CN113202433B - 一种旋转换位调整工具 - Google Patents

Abstract

本文提供一种旋转换位调整工具，包括：环形的外筒，外筒的内侧面上设置有驱动凸起；换向阀芯，活动安装在外筒内，换向阀芯的外侧面上沿周向连续设置有多个依次首尾相汇合的驱动槽，驱动凸起位于多个驱动槽中的任意一个内，任一驱动槽包括自后向前朝第一圆周方向倾斜的第一驱动段和自前向后朝第一圆周方向倾斜的第二驱动段，第一驱动段的前端和第二驱动段的前端相汇合；和复位件，设置在外筒和换向阀芯之间，用于在轴向上复位换向阀芯。该旋转换位调整工具，在下入井下工具时，驱动换向阀芯转动，换向阀芯会带着井下工具一起进行周向转动，通过对井下工具的倾斜方向进行选择性调整，改变井下工具的倾斜角度，实现井下工具顺利下入。

Description

一种旋转换位调整工具

技术领域

本文涉及石油开采技术领域，更具体地，涉及一种旋转换位调整工具。

背景技术

连续油管多为小直径管，在井筒内的状态为盘旋状，因此连续油管下方连接的井下工具在井筒中不是居中朝下的，而是倾斜朝下的，且倾斜方向也无法确定(井筒内径越大，此现象越明显)，这就造成井下工具在井筒内采用插入操作进行下入或采用旋转操作进行下入时，难度大、成功率低，特别是对于大井筒内台阶面大且内台阶倒角小的结构，其下入难度更大(一般都是起下连续油管进行重新下入井下工具)、下入成功率更低。

发明内容

本发明实施例提供了一种旋转换位调整工具，能够降低井下工具在井筒内下入的难度，提升井下工具在井筒内下入的成功率。

本发明实施例提供的旋转换位调整工具，包括：环形的外筒，所述外筒的内侧面上设置有驱动凸起；换向阀芯，活动安装在所述外筒内，所述换向阀芯的外侧面上沿周向连续设置有多个依次首尾相汇合的驱动槽，所述驱动凸起位于多个所述驱动槽中的任意一个内，任一所述驱动槽包括自后向前朝第一圆周方向倾斜的第一驱动段和自前向后朝第一圆周方向倾斜的第二驱动段，第一驱动段的前端和第二驱动段的前端相汇合；和复位件，设置在所述外筒和所述换向阀芯之间，用于在轴向上复位所述换向阀芯；其中，驱动所述换向阀芯相对于所述外筒向后移动，所述驱动凸起自第一驱动段的后端沿第一驱动段向前移动至第一驱动段的前端，实现所述换向阀芯相对于所述外筒朝第一圆周方向的反方向转动第一设定角度；所述换向阀芯复位时相对于所述外筒向前移动，所述驱动凸起自第一驱动段的前端沿第二驱动段向后移动至第二驱动段的后端，实现所述换向阀芯相对于所述外筒朝第一圆周方向的反方向转动第二设定角度。

在一示例性实施例中，所述换向阀芯的中部设置有前后贯通的过流孔，所述换向阀芯的侧壁上设置有节流孔，所述换向阀芯和所述外筒合围成有轴向长度可变的液压腔，所述节流孔连通所述液压腔和所述过流孔；沿所述换向阀芯向前供给的压力液体的压力增加时，所述过流孔内的压力液体沿所述节流孔充入所述液压腔，所述液压腔的轴向长度增大，实现驱动所述换向阀芯相对于所述外筒向后移动。

在一示例性实施例中，所述外筒的内周面上设置有第一环形台，所述换向阀芯的外周面上设置有第二环形台，所述第二环形台位于所述第一环形台的后方，所述第二环形台和所述第一环形台之间形成所述液压腔。

在一示例性实施例中，所述驱动槽位于所述第二环形台的外周面上。

在一示例性实施例中，所述换向阀芯和所述外筒还合围成有轴向长度可变的容纳腔，所述复位件为螺旋弹簧，所述螺旋弹簧位于所述容纳腔内，且所述螺旋弹簧的一端压持在所述换向阀芯上、另一端压持在所述外筒上。

在一示例性实施例中，所述换向阀芯的外周面上设置有朝后的第一压持面，所述外筒的内周面上设置有朝前的第二压持面，所述第二压持面位于所述第一压持面的后方，所述第二压持面和所述第一压持面之间形成所述容纳腔，所述螺旋弹簧的前端压持在所述第一压持面上、后端压持在所述第二压持面上。

在一示例性实施例中，所述复位件位于所述驱动槽的后方。

在一示例性实施例中，所述外筒包括：导向筒，所述驱动凸起位于所述导向筒上；和后接头，位于所述导向筒的后方，所述导向筒的后端套装固定在所述后接头上。

在一示例性实施例中，所述换向阀芯包括：阀芯本体，活动安装在所述外筒内，所述阀芯本体的前端向前伸出所述外筒，所述驱动槽位于所述阀芯本体上；前接头，位于所述外筒的前方、并套装固定在所述阀芯本体的前端；和安装套，位于所述外筒内、并位于所述阀芯本体的后方，所述安装套的前端固定套装在所述阀芯本体的后端。

在一示例性实施例中，所述第一驱动段包括第一槽段和第二槽段，所述第一槽段沿轴向平行布置，所述第二槽段自后向前朝第一圆周方向倾斜，所述第二驱动段包括第三槽段和第四槽段，所述第三槽段沿轴向平行布置，所述第四槽段自前向后朝第一圆周方向倾斜；所述第一槽段的前端和所述第二槽段的后端相汇合，所述第二槽段的前端和所述第三槽段的前端相汇合，所述第三槽段的后端和所述第四槽段的前端相汇合。

本发明实施例提供的旋转换位调整工具，在下入井下工具时，驱动换向阀芯转动，换向阀芯会带着井下工具一起进行周向转动，通过对井下工具的倾斜方向进行选择性调整，改变井下工具的倾斜角度，实现井下工具顺利下入，具有操作简便，准确性高，可靠性强，能够减少连续油管起下次数，提高作业时效和成功率的优点。

本发明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，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明一实施例所述的旋转换位调整工具的立体结构示意图；

图2为图1所示旋转换位调整工具一使用状态的半剖视结构示意图；

图3为图1所示旋转换位调整工具另一使用状态的半剖视结构示意图；

图4为图3阀芯本体的立体结构示意图；

图5为图4所示阀芯本体的半剖视结构示意图；

图6为图5中驱动槽的结构示意图。

其中，图1至图6中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100导向筒，110导向销，120第一环形台，200后接头，210第二压持面，220环形止挡台，300阀芯本体，310第二环形台，320驱动槽，321第一槽段，322第二槽段，323第三槽段，324第四槽段，330过流孔，340节流孔，400前接头，410锁紧螺钉，500安装套，510第三环形台，511第一压持面，600复位件，710液压腔，720容纳腔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本发明实施例提供的旋转换位调整工具，如图1至图6所示，包括：环形的外筒，外筒的内侧面上设置有驱动凸起；换向阀芯，活动安装在外筒内，换向阀芯的外侧面上沿周向连续设置有多个依次首尾相汇合的驱动槽320，驱动凸起位于多个驱动槽320中的任意一个内，任一驱动槽320包括自后向前朝第一圆周方向倾斜的第一驱动段和自前向后朝第一圆周方向倾斜的第二驱动段，第一驱动段的前端和第二驱动段的前端相汇合；和复位件600，设置在外筒和换向阀芯之间，用于在轴向上复位换向阀芯；其中，驱动换向阀芯相对于外筒向后移动，驱动凸起自第一驱动段的后端沿第一驱动段向前移动至第一驱动段的前端，实现换向阀芯相对于外筒朝第一圆周方向的反方向转动第一设定角度；换向阀芯复位时相对于外筒向前移动，驱动凸起自第一驱动段的前端沿第二驱动段向后移动至第二驱动段的后端，实现换向阀芯相对于外筒朝第一圆周方向的反方向转动第二设定角度。多个驱动槽320沿周向连续设置、且依次首尾相汇合，实现换向阀芯能够在外筒内进行连续转动(类似棘轮结构)，换向阀芯完成一个周期动作转动“第一设定角度+第二设定角度”(以多个驱动槽320为20个为例，“第一设定角度+第二设定角度”为18度)。

该旋转换位调整工具，在下入井下工具时，驱动换向阀芯转动，换向阀芯会带着井下工具一起进行周向转动，通过对井下工具的倾斜方向进行选择性调整(即：合理操作换向阀芯周期动作的次数)，改变井下工具的倾斜角度，实现井下工具顺利下入，具有操作简便，准确性高，可靠性强，能够减少连续油管起下次数，提高作业时效和成功率的优点。

可以是，井下工具在井筒中下入遇阻后，进行机械式下压连续油管，外筒下移，换向阀芯受到向上(向后)的力而相对于外筒向上(向后)运动，驱动凸起自第一驱动段的后端沿第一驱动段向前移动至第一驱动段的前端而停止(自图2向图3的状态)，此过程换向阀芯向上压缩复位件600，而且换向阀芯和井下工具一起转动第一设定角度；上提(后提)连续油管释放下压力，复位件600向下推动换向阀芯，驱动凸起自第一驱动段的前端沿第二驱动段向后移动至第二驱动段的后端(此位置也就是下一个驱动槽320的第一驱动段的后端，自图3向图2的状态)，此过程换向阀芯和井下工具一起转动第二设定角度。如需再次进行角度偏移，可再次进行下压、上提进行上述动作即可，直到转动到所需要的角度偏移位置。

在一示例性实施例中，如图2至图5所示，换向阀芯的中部设置有前后贯通的过流孔330，换向阀芯的侧壁上设置有节流孔340，换向阀芯和外筒合围成有轴向长度可变的液压腔710，节流孔340连通液压腔710和过流孔330；沿换向阀芯向前供给的压力液体的压力增加时，过流孔330内的压力液体沿节流孔340充入液压腔710，液压腔710的轴向长度增大，实现驱动换向阀芯相对于外筒向后移动。

可以是，连续油管下井作业需要进行井下工具换位时，启泵并逐步提高过流孔330内压力液体的压力，压力液体通过过流孔330充入液压腔710，液压腔710的轴向长度增大，换向阀芯相对于外筒向上(向后)运动，驱动凸起自第一驱动段的后端沿第一驱动段向前移动至第一驱动段的前端而停止(自图2向图3的状态)，此过程换向阀芯向上压缩复位件600，而且换向阀芯和井下工具一起转动第一设定角度。停泵泄压，复位件600向下推动换向阀芯，驱动凸起自第一驱动段的前端沿第二驱动段向后移动至第二驱动段的后端(此位置也就是下一个驱动槽320的第一驱动段的后端，自图3向图2的状态)，此过程换向阀芯和井下工具一起转动第二设定角度。如需再次进行角度偏移，可再次进行启泵、停泵进行上述动作即可，直到转动到所需要的角度偏移位置。

在一示例中，如图6所示，第一驱动段包括第一槽段321和第二槽段322，第一槽段321沿轴向平行布置，第二槽段322自后向前朝第一圆周方向倾斜，第二驱动段包括第三槽段323和第四槽段324，第三槽段323沿轴向平行布置，第四槽段324自前向后朝第一圆周方向倾斜；第一槽段321的前端和第二槽段322的后端相汇合，第二槽段322的前端和第三槽段323的前端相汇合，第三槽段323的后端和第四槽段324的前端相汇合，此结构旋转换位调整工具的动作连贯性更好，不存在卡顿问题。

该旋转换位调整工具，可通过液压驱动的方式或机械驱动的方式来改变井下工具的倾斜角度，其操作简便，准确性高，可靠性强，并且能够减少连续油管起下次数，可有效提高作业时效和成功率。

在一示例中，如图2和图3所示，复位件600位于驱动槽320的后方。可以是，外筒的内周面上设置有第一环形台120，换向阀芯的外周面上设置有第二环形台310，第二环形台310位于第一环形台120的后方，第二环形台310和第一环形台120之间形成液压腔710，驱动槽320位于第二环形台310的外周面上。再者，换向阀芯和外筒还合围成有轴向长度可变的容纳腔720，复位件600为螺旋弹簧，螺旋弹簧位于容纳腔720内，且螺旋弹簧的一端压持在换向阀芯上、另一端压持在外筒上。可以是，换向阀芯的外周面上设置有朝后的第一压持面511，外筒的内周面上设置有朝前的第二压持面210，第二压持面210位于第一压持面511的后方，第二压持面210和第一压持面511之间形成容纳腔720，螺旋弹簧的前端压持在第一压持面511上、后端压持在第二压持面210上。

当然，复位件600也可以设置在驱动槽320的前方，也可实现本申请的目的，其宗旨未脱离本发明的设计思想，在此不再赘述，也应属于本申请的保护范围内。

在一示例中，如图1至图3所示，外筒包括：导向筒100，驱动凸起位于导向筒100上，导向筒100上穿装有导向销110，导向销110的伸入导向筒100内的一端即为驱动凸起，前述中的第一环形台120位于导向筒100的前部；和后接头200，位于导向筒100的后方，导向筒100的后端套装固定在后接头200上，后接头200的前端面为前述中的第二压持面210。

在一示例中，如图1至图5所示，换向阀芯包括：阀芯本体300，活动安装在导向筒100内，阀芯本体300的前端向前伸出导向筒100，第二环形台310位于阀芯本体300的后部，第二环形台310和导向筒100之间以及第一环形台120和阀芯本体300之间均设置有密封圈，两个密封圈均位于驱动槽320的前方；前接头400，位于导向筒100的前方、并套装固定在阀芯本体300的前端，且通过锁紧螺钉410进行防脱；和安装套500，位于导向筒100内、并位于阀芯本体300的后方，安装套500的前端固定套装在阀芯本体300的后端，安装套500前端的外周面设置有第三环形台510，第三环形台510的后侧面为前述中的第一压持面511，安装套500和后接头200之间设置有密封圈。而且前接头400上设置有锥形的外螺纹，后接头200上设置有锥形的内螺纹，后接头200内还设置有防止安装套500向后脱出的环形止挡台220。

综上所述，本发明实施例提供的旋转换位调整工具，在下入井下工具时，驱动换向阀芯转动，换向阀芯会带着井下工具一起进行周向转动，通过对井下工具的倾斜方向进行选择性调整，改变井下工具的倾斜角度，实现井下工具顺利下入，具有操作简便，准确性高，可靠性强，能够减少连续油管起下次数，提高作业时效和成功率的优点。

在本发明中的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、““口”字结构”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明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，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。

Claims (9)

1.一种旋转换位调整工具，其特征在于，包括：

环形的外筒，所述外筒的内侧面上设置有驱动凸起；

换向阀芯，活动安装在所述外筒内，所述换向阀芯的外侧面上沿周向连续设置有多个依次首尾相汇合的驱动槽，所述驱动凸起位于多个所述驱动槽中的任意一个内，任一所述驱动槽包括自后向前朝第一圆周方向倾斜的第一驱动段和自前向后朝第一圆周方向倾斜的第二驱动段，第一驱动段的前端和第二驱动段的前端相汇合；和

复位件，设置在所述外筒和所述换向阀芯之间，用于在轴向上复位所述换向阀芯；

其中，驱动所述换向阀芯相对于所述外筒向后移动，所述驱动凸起自第一驱动段的后端沿第一驱动段向前移动至第一驱动段的前端，实现所述换向阀芯相对于所述外筒朝第一圆周方向的反方向转动第一设定角度；所述换向阀芯复位时相对于所述外筒向前移动，所述驱动凸起自第一驱动段的前端沿第二驱动段向后移动至第二驱动段的后端，实现所述换向阀芯相对于所述外筒朝第一圆周方向的反方向转动第二设定角度；

所述换向阀芯的中部设置有前后贯通的过流孔，所述换向阀芯的侧壁上设置有节流孔，所述换向阀芯和所述外筒合围成有轴向长度可变的液压腔，所述节流孔连通所述液压腔和所述过流孔；

沿所述换向阀芯向前供给的压力液体的压力增加时，所述过流孔内的压力液体沿所述节流孔充入所述液压腔，所述液压腔的轴向长度增大，实现驱动所述换向阀芯相对于所述外筒向后移动。

2.根据权利要求1所述的旋转换位调整工具，其特征在于，所述外筒的内周面上设置有第一环形台，所述换向阀芯的外周面上设置有第二环形台，所述第二环形台位于所述第一环形台的后方，所述第二环形台和所述第一环形台之间形成所述液压腔。

3.根据权利要求2所述的旋转换位调整工具，其特征在于，所述驱动槽位于所述第二环形台的外周面上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转换位调整工具，其特征在于，所述换向阀芯和所述外筒还合围成有轴向长度可变的容纳腔，所述复位件为螺旋弹簧，所述螺旋弹簧位于所述容纳腔内，且所述螺旋弹簧的一端压持在所述换向阀芯上、另一端压持在所述外筒上。

5.根据权利要求4所述的旋转换位调整工具，其特征在于，所述换向阀芯的外周面上设置有朝后的第一压持面，所述外筒的内周面上设置有朝前的第二压持面，所述第二压持面位于所述第一压持面的后方，所述第二压持面和所述第一压持面之间形成所述容纳腔，所述螺旋弹簧的前端压持在所述第一压持面上、后端压持在所述第二压持面上。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转换位调整工具，其特征在于，所述复位件位于所述驱动槽的后方。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转换位调整工具，其特征在于，所述外筒包括：

导向筒，所述驱动凸起位于所述导向筒上；和

后接头，位于所述导向筒的后方，所述导向筒的后端套装固定在所述后接头上。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转换位调整工具，其特征在于，所述换向阀芯包括：

阀芯本体，活动安装在所述外筒内，所述阀芯本体的前端向前伸出所述外筒，所述驱动槽位于所述阀芯本体上；

前接头，位于所述外筒的前方、并套装固定在所述阀芯本体的前端；和

安装套，位于所述外筒内、并位于所述阀芯本体的后方，所述安装套的前端固定套装在所述阀芯本体的后端。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转换位调整工具，其特征在于，所述第一驱动段包括第一槽段和第二槽段，所述第一槽段沿轴向平行布置，所述第二槽段自后向前朝第一圆周方向倾斜，所述第二驱动段包括第三槽段和第四槽段，所述第三槽段沿轴向平行布置，所述第四槽段自前向后朝第一圆周方向倾斜；

其中，所述第一槽段的前端和所述第二槽段的后端相汇合，所述第二槽段的前端和所述第三槽段的前端相汇合，所述第三槽段的后端和所述第四槽段的前端相汇合。

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