CN112238415B - 一种用于细长管线的安装工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于细长管线的安装工具，包括连接短节、导向头和锁紧装置。其中，连接短节为管状结构，导向头能够与连接短节的内壁形成配合并沿连接短节的内壁移动，连接短节上的确定位置设有能够与细长管线的接头形成配合的安装部位。导向头内设有过流孔和用于容纳细长管线的布线通道，布线通道的出口能够对应安装部位并且能够容纳细长管线的接头。锁紧装置位于连接短节与导向头之间，在导向头沿连接短节的内壁移动到布线通道的出口位置对应安装部位时，锁紧装置能够将导向头固定在连接短节上。本发明提供的安装工具，能够实现细长管线在套管内的定点定向安装。

Description

一种用于细长管线的安装工具

技术领域

本发明属于油田井下工具技术领域，具体涉及一种用于细长管线的安装工具。

背景技术

在石油井下作业的一些情况下，需要将一根完整的细长管线安装在套管内，如金属、橡胶和复合材料的液压管线、气管线和电缆等，并将细长管线的一端连接到套管柱内特定的位置，如预置的电缆接头、液压管接头、气管线接头、孔位等。如果细长管线长度较长时，受限于运输长度条件和现场修井机、钻机提升高度的限制，常规的安装方式无法实现细长管线在套管内的定点定向安装。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够实现细长管线在套管内的定点定向安装的用于细长管线的安装工具。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于细长管线的安装工具，包括连接短节、导向头和锁紧装置。其中，连接短节为管状结构，导向头能够与连接短节的内壁形成配合并沿连接短节的内壁移动，连接短节上的确定位置设有能够与细长管线的接头形成配合的安装部位。导向头内设有过流孔和用于容纳细长管线的布线通道，布线通道的出口能够对应安装部位并且能够容纳细长管线的接头。锁紧装置位于连接短节与导向头之间，在导向头沿连接短节的内壁移动到布线通道的出口位置对应安装部位时，锁紧装置能够将导向头固定在连接短节上。

根据本发明的用于细长管线的安装工具，在连接短节内部预先安装锁紧装置，与油管或套管连接垂直入井。按照正常方式再下入数根油管或套管，组成油管柱或套管柱，当油管柱或套管柱长度大于细长管线后，将其坐在井口。将导向头送入油管柱或套管柱，导向面朝下。在重力作用下，导向头带动布置在布线通道内的细长管线下入油管或套管内。在油管或套管上端连接泥浆泵或固井车等能提供液压力的装置，向套管串内泵送流体，导向头对流体阻碍产生节流压力，带动细长管线继续下行，另外，在油管或套管串垂直的情况下，可仅利用导向头所受重力和/或惯性，带动细长管线及接头进入套管并旋转到位。在导向头的下行过程中，由于布线通道的出口能够对应安装部位并且能够容纳细长管线的接头，因此细长管线接头能够与布置在确定方位的安装部位对应连接实现细长管线在油管或套管内的定点定向安装，且细长管线的长度不受油管或套管长度、现场修井机或钻机提升高度等因素的限制。并且通过锁紧装置能够将导向头锁紧定位，从而确保细长管线的安装稳定可靠。

对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。

根据本发明的用于细长管线的安装工具，在一个优选的实施方式中，安装工具还包括导向结构，导向结构固定在连接短节内。导向头的其中一端设有第一导向面。第一导向面与导向结构接触后能够使得导向头产生绕轴线的旋转运动从而使得布线通道的出口位置对应安装部位。

根据本发明的用于细长管线的安装工具，通过第一导向面和导向结构的配合，便于实现细长管线及其结构在油管或套管内绕轴线旋转定向和定位。

具体地，在一个优选的实施方式中，导向结构为固定导向套，固定导向套上靠近导向头的一端设有第二导向面。导向头与第二导向面接触后，导向头能够产生绕轴线的旋转运动从而使得第一导向面与第二导向面形成配合并且使得布线通道的出口位置对应安装部位。

由于固定导向套预先与连接短节固定连接，第二导向面的安装方位使得导向头轴向移动到位后，第一导向面能够与第二导向面形成配合并使得布线通道出口处的细长管线的接头与连接短节内的安装部位对齐连接，整个安装过程精准快捷，稳定可靠。

进一步地，在一个优选的实施方式中，第一导向面和第二导向面均为斜面。

将导向面加工成斜面，在轴向力的作用下，斜面可产生周向分力，带动导向头绕轴线旋转。

具体地，在另一个优选的实施方式中，导向结构为沿径向布置在连接短节内的导向柱销，导向柱销能够与第一导向面形成接触。

将导向结构设置成导向柱销，结构简单，细长管线的安装过程便捷精准。

具体地，在一个优选的实施方式中，布线通道包括沿轴向延伸的直孔、与直孔连通的弯孔和与弯孔连通的定向孔，定向孔的出口能够对应安装部位。

细长管线通过上述结构的布线通道，一方面能够极其方便地从直孔伸入导向头进行布线。另一方面，通过弯孔过渡到定向孔，在能够确保精准实现细长管线的定向定点安装的同时，还可以使得细长管线在布线通道内的布置顺畅并且不容易从布线通道内脱出。

进一步地，在一个优选的实施方式中，定向孔为直孔。并且，定向孔的轴线与导向头的轴线呈确定夹角。

直孔形定向孔呈倾角布置的结构形式，能够进一步确保细长线的接头易于与安装部位上的接头或者安装孔对齐连接。

进一步地，在一个优选的实施方式中，安装工具还包括刚性杆件，刚性杆件能够与导向头的顶部接触。

通过刚性杆件机械力轴向作用于对导向头，实现导向头带动细长管线及其接头在井下的旋转定向和定位安装，操作简单便捷。

进一步地，在一个优选的实施方式中，导向头与连接短节的内壁之间设有密封装置。

通过设置密封装置能够防止流体从导向头与连接短节间的环空通过，控制节流压力，同时防止导向头外表面冲蚀。

具体地，在一个优选的实施方式中，锁紧装置为卡簧结构，连接短节的内壁和导向头的外周上均设有用于容纳卡簧的卡槽。

设置成卡簧结构的锁紧装置，结构简单，成本低，安装简单便捷。并且，通过在连接短节内壁上设置卡槽，便于卡簧的预安装和定位，在导向头的外周上设置卡槽，能够进一步确保卡簧对导向头的定位锁紧稳定牢靠。

相比现有技术，本发明的优点在于：能够实现细长管线在套管内的定点定向安装，且细长管线的长度不受油管或套管长度、现场修井机或钻机提升高度等因素的限制，安装稳定可靠。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1示意性显示了本发明实施例的连接短节的剖面结构；

图2示意性显示了本发明实施例的导向头的整体结构；

图3示意性显示了本发明实施例的导向头的剖面结构；

图4示意性显示了本发明实施例的固定导向套的整体结构；

图5示意性显示了本发明实施例1的安装工具在导向头安装前的整体结构；

图6示意性显示了本发明实施例的细长管线与导向头组装的整体结构；

图7示意性显示了本发明实施例的细长管线与导向头组装的剖面结构；

图8示意性显示了本发明实施例1的安装工具在导向头自重下入阶段的整体结构；

图9示意性显示了本发明实施例1的安装工具在泵送阶段的整体结构；

图10示意性显示了本发明实施例1的安装工具在导向头导向旋转阶段的整体结构；

图11示意性显示了本发明实施例1的安装工具在导向头导向旋转阶段的剖面结构；

图12示意性显示了本发明实施例2的安装工具的整体结构；

图13示意性显示了本发明实施例3的安装工具的整体结构。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。

图1示意性显示了本发明实施例的连接短节1的剖面结构。图2示意性显示了本发明实施例的导向头2的整体结构。图3示意性显示了本发明实施例的导向头2的剖面结构。图4示意性显示了本发明实施例的固定导向套41的整体结构。图5示意性显示了本发明实施例1的安装工具10在导向头2安装前的整体结构。图6示意性显示了本发明实施例的细长管线6与导向头2组装的整体结构。图7示意性显示了本发明实施例的细长管线6与导向头2组装的剖面结构。图8示意性显示了本发明实施例1的安装工具10在导向头2自重下入阶段的整体结构。图9示意性显示了本发明实施例1的安装工具10在泵送阶段的整体结构。图10示意性显示了本发明实施例1的安装工具10在导向头2导向旋转阶段的整体结构。图11示意性显示了本发明实施例1的安装工具在导向头2导向旋转阶段的剖面结构。图12示意性显示了本发明实施例2的安装工具10’的整体结构。图13示意性显示了本发明实施例3的安装工具10”的整体结构。

实施例1

如图5和图8至图11所示，本发明实施例的用于细长管线的安装工具10，包括连接短节1、导向头2和锁紧装置3。其中，连接短节1为管状结构，其内径略小于油管或套管内通径，外径与油管或套管接箍直径相同。导向头2能够与连接短节1的内壁形成配合并沿连接短节1的内壁移动，连接短节1上的确定位置设有能够与细长管线6的接头形成配合的安装部位11。导向头2内设有过流孔21和用于容纳细长管线的布线通道22，布线通道22的出口221能够对应安装部位11并且能够容纳细长管线6的接头61。锁紧装置3位于连接短节1与导向头2之间，在导向头2沿连接短节1的内壁移动到布线通道22的出口221位置对应安装部位11时，锁紧装置3能够将导向头2固定在连接短节1上。

根据本发明实施例的用于细长管线的安装工具，在连接短节内部预先安装锁紧装置，与油管或套管连接垂直入井。按照正常方式再下入数根油管或套管，组成油管柱或套管柱，当油管柱或套管柱长度大于细长管线后，将其坐在井口。将导向头送入油管柱或套管柱，导向面朝下。在重力作用下，导向头带动布置在布线通道内的细长管线下入油管或套管内。在油管或套管上端连接泥浆泵或固井车等能提供液压力的装置，向套管串内泵送流体，导向头对流体阻碍产生节流压力，带动细长管线继续下行，另外，在油管或套管串垂直的情况下，可仅利用导向头所受重力和/或惯性，带动细长管线及接头进入套管并旋转到位。在导向头的下行过程中，由于布线通道的出口能够对应安装部位并且能够容纳细长管线的接头，因此细长管线接头能够与布置在确定方位的安装部位，如孔眼或孔位对应安装实现细长管线在油管或套管内的定点定向安装，且细长管线的长度不受油管或套管长度、现场修井机或钻机提升高度等因素的限制。并且通过锁紧装置能够将导向头锁紧定位，从而确保细长管线的安装稳定可靠。

如图1所示，在本实施例中，具体地，连接短节1两端设连接螺纹与油管或套管7连接。连接短节1的内孔12与动导向头2外径配合形成密封。安装部位11为目标点，在本实施例中设置成孔眼。在一些未示出的实施例中，安装部位11可设置成能够安装电缆接头、液压管接头、气管线接头和喷嘴等的孔位。

如图5和图8至图11所示，优选地，本发明实施例的用于细长管线的安装工具10还包括导向结构4，导向结构4固定在连接短节1内。导向头2的其中一端设有第一导向面23。第一导向面23与导向结构4接触后能够使得导向头2产生绕轴线的旋转运动从而使得布线通道22的出口221位置对应安装部位11。通过第一导向面和导向结构的配合，便于实现细长管线及其结构在油管或套管内绕轴线旋转定向和定位。

具体地，在本实施例中，如图5和图8至图11所示，导向结构4为固定导向套41，固定导向套41上靠近导向头2的一端设有第二导向面412。导向头2与第二导向面412接触后，导向头2能够产生绕轴线的旋转运动从而使得第一导向面23与第二导向面412形成配合并且使得布线通道22的出口221位置对应安装部位11。由于固定导向套预先与连接短节固定连接，第二导向面的安装方位使得导向头轴向移动到位后，第一导向面能够与第二导向面形成配合并使得布线通道出口处的细长管线的接头与连接短节内的安装部位对齐连接，整个安装过程精准快捷，稳定可靠。进一步地，在本实施例中，第一导向面23和第二导向面412均为斜面。将导向面加工成斜面，在轴向力的作用下，斜面可产生周向分力，带动导向头绕轴线旋转。如图1所示，在本实施例中，连接短节1上设有固定螺钉孔14，用于安装固定螺钉5，将固定导向套41固定到连接短节1内。

优选地，在本实施例中，如图3、图6和图7所示，布线通道22包括沿轴向延伸的直孔222、与直孔222连通的弯孔223和与弯孔223连通的定向孔224，定向孔224的出口221能够对应安装部位11。细长管线通过这种结构的布线通道，一方面能够极其方便地从直孔伸入导向头进行布线。另一方面，通过弯孔过渡到定向孔，在能够确保精准实现细长管线的定向定点安装的同时，还可以使得细长管线在布线通道内的布置顺畅并且不容易从布线通道内脱出。进一步地，在本实施例中，定向孔224为直孔。并且，定向孔224的轴线与导向头2的轴线呈确定夹角。直孔形式的定向孔呈倾角布置，能够进一步确保细长线的接头易于与安装部位上的接头或者安装孔对齐连接。

具体地，如图1至图3和图5至图11所示，在本实施例中，锁紧装置3为卡簧结构，连接短节1的内壁和导向头2的外周上均设有用于容纳卡簧的卡槽13、24。设置成卡簧结构的锁紧装置，结构简单，成本低，安装简单便捷。并且，通过在连接短节内壁上设置卡槽，便于卡簧的预安装和定位，在导向头的外周上设置卡槽，能够进一步确保卡簧对导向头的定位锁紧稳定牢靠。具体地，在本实施例中，卡簧为C形钢圈、波纹形钢圈和波浪形截面钢圈，卡簧内径比导向头2外径略小，卡簧外径比连接短节1内径略大。卡簧预先安装在连接短节1的卡槽13内，当导向头2下行到位后，卡簧可在连接短节1的卡槽13内扩张，与导向头2上的卡槽24咬合，防止导向头2与连接短节1脱离。第一导向面23与固定导向套41的第二导向面412配合，在轴向力的作用下可使导向头2绕轴线旋转。如图2所示，进一步地，在本实施例中，导向头2的外周上设有密封圈25。密封圈25与连接短节1的内孔12形成密封。通过设置密封装置能够防止流体从导向头与连接短节间的环空通过，控制节流压力，同时防止导向头外表面冲蚀。

如图3、图6和图7所示，导向头2为圆柱状结构，外径与连接短节内径间隙配合。流体可由过流通道21通过导向头2。细长管线6穿过导向头2内的轴向直孔222、弯孔223和定向孔224，与导向头2组合。弯孔223将细长管线6弯转合适的角度。细长管线的接头61位于定向孔224内，与定向孔224方向一致，并可防止细长管线6从弯孔223内脱出。细长管线6另一端从导向头2未设置导向面23的一端伸出。定向孔224的直径略大于弯孔223的直径。细长管线的接头61为电缆接头、液压管接头、气管接头和喷嘴等。

如图4所示，在本实施例中，具体地，固定导向套41为圆柱状，外径与连接短节1内径间隙配合。固定导向套41上设有固定螺钉孔411，用于安装固定螺钉5，将固定导向套41固定安装到连接短节1内。第二导向面412与第一导向面23配合，在轴向力的作用下可使导向头2绕轴线旋转。

实施例2

如图12所示，本发明实施例的用于细长管线的安装工具10’，包括连接短节1、导向头2和锁紧装置3。其中，连接短节1为管状结构，导向头2能够与连接短节1的内壁形成配合并沿连接短节1的内壁移动，连接短节1上的确定位置设有能够与细长管线6的接头形成配合的安装部位11。导向头2内设有过流孔21和用于容纳细长管线的布线通道22，布线通道22的出口221能够对应安装部位11并且能够容纳细长管线6的接头61。锁紧装置3位于连接短节1与导向头2之间，在导向头2沿连接短节1的内壁移动到布线通道22的出口221位置对应安装部位11时，锁紧装置3能够将导向头2固定在连接短节1上。

根据本发明实施例的用于细长管线的安装工具，在连接短节内部预先安装锁紧装置，与油管或套管连接垂直入井。按照正常方式再下入数根油管或套管，组成油管柱或套管柱，当油管柱或套管柱长度大于细长管线后，将其坐在井口。将导向头送入油管柱或套管柱，导向面朝下。在重力作用下，导向头带动布置在布线通道内的细长管线下入油管或套管内。在油管或套管上端连接泥浆泵或固井车等能提供液压力的装置，向套管串内泵送流体，导向头对流体阻碍产生节流压力，带动细长管线继续下行，另外，在油管或套管串垂直的情况下，可仅利用导向头所受重力和/或惯性，带动细长管线及接头进入套管并旋转到位。由于布线通道的出口能够对应安装部位并且能够容纳细长管线的接头，因此细长管线接头能够与布置在确定方位的安装部位，如孔眼或孔位对应安装实现细长管线在油管或套管内的定点定向安装，且细长管线的长度不受油管或套管长度、现场修井机或钻机提升高度等因素的限制。并且通过锁紧装置能够将导向头锁紧定位，从而确保细长管线的安装稳定可靠。

如图12所示，优选地，本发明实施例的用于细长管线的安装工具10’还包括导向结构4，导向结构4固定在连接短节1内。导向头2的其中一端设有第一导向面23。第一导向面23与导向结构4接触后能够使得导向头2产生绕轴线的旋转运动从而使得布线通道22的出口221位置对应安装部位11。通过第一导向面和导向结构的配合，便于实现细长管线及其结构在油管或套管内绕轴线旋转定向和定位。

具体地，在本实施例中，如图12所示，导向结构4为沿径向布置在连接短节1内的导向柱销42，导向柱销42能够与第一导向面23形成接触。将导向结构设置成导向柱销，结构简单，细长管线的安装过程便捷精准。

实施例3

如图13所示，本发明实施例的用于细长管线的安装工具10”，包括连接短节1、导向头2和锁紧装置3。其中，连接短节1为管状结构，导向头2能够与连接短节1的内壁形成配合并沿连接短节1的内壁移动，连接短节1上的确定位置设有能够与细长管线6的接头形成配合的安装部位11。导向头2内设有过流孔21和用于容纳细长管线的布线通道22，布线通道22的出口221能够对应安装部位11并且能够容纳细长管线6的接头61。锁紧装置3位于连接短节1与导向头2之间，在导向头2沿连接短节1的内壁移动到布线通道22的出口221位置对应安装部位11时，锁紧装置3能够将导向头2固定在连接短节1上。

根据本发明实施例的用于细长管线的安装工具，在连接短节内部预先安装锁紧装置，与油管或套管连接垂直入井。按照正常方式再下入数根油管或套管，组成油管柱或套管柱，当油管柱或套管柱长度大于细长管线后，将其坐在井口。将导向头送入油管柱或套管柱，导向面朝下。在重力作用下，导向头带动布置在布线通道内的细长管线下入油管或套管内。在油管或套管上端连接泥浆泵或固井车等能提供液压力的装置，向套管串内泵送流体，导向头对流体阻碍产生节流压力，带动细长管线继续下行。在导向头的下行过程中，由于布线通道的出口能够对应安装部位并且能够容纳细长管线的接头，因此细长管线接头能够与布置在确定方位的安装部位，如孔眼或孔位对应安装实现细长管线在油管或套管内的定点定向安装，且细长管线的长度不受油管或套管长度、现场修井机或钻机提升高度等因素的限制。并且通过锁紧装置能够将导向头锁紧定位，从而确保细长管线的安装稳定可靠。

进一步地，在本实施例中，如图13所示，安装工具10”还包括刚性杆件8，刚性杆件8能够与导向头2的顶部接触。通过刚性杆件机械力轴向作用于对导向头，实现导向头带动细长管线及其接头在井下的旋转定向和定位安装，操作简单便捷。具体地，刚性杆件8为细钻杆、细油管和细套管。

根据上述实施例，可见，本发明涉及的用于细长管线的安装工具，能够实现细长管线在套管内的定点定向安装，且细长管线的长度不受油管或套管长度、现场修井机或钻机提升高度等因素的限制，安装稳定可靠。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (6)

1.一种用于细长管线的安装工具，其特征在于，包括连接短节、导向头和锁紧装置；其中，

所述连接短节为管状结构，所述导向头能够与所述连接短节的内壁形成配合并沿所述连接短节的内壁移动，所述连接短节上的确定位置设有能够与细长管线的接头形成配合的安装部位；

所述导向头内设有过流孔和用于容纳细长管线的布线通道，所述布线通道的出口能够对应所述安装部位并且能够容纳细长管线的接头；

所述锁紧装置位于所述连接短节与所述导向头之间，在所述导向头沿所述连接短节的内壁移动到所述布线通道的出口位置对应所述安装部位时，所述锁紧装置能够将所述导向头固定在所述连接短节上，

其中，所述安装工具还包括导向结构，所述导向结构固定在所述连接短节内；

所述导向头的其中一端设有第一导向面；

所述第一导向面与所述导向结构接触后能够使得所述导向头产生绕轴线的旋转运动从而使得所述布线通道的出口位置对应所述安装部位；

其中，所述导向结构为固定导向套，所述固定导向套上靠近所述导向头的一端设有第二导向面；

所述导向头与所述第二导向面接触后，所述导向头能够产生绕轴线的旋转运动从而使得所述第一导向面与所述第二导向面形成配合并且使得所述布线通道的出口位置对应所述安装部位；

所述第一导向面和所述第二导向面均为斜面。

2.根据权利要求1所述的用于细长管线的安装工具，其特征在于，所述布线通道包括沿轴向延伸的直孔、与所述直孔连通的弯孔和与所述弯孔连通的定向孔，所述定向孔的出口能够对应所述安装部位。

3.根据权利要求2所述的用于细长管线的安装工具，其特征在于，所述定向孔为直孔，并且，所述定向孔的轴线与所述导向头的轴线呈确定夹角。

4.根据权利要求1或2所述的用于细长管线的安装工具，其特征在于，所述安装工具还包括刚性杆件，所述刚性杆件能够与所述导向头的顶部接触。

5.根据权利要求1或2所述的用于细长管线的安装工具，其特征在于，所述导向头与所述连接短节的内壁之间设有密封装置。

6.根据权利要求1或2所述的用于细长管线的安装工具，其特征在于，所述锁紧装置为卡簧结构，所述连接短节的内壁和所述导向头的外周上均设有用于容纳所述卡簧的卡槽。

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