CN113123755B - 一种用于油井管道的双作用封隔器 - Google Patents

一种用于油井管道的双作用封隔器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于油井管道的双作用封隔器，为了解决现有的油井封隔器卡瓦锚定机构，结构复杂，不能通过连接杆对卡瓦进行固定的问题，包括卡瓦机构，卡瓦机构包括套接在中心管上的内筒一和内筒二以及套接在内筒一和内筒二上的外套筒，内筒一的一端均匀设置有若干个卡槽一，内筒二的一端均匀设置有若干个卡槽二，卡槽一与卡槽二一一对应；卡槽一内部通过中间轴安装有连接杆一的一端，通过推动内筒一向靠近内筒二的方向运动，从而推动连接杆一和连接杆二折叠，通过连接杆一与连接杆的交点处向靠近外套筒的方向运动，继而推动卡瓦向外套筒外运动，实现卡瓦机构的固定。

Description

一种用于油井管道的双作用封隔器
技术领域
本发明涉及封隔器技术领域，具体为一种用于油井管道的双作用封隔器。
背景技术
封隔器系指具有弹性密封元件，并借此封隔各种尺寸管柱与井眼之间以及管柱之间环形空间，并隔绝产层，以控制产液，保护套管的井下工具，封隔器是石油开采过程中必不可少的装置装置之一；
而现有的油井封隔器卡瓦锚定机构，结构复杂，不能通过连接杆对卡瓦进行固定；
针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决现有的油井封隔器卡瓦锚定机构，结构复杂，不能通过连接杆对卡瓦进行固定的问题，而提出一种用于油井管道的双作用封隔器。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种用于油井管道的双作用封隔器，包括中心管；中心管的一端套接有上接头，上接头的一侧安装有胶筒一，胶筒一与上接头之间安装有护腕一，胶筒一的一侧安装有胶筒二，胶筒二与胶筒一之间安装有隔环，胶筒二的一侧安装有卡瓦机构，卡瓦机构与胶筒二之间安装有压环；卡瓦机构的一侧安装有摩擦换向套，摩擦换向套的一端套接有摩擦片限位套，摩擦换向套的内部安装有多个等角度设置的换向片，摩擦换向套的另一端安装有摩擦片螺套，摩擦片螺套与摩擦换向套之间安装有销钉，所述卡瓦机构包括套接在中心管上的内筒一和内筒二以及套接在内筒一和内筒二上的外套筒，内筒一的一端均匀设置有若干个卡槽一，内筒二的一端均匀设置有若干个卡槽二，卡槽一与卡槽二一一对应；卡槽一内部通过中间轴安装有连接杆一的一端，接杆一的另一端通过中间轴安装有连接杆二的一端，连接杆二的另一端通过中间轴安装在卡槽二内；外套筒上均匀设置有若干个卡瓦槽，卡瓦槽内放置有卡瓦，外套筒上位于卡瓦槽的两侧开设有限位槽；卡瓦的两端与限位槽之间安装有连接弹簧；
作为本发明的一种优选实施方式，所述卡瓦的两端一体成型有两个弧形板，弧形板的中部开设有用于固定连接弹簧的弹簧安装孔；
作为本发明的一种优选实施方式，所述上接头上镶嵌有盒体，盒体的内部设置有采集单元、通信单元和供电单元；
所述采集单元用于采集中心管和卡瓦移动时中心管的管信息并将其通过通信单元发送至服务器；其中管信息包括中心管的位置、编号、供电单元的剩余电量以及中心管表面的温度；
所述供电单元用于为采集单元和通信单元提供电能；
作为本发明的一种优选实施方式，所述服务器内包括注册模块、数据库和分配模块，注册模块用于封隔器维护人员通过手机终端提交人员信息进行注册并将注册成功的人员信息发送至数据库内存储；并将注册成功的封隔器维护人员标记为注册人员；其中人员信息包括注册人员的姓名、手机号、入职时刻及年龄和维护类型，维护类型包括更换电池或封隔器维护；
作为本发明的一种优选实施方式，所述比对模块用于接收采集单元发送的管信息并进行比对，具体比对过程为：
对中心管的温度依照采集时间先后顺序进行排序，将高于预设温度阈值的温度标记为异常温度，统计异常温度的数量并将其除以所有温度的数量得到异常比值；当异常比值大于设定异常阈值时，将中心管对应的封隔器标记为待处理封隔器；同时生成温度异常指令；比对模块将温度异常指令和待处理封隔器对应的管信息发送至分配模块。
作为本发明的一种优选实施方式，所述服务器内还包括分析模块，分析模块用于对管信息中的剩余电量进行比对，当剩余电量低于设定电量阈值时，将中心管对应的封隔器标记为待处理封隔器；同时生成电池更换指令；分析模块将电池更换指令和待处理封隔器对应的管信息发送至分配模块；
作为本发明的一种优选实施方式，所述分配模块接收到温度异常指令或电池更换指令时对其进行分配处理；具体步骤为：
S1：获取注册人员的人员信息，匹配温度异常指令或电池更换指令对应的注册人员并将其标记为初选人员；
S2：将初选人员的入职时刻与当前时刻进行时刻差计算得到入职时长并标记为RT1；
S3：向初选人员的手机终端发送位置获取指令并获取初选人员的当前位置，将当前位置与待处理封隔器的位置进行距离差计算得到初选人员的维护间距并标记为RT2；
S4：获取初选人员的处效值并标记为RT3；再将初选人员的入职时长、维护间距及处效值进行归一化处理并取其数值；其中，处效值是通过初选人员对应的参数进行归一化处理并取其数值综合计算的一个用于评定初选人员分配指标的一个数值；
S5：利用公式FC＝RT1×b1+b2/RT2+RT3×b3得到初选人员的分配值FC；其中，b1、b2和b3均为预设比例系数；取值分别为0.3、100.9、1.3；分配值是通过初选人员对应的参数进行归一化处理并取其数值综合计算的一个用于评定初选人员分配几率的一个数值；
S6：将分配值最大的初选人员标记为选中人员，分配模块向选中人员的手机终端发送温度异常指令或电池更换指令及对应的位置，同时将该指令发送的时刻标记为分配初始时刻；
S7：选中人员通过手机终端接收到温度异常指令或电池更换指令及对应的位置后，达到该位置，对待处理封隔器进行维护，维护包括对待处理封隔器的构件进行涂抹润滑脂及更换盒体内部的供电单元，维护成功后，选中人员通过手机终端反馈维护完成指令至分配模块，分配模块将接收到维护完成指令的时刻标记为维护成功时刻，同时该选中人员的当月维护次数增加一次；
作为本发明的一种优选实施方式，所述供电单元为可拆卸电池。
作为本发明的一种优选实施方式，所述服务器内还包括处效模块，处效模块用于对选中人员进行处效值分析，具体分析步骤为：
SS1：将选中人员的分配初始时刻和维护成功时刻进行时间差计算得到选中人员的维护时长，将维护时长与设定时长阈值进行比对，当维护时长小于设定时长阈值，计算两者之间的时长差得到提前时长，将选中人员的所有提前时长进行求和得到提前总时长并标记为QF1；
SS2：将选中人员的年龄以及当月维护次数分别标记为QF2和QF3；再将选中人员的提前总时长、年龄和当月维护次数进行归一化处理并取其数值；
SS3：利用公式
Figure BDA0003058232570000041
得到选中人员的处效值RT3；其中，b4、b5和b6均为预设比例系数；取值分别为1.3、2.7、4.9；
SS4：处效模块将选中人员的处效值发送至数据库内存储。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、卡瓦机构包括套接在中心管上的内筒一和内筒二以及套接在内筒一和内筒二上的外套筒，内筒一的一端均匀设置有若干个卡槽一，内筒二的一端均匀设置有若干个卡槽二，卡槽一与卡槽二一一对应；卡槽一内部通过中间轴安装有连接杆一的一端，接杆一的另一端通过中间轴安装有连接杆二的一端，连接杆二的另一端通过中间轴安装在卡槽二内；通过推动内筒一向靠近内筒二的方向运动，从而推动连接杆一和连接杆二折叠，通过连接杆一与连接杆的交点处向靠近外套筒的方向运动，继而推动卡瓦向外套筒外运动，实现卡瓦机构的固定；
2、本发明采集单元采集中心管和卡瓦移动时中心管的管信息并将其通过通信单元发送至服务器，比对模块用于接收采集单元发送的管信息并进行比对得到温度异常指令并将其与待处理封隔器对应的管信息发送至分配模块；分析模块用于对管信息中的剩余电量进行比对得到电池更换指令并将其与待处理封隔器对应的管信息发送至分配模块，通过分配模块进行处理，结合初选人员的入职时长、维护间距及处效值并进行归一化处理得到分配值，通过分配值合理的选取对应的人员对待处理封隔器进行维护，提高维护效率。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明；
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的卡瓦机构整体结构示意图；
图3为本发明的卡瓦机构整体结构爆炸图；
图4为本发明的卡瓦整体结构示意图；
图5为本发明的盒体内部原理框图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4所示，一种用于油井管道的双作用封隔器，包括中心管1；中心管1的一端套接有上接头101，上接头101的一侧安装有胶筒一103，胶筒一103与上接头101之间安装有护腕一102，胶筒一103的一侧安装有胶筒二108，胶筒二108与胶筒一103之间安装有隔环104，胶筒二108的一侧安装有卡瓦机构2，卡瓦机构2与胶筒二108之间安装有压环105；卡瓦机构2的一侧安装有摩擦换向套106，摩擦换向套106的一端套接有摩擦片限位套107，摩擦换向套106的内部安装有多个等角度设置的换向片109，摩擦换向套106的另一端安装有摩擦片螺套110，摩擦片螺套110与摩擦换向套106之间安装有销钉111，卡瓦机构2包括套接在中心管1上的内筒一201和内筒二205以及套接在内筒一201和内筒二205上的外套筒202，内筒一201的一端均匀设置有若干个卡槽一206，内筒二205的一端均匀设置有若干个卡槽二209，卡槽一206与卡槽二209一一对应；卡槽一206内部通过中间轴安装有连接杆一207的一端，接杆一207的另一端通过中间轴安装有连接杆二208的一端，连接杆二208的另一端通过中间轴安装在卡槽二209内；外套筒202上均匀设置有若干个卡瓦槽210，卡瓦槽210内放置有卡瓦203，外套筒202上位于卡瓦槽210的两侧开设有限位槽211；卡瓦203的两端与限位槽211之间安装有连接弹簧204；连接弹簧204用于卡瓦203的复位；卡瓦203的两端一体成型有两个弧形板2031，弧形板2031的中部开设有用于固定连接弹簧204的弹簧安装孔2032；通过推动内筒一201向靠近内筒二205的方向运动，从而推动连接杆一207和连接杆二208折叠，通过连接杆一207与连接杆208的交点处向靠近外套筒202的方向运动，继而推动卡瓦203向外套筒202外运动，实现卡瓦机构的固定；
请参阅图5所示，上接头101上镶嵌有盒体112，盒体112的内部设置有采集单元、通信单元和供电单元；
采集单元用于采集中心管1和卡瓦203移动时中心管1的管信息并将其通过通信单元发送至服务器；其中管信息包括中心管1的位置、编号、供电单元的剩余电量以及中心管1表面的温度；
供电单元用于为采集单元和通信单元提供电能；供电单元为可拆卸电池；
服务器内包括注册模块、数据库、比对模块、分配模块、分析模块和处效模块；
注册模块用于封隔器维护人员通过手机终端提交人员信息进行注册并将注册成功的人员信息发送至数据库内存储；并将注册成功的封隔器维护人员标记为注册人员；其中人员信息包括注册人员的姓名、手机号、入职时刻及年龄和维护类型，维护类型包括更换电池或封隔器维护；
比对模块用于接收采集单元发送的管信息并进行比对，具体比对过程为：
对中心管1的温度依照采集时间先后顺序进行排序，将高于预设温度阈值的温度标记为异常温度，统计异常温度的数量并将其除以所有温度的数量得到异常比值；当异常比值大于设定异常阈值时，将中心管1对应的封隔器标记为待处理封隔器；同时生成温度异常指令；比对模块将温度异常指令和待处理封隔器对应的管信息发送至分配模块；
分析模块用于对管信息中的剩余电量进行比对，当剩余电量低于设定电量阈值时，将中心管1对应的封隔器标记为待处理封隔器；同时生成电池更换指令；分析模块将电池更换指令和待处理封隔器对应的管信息发送至分配模块；
分配模块接收到温度异常指令或电池更换指令时对其进行分配处理；具体步骤为：
S1：获取注册人员的人员信息，匹配温度异常指令或电池更换指令对应的注册人员并将其标记为初选人员；
S2：将初选人员的入职时刻与当前时刻进行时刻差计算得到入职时长并标记为RT1；
S3：向初选人员的手机终端发送位置获取指令并获取初选人员的当前位置，将当前位置与待处理封隔器的位置进行距离差计算得到初选人员的维护间距并标记为RT2；
S4：获取初选人员的处效值并标记为RT3；再将初选人员的入职时长、维护间距及处效值进行归一化处理并取其数值；其中，处效值是通过初选人员对应的参数进行归一化处理并取其数值综合计算的一个用于评定初选人员分配指标的一个数值；
S5：利用公式FC＝RT1×b1+b2/RT2+RT3×b3得到初选人员的分配值FC；其中，b1、b2和b3均为预设比例系数；取值分别为0.3、100.9、1.3；分配值是通过初选人员对应的参数进行归一化处理并取其数值综合计算的一个用于评定初选人员分配几率的一个数值；通过公式可得，入职时长越长、维护间距越小及处效值越大，分配值越大，表示该初选人员被选中去维护待处理封隔器的几率越大；
S6：将分配值最大的初选人员标记为选中人员，分配模块向选中人员的手机终端发送温度异常指令或电池更换指令及对应的位置，同时将该指令发送的时刻标记为分配初始时刻；
S7：选中人员通过手机终端接收到温度异常指令或电池更换指令及对应的位置后，达到该位置，对待处理封隔器进行维护，维护包括对待处理封隔器的构件进行涂抹润滑脂及更换盒体112内部的供电单元，维护成功后，选中人员通过手机终端反馈维护完成指令至分配模块，分配模块将接收到维护完成指令的时刻标记为维护成功时刻，同时该选中人员的当月维护次数增加一次；
处效模块用于对选中人员进行处效值分析，具体分析步骤为：
SS1：将选中人员的分配初始时刻和维护成功时刻进行时间差计算得到选中人员的维护时长，将维护时长与设定时长阈值进行比对，当维护时长小于设定时长阈值，计算两者之间的时长差得到提前时长，将选中人员的所有提前时长进行求和得到提前总时长并标记为QF1；
SS2：将选中人员的年龄以及当月维护次数分别标记为QF2和QF3；再将选中人员的提前总时长、年龄和当月维护次数进行归一化处理并取其数值；
SS3：利用公式
Figure BDA0003058232570000091
得到选中人员的处效值RT3；其中，b4、b5和b6均为预设比例系数；取值分别为1.3、2.7、4.9；通过公式可得，当选中人员的提前总时长越大、年龄越接近30岁、当月维护次数越小时，选中人员的处效值越大，表示该选中人员维护待处理封隔器的几率越大；
SS4：处效模块将选中人员的处效值发送至数据库内存储。
上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；
本发明在使用时，卡瓦机构2包括套接在中心管1上的内筒一201和内筒二205以及套接在内筒一201和内筒二205上的外套筒202，内筒一201的一端均匀设置有若干个卡槽一206，内筒二205的一端均匀设置有若干个卡槽二209，卡槽一206与卡槽二209一一对应；卡槽一206内部通过中间轴安装有连接杆一207的一端，接杆一207的另一端通过中间轴安装有连接杆二208的一端，连接杆二208的另一端通过中间轴安装在卡槽二209内；通过推动内筒一201向靠近内筒二205的方向运动，从而推动连接杆一207和连接杆二208折叠，通过连接杆一207与连接杆208的交点处向靠近外套筒202的方向运动，继而推动卡瓦203向外套筒202外运动，实现卡瓦机构的固定；采集单元采集中心管1和卡瓦203移动时中心管1的管信息并将其通过通信单元发送至服务器，比对模块用于接收采集单元发送的管信息并进行比对得到温度异常指令并将其与待处理封隔器对应的管信息发送至分配模块；分析模块用于对管信息中的剩余电量进行比对得到电池更换指令并将其与待处理封隔器对应的管信息发送至分配模块，通过分配模块进行处理，结合初选人员的入职时长、维护间距及处效值并进行归一化处理得到分配值，通过分配值合理的选取对应的人员对待处理封隔器进行维护，提高维护效率。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (1)

1.一种用于油井管道的双作用封隔器，包括中心管(1)；中心管(1)的一端套接有上接头(101)，上接头(101)的一侧安装有胶筒一(103)，胶筒一(103)与上接头(101)之间安装有护腕一(102)，胶筒一(103)的一侧安装有胶筒二(108)，胶筒二(108)与胶筒一(103)之间安装有隔环(104)，胶筒二(108)的一侧安装有卡瓦机构(2)，卡瓦机构(2)与胶筒二(108)之间安装有压环(105)；卡瓦机构(2)的一侧安装有摩擦换向套(106)，摩擦换向套(106)的一端套接有摩擦片限位套(107)，摩擦换向套(106)的内部安装有多个等角度设置的换向片(109)，摩擦换向套(106)的另一端安装有摩擦片螺套(110)，摩擦片螺套(110)与摩擦换向套(106)之间安装有销钉(111)，其特征在于，所述卡瓦机构(2)包括套接在中心管(1)上的内筒一(201)和内筒二(205)以及套接在内筒一(201)和内筒二(205)上的外套筒(202)，内筒一(201)的一端均匀设置有若干个卡槽一(206)，内筒二(205)的一端均匀设置有若干个卡槽二(209)，卡槽一(206)与卡槽二(209)一一对应；卡槽一(206)内部通过中间轴安装有连接杆一(207)的一端，接杆一(207)的另一端通过中间轴安装有连接杆二(208)的一端，连接杆二(208)的另一端通过中间轴安装在卡槽二(209)内；外套筒(202)上均匀设置有若干个卡瓦槽(210)，卡瓦槽(210)内放置有卡瓦(203)，外套筒(202)上位于卡瓦槽(210)的两侧开设有限位槽(211)；卡瓦(203)的两端与限位槽(211)之间安装有连接弹簧(204)；
所述卡瓦(203)的两端一体成型有两个弧形板(2031)，弧形板(2031)的中部开设有用于固定连接弹簧(204)的弹簧安装孔(2032)；
所述上接头(101)上镶嵌有盒体(112)，盒体(112)的内部设置有采集单元、通信单元和供电单元；
所述采集单元用于采集中心管(1)和卡瓦(203)移动时中心管(1)的管信息并将其通过通信单元发送至服务器；其中管信息包括中心管(1)的位置、编号、供电单元的剩余电量以及中心管(1)表面的温度；
所述供电单元用于为采集单元和通信单元提供电能；所述供电单元为可拆卸电池；
所述服务器内包括注册模块、数据库和分配模块，注册模块用于封隔器维护人员通过手机终端提交人员信息进行注册并将注册成功的人员信息发送至数据库内存储；并将注册成功的封隔器维护人员标记为注册人员；其中人员信息包括注册人员的姓名、手机号、入职时刻及年龄和维护类型，维护类型包括更换电池或封隔器维护；
所述服务器还包括比对模块，比对模块用于接收采集单元发送的管信息并进行比对，具体比对过程为：
对中心管(1)的温度依照采集时间先后顺序进行排序，将高于预设温度阈值的温度标记为异常温度，统计异常温度的数量并将其除以所有温度的数量得到异常比值；当异常比值大于设定异常阈值时，将中心管(1)对应的封隔器标记为待处理封隔器；同时生成温度异常指令；比对模块将温度异常指令和待处理封隔器对应的管信息发送至分配模块；
所述服务器内还包括分析模块，分析模块用于对管信息中的剩余电量进行比对，当剩余电量低于设定电量阈值时，将中心管(1)对应的封隔器标记为待处理封隔器；同时生成电池更换指令；分析模块将电池更换指令和待处理封隔器对应的管信息发送至分配模块；
所述分配模块接收到温度异常指令或电池更换指令时对其进行分配处理；具体为：获取注册人员的人员信息，匹配温度异常指令或电池更换指令对应的注册人员并将其标记为初选人员；将初选人员的入职时刻与当前时刻进行时刻差计算得到入职时长；向初选人员的手机终端发送位置获取指令并获取初选人员的当前位置，将当前位置与待处理封隔器的位置进行距离差计算得到初选人员的维护间距；获取初选人员的处效值；再将初选人员的入职时长、维护间距及处效值进行归一化处理并取其数值；其中，处效值是通过初选人员对应的参数进行归一化处理并取其数值综合计算的一个用于评定初选人员分配指标的一个数值；通过数值分析得到初选人员的分配值；其中，分配值是通过初选人员对应的参数进行归一化处理并取其数值综合计算的一个用于评定初选人员分配几率的一个数值；将分配值最大的初选人员标记为选中人员，分配模块向选中人员的手机终端发送温度异常指令或电池更换指令及对应的位置，同时将该指令发送的时刻标记为分配初始时刻；选中人员通过手机终端接收到温度异常指令或电池更换指令及对应的位置后，达到该位置，对待处理封隔器进行维护，维护包括对待处理封隔器的构件进行涂抹润滑脂及更换盒体(112)内部的供电单元，维护成功后，选中人员通过手机终端反馈维护完成指令至分配模块，分配模块将接收到维护完成指令的时刻标记为维护成功时刻，同时该选中人员的当月维护次数增加一次；
所述服务器内还包括处效模块，处效模块用于对选中人员进行处效值分析，具体为：将选中人员的分配初始时刻和维护成功时刻进行时间差计算得到选中人员的维护时长，将维护时长与设定时长阈值进行比对，当维护时长小于设定时长阈值，计算两者之间的时长差得到提前时长，将选中人员的所有提前时长进行求和得到提前总时长；获取选中人员的年龄以及当月维护次数；再将选中人员的提前总时长、年龄和当月维护次数进行归一化处理并取其数值；通过数值分析得到选中人员的处效值；处效模块将选中人员的处效值发送至数据库内存储。
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