CN103850676B - 连续油管用新型套管接箍定位器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续油管用新型套管接箍定位器，涉及石油开发用油气井井下工具领域，包括本体、上盖帽、定位片，螺旋弹簧和下盖帽，本体为中空的圆柱体形，所述本体外壁上开有轴向凹槽，在轴向凹槽内嵌有所述定位片，在所述定位片和轴向凹槽之间设置有至少三个均匀分布的所述螺旋弹簧，所述上盖帽和下盖帽固定在本体上，且上盖帽和下盖帽分别挡住所述定位片。本发明在套管内能够实现精确定位，并能够在经过接箍位置时悬重变化明显且均匀，非常适用于在非气密封套管内连续油管作业的精确定位。

Description

连续油管用新型套管接箍定位器

技术领域

本发明涉及石油开发用油气井井下工具领域，确切地说涉及一种连续油管用新型套管接箍定位器，该套管接箍定位器能够实现井下连续油管在套管内的精确定位，适用于需要精确定位的薄互层压裂施工。

背景技术

国内大多数油气藏在纵向上存在多个产层，且较多为薄互层，有的甚至达5层以上，为了提高单井产能和油气田最终采收率，在油气井钻井施工完成以后，实施压裂酸化是实现油气井增产的重要改造措施。而这个改造过程中必须对连续油管及其工具下入深度进行较为精确的控制，才能使压裂酸化效果达到最优。

目前，连续油管作业设备自带的深度计数器已经不能满足这类需要精确定位的作业，其1000m产生的误差约为2m左右，无法满足作业要求。

授权公告号为202117663U，授权公告日为2012年1月18日的中国专利文献公开了一种套管接箍定位器，应用于油田井下连续油管测定套管接箍位置。在本体的外壁上均匀分布有三个轴向凹槽，在本体的每个轴向凹槽内嵌有一个长方形定位卡块；在本体的每个凹槽的底部有压缩弹簧，定位卡块的外表面为圆弧形，在定位卡块外表面上有向外凸起的弧形凸起，弧形凸起的上下两端有斜面；在本体的凹槽内并在定位卡块的上端有上卡块压板，上销钉将上卡块压板固定在本体的凹槽内；在本体的凹槽内并在定位卡块的下端有下卡块压板，下销钉将下卡块压板固定在本体的凹槽内；上卡块压板和下卡块压板分别挡住定位卡块两端。效果是：能进行多薄层油气井施工作业，并判断接箍的位置。采用机械结构实现精确定位，比电子接箍定位器简单、耐用，适应复杂恶劣的井下施工环境。

但以上述专利文献为代表的现有技术，其仍然存在以下缺点;

1、上述专利文献中，该定位卡块和凹槽之间仅设置有一个弹簧，这样的结构形式，弹簧处就相当于杠杆的支撑点，定位卡块就相当于一个杠杆，而在连续油管在下入过程和上提连续油管的过程中，定位卡块的上、下两端会分别先受力，在一个弹簧的支撑下定位卡块的两端受力不均，定位卡块的一端就会上翘，另一端就会下沉，甚至会出现定位卡块与凹槽相对的那一面的端头部分直接压在凹槽上，从而使连续油管的下入和上提的悬重产生非常明显的变化，平稳性也受到影响，最终会导致定位器的定位效果大打折扣。

2、其上、下卡块是直接经销钉固定在本体的凹槽中，上、下卡块与凹槽之间是悬空的，该悬空处即是留有用于定位卡块经弹簧伸缩带动的活动间隙，上、下卡块的端部并没有与本体固定，这样的结构形式，一方面，由于悬空设置的需要，使得上、下卡块在凹槽中的固定不牢靠，另一方面，由于上、下卡块的一端需要长期受定位卡块的挤压力，而上、下卡块的另一端又没有固定在本体上，因此，本身就固定不牢靠的上、下卡块更容易受力产生变形，上、下卡块的销钉处就成了杠杆的中心支点，最终定位卡块会脱出上、下卡块的固定，致使产品寿命大大降低，此种结构形式，在实际过程中根本无法广泛推广使用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种连续油管用新型套管接箍定位器，本发明在套管内能够实现精确定位，并能够在经过接箍位置时悬重变化明显且均匀，非常适用于在非气密封套管内连续油管作业的精确定位。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

一种连续油管用新型套管接箍定位器，包括本体、上盖帽、定位片，螺旋弹簧和下盖帽，本体为中空的圆柱体形，其特征在于：所述本体外壁上开有轴向凹槽，在轴向凹槽内嵌有所述定位片，在所述定位片和轴向凹槽之间设置有至少三个均匀分布的所述螺旋弹簧，所述上盖帽和下盖帽固定在本体上，且上盖帽和下盖帽分别挡住所述定位片。

三个螺旋弹簧中，两端部的螺旋弹簧的劲度系数大于中间部的螺旋弹簧的劲度系数。

三个螺旋弹簧中，靠近上盖帽那一端的螺旋弹簧的劲度系数大于靠近下盖帽那一端的螺旋弹簧的劲度系数。

所述螺旋弹簧为四个，中间两个弹簧的劲度系数一致，两端部的螺旋弹簧的劲度系数大于中间部的螺旋弹簧的劲度系数，靠近上盖帽那一端的螺旋弹簧的劲度系数大于靠近下盖帽那一端的螺旋弹簧的劲度系数。

在所述定位片上设置有容纳所述螺旋弹簧的定向槽。

所述上盖帽和下盖帽是经紧固螺钉固定在本体上的，上盖帽和下盖帽紧贴在所述本体上，上盖帽和下盖帽具有一个延伸入轴向凹槽的伸入段，该伸入段用于挡住所述定位片。

所述定位片的外表面设置有呈圆弧形的凸起，靠近上盖帽那一端的凸起的上端为上斜面，靠近下盖帽那一端的凸起的下端为下斜面，上斜面与定位片表面之间的夹角小于下斜面与定位片表面之间的夹角。

所述轴向凹槽的个数为沿本体外壁均匀分布的四个。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：

1、本发明中，采用“在所述定位片和轴向凹槽之间设置有至少三个均匀分布的所述螺旋弹簧，所述上盖帽和下盖帽固定在本体上，且上盖帽和下盖帽分别挡住所述定位片”的方式，相对于现有技术来说，三个螺旋弹簧均匀分布，在受力时，定位片的两端设置各个地方的受力就会很均匀，从而当下入或上提连续油管时，连续油管的悬重不会产生明显的变化，平稳性非常好，增强了定位器在套管内精确定位的效果。

2、本发明中，采用“三个螺旋弹簧中，两端部的螺旋弹簧的劲度系数大于中间部的螺旋弹簧的劲度系数”这样的方式，在实际使用过程中，不管是套管在下入还是上提过程中，当套管刚与凸起接触时，最先受力的是定位片的上端或下端，而中间部位受力较小，而本发明中，由于两端部的螺旋弹簧的劲度系数大于中间部的劲度系数，所以，定位片的两端部的螺旋弹簧会更大程度的抵消两端部的受较大挤压力的不利影响，从而更好地维持了整个定位片的受力均衡性，更好地保证连续油管的悬重不产生明显的变化，进一步增强了定位器在套管内精确定位的效果。

3、本发明中，采用“靠近上盖帽那一端的螺旋弹簧的劲度系数大于靠近下盖帽那一端的螺旋弹簧的劲度系数”这样的方式，与“上斜面与定位片表面之间的夹角小于下斜面与定位片表面之间的夹角”的结构相配合，充分的考虑了客观实际，下斜面的大夹角与较小劲度系数的螺旋弹簧配合使得连续油管在下入过程中可更平滑地下入，上斜面的小夹角与较大劲度系数的螺旋弹簧配合使得连续油管在上提过程中可承受更大的承载力。

4、本发明中，采用“在所述定位片上设置有容纳所述螺旋弹簧的定向槽”这样的方式，当定位片在轴向凹槽中沿本体的径向浮动时，螺旋弹簧的伸缩位置由于定向槽的定向作用就只能沿其自身轴线伸缩而不会产生偏移。

5、本发明中，采用“所述上盖帽和下盖帽是经紧固螺钉固定在本体上的，上盖帽和下盖帽紧贴在所述本体上，上盖帽和下盖帽具有一个延伸入轴向凹槽的伸入段，该伸入段用于挡住所述定位片”这样的结构形式，上盖帽和下盖帽是紧紧地固定在本体上的，固定更加牢靠，且上盖帽和下盖帽仅具有伸入段用于挡住定位片，即使经久使用，伸入段受本体径向方向的力，由于盖帽的另一端抵住本体，盖帽也不容易产生松动，延长了使用寿命。

6、本发明在本体圆周上设计有四个均等分布的定位片，经过套管接箍时受力均匀，并且每个定位片均有多组螺旋弹簧支撑，定位片上下移动受力平稳；新型套管接箍定位器在套管内能够实现精确定位，并能够在经过接箍位置时悬重变化明显且均匀。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：

图1为本发明的结构示意图

图中标记：

1、本体，2、紧固螺钉，3、上盖帽，4、定位片，5、螺旋弹簧，6、下盖帽，7、轴向凹槽，8、定向槽，9、上斜面，10、下斜面。

具体实施方式

实施例1

本发明公开了一种连续油管用新型套管接箍定位器，由本体1、上盖帽3、定位片4、螺旋弹簧5、下盖帽6、紧固螺钉2组成。从上到下所述本体1、上盖帽3、定位片4、螺旋弹簧5、下盖帽6、紧固螺钉2顺序连接；所述本体1为圆柱体形有中心孔，在本体1上下端有螺纹，用于连接上下管柱；所述本体1上有四个对称分布的轴向凹槽，在每个轴向凹槽内嵌有一个长方形定位片4，定位片4的底部有凹槽用于限制螺旋弹簧沿其自身轴线压缩；定位片4外表面为圆弧形，中间部位有圆弧形凸起，凸起的上下端为圆弧形过渡斜面；在定位片4的上下端分别有上下盖帽3、6限制定位片4的最大径向位移，定位片4就在本体凹槽内沿径向运动；上下盖帽3、6均由紧固螺钉2加以固定。

实施例2

作为本发明的另一较佳实施方式，其包括本体1、上盖帽3、定位片4，螺旋弹簧5和下盖帽6，本体1为中空的圆柱体形，所述本体1外壁上开有轴向凹槽7，在轴向凹槽7内嵌有所述定位片4，在所述定位片4和轴向凹槽7之间设置有至少三个均匀分布的所述螺旋弹簧5，所述上盖帽3和下盖帽6固定在本体1上，且上盖帽3和下盖帽6分别挡住所述定位片4。三个螺旋弹簧5中，两端部的螺旋弹簧5的劲度系数大于中间部的螺旋弹簧5的劲度系数。

实施例3

参照说明书附图1，本发明的最佳实施方式是：包括本体1、上盖帽3、定位片4，螺旋弹簧5和下盖帽6，本体1为中空的圆柱体形，所述本体1外壁上开有四个均匀分布的轴向凹槽7，在轴向凹槽7内嵌有所述定位片4，在所述定位片4和轴向凹槽7之间设置有四个均匀分布的所述螺旋弹簧5，所述上盖帽3和下盖帽6固定在本体1上，且上盖帽3和下盖帽6分别挡住所述定位片4。中间两个弹簧的劲度系数一致，两端部的螺旋弹簧5的劲度系数大于中间部的螺旋弹簧5的劲度系数，靠近上盖帽3那一端的螺旋弹簧5的劲度系数大于靠近下盖帽6那一端的螺旋弹簧5的劲度系数。在所述定位片4上设置有容纳所述螺旋弹簧5的定向槽8。所述上盖帽3和下盖帽6是经紧固螺钉2固定在本体1上的，上盖帽3和下盖帽6紧贴在所述本体1上，上盖帽3和下盖帽6具有一个延伸入轴向凹槽7的伸入段，该伸入段用于挡住所述定位片4。所述定位片4的外表面设置有呈圆弧形的凸起，靠近上盖帽3那一端的凸起的上端为上斜面9，靠近下盖帽6那一端的凸起的下端为下斜面10，上斜面9与定位片4表面之间的夹角小于下斜面10与定位片4表面之间的夹角。

工作原理如下：

连续油管接上新型套管接箍定位器，下入套管内，然后缓慢上提连续油管确定套管接箍位置。当新型套管接箍定位器的定位片4凸起进入套管接箍缝隙时，在螺旋弹簧5的作用下，定位片4外径会扩张，凸起会卡入套管接箍缝隙内，此时继续缓慢上提连续油管，定位片4上的凸起会在上提拉力的作用下逐渐收缩，从而引起连续油管井口悬重增加，当增加值达到2吨左右时，定位片4的凸起将会进入套管接箍以上的套管内，此时悬重恢复会正常上提的悬重，由于凸起上端的斜面角度大于下端斜面角度，且下端斜面角度变化较为平缓，下放连续油管时悬重不会有非常明显的变化。

Claims (6)

1.一种连续油管用新型套管接箍定位器，包括本体（1）、上盖帽（3）、定位片（4），螺旋弹簧（5）和下盖帽（6），本体（1）为中空的圆柱体形，其特征在于：所述本体(1)外壁上开有轴向凹槽(7)，在轴向凹槽(7)内嵌有所述定位片（4），在所述定位片（4）和轴向凹槽（7）之间设置有至少三个均匀分布的所述螺旋弹簧（5），所述上盖帽（3）和下盖帽（6）固定在本体（1）上，且上盖帽（3）和下盖帽（6）分别挡住所述定位片（4）；

三个螺旋弹簧（5）中，两端部的螺旋弹簧（5）的劲度系数大于中间部的螺旋弹簧（5）的劲度系数。

2.根据权利要求1所述的连续油管用新型套管接箍定位器，其特征在于：所述上盖帽（3）和下盖帽（6）是经紧固螺钉（2）固定在本体（1）上的，上盖帽（3）和下盖帽（6）紧贴在所述本体（1）上，上盖帽（3）和下盖帽（6）具有一个延伸入轴向凹槽（7）的伸入段，该伸入段用于挡住所述定位片（4）。

3.根据权利要求1所述的连续油管用新型套管接箍定位器，其特征在于：所述轴向凹槽（7）的个数为沿本体（1）外壁均匀分布的四个。

4.一种连续油管用新型套管接箍定位器，包括本体（1）、上盖帽（3）、定位片（4），螺旋弹簧（5）和下盖帽（6），本体（1）为中空的圆柱体形，其特征在于：所述本体(1)外壁上开有轴向凹槽(7)，在轴向凹槽(7)内嵌有所述定位片（4），在所述定位片（4）和轴向凹槽（7）之间设置有至少三个均匀分布的所述螺旋弹簧（5），所述上盖帽（3）和下盖帽（6）固定在本体（1）上，且上盖帽（3）和下盖帽（6）分别挡住所述定位片（4）；

三个螺旋弹簧（5）中，靠近上盖帽（3）那一端的螺旋弹簧（5）的劲度系数大于靠近下盖帽（6）那一端的螺旋弹簧（5）的劲度系数。

5.一种连续油管用新型套管接箍定位器，包括本体（1）、上盖帽（3）、定位片（4），螺旋弹簧（5）和下盖帽（6），本体（1）为中空的圆柱体形，其特征在于：所述本体(1)外壁上开有轴向凹槽(7)，在轴向凹槽(7)内嵌有所述定位片（4），在所述定位片（4）和轴向凹槽（7）之间设置有至少三个均匀分布的所述螺旋弹簧（5），所述上盖帽（3）和下盖帽（6）固定在本体（1）上，且上盖帽（3）和下盖帽（6）分别挡住所述定位片（4）；

所述螺旋弹簧（5）为四个，中间两个弹簧的劲度系数一致，两端部的螺旋弹簧（5）的劲度系数大于中间部的螺旋弹簧（5）的劲度系数，靠近上盖帽（3）那一端的螺旋弹簧（5）的劲度系数大于靠近下盖帽（6）那一端的螺旋弹簧（5）的劲度系数。

6.根据权利要求1或2或4或5所述的连续油管用新型套管接箍定位器，其特征在于：所述定位片（4）的外表面设置有呈圆弧形的凸起，靠近上盖帽（3）那一端的凸起的上端为上斜面（9），靠近下盖帽（6）那一端的凸起的下端为下斜面（10），上斜面（9）与定位片（4）表面之间的夹角小于下斜面（10）与定位片（4）表面之间的夹角。