CN212671630U

CN212671630U - 液力方位支撑器

Info

Publication number: CN212671630U
Application number: CN202021948274.0U
Authority: CN
Inventors: 郭景学; 蔡山; 黄金; 张伟民; 于秋来; 莫祥伟
Original assignee: Petrochina Co Ltd; Daqing Oilfield Co Ltd
Current assignee: Petrochina Co Ltd; Daqing Oilfield Co Ltd
Priority date: 2020-09-08
Filing date: 2020-09-08
Publication date: 2021-03-09
Anticipated expiration: 2030-09-08

Abstract

一种液力方位支撑器。主要解决克服现有的支撑器锚定力小、在射孔瞬间发生窜动而导致孔深检测仪坐键后探针不能与射孔孔眼对准的问题。其特征在于：所述上部筒体（11）上端外壁上开有捕捞槽（3），且上部筒体（11）侧壁上固定有定方位键（5）；下部筒体（12）内部设有推力杆（16），下部筒体（12）下端连接有液压缸（19），液压缸（19）内部的活塞（21）与推力杆（16）相连，液压缸（19）底部连接有上锥体（27），上锥体（27）外部锥面上设有上锚爪（29）。该液力方位支撑器可以避免纵向上发生窜动及径向上发生旋转，并且具备定方位功能，从而保证孔深检测仪探针和射孔孔眼的精准对位。

Description

液力方位支撑器

技术领域

本实用新型涉及油气井用井下射孔孔道深度检测领域，具体说是一种液力方位支撑器。

背景技术

射孔穿深是评价射孔器参数的一个重要指标，射孔穿深直接影响着油气井开发效果，因而掌握射孔弹在井下实际穿深具有重要意义。目前，射孔穿深检测技术只能在地面进行模拟检测，尚不能测量井下地层中的射孔弹实际穿深。地面模拟检测主要有混凝土靶检测，贝雷砂岩靶检测和钢靶检测，由于地面模拟检测的岩性与井下射孔层岩性不同，并且井下具有一定的温度，压力，地面无法真实模拟井下实际射孔情况，导致地面检测射孔器的穿深方法均不能代表射孔器在井下的实际穿深。因此，需要一种井下射孔孔道深度检测装置来检测射孔穿深。而方位支撑器是井下射孔孔道深度检测装置中重要的部件，现有的支撑器锚定力小，在射孔瞬间易发生窜动，易导致孔深检测仪坐键后探针不能与射孔孔眼对准，从而不能精确的测量孔深。

发明内容

为了克服现有的支撑器锚定力小、在射孔瞬间发生窜动而导致孔深检测仪坐键后探针不能与射孔孔眼对准的不足，本实用新型提供一种液力方位支撑器，该液力方位支撑器锚定力大，可以避免纵向上发生窜动及径向上发生旋转，并且具备定方位功能，从而保证孔深检测仪探针和射孔孔眼的精准对位。

本实用新型的技术方案是：一种液力方位支撑器，包括上部筒体，所述上部筒体上端外壁上开有捕捞槽，且上部筒体侧壁上固定有定方位键，定方位键内部设有磁钢；上部筒体内部设有密封杆，上部筒体下端连接下部筒体，下部筒体内部设有推力杆，所述密封杆与推力杆相连；所述下部筒体下端连接有液压缸，液压缸内部的活塞与推力杆相连，液压缸底部连接有上锥体，上锥体外部锥面上设有上锚爪，上锥体底部外侧滑动连接上锚爪座，且上锚爪座与上锚爪之间通过上固定环连接；上锚爪座底部连接有下锥体，下锥体外部锥面上设有下锚爪，且下锥体底部外侧滑动连接下锚爪座，下锚爪座与下锚爪之间通过下固定环连接；下锚爪座底部连接导向接头，所述导向接头内部与中心杆相连。

所述捕捞槽包括沿圆周方向均布的组捕捞槽单体，所述捕捞槽单体包括下部的下捕捞槽、过渡槽和上部的上捕捞槽，三个下捕捞槽与三个过渡槽交替布置，相邻两个上捕捞槽之间设有导向槽。

所述导向槽左侧为导向槽斜面，右侧为导向槽竖直面；下捕捞槽左侧为下捕捞槽斜面，右侧为下捕捞槽竖直面；过渡槽左侧为斜面，右侧为过渡槽竖直面，其中过渡槽竖直面和下捕捞槽斜面相交处为下捕捞槽圆弧端。导向槽斜面上端为导向槽尖端，且导向槽尖端的位置相对于下捕捞槽圆弧端靠右。

所述密封杆下端外壁上周向开有圆弧形凹槽，所述推力杆上开有圆孔，圆孔内镶嵌有锁球，锁球外部所对应的下部筒体上连接有限位螺钉。

所述上锥体外壁上对称的开有两个纵向的限位槽A，限位槽A内设有限位钢球A，限位钢球A外部置于上锚爪座上的圆孔内，且限位钢球A外部通过连接在上锚爪座上的螺帽限位。

所述中心杆中部外壁上对称的开有两个纵向的限位槽B，限位槽B内设有限位钢球B，限位钢球B外部置于下锥体上的圆孔内，且限位钢球B外部通过连接在下锥体上的螺帽限位。

所述下锥体外壁上对称的开有两个纵向的限位槽C，限位槽C内设有限位钢球C，限位钢球C外部置于下锚爪座上的圆孔内，且限位钢球C外部通过连接在下锚爪座上的螺帽限位。

所述上锚爪座上连接有上板簧，且上板簧上端压在上锚爪外部。

所述下锚爪座上连接有下板簧，且下板簧上端压在下锚爪外部。

本实用新型具有如下有益效果：由于采取上述方案，一方面，液力方位支撑器利用井内静液柱压力产生较大的锚定力和自锁力，防止了液力方位支撑器在纵向上发生窜动；另一方面，通过几个限位槽与所对应的钢球的限位设计，防止了液力方位支撑器在径向上发生旋转。同时，液力方位支撑器上端的定方位键使该工具具备定方位功能。液力方位支撑器锚定后，锚定力较大，其上端定方位键方位在射孔前后保持不变。之后，单孔眼射孔及孔深检测时，射孔器和孔深检测仪下端导向槽都要坐入该定方位键。由于单孔眼射孔器的导向槽顶端和射孔器盲孔相对位置与孔深检测仪的导向槽顶端和探针孔眼相对位置完全相同，射孔后，起出单孔眼射孔器，下入孔深检测仪并坐键后，探针可以对准射孔孔眼。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2、图3是捕捞槽的展开图。

图中1-密封杆，2-密封圈，3-捕捞槽，5-定方位键，7-磁钢，10-中心孔道，11-上部筒体，12-下部筒体，13-锁球，14-限位螺钉，16-推力杆，19-液压缸，20-空气舱，21-活塞，23-液压舱，24-进液孔，27-上锥体，28-中心杆，29-上锚爪，30-上固定环，31-上板簧，33-限位槽A，34-上锚爪座，36-限位钢球A，38-下锥体，39-限位槽B，40-限位钢球B，42-下锚爪，43-下固定环，44-下板簧，47-限位钢球C，48-限位槽C，49-下锚爪座，51-导向接头，301-导向槽斜面，302-导向槽尖端，303-导向槽竖直面，304-上捕捞槽斜面，305-下捕捞槽圆弧端，306-过渡槽竖直面，307-下捕捞槽斜面，308-下捕捞槽竖直面。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

由图1至图3所示，一种液力方位支撑器，包括上部筒体11，所述上部筒体11上端外壁上开有捕捞槽3，所述捕捞槽3包括沿圆周方向均布的3组捕捞槽单体，由图2、图3所示，每组捕捞槽单体均包括上捕捞槽、下捕捞槽、过渡槽，其中上捕捞槽用B₁、B₂、B₃表示，下捕捞槽用A₁、A₂、A₃表示，过渡槽用C₁、C₂、C₃表示，三个下捕捞槽与三个过渡槽交替布置，相邻两个上捕捞槽之间设有导向槽。导向槽左侧为导向槽斜面301，右侧为导向槽竖直面303；下捕捞槽左侧为下捕捞槽斜面307，右侧为下捕捞槽竖直面308；过渡槽左侧为斜面，右侧为过渡槽竖直面306，其中过渡槽竖直面306和下捕捞槽斜面307相交处为下捕捞槽圆弧端305。导向槽斜面301上端为导向槽尖端302，且导向槽尖端302的位置相对于下捕捞槽圆弧端305靠右。捕捞槽3的这种结构，上部工具在下放过程中，捕捞键沿导向槽进入后，受到导向槽尖端302阻挡，沿导向槽竖直面303下滑，下滑过程中受下捕捞槽圆弧端305阻挡而下行至下捕捞槽A₁、A₂、A₃中；上部工具在提起时，捕捞键沿下捕捞槽竖直面308上行，沿上捕捞槽斜面304滑至上捕捞槽B₁、B₂、B₃。

所述上部筒体11侧壁上通过螺钉固定有定方位键5，且定方位键5内部凸出于上部筒体11内壁，定方位键5内部设有磁钢7，磁钢7外部通过螺钉固定。上部筒体11内部设有密封杆1，密封杆1上端连接与该液力方位支撑器配套使用的锚定释放工具，密封杆1与锚定释放工具之间通过密封圈2密封，且密封杆1内部设有中心孔道10。所述上部筒体11下端螺纹连接下部筒体12，下部筒体12内部设有推力杆16，所述密封杆1与推力杆16通过锁球13相连。所述密封杆1下端外壁上周向开有圆弧形凹槽，所述推力杆16上开有圆孔，圆孔内镶嵌有锁球13，锁球13外部所对应的下部筒体12上连接有限位螺钉14，当密封杆1沿推力杆16向下插入，当凹槽运行到锁球13位置时，锁球13向内滑进凹槽内，从而将密封杆1与推力杆16连接，拧紧限位螺钉14，将锁球13限制在凹槽内，可以防止密封杆1与推力杆16之间脱落。

所述下部筒体12下端螺纹连接有液压缸19，液压缸19内部的活塞21上端与推力杆16相连，下端连接中心杆28。所述活塞21将液压缸19内部分为两个密封腔体，其中上部为空气舱20，下部为液压舱23，活塞21上对应液压舱23处开有进液孔24。所述液压缸19底部连接有上锥体27，上锥体27上段为上大下小的锥体，底部为圆柱体，上锥体27外部锥面上设有上锚爪29，上锥体27底部外侧连接有上锚爪座34。所述上锥体27下段圆柱体外壁上对称的开有两个纵向的限位槽A33，限位槽A33内设有限位钢球A36，限位钢球A36外部置于上锚爪座34上的圆孔内，且限位钢球A36外部通过连接在上锚爪座34上的螺帽限位。限位槽A33宽度不大于限位钢球A36直径，使得限位钢球A36可沿限位槽A33上下滑动，但不能径向移动，从而限制了上锥体27与上锚爪座34之间的径向位移。所述上锚爪座34与上锚爪29之间设有上固定环30，上固定环30套在上锚爪29外部后上固定环30上端焊接在上锚爪座34上，从而对上锚爪29外部起到限定作用。所述上锚爪座34上连接有上板簧31，上板簧31上端压在上锚爪29外部，且上板簧31位于上固定环30内侧，上板簧31具有弹性，可以保证上锚爪29始终贴在上锥体27上。

所述上锚爪座34底部连接有下锥体38，下锥体38形状与上锥体27一致。下锥体38外部锥面上设有下锚爪42，且下锥体38底部外侧滑动连接下锚爪座49。所述下锥体38外壁上对称的开有两个纵向的限位槽C48，限位槽C48内设有限位钢球C47，限位钢球C47外部置于下锚爪座49上的圆孔内，且限位钢球C47外部通过连接在下锚爪座49上的螺帽限位。限位槽C48宽度不大于限位钢球C47直径，使得限位钢球C47可沿限位槽C48上下滑动，但不能径向移动，从而限制了下锥体38与下锚爪座49之间的径向位移。所述下锚爪座49与下锚爪42之间设有下固定环43，下固定环43套在下锚爪座49上后下固定环43上端焊接在下锚爪42上，从而对下锚爪42外部起到限定作用。所述下锚爪座49上连接有下板簧44，下板簧44上端压在下锚爪42外部，下板簧44具有弹性，可以保证下锚爪42始终贴在下锥体38上。下锚爪座49底部螺纹连接导向接头51，所述导向接头51内部与中心杆28相连。

所述中心杆28与下锥体38通过以下方式连接：中心杆28中部外壁上对称的开有两个纵向的限位槽B39，限位槽B39内设有限位钢球B40，限位钢球B40外部置于下锥体38上的圆孔内，且限位钢球B40外部通过连接在下锥体38上的螺帽限位。限位槽C48宽度不大于限位钢球C47直径，使得限位钢球C47可沿限位槽C48上下滑动，但不能径向移动，从而限制了下锥体38与下锚爪座49之间的径向位移。

锚定、脱手过程如下：通过电缆输送的方式将与该液力方位支撑器配套使用的快速接头、磁性定位仪、锚定释放工具及该液力方位支撑器一同输送至目的层。锚定释放工具下端通过螺纹连接密封杆1。到达目的层后，通过控制地面仪打开锚定释放工具电子开关，井内液体沿锚定释放工具内部通道、密封杆1内的中心通道10、活塞21的进液孔24流入液压舱23内，在活塞21下端面产生向上的推力。通过计算，1000米垂深水柱可产生5.2吨向上推力。由于空气舱20对活塞21向下的作用力远小于液体对活塞21的向上推力，所以活塞21向上运动。因为活塞21、中心杆28、导向接头51、下锚爪座49、限位钢球C47、下板簧44、下固定环43、下锚爪42连接在一起，所以上述部件一起向上运动。由于下锚爪42与下锥体38之间的摩擦力在竖直方向的分量大于下锥体38、上锚爪座34、限位钢球A36、上板簧31、上固定环30、上锚爪29的重量，所以上述部件向上运动。上锚爪29沿上锥体27锥面向上运动，直至上锥体27将上锚爪29撑开锚定在套管壁上。此时，下锥体38、上锚爪座34、限位钢球36、上板簧31、上固定环30、上锚爪29停止向上运动。因为下锚爪42还未锚定C47、下板簧44、下固定环43、下锚爪42继续向上运动，直至下锚爪42也锚定在套管内壁上。在活塞21向上运动过程中带动推力杆16、锁球13、密封杆1向上运动，当锁球13运动至下部筒体12内径扩大处时，锁球13解除对密封杆1的锁定，锚定释放工具与液力方位支撑器脱手。之后，起出电缆、快速接头、磁性定位仪、锚定释放工具。

孔深测量后，解除液力方位支撑器锚定过程如下：通过电缆输送方式将与该液力方位支撑器配套使用的快速接头、磁性定位仪、液力解锚工具输送至目的层段。液力解锚工具中心杆和外筒之间在液压作用下可以发生相对运动，外筒相对中心杆向上运动。液力解锚工具中心杆下端连接解锚杆，液力解锚工具外筒下端有3个均布的捕捞键。在下放电缆过程中，当液力解锚工具下端接触该液力方位支撑器后，在电缆、工具自身重力作用下和捕捞槽3中导向槽的导引作用下，液力解锚工具下端与外筒连接的3个捕捞键运移至捕捞槽3的下捕捞槽中，即图2所示的A₁、A₂、A₃点。然后，上提电缆，使3个捕捞键3沿轨道上移至B₁、B₂、B₃点，此时液力解锚工具捕获液力方位支撑器。保持电缆处于绷直状态，通过控制地面仪，打开液力解锚工具上端电子开关，井内静液柱压力进入液力解锚工具5个串联的液压缸内，每个液压缸在垂深1000米水柱情况下可产生6.09吨解锚力，5个液压缸共计产生30.45吨解锚力。在解锚力作用下，液力解锚工具中心杆向下运动。因为液力解锚工具解锚力大于液力方位支撑器锚定力，液力解锚工具解锚杆顶在液力方位支撑器的推力杆16上端面，推动推力杆16向下运动。因为推力杆16与液力方位支撑器中心杆28通过螺纹连接，所以中心杆28向下运动。中心杆28带动导向接头51、下锚爪座49、下限位钢球47、下板簧44、下固定环43、下锚爪42、下锥体38、上锚爪座34、上限位钢球36、上板簧31、上固定环30、上锚爪29向下运动。最后，下锚爪42和上锚爪29分别运动至下锥体38和上锥体27下端。由于下锥体38和上锥体27从上至下外径逐渐变小，所以在上板簧31和下板簧44的作用下，上锚爪29和下锚爪42缩回，解除液力方位支撑器锚定状态。此时，液力解锚工具外筒下端3个捕捞键分别位于捕捞槽3的上捕捞槽B₁、B₂、B₃位置，上提电缆，即可起出回收液力方位支撑器。

Claims

1.一种液力方位支撑器，包括上部筒体（11），其特征在于：所述上部筒体（11）上端外壁上开有捕捞槽（3），且上部筒体（11）侧壁上固定有定方位键（5），定方位键（5）内部设有磁钢（7）；上部筒体（11）内部设有密封杆（1），上部筒体（11）下端连接下部筒体（12），下部筒体（12）内部设有推力杆（16），所述密封杆（1）与推力杆（16）相连；所述下部筒体（12）下端连接有液压缸（19），液压缸（19）内部的活塞（21）与推力杆（16）相连，液压缸（19）底部连接有上锥体（27），上锥体（27）外部锥面上设有上锚爪（29），上锥体（27）底部外侧滑动连接上锚爪座（34），且上锚爪座（34）与上锚爪（29）之间通过上固定环（30）连接；上锚爪座（34）底部连接有下锥体（38），下锥体（38）外部锥面上设有下锚爪（42），且下锥体（38）底部外侧滑动连接下锚爪座（49），下锚爪座（49）与下锚爪（42）之间通过下固定环（43）连接；下锚爪座（49）底部连接导向接头（51），所述导向接头（51）内部与中心杆（28）相连。

2.根据权利要求1所述的液力方位支撑器，其特征在于：所述捕捞槽（3）包括沿圆周方向均布的3组捕捞槽单体，所述捕捞槽单体包括下部的下捕捞槽、过渡槽和上部的上捕捞槽，三个下捕捞槽与三个过渡槽交替布置，相邻两个上捕捞槽之间设有导向槽。

3.根据权利要求2所述的液力方位支撑器，其特征在于：所述导向槽左侧为导向槽斜面（301），右侧为导向槽竖直面（303）；下捕捞槽左侧为下捕捞槽斜面（307），右侧为下捕捞槽竖直面（308）；过渡槽左侧为斜面，右侧为过渡槽竖直面（306），其中过渡槽竖直面（306）和下捕捞槽斜面（307）相交处为下捕捞槽圆弧端（305），导向槽斜面（301）上端为导向槽尖端（302），且导向槽尖端（302）的位置相对于下捕捞槽圆弧端（305）靠右。

4.根据权利要求3所述的液力方位支撑器，其特征在于：所述密封杆（1）下端外壁上周向开有圆弧形凹槽，所述推力杆（16）上开有圆孔，圆孔内镶嵌有锁球（13），锁球（13）外部所对应的下部筒体（12）上连接有限位螺钉（14）。

5.根据权利要求4所述的液力方位支撑器，其特征在于：所述上锥体（27）外壁上对称的开有两个纵向的限位槽A（33），限位槽A（33）内设有限位钢球A（36），限位钢球A（36）外部置于上锚爪座（34）上的圆孔内，且限位钢球A（36）外部通过连接在上锚爪座（34）上的螺帽限位。

6.根据权利要求5所述的液力方位支撑器，其特征在于：所述中心杆（28）中部外壁上对称的开有两个纵向的限位槽B（39），限位槽B（39）内设有限位钢球B（40），限位钢球B（40）外部置于下锥体（38）上的圆孔内，且限位钢球B（40）外部通过连接在下锥体（38）上的螺帽限位。

7.根据权利要求6所述的液力方位支撑器，其特征在于：所述下锥体（38）外壁上对称的开有两个纵向的限位槽C（48），限位槽C（48）内设有限位钢球C（47），限位钢球C（47）外部置于下锚爪座（49）上的圆孔内，且限位钢球C（47）外部通过连接在下锚爪座（49）上的螺帽限位。

8.根据权利要求7所述的液力方位支撑器，其特征在于：所述上锚爪座（34）上连接有上板簧（31），且上板簧（31）上端压在上锚爪（29）外部。

9.根据权利要求8所述的液力方位支撑器，其特征在于：所述下锚爪座（49）上连接有下板簧（44），且下板簧（44）上端压在下锚爪（42）外部。