状的第一立面9和呈左低右高的第一坡面10，第一立面9的底端与第一坡面10的底端连接在一起并形成上棘齿6的齿尖，第一立面9顶端与对应位置长凹槽7的右侧面底端或短凹槽8的右侧面底端连接在一起，第一坡面10顶端与对应位置长凹槽7的左侧面底端或短凹槽8的左侧面底端连接在一起；下齿圈包括沿圆周连续均布且齿尖向上的下棘齿11，位于前侧的下棘齿11包括呈竖直状的第二立面13和呈左高右低的第二坡面14,第二立面13的上端和与其相邻的第二坡面14的上端连接在一起并形成下棘齿11的齿尖，每两相邻的下棘齿11之间均设有下凹槽12，下凹槽12的左右两侧面均为竖直面，下凹槽12的左侧面顶端与对应的第二坡面14的底端连接在一起，上凹槽的右侧面顶端与对应的第二立面13的底端连接在一起；下棘齿11与上棘齿6呈错位分布，每个上棘齿6的齿尖均位于对应位置的第二坡面14底端，每个下棘齿11的齿尖均位于对应位置的第一坡面10顶端；对应至少一个短凹槽8位置的外筒3外侧固定安装有内端位于对应位置短凹槽8内的导向杆4。在使用过程，通过上提下放芯轴2，使导向柱凹槽式旋转导向轨道内移动，实现卡瓦组件咬合管柱内壁，完成多位置多次的准确悬挂；通过设置短凹槽8，实现悬挂位置的变化；通过设置长凹槽7，完成设定位置的悬挂；通过设置下凹槽12，解除悬挂；通过设置扶正弹簧片28，对本发明在管柱内下放时进行扶正；通过使扶正弹簧片28下端与外筒3浮动连接在一起，从而改变扶正弹簧片28中部与外筒3之间的距离，使本发明适用于不同内径的油管。

本发明具体实施过程为：

（1）通过钢丝绳与上接头1连接，并通过上接头11接入工具串，并将工具串下入管柱内，工具串从井口由上往下依次为钢丝绳上端、加重杆、震击器、丢手工具、测试仪器和钢丝投放扶正悬挂工具；

（2）工具串下入井内，扶正弹簧片28紧贴管柱内壁，工具串在重力作用下下滑至设计投放位置；

（3）通过钢丝绳上提工具串，由于扶正弹簧片28紧贴管柱内壁，使外筒3保持不动，从而芯轴2相对于外筒3上行，即导向杆4内端从短凹槽8顶端依次经过第一坡面10和第二坡面14进入下凹槽12底端；

（4）通过钢丝绳下放工具串，由于扶正弹簧片28紧贴管柱内壁，使外筒3保持不动，从而芯轴2相对于外筒3下行，即导向杆4内端从下凹槽12底端依次经过第二坡面14和第一坡面10进入长凹槽7顶端，此时上接头1下部位于外筒3内，使卡瓦组件上部内侧受下接头下部外侧向外的挤压力径向向外扩张咬合管柱内壁，完成悬挂；

（5）需要更换悬挂位置时，通过钢丝绳上提工具串，由于扶正弹簧片28紧贴管柱内壁，使外筒3保持不动，从而芯轴2相对于外筒3上行，即导向杆4内端从长凹槽7顶端依次经过第一坡面10和第二坡面14进入下凹槽12底端，此时上行后的上接头1，其下部不在提供卡瓦组件咬合管柱内壁的支撑力，从而解除悬挂，而后通过钢丝绳下放工具串，由于扶正弹簧片28紧贴管柱内壁，使外筒3保持不动，从而芯轴2相对于外筒3下行，即导向杆4内端从下凹槽12底端依次经过第二坡面14和第一坡面10进入短凹槽8顶端，重复步骤（3）至步骤（4）实现悬挂位置的更换；

（6）由此完成工具串的投放。

可根据实际需要，对上述钢丝投放扶正悬挂工具作进一步优化或/和改进：

如附图1、2所示，卡瓦组件包括卡瓦块15、挡块16、卡瓦压簧17和紧固螺钉18，外筒3上端内侧设有内环槽19，对应内环槽19位置的外筒3上部外侧沿圆周间隔均布有三个内外贯通的安装口5，安装口5内设有内端位于内环槽19内的卡瓦块15，卡瓦块15内端两侧设有挡块16，卡瓦块15上部内侧设有与上接头1下部相匹配的锥面，卡瓦块15下部内侧设有上窄下宽的斜槽20，卡瓦块15下部外侧中央设有能与斜槽20连通的安装孔21，对应每个安装口5下侧中部位置的外筒3上部外侧均设有安装长槽22，安装长槽22内设有能使上部径向向外扩的卡瓦块15复位的卡瓦压簧17，卡瓦压簧17上端穿过斜槽20后位于安装孔21内，卡瓦压簧17下端通过紧固螺钉18固定安装在安装长槽22内。在使用过程中，通过设置挡块16防止卡瓦块15从安装口5掉出；通过在卡瓦块15上部内侧设置锥面，便于上接头1下行将卡瓦块15撑开；通过设置安装长槽22、斜槽20和安装孔21，便于安装卡瓦压簧17；通过设置卡瓦压簧17，能使上部因上接头1下行而径向向外扩的卡瓦块15，在上接头1上行后复位.根据需求，卡瓦压簧17为现有公知的材料制成，如65Mn等。

如附图1、2所示，还包括上挡圈23、下挡圈24和固定螺钉25，扶正弹簧片28包括由上至下一次固定安装在一起的上钩部、圆弧部和下钩部，对应扶正弹簧片28上端位置的外筒3外侧设有上外环槽26，上钩部位于上外环槽26内，上钩部外侧设有套装在外筒3外侧的上挡圈23，对应每个上钩部中部位置的上挡圈23外侧均设有能将上挡圈23、上钩部和外筒3固定安装在一起的固定螺钉25；对应扶正弹簧片28下端位置的外筒3外侧设有下外环槽27，下钩部位于下外环槽27内，下钩部下部外侧设有固定安装在外筒3下端外侧的下挡圈24，对应下外环槽27位置的下挡圈24上端内侧设有下内环槽30。在使用过程中，通过将下钩部下端装入下挡圈24与外筒3之间的下内环槽30和下外环槽27内，使得扶正弹簧片28下端能够在下外环槽27内上下浮动，从而改变圆弧部与外筒3之间的距离，使本发明适用于不同内径的油管。

如附图1、2所示，外筒3中部外侧沿圆周间隔均布有六个扶正弹簧片28。在使用过程中，通过这样的设置，增强扶正弹簧片28扶正时的稳定性。根据需求，扶正弹簧片28为现有公知的材料制成，如65Mn等。

如附图1、2所示，长凹槽7顶端和短凹槽8顶端均设有开口向下的第一圆弧段，下凹槽12底端设有开口向上的第二圆弧段。在使用过程中，通过这样的设置，使导向杆4在长凹槽7、短凹槽8和下凹槽12内移动时更加顺畅。

如附图1、2所示，还包括防松螺钉29，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，上接头1下部外侧设有能将芯轴2与上接头1固定的防松螺钉29。在使用过程中，通过螺纹连接的固定方式，便于拆卸和安装；通过设置防松螺钉29，防止本发明使用时上接头1与芯轴2松动。

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)

1.一种钢丝投放扶正悬挂工具，其特征在于包括上接头、芯轴、外筒、卡瓦组件、扶正弹簧片和导向杆，芯轴上端外侧固定安装有上端位于其上方的上接头，上接头下部呈上大下小的圆台形；芯轴中部外侧套装有上端位于上接头下部外侧的外筒，外筒上部外侧沿圆周间隔分布有至少两个内外贯通的安装口，安装口内设有上部内侧受向外的挤压力时能够径向向外扩张的卡瓦组件；外筒中部外侧沿圆周间隔分布有至少三个扶正弹簧片，每个扶正弹簧片均呈中部向外凸起的圆弧状，扶正弹簧片的上端与外筒固定安装在一起，扶正弹簧片的下端与外筒浮动连接在一起；对应外筒中部位置的芯轴中部外侧设有凹槽式旋转导向轨道，对应凹槽式旋转导向轨道上方位置的芯轴外侧分布有上齿圈，对应凹槽式旋转导向轨道下方位置的芯轴外侧分布有下齿圈，上齿圈和下齿圈之间形成凹槽式旋转导向轨道；上齿圈包括长凹槽和短凹槽，长凹槽与短凹槽沿圆周交替间隔均布，短凹槽顶端低于长凹槽顶端，长凹槽的左右两侧面均为竖直面，短凹槽的左右两侧面均为竖直面，每两个相邻的长凹槽与短凹槽间均设有齿尖向下的上棘齿，位于前侧的上棘齿包括呈竖直状的第一立面和呈左低右高的第一坡面，第一立面的底端与第一坡面的底端连接在一起并形成上棘齿的齿尖，第一立面顶端与对应位置长凹槽的右侧面底端或短凹槽的右侧面底端连接在一起，第一坡面顶端与对应位置长凹槽的左侧面底端或短凹槽的左侧面底端连接在一起；下齿圈包括沿圆周连续均布且齿尖向上的下棘齿，位于前侧的下棘齿包括呈竖直状的第二立面和呈左高右低的第二坡面,第二立面的上端和与其相邻的第二坡面的上端连接在一起并形成下棘齿的齿尖，每两相邻的下棘齿之间均设有下凹槽，下凹槽的左右两侧面均为竖直面，下凹槽的左侧面顶端与对应的第二坡面的底端连接在一起，上凹槽的右侧面顶端与对应的第二立面的底端连接在一起；下棘齿与上棘齿呈错位分布，每个上棘齿的齿尖均位于对应位置的第二坡面底端，每个下棘齿的齿尖均位于对应位置的第一坡面顶端；对应至少一个短凹槽位置的外筒外侧固定安装有内端位于对应位置短凹槽内的导向杆。

2.根据权利要求1所述的钢丝投放扶正悬挂工具，其特征在于卡瓦组件包括卡瓦块、挡块、卡瓦压簧和紧固螺钉，外筒上端内侧设有内环槽，对应内环槽位置的外筒上部外侧沿圆周间隔均布有三个内外贯通的安装口，安装口内设有内端位于内环槽内的卡瓦块，卡瓦块内端两侧设有挡块，卡瓦块上部内侧设有与上接头下部相匹配的锥面，卡瓦块下部内侧设有上窄下宽的斜槽，卡瓦块下部外侧中央设有能与斜槽连通的安装孔，对应每个安装口下侧中部位置的外筒上部外侧均设有安装长槽，安装长槽内设有能使上部径向向外扩的卡瓦块复位的卡瓦压簧，卡瓦压簧上端穿过斜槽后位于安装孔内，卡瓦压簧下端通过紧固螺钉固定安装在安装长槽内。

3.根据权利要1或2所述的钢丝投放扶正悬挂工具，其特征在于还包括上挡圈、下挡圈和固定螺钉，扶正弹簧片包括由上至下一次固定安装在一起的上钩部、圆弧部和下钩部，对应扶正弹簧片上端位置的外筒外侧设有上外环槽，上钩部位于上外环槽内，上钩部外侧设有套装在外筒外侧的上挡圈，对应每个上钩部中部位置的上挡圈外侧均设有能将上挡圈、上钩部和外筒固定安装在一起的固定螺钉；对应扶正弹簧片下端位置的外筒外侧设有下外环槽，下钩部位于下外环槽内，下钩部下部外侧设有固定安装在外筒下端外侧的下挡圈，对应下外环槽位置的下挡圈上端内侧设有下内环槽。

4.根据权利要求1或2所述的钢丝投放扶正悬挂工具，其特征在于外筒中部外侧沿圆周间隔均布有六个扶正弹簧片。

5.根据权利要求3所述的钢丝投放扶正悬挂工具，其特征在于外筒中部外侧沿圆周间隔均布有六个扶正弹簧片。

6.根据权利要求1或2或5所述的钢丝投放扶正悬挂工具，其特征在于长凹槽顶端和短凹槽顶端均设有开口向下的第一圆弧段，下凹槽底端设有开口向上的第二圆弧段。

7.根据权利要求3所述的钢丝投放扶正悬挂工具，其特征在于长凹槽顶端和短凹槽顶端均设有开口向下的第一圆弧段，下凹槽底端设有开口向上的第二圆弧段。

8.根据权利要求4所述的钢丝投放扶正悬挂工具，其特征在于长凹槽顶端和短凹槽顶端均设有开口向下的第一圆弧段，下凹槽底端设有开口向上的第二圆弧段。

9.根据权利要求1或2或5或7或8所述的钢丝投放扶正悬挂工具，其特征在于还包括防松螺钉，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，上接头下部外侧设有能将芯轴与上接头固定的防松螺钉。

10.根据权利要求6所述的钢丝投放扶正悬挂工具，其特征在于还包括防松螺钉，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，上接头下部外侧设有能将芯轴与上接头固定的防松螺钉。

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