CN116771290B - 预留槽式无阻滚珠套管扶正器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及套管扶正器技术领域，尤其涉及一种预留槽式无阻滚珠套管扶正器。预留槽式无阻滚珠套管扶正器，包括有固定筒，所述固定筒设置有套管，所述固定筒固接有环形且对称分布的固定块，对称分布的所述固定块之间固接有弹性片，相邻的弹性片之间形成预留槽，所述固定筒设置有周向分布的挤压机构，所述挤压机构用于限制相邻的所述弹性片。本扶正器在油井（垂直部分）移动时为弹性状态，弹性片进行自由形变，保证套管位于油井（垂直部分）的中部。

Description

预留槽式无阻滚珠套管扶正器

技术领域

本发明涉及套管扶正器技术领域，尤其涉及预留槽式无阻滚珠套管扶正器。

背景技术

套管扶正器是一种用于油井开采，辅助套管顺利进入井下的工具，套管扶正器在使用时均匀安装在套管的外侧，随套管一同下入井下，套管扶正器的种类主要有弹性扶正器和刚性扶正器两种。

弹性扶正器依靠弹性片的弹性作用，在套管下入井下的过程中，如遇到井壁凸起和凸石，弹性片自身发生形变，不与井壁发生硬性撞击，从而保证套管不受井壁凸起撞击的同时降低套管下井时的阻力，刚性扶正器依靠自身硬性材质，尤其在水平井移动的过程中，保证了套管处于水平井的中部，而弹性扶正器在水平井中移动时，位于套管下侧的弹性片会承受套管的全部重力，从而导致套管在水平井中的位置偏下，增加套管与井壁凸起接触的概率，导致套管受损，两种套管扶正器各有优势和不足，无法同时满足既存在垂直部分又存在水平部分的油井。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了预留槽式无阻滚珠套管扶正器。

技术方案：预留槽式无阻滚珠套管扶正器，包括有固定筒，所述固定筒设置有套管，所述固定筒固接有呈环形且对称分布的固定块，对称分布的所述固定块之间固接有弹性片，相邻的弹性片之间形成预留槽，所述固定筒设置有周向分布的挤压机构，所述挤压机构用于限制相邻的所述弹性片。

优选地，所述弹性片设置有用于降低摩擦力的滚珠。

优选地，所述挤压机构包括有T形块，所述T形块固接于所述固定筒，所述T形块滑动连接有U形架，下侧固定块设置有与相邻U形架配合的矩形槽，所述U形架滑动连接有工形块，所述工形块与相邻的所述U形架之间固接有处于压缩状态的第一弹性件，所述工形块铰接有第一连接板，所述第一连接板通过连接块铰接有第二连接板，所述第二连接板远离所述连接块的一端与相邻的所述U形架铰接，所述U形架设置有用于限位所述弹性片的限位组件，所述固定筒设置有呈环形分布的锁紧组件，所述锁紧组件用于固定相邻的所述U形架，下侧的所述固定块设置有用于限位相邻所述工形块的卡紧部件，所述第二连接板设置有限制其转动的挤压组件。

优选地，所述限位组件包括有限位环，所述限位环滑动连接于所述固定筒且与呈环形分布的所述U形架固接，所述弹性片固接有与所述限位环配合的限位杆。

优选地，所述锁紧组件包括有卡瓦齿，所述卡瓦齿固接于所述固定筒，所述U形架固接有与相邻所述卡瓦齿配合的反向卡齿。

优选地，所述卡瓦齿和所述反向卡齿的材质均为弹性金属材料。

优选地，所述卡紧部件包括有对称分布的矩形框，对称分布的所述矩形框均固接于相邻的下侧所述固定块，所述矩形框滑动连接有折形杆，所述折形杆与相邻的所述矩形框之间固接有第二弹性件，所述折形杆设置有导向形槽，所述导向形槽滑动连接有配重块，所述限位杆固接有与相邻所述配重块配合的推板，所述工形块设置有限制所述相邻U形架的锁止组件。

优选地，所述导向形槽为L形，所述导向形槽的弯折处位于远离所述限位环的一侧。

优选地，所述锁止组件包括有U形杆，所述U形杆滑动连接于相邻的所述工形块，所述U形杆与相邻的所述工形块之间固接有第一拉簧，所述U形架设置有与相邻所述U形杆配合的限位槽，所述U形杆固接有与相邻所述折形杆配合的所述固定板。

优选地，所述挤压组件包括有导杆，所述导杆固接于相邻的所述U形架，所述导杆滑动连接有L形板，所述第二连接板设置有与相邻所述L形板配合的卡槽，所述L形板与相邻的所述导杆之间固接有处于拉伸状态的第二拉簧，所述固定筒固接有与相邻所述L形板配合的挡块。

本发明具有如下优点：本扶正器在油井（垂直部分）移动时为弹性状态，弹性片进行自由形变，保证套管位于油井（垂直部分）的中部，同时避免弹性片将油井（垂直部分）内的石块刮掉，导致掉落的石块砸向下侧的套管，而本扶正器在油井（水平部分）移动时，本扶正器变为刚性状态，下侧的弹性片遇到井壁凸起时不再发生形变，保证套管位于油井（水平部分）的中部，而上侧的弹性片仍会发生形变，避免上侧的弹性片将上侧井壁的石块挂落，砸向套管，本扶正器在油井（垂直部分）移动和油井（水平部分）移动时，均通过第一连接板和第二连接板大大降低了固定筒下侧外部零件的所占空间，避免了本扶正器外侧的下部零件过多增加套管在井下移动时的阻力。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明限位组件的立体结构示意图；

图3为本发明锁紧组件的立体结构示意图；

图4为本发明锁止组件的立体结构示意图；

图5为本发明限位杆和推板等零件的立体结构示意图；

图6为本发明挤压机构的立体结构示意图；

图7为本发明挤压组件的立体结构示意图；

图8为本发明L形板和挡块等零件的立体结构示意图。

附图标记中：1-固定筒，11-套管，12-固定块，13-弹性片，2-T形块，21-U形架，211-限位槽，22-工形块，23-第一弹性件，24-第一连接板，25-连接块，26-第二连接板，261-卡槽，3-限位环，31-限位杆，4-卡瓦齿，41-反向卡齿，5-矩形框，51-折形杆，511-导向形槽，52-第二弹性件，53-配重块，54-推板，6-U形杆，61-第一拉簧，62-固定板，7-导杆，71-L形板，72-第二拉簧，73-挡块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

预留槽式无阻滚珠套管扶正器，如图1和图2所示，包括有固定筒1，固定筒1设置有套管11，固定筒1位于套管11外侧，固定筒1固接有呈环形且上下对称分布的固定块12，对称分布的固定块12之间固接有弹性片13，在遇到井壁凸起时，弹性片13的中部靠近固定筒1发生形变保证套管11顺利下井，弹性片13设置有用于降低摩擦力的滚珠，相邻的弹性片13之间形成预留槽，保证部分井壁凸起通过，固定筒1设置有周向分布的挤压机构，挤压机构用于限制相邻的弹性片13。

如图3-图8所示，挤压机构包括有T形块2，T形块2固接于固定筒1的外侧，T形块2滑动连接有开口向下的U形架21，T形块2位于U形架21的上部，下侧固定块12设置有与相邻U形架21配合的矩形槽，U形架21穿过相邻固定块12的矩形槽，U形架21的上侧滑动连接有工形块22，工形块22与相邻的U形架21之间固接有处于压缩状态的第一弹性件23，第一弹性件23为弹簧，工形块22下侧的右部铰接有第一连接板24，第一连接板24通过连接块25铰接有第二连接板26，第二连接板26的下端与相邻U形架21的下端铰接，第一连接板24和第二连接板26呈一定角度的夹角，U形架21设置有用于限位弹性片13的限位组件，固定筒1设置有呈环形分布的锁紧组件，锁紧组件用于固定相邻的U形架21，下侧的固定块12设置有用于限位相邻工形块22的卡紧部件，第二连接板26设置有限制其转动的挤压组件。

如图2和图3所示，限位组件包括有限位环3，限位环3滑动连接于固定筒1的外侧，限位环3与呈环形分布的U形架21的上端固接，弹性片13固接有与限位环3配合的限位杆31，初始状态下，限位环3位于限位杆31的下侧，弹性片13发生形变时带动限位杆31靠近固定筒1，当限位环3与限位杆31平齐时，限位杆31受限位环3拦截无法移动，弹性片13无法形变。

如图3和图5所示，锁紧组件包括有卡瓦齿4，卡瓦齿4固接于固定筒1的外侧，U形架21固接有与相邻卡瓦齿4配合的反向卡齿41，卡瓦齿4和反向卡齿41的材质均为弹性金属材料，反向卡齿41相对于卡瓦齿4向上移动无法向下移动。

如图3-图5所示，卡紧部件包括有对称分布的矩形框5，对称分布的矩形框5均固接于相邻下侧固定块12的上表面，矩形框5滑动连接有折形杆51，折形杆51与相邻的矩形框5之间固接有第二弹性件52，第二弹性件52为弹簧，折形杆51远离相邻矩形框5的一侧倾斜偏转，折形杆51设置有导向形槽511，导向形槽511滑动连接有配重块53，导向形槽511为L形，导向形槽511的弯折处位于远离限位环3的一侧，限位杆31固接有与相邻配重块53配合的推板54，当配重块53位于导向形槽511的弯折处时，配重块53位于相邻推板54的移动路径上，工形块22设置有限制相邻U形架21的锁止组件。

如图3和图4所示，锁止组件包括有U形杆6，U形杆6滑动连接于相邻工形块22靠近固定筒1的一侧，U形杆6与相邻的工形块22之间固接有第一拉簧61，U形架21设置有与相邻U形杆6配合的限位槽211，初始状态下，U形杆6卡入相邻的两个限位槽211内，U形杆6固接有与相邻折形杆51配合的固定板62。

如图6-图8所示，挤压组件包括有导杆7，导杆7固接于相邻的U形架21的下侧，导杆7滑动连接有L形板71，第二连接板26设置有与相邻L形板71配合的卡槽261，当第二连接板26与相邻的U形架21垂直时，卡槽261开口向下，L形板71卡入卡槽261内对相邻的第二连接板26限位，L形板71与相邻的导杆7之间固接有处于拉伸状态的第二拉簧72，固定筒1外侧的下部固接有与相邻L形板71配合的挡块73，当L形板71向上移动与相邻的挡块73接触时，L形板71受限位无法继续向上移动。

本扶正器安装于套管11，在套管11下井的过程中随其一同进入油井内，油井内壁凹凸不平，弹性片13与井壁凸起接触时发生形变使得其中部靠近固定筒1从而避免弹性片13与井壁硬性接触，弹性片13带动限位杆31靠近固定筒1（限位环3位于限位杆31下侧，限位杆31自由移动），弹性片13和其上的滚珠能降低套管11下井时与井壁的摩擦，且保证套管11与井壁存有一定距离，避免套管11与井壁直接接触受损，相邻弹性片13之间的预留槽保证部分井壁凸起通过，由于油井的种类不同，由垂直井和水平井之分，本扶正器用于上侧为垂直井下侧为水平井的油井，扶正器在进入油井（水平部分）的过程中，由于套管11水平放置，套管11自身的重量仅依靠下侧的弹性片13支撑，而弹性片13受压力过大会发生形变，从而使得套管11下侧与井壁之间的距离减少，无法保证套管11位于油井（水平部分）的中部，导致套管11与井壁凸起接触受损，而本扶正器在油井（垂直部分）移动时为弹性状态，弹性片13进行自由形变，保证套管11位于油井（垂直部分）的中部，同时避免弹性片13将油井（垂直部分）内的石块刮掉，导致掉落的石块砸向下侧的套管11，而本扶正器在油井（水平部分）移动时，本扶正器变为刚性状态，下侧的弹性片13遇到井壁凸起时不再发生形变，保证套管11位于油井（水平部分）的中部，而上侧的弹性片13仍会发生形变，避免上侧的弹性片13将上侧井壁的石块挂落，砸向套管11。

具体操作如下：初始状态下，如图6所示，第一连接板24和第二连接板26呈一定角度的夹角，卡槽261开口向右，扶正器位于油井（垂直部分）时，以右侧的配重块53为例，当扶正器偏转的角度小于导向形槽511偏转的角度时，配重块53受自身重力的作用下位于导向形槽511的左侧，即使扶正器出现小角度的倾斜，配重块53均位于导向形槽511的左侧，以油井下侧向左弯曲为例，当扶正器进入油井的弯曲部分（垂直部分和水平部分的连接处）时，扶正器偏转的角度大于导向形槽511偏转的角度，配重块53受自身重力作用移至导向形槽511的右侧并被其限位无法向左移动（配重块53的上侧位于推板54向左移动的路径上），此后，当右侧的弹性片13再次与井壁的凸起接触时，弹性片13的中部向左移动，弹性片13通过限位杆31带动推板54向左移动，推板54在与配重块53接触后带动其向左移动，配重块53带动两个折形杆51向左移动，两个第二弹性件52被压缩，当弹性片13不再与井壁凸起接触时，弹性片13带动限位杆31向右移动，第二弹性件52复位带动折形杆51和配重块53向右移动。

在两个折形杆51向左移动的过程中，两个折形杆51向左挤压两个固定板62，两个固定板62带动U形杆6向左移动，U形杆6的右端逐渐从限位槽211内移出，第一拉簧61被拉伸，当U形杆6的右端逐渐从限位槽211内移出时，工形块22的限位被解除，第一弹性件23复位带动工形块22向下移动，工形块22带动U形杆6和两个固定板62向下移动从下侧固定块12的矩形槽内穿过，工形块22带动第一连接板24向下移动，第一连接板24通过连接块25带动第二连接板26右端向下移动，第二连接板26以U形架21的下端为旋转中心顺时针转动，当第二连接板26与U形架21垂直时，状态如图7所示，第一弹性件23复位完成，工形块22不再向下移动，此时，卡槽261的开口向下，第二拉簧72复位带动L形板71向上移动，L形板71右侧的上部卡入卡槽261内，第二连接板26受限位无法转动，此时，第二连接板26的右端与弹性片13的最右侧位置平齐。

此后，扶正器在即将与井壁凸起接触时，第二连接板26优先与井壁凸起接触，第二连接板26受井壁凸起挤压开始向上移动，第二连接板26带动L形板71、导杆7和U形架21向上移动，第二连接板26通过连接块25和第一连接板24带动工形块22向上移动，第一弹性件23被压缩，在U形架21向上移动的过程中，U形架21带动限位环3和反向卡齿41向上移动，反向卡齿41受卡瓦齿4的限位只会向上移动无法向下移动，随着L形板71继续向上移动，L形板71与挡块73接触受不再向上移动，第二连接板26继续向上移动，L形板71右侧的上部不再卡入卡槽261内，此时，反向卡齿41与T形块2接触并受其限位无法向上移动，限位环3与限位杆31处于同一水平高度，限位环3对限位杆31限位，限位杆31无法再靠近套管11，弹性片13无法发生形变，即本扶正器处于油井（水平部分）时变为刚性状态，下侧的弹性片13无法发生形变，保证套管11处于油井中部，因此，下侧的三个弹性片13均无法发生形变。

当第二连接板26不再与井壁凸起接触后，第一弹性件23复位带动工形块22向下移动，最终状态如图8所示，综上，本扶正器在油井（垂直部分）移动和油井（水平部分）移动时，均通过第一连接板24和第二连接板26大大降低了固定筒1下侧外部零件的所占空间，避免了本扶正器外侧的下部零件过多增加套管11在井下移动时的阻力。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.预留槽式无阻滚珠套管扶正器，包括有固定筒（1），所述固定筒（1）设置有套管（11），其特征是，所述固定筒（1）固接有呈环形且对称分布的固定块（12），对称分布的所述固定块（12）之间固接有弹性片（13），相邻的弹性片（13）之间形成预留槽，所述固定筒（1）设置有周向分布的挤压机构，所述挤压机构用于限制相邻的所述弹性片（13）；

所述挤压机构包括有T形块（2），所述T形块（2）固接于所述固定筒（1），所述T形块（2）滑动连接有U形架（21），下侧固定块（12）设置有与相邻U形架（21）配合的矩形槽，所述U形架（21）滑动连接有工形块（22），所述工形块（22）与相邻的所述U形架（21）之间固接有处于压缩状态的第一弹性件（23），所述工形块（22）铰接有第一连接板（24），所述第一连接板（24）通过连接块（25）铰接有第二连接板（26），所述第二连接板（26）远离所述连接块（25）的一端与相邻的所述U形架（21）铰接，所述U形架（21）设置有用于限位所述弹性片（13）的限位组件，所述固定筒（1）设置有呈环形分布的锁紧组件，所述锁紧组件用于固定相邻的所述U形架（21），下侧的所述固定块（12）设置有用于限位相邻所述工形块（22）的卡紧部件，所述第二连接板（26）设置有限制其转动的挤压组件；

所述限位组件包括有限位环（3），所述限位环（3）滑动连接于所述固定筒（1）且与呈环形分布的所述U形架（21）固接，所述弹性片（13）固接有与所述限位环（3）配合的限位杆（31）；

所述锁紧组件包括有卡瓦齿（4），所述卡瓦齿（4）固接于所述固定筒（1），所述U形架（21）固接有与相邻所述卡瓦齿（4）配合的反向卡齿（41）；

所述卡紧部件包括有对称分布的矩形框（5），对称分布的所述矩形框（5）均固接于相邻的下侧所述固定块（12），所述矩形框（5）滑动连接有折形杆（51），所述折形杆（51）与相邻的所述矩形框（5）之间固接有第二弹性件（52），所述折形杆（51）设置有导向形槽（511），所述导向形槽（511）滑动连接有配重块（53），所述限位杆（31）固接有与相邻所述配重块（53）配合的推板（54），所述工形块（22）设置有限制所述相邻U形架（21）的锁止组件；

所述锁止组件包括有U形杆（6），所述U形杆（6）滑动连接于相邻的所述工形块（22），所述U形杆（6）与相邻的所述工形块（22）之间固接有第一拉簧（61），所述U形架（21）设置有与相邻所述U形杆（6）配合的限位槽（211），所述U形杆（6）固接有与相邻所述折形杆（51）配合的固定板（62）；

所述挤压组件包括有导杆（7），所述导杆（7）固接于相邻的所述U形架（21），所述导杆（7）滑动连接有L形板（71），所述第二连接板（26）设置有与相邻所述L形板（71）配合的卡槽（261），所述L形板（71）与相邻的所述导杆（7）之间固接有处于拉伸状态的第二拉簧（72），所述固定筒（1）固接有与相邻所述L形板（71）配合的挡块（73）。

2.如权利要求1所述的预留槽式无阻滚珠套管扶正器，其特征是，所述弹性片（13）设置有用于降低摩擦力的滚珠。

3.如权利要求1所述的预留槽式无阻滚珠套管扶正器，其特征是，所述卡瓦齿（4）和所述反向卡齿（41）的材质均为弹性金属材料。

4.如权利要求1所述的预留槽式无阻滚珠套管扶正器，其特征是，所述导向形槽（511）为L形，所述导向形槽（511）的弯折处位于远离所述限位环（3）的一侧。