一种注水井管柱减振防磨补偿器及方法技术

本发明专利技术公开了一种注水井管柱减振防磨补偿器及方法，注水井管柱减振防磨补偿器包括外管、中心管，还包括补偿管、条形板簧、挡套，所述中心管安装在外管内腔，所述补偿管安装于中心管和外管之间环空内，所述挡套连接在外管下端，所述条形板簧设置在补偿管和外管之间环空内，所述条形板簧上端固定在补偿管外侧，下端则抵接在挡套上端，所述的外管侧面设有轴向的细长矩形孔，补偿管能向下拉动条形板簧使条形板簧弯曲后突出于细长矩形孔外。本发明专利技术改善了注水管柱振动向套管的传递环境，解决了油管与套管之间的摩擦磨损，导致电化学腐蚀的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种注水井管柱减振防磨补偿器及方法
本专利技术涉及油水井井下管柱伸缩补偿工具，具体地说是一种注水井管柱减振防磨补偿器及方法。
技术介绍
目前国内常规注水井都是在地面注水站统一调节下利用增压泵增压，通过地面注水管线进入水井。由于注水站增压泵的振动特性以及注水管线不稳定性，易产生注入液流速的不稳定，使注水井管柱易产生轴向振动和横向振动，造成注水管柱工作环境恶化，尤其是管柱中补偿器段横向振动明显，易产生油管和套管的碰撞、摩擦磨损，导致油管和套管防腐层破裂，引发管柱系统化学腐蚀和电腐蚀。根据目前油田注水井现状以及油水井长寿命需求，设计了减振防磨补偿器，有效改善注水管柱振动向套管的传递，防止油管与套管之间的摩擦磨损的发生。经过检索，发现很多补偿器都是轴向补偿。横向的大都是不具有补偿功能的扶正器，比如申请号：200520113584.X，申请日：2005-07-15公开了一种自封补偿抽油扶正装置,在对抽油杆柱进程扶正过程中起到自封补偿抽油的功能。是在抽油杆凸台与外螺纹连接的接箍之间夹固档环后加上扶正套,并在档环上嵌套新月形密封皮碗。该自封补偿抽油扶正装置在抽油杆上下运行过程中利用密封皮碗起到自封补偿作用,密封皮碗边缘部分的高耐磨涂层和扶正套发挥扶正作用,避免抽油杆的偏磨。以上公开技术与本申请的技术方案和原理完全不同，也没有任何起到技术启示的技术特征。另外本申请在径向补偿的同时还可以轴向补偿。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种注水井管柱减振防磨补偿器及方法，改善了注水管柱振动向套管的传递环境，解决了油管与套管之间的摩擦磨损，导致电化学腐蚀的问题。为了达成上述目的，本专利技术采用了如下技术方案，一种注水井管柱减振防磨补偿器，包括外管、中心管，还包括补偿管、条形板簧、挡套，所述中心管安装在外管内腔，所述补偿管安装于中心管和外管之间环空内，所述挡套连接在外管下端，所述条形板簧设置在补偿管和外管之间环空内，所述条形板簧上端固定在补偿管外侧，下端则抵接在挡套上端，所述的外管侧面设有轴向的细长矩形孔，补偿管能向下拉动条形板簧使条形板簧弯曲后突出于细长矩形孔外。所述条形板簧在补偿管上为均布有多个，所述外管上的细长矩形孔同样均布有和条形板簧相同的数量，条形板簧和细长矩形孔一一对应。所述补偿管上开设径向的用来放置锁块的矩形锁块孔，所述挡套内侧开设有对应于矩形锁块孔的且能使锁块进入的环形凹槽。所述中心管下部外侧也设有对应于矩形锁块孔的且能使锁块进入的环形凹槽。所述锁块内外侧均为圆弧形，下端外侧倒角，倒角径向尺寸为锁块径向厚度。所述补偿管下部轴向均布4个或6个矩形锁块孔。所述补偿管上端设有定位台阶，防止条形板簧向上移动。所述条形板簧为弓形。所述条形板簧上端用沉孔销钉紧固在补偿管外侧，下端用螺钉紧固在外管上。所述外管上端内侧设有环形台阶，环形台阶上设有径向螺纹孔，螺纹孔安装剪钉，剪钉定位中心管轴向位置。所述中心管上部外侧设有一台阶，与外管的环形台阶对应。所述中心管上部外侧与外管内侧通过密封圈密封，所述中心管下部外侧与补偿管之间通过密封圈密封。所述外管上端连接上接头。所述上接头与外管用紧固销钉紧固。所述上接头与外管用密封圈密封。为了达成上述另一目的，本专利技术采用了如下技术方案，一种注水井管柱减振防磨补偿方法，其特征在于，将注水井管柱减振防磨补偿器连接到注水管柱中下井后，在注水管柱内打液压，中心管在液压差的作用下要下移，剪钉受切割力剪断，中心管下移至与外管的定位台阶上端面接触，此时中心管环形凹槽位置与补偿管矩形锁块孔对应，补偿管在管柱重力作用下下移，锁块向内侧滑移至中心管环形凹槽内，补偿管继续下移补偿注水管柱轴向应变，同时条形板簧向外凸出，接触到注水井套管，构成弹性扶正结构，防止注水管柱和套管硬接触，改善应力传动环境，减少摩擦磨损。相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：(1)可替代注水井扶正器，防止油管和套管间摩擦磨损。(2)通过补偿管和条形板簧改善注水管柱到套管传递的振动，同时通过补偿管和条形板簧也能改善管柱轴向的振动。(3)可适用于深井、超深井等井下管柱振动较大的注水井、注汽井等。附图说明图1为本专利技术的一种注水井管柱减振防磨补偿器的结构示意图；图2为条形板簧的形状示意图；图3为锁块俯视结构示意图；图4为锁块纵向剖面图。图中：上接头1，外管2，中心管3，补偿管4，条形板簧5，锁块6，挡套7。具体实施方式有关本专利技术的详细说明及
技术实现思路
，配合附图说明如下，然而附图仅为参考与说明之用，并非用来对本专利技术加以限制。如附图1至4所示，一种注水井管柱减振防磨补偿器，该工具主要由上接头1，外管2，中心管3，补偿管4，条形板簧5，锁块6和挡套7组成，所述上接头1与外管2螺纹连接，并用紧固销钉201紧固，用密封圈101密封，所述中心管3安装在外管2内腔，所述补偿管4安装于中心管3和外管2之间环空内，所述条形板簧5安装在补偿管4和外管2之间环空内，所述挡套7与外管2下端螺纹连接，并用紧固销钉702紧固，所述锁块6安装在补偿管4下部位的矩形锁块孔402和挡套7凹槽703内。所述的外管2上端内侧设有环形台阶202，环形台阶202上设有螺纹孔，安装定位中心管3轴向位置的剪钉203。所述的外管2侧面设有轴向均布的6个或8个细长矩形孔204。所述补偿管4上端设有定位台阶401，防止条形板簧5向上移动。所述补偿管4下部轴向均布4个或6个矩形锁块孔402。根据图2，所述条形板簧5为弓形。所述条形板簧5有6个或8个，均布在外管2的细长矩形孔204内。所述条形板簧5上端安装在补偿管4外侧，并用沉孔销钉501紧固，下端安装在外管2下端内侧，挡套7上端面701，并用螺钉702紧固在外管2上。所述中心管3上部外侧与外管2内侧通过密封圈301密封。所述中心管3上部外侧设有一台阶304，与外管2环形台阶202对应。所述中心管3下部外侧设有环形凹槽302，与锁块6尺寸相对应。所述中心管3下部外侧与补偿管4之间通过密封圈303密封。所述挡套7内侧设有环形凹槽703，与锁块6尺寸相对应。根据图3，所述锁块6内外侧均为圆弧形，下端外侧倒角，倒角径向尺寸为锁块6径向厚度。现场工具安装中，根据图1，先将条形板簧5通过沉孔销钉501紧固在补偿管4上端，补偿管4从外管2下端插入，矩形锁块孔402内放满黄油，锁块6放入矩形锁块孔402，外侧与补偿管4外圆柱面平齐，调整条形板簧5对准外管2细长矩形孔204，螺纹连接挡套7至外管2下端，并用螺钉502紧固条形板簧5和外管2，通过辅助工具从补偿管4下端将锁块6逐个按压进入挡套7环形凹槽703内，最后将中心管3从上端插入补偿管4，安装上接头1至外管2上端，通过辅助工具推动中心管3上移直到中心管3上端面与上接头1下端面接触后，安装剪钉203。现场作业实施中，根据图1，注水井管柱减振防磨补偿器及方法连接到注水管柱中下井后，在注水管柱内打液压，中心管3在液压差的作用下要下移，剪钉203受切割力剪断，中心管3下移至与外管2的定位台阶202上端面接触，此时中心管3环形凹槽302位置与补偿管4矩形锁块孔402对应，补偿管4在管柱重力作用下下移，锁块6向内侧滑移至中心管3环形凹槽302内，补偿管4继续下移补偿注水管柱轴向应变，同时条形板簧5向外凸出，接触到注水井套管，构成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种注水井管柱减振防磨补偿器，包括外管、中心管，其特征在于，还包括补偿管、条形板簧、挡套，所述中心管安装在外管内腔，所述补偿管安装于中心管和外管之间环空内，所述挡套连接在外管下端，所述条形板簧设置在补偿管和外管之间环空内，所述条形板簧上端固定在补偿管外侧，下端则抵接在挡套上端，所述的外管侧面设有轴向的细长矩形孔，补偿管能向下拉动条形板簧使条形板簧弯曲后突出于细长矩形孔外。

【技术特征摘要】
1.一种注水井管柱减振防磨补偿器，包括外管、中心管，其特征在于，还包括补偿管、条形板簧、挡套，所述中心管安装在外管内腔，所述补偿管安装于中心管和外管之间环空内，所述挡套连接在外管下端，所述条形板簧设置在补偿管和外管之间环空内，所述条形板簧上端固定在补偿管外侧，下端则抵接在挡套上端，所述的外管侧面设有轴向的细长矩形孔，补偿管能向下拉动条形板簧使条形板簧弯曲后突出于细长矩形孔外。2.根据权利要求1所述的一种注水井管柱减振防磨补偿器，其特征在于，所述条形板簧在补偿管上为均布有多个，所述外管上的细长矩形孔同样均布有和条形板簧相同的数量，条形板簧和细长矩形孔一一对应。3.根据权利要求2所述的一种注水井管柱减振防磨补偿器，其特征在于，所述补偿管上开设径向的用来放置锁块的矩形锁块孔，所述挡套内侧开设有对应于矩形锁块孔的且能使锁块进入的环形凹槽。4.根据权利要求3所述的一种注水井管柱减振防磨补偿器，其特征在于，所述中心管下部外侧也设有对应于矩形锁块孔的且能使锁块进入的环形凹槽。5.根据权利要求3所述的一种注水井管柱减振防磨补偿器，其特征在于，所述锁块内外侧均为圆弧形，下端外侧倒角，倒角径向尺寸为锁块径向厚度。6.根据权利要求3所述的一种注水井管柱减振防磨补偿器，其特征在于，所述补偿管下部轴向均布4个或6个矩形锁块孔。7.根据权利要求1所述的一种注水井管柱减振防磨补偿器，其特征在于，所述补偿管上端设有定位台阶，防止条形板簧向上移动。8.根据权利要求1所述的一种注水井管柱减振防磨补偿器，其特征在于，所述条形板簧为弓形。9.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘红兰，李德忠，孙宝全，田俊，李娟，任从坤，宋玉，张福涛，曾凡春，黄辉才，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：山东,37