CN212130452U - 一种井下工具用大间隙锁紧机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种井下工具用大间隙锁紧机构，所述大间隙锁紧机构主要由锥体、扩展套、剪钉、卡瓦组成，所述的锥体斜面与扩展套内部斜面配合，锥度相同，锥体与扩展套内部通过剪钉连接，所述扩展套外部下端与卡瓦斜面配合。本实用新型在不增加卡瓦和锥体外径及长度前提下，即可增加卡瓦最大膨胀外径，提高封隔间隙范围，增加工具的井下适应性及可靠性。该锁紧机构结构简单，加工方便，施工安全可靠，可广泛应用于各种封隔器、桥塞、水泥承留器等井下工具上。

Description

一种井下工具用大间隙锁紧机构

技术领域

本实用新型涉及油气田用井下作业工具中锁紧机构领域，尤其涉及一种井下工具用大间隙锁紧机构。

背景技术

在油气井的固井、完井等施工中，常常使用封隔器、桥塞、水泥承留器等实现层间封隔卡层，保证固井、完井改造的针对性，最大化提高固井及完井增产改造效果。卡瓦锁紧机构是保证这些井下工具可靠工作的关键部件，关系到固完井施工的成败。

一般卡瓦锁紧机构由卡瓦和锥体组成，在要封隔大间隙环空的时候，则要增大卡瓦和锥体外径或者增加卡瓦或锥体长度来增大坐封行程，增大卡瓦和锥体外径在入井过程中容易造成提前坐封，增加作业风险，增加卡瓦或锥体长度来增大坐封行程则会造成整个工具加长，一方面影响工具井下通过性，另一方面对于可溶类的工具增加工具溶解时间及溶解残余，同时增加工具材料成本，此外，在锥体和卡瓦外径不变的情况下，卡瓦沿着锥体可膨胀最大外径已经确定，在锥体或卡瓦长度增加一定值后就没效果。

CN2806752Y公开了一种用于石油及天然气钻井的井下震击解卡的带机械锁紧机构的液压式随钻震击器，包括卡瓦17、卡瓦套18、弹性机构总成20等，卡瓦心轴10与花键心轴1连接，在卡瓦心轴10与中筒体21之间分别装有上击调节螺母14、弹性机构总成20、卡瓦17、卡瓦套18、下击调节螺母23，卡瓦心轴10、延长心轴25、阀体心轴26依次连接，具有防误震、在钻柱中连接位置自由等特点，适用于包括欠平衡钻井、定向井等复杂井，增加机械式锁紧机构，设定其上击解锁力大于一般钻井操作的钻柱拉力，不管是钻进、起下钻，还是接单根、触井底，使其液压阻尼机构始终不工作，从根本上避免了液压震击器在使用过程中的误震问题。然而，该方案并不能满足大间隙的工作场景。

因此，开发一种结构简单、方便、能够适用大间隙工作场景的锁紧机构，成为亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种井下工具用大间隙锁紧机构，在不增加卡瓦和锥体外径及长度前提下，即可增加卡瓦最大膨胀外径，提高封隔间隙范围，增加工具的井下适应性及可靠性。该锁紧机构结构简单，加工方便，施工安全可靠，可广泛应用于各种封隔器、桥塞、水泥承留器等井下工具上。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种大间隙锁紧机构，所述大间隙锁紧机构主要由锥体2、扩展套3、剪钉4、卡瓦5组成，所述的锥体2斜面与扩展套3内部斜面配合，锥度相同，锥体2与扩展套3内部通过剪钉4连接，所述扩展套3外部下端与卡瓦5斜面配合。

进一步地，所述扩展套3外部下端与卡瓦5斜面锥度相同。

进一步地，卡瓦5可沿着扩展套3的斜面向上运动。

优选地，剪钉4的个数及尺寸，可根据设计剪切值的需要进行调节。

进一步地，所述剪钉4为1个以上。

进一步地，所述剪钉4为2个以上。

进一步地，所述剪钉4为8个以上。

进一步地，所述剪钉4为10个。

进一步地，扩展套3的外部最上端设置有台阶1。

进一步地，台阶1的最大外径小于等于扩展套3的最大外径。

进一步地，卡瓦5具有卡瓦牙。

本实用新型的优点及效果：

(1)锥体和扩展套剪钉连接，初始联动、后期分离的设计，在卡瓦滑移到扩展套外部上端台阶处时，继续轴向受力达到剪钉剪切值时，剪断剪钉，扩展套与锥体分离，卡瓦与扩展套可以继续沿着锥体径向扩张，提高卡瓦扩张行程及外径，从而可以封隔大间隙环空。

(2)结构简单，与常规井下工具用锁紧机构相比，无需增加工具外径及长度，即可实现大间隙环空锁紧封隔，降低工具长度，减少材料成本，提高工具入井可靠性、安全性及适应性。

(3)设计的扩展套和锥体配合，在大间隙情况下，剪断连接剪钉，即可扩展锥体外径、与卡瓦配合行程长度，极大的增大锁紧机构的最大扩张外径。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书来实现和获得。

附图说明

图1是大间隙锁紧机构初始状态结构示意图。

图2是轴向受力后，卡瓦沿着扩展套锥面滑移到扩展套台阶处示意图。

图3是继续受力，剪断剪钉，卡瓦与扩展套一起沿着锥体锥面上行结构示意图。

图1、图2、图3中：1-台阶；2-锥体；3-扩展套；4-剪钉；5-卡瓦。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合具体实施例，对本实用新型的技术方案作进一步的解释和说明。

实施例1

如图1所示，所述的锁紧机构主要由锥体2、扩展套3、剪钉4、卡瓦5组成。锥体2斜面与扩展套3斜面配合，锥度相同，跟扩展套3通过剪钉4连接，剪钉4个数及尺寸可根据设计剪切值调节。扩展套3内部与锥体2斜面紧密接触，锥度相同，通过剪钉4连接，外部下端与卡瓦5斜面配合，锥度相同。

实施例2

如图2所示，在轴向受力时，卡瓦5可沿着扩展套3的斜面向上运动，外部最上端加工有台阶1，台阶1的最大外径小于等于扩展套3的最大外径。卡瓦5内部通过相同锥度与扩展套3配合，即卡瓦5、锥体2和扩展套3锥度均相同，卡瓦5在轴向受力时可以沿着扩展套3锥面向上运动，产生径向扩张。

实施例3

如图3所示，当滑移到扩展套3外部上端台阶处时，继续轴向受力可剪断剪钉4，使得扩展套3与锥体2分离，这样卡瓦5与扩展套3可以一起沿着锥体2的锥面继续上行至卡瓦5跟套管壁接触，卡瓦牙咬进套管中实现锁紧。

起初锥体2和扩展套3通过剪钉连接一起，井下工具坐封时，锁紧机构受轴向推力，卡瓦5沿着扩展套3斜面上行，当上行至台阶1处时，随着轴向力增大，剪断剪钉，使得扩展套3和锥体2分离，卡瓦5与扩展套3一起沿着锥面上行至卡瓦5与套管内壁接触，卡瓦牙咬进套管中实现井下工具锁紧定位。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种井下工具用大间隙锁紧机构，其特征在于，所述大间隙锁紧机构主要由锥体(2)、扩展套(3)、剪钉(4)、卡瓦(5)组成，所述的锥体(2)斜面与扩展套(3)内部斜面配合，锥度相同，锥体(2)与扩展套(3)内部通过剪钉(4)连接，所述扩展套(3)外部下端与卡瓦(5)斜面配合。

2.如权利要求1所述的大间隙锁紧机构，其特征在于，所述扩展套(3)外部下端与卡瓦(5)斜面锥度相同。

3.如权利要求2所述的大间隙锁紧机构，其特征在于，卡瓦(5)可沿着扩展套(3)的斜面向上运动。

4.如权利要求3所述的大间隙锁紧机构，其特征在于，所述剪钉(4)为1个以上。

5.如权利要求4所述的大间隙锁紧机构，其特征在于，所述剪钉(4)为2个以上。

6.如权利要求5所述的大间隙锁紧机构，其特征在于，所述剪钉(4)为8个以上。

7.如权利要求6所述的大间隙锁紧机构，其特征在于，所述剪钉(4)为10个。

8.如权利要求1-7任一所述的大间隙锁紧机构，其特征在于，扩展套(3)的外部最上端设置有台阶(1)。

9.如权利要求8所述的大间隙锁紧机构，其特征在于，台阶(1)的最大外径小于等于扩展套(3)的最大外径。

10.如权利要求9所述的大间隙锁紧机构，其特征在于，卡瓦(5)具有卡瓦牙。

Images