扶正器制造技术

本申请提供了一种应用于水平井修井作业的扶正器，所述扶正器包括：扶正机构和设置有中心管、动力机构、解锁机构的旋转管柱；其中，所述中心管具有相对的第一端和第二端；所述扶正机构与所述中心管之间设置有第一滚动件，所述扶正机构包括：自所述第一端至第二端依次套设于所述中心管外的上扶正座、扶正块、下扶正座；所述动力机构包括：与所述下扶正座通过第二滚动件连接的驱动件；所述解锁机构包括：与所述上扶正座通过第三滚动件连接的防转接头，所述防转接头与所述中心管的第一端固定连接。本申请提供的扶正器能够有效实现水平井修井作业中管柱的居中，保证钻进目标的准确性，并能够减少管柱旋转时的摩擦阻力。

【技术实现步骤摘要】
扶正器
本专利技术涉及油田开发过程中水平井修井领域，具体涉及一种扶正器。
技术介绍
水平井是井斜角达到或接近90°且井身沿着水平方向钻进一定长度的井。水平井的井眼在油层中水平延伸相当长一段距离，相对于普通的直井而言，能够增大与油气层的接触面积。因此水平井目前已经成为提高油井产能和采收率的重要手段。水平井修井作业是为了确保水平井能够顺利使用而采取的维护和保养措施。例如，常见的水平井修井作业工序包括：钻塞、磨铣。水平井修井作业时，由于受井眼轨迹和自身重力的限制，常规井下管柱难以沿着准确的钻修轨迹进行作业。由于管柱受自身重力影响，在水平井段作业时不易居中，因此需要采用有效的扶正技术保证管柱居中，才能够控制管柱的钻修方向、防止管柱偏离井眼轨迹，从而保证水平井修井作业的质量。目前在水平井修井作业中常用的扶正器存在一定局限性：扶正器的外径为固定尺寸，且扶正器外径大于管柱外径，钻具在下入时，常因井眼缩径、变形等原因，导致卡井，使得钻具无法自由活动，容易发生井下事故。由此可见，现有技术中的扶正器不能较好得满足水平井修井作业的要求。因此本申请提供了一种新型扶正器。
技术实现思路
为实现上述目的，本申请提供了如下的技术方案：一种扶正器，包括：扶正机构和设置有中心管、动力机构、解锁机构的旋转管柱；所述中心管具有相对的第一端和第二端；所述扶正机构与所述中心管之间设置有第一滚动件，所述扶正机构包括：自所述第一端至第二端依次套设于所述中心管外的上扶正座、扶正块、下扶正座；所述动力机构包括：与所述下扶正座通过第二滚动件连接的驱动件；所述解锁机构包括：与所述上扶正座通过第三滚动件连接的防转接头，所述防转接头与所述中心管的第一端固定连接；所述下扶正座在所述驱动件的推动下，带动所述扶正块沿着所述上扶正座向所述中心管的第一端运动并撑开；所述旋转管柱通过所述第一滚动件、第二滚动件、第三滚动件与所述扶正机构构成滚动摩擦副。作为一种优选的实施方式，所述上扶正座表面设置有对称结构的轨迹槽，所述轨迹槽沿着预定角度倾斜延伸；所述轨迹槽具有若干条，并在所述上扶正座套设于所述中心管的一周分布均匀；所述扶正块设置有沿预定角度倾斜延伸的倾斜凸台，所述扶正块的倾斜凸台沿着所述上扶正座的轨迹槽向所述中心管的第一端运动并撑开。作为一种优选的实施方式，所述上扶正座整体呈中空的管状，所述上扶正座包括：连接部和滑动部，所述轨迹槽设置在所述滑动部上；所述连接部与所述滑动部过渡的位置形成有限位台阶，所述扶正块沿所述轨迹槽撑开后抵靠在所述限位台阶上。作为一种优选的实施方式，所述扶正块具有圆弧型顶壁，和设置在所述顶壁两侧的侧壁，所述倾斜凸台设置在所述侧壁上，所述侧壁上的所述倾斜凸台沿预定角度延伸至所述侧壁的外部。作为一种优选的实施方式，所述轨迹槽具有远离所述限位台阶的起始端和靠近所述限位台阶的终止端，扶正前，所述扶正块上的倾斜凸台卡合至所述轨迹槽的起始端。作为一种优选的实施方式，所述预定角度在10°～15°之间。作为一种优选的实施方式，所述扶正块具有相对的第一端和第二端，所述第二端靠近所述下扶正座，所述扶正块的第二端处至少在一个侧壁上形成有凸台，所述下扶正座设置有与所述凸台相卡合的凹槽。作为一种优选的实施方式，所述滚动摩擦副具体形式为：沿着环形槽分布的多个滚球。作为一种优选的实施方式，所述上扶正座的内表面设置有第一环形槽，所述下扶正座的内表面设置有第二环形槽，所述第一滚动件嵌入至所述第一环形槽和所述第二环形槽中。作为一种优选的实施方式，所述下扶正座与所述中心管之间形成有用于插入所述驱动件的环空，所述驱动件通过所述环空卡合并抵靠至所述下扶正座的内部；所述驱动件的上表面设置有第三环形槽，所述下扶正座的内表面设置有第四环形槽，所述第三环形槽和所述第四环形槽相配合形成用于容纳第二滚动件的空腔。作为一种优选的实施方式，所述上扶正座与所述中心管之间形成有用于插入所述防转接头的环空，所述防转接头通过所述环空插入至所述上扶正座的内部；所述防转接头的上表面设置有第五环形槽，所述上扶正座的内表面设置有第六环形槽，所述第五环形槽和所述第六环形槽相配合形成用于容纳第三滚动件的空腔。作为一种优选的实施方式，所述动力机构具体为液压机构，所述动力机构还包括：套设于所述中心管外部的液缸套、保护环和控制销钉；所述驱动件装配于所述液缸套内，所述驱动件与所述液缸套之间设置有所述保护环，所述液缸套、所述保护环以及所述驱动件通过所述控制销钉固定连接，所述驱动件的上表面设置有与所述控制销钉的底部相配合的凹槽；所述液缸套与所述中心管之间形成有进液腔，所述中心管上设置有与所述进液腔相连通的开孔，打压时，压力液通过所述开孔进入所述进液腔，剪断所述控制销钉，推动所述驱动件移动，带动所述下扶正座、扶正块向上移动。作为一种优选的实施方式，所述解锁机构还包括：上接头、置于所述上接头内部的球座和钢球；所述上接头与所述防转接头固定连接，所述上接头与所述中心管固定连接，所述球座的一端与所述中心管通过所述解锁销钉固定连接，所述球座的另一端固定连接有支撑环，用于将所述中心管与所述上接头固定；解锁时，投入所述钢球，所述钢球推动所述球座剪断所述解锁销钉，所述球座的另一端下降，所述上接头与所述中心管呈分离状态，上提管柱，所述防转接头带动所述上扶正座移动，所述扶正块退回到扶正前的状态。有益效果：在修井作业中，本申请实施方式中的扶正器能够在管柱下入到设定位置后，利用动力机构为扶正机构提供动力。下扶正座在驱动件的推动下，带动扶正块沿着上扶正座向中心管的第一端方向运动。扶正块在水平方向和垂直方向分力的作用下能够撑开。扶正器以外径增大的方式实现水平井段管柱的居中，确保作业管柱钻进目标稳定性和准确性。同时通过扶正机构与中心管之间设置的第一滚动件、驱动件与下扶正座之间设置的第二滚动件、防转接头与上扶正座之间设置的第三滚动件，可保证旋转管柱在旋转时，整个扶正机构不会随旋转管柱而旋转，因此处于扶正状态的扶正机构不会受到影响，并减小了扶正器与井壁或套管之间的磨损。另外，本申请实施方式中的扶正器，通过第一滚动件、第二滚动件、第三滚动件与扶正机构构成的滚动摩擦副，能减小所述旋转管柱与所述扶正机构旋转时产生的摩擦阻力。参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。附图说明图1本专利技术实施例中的扶正器结构示意图；图2本专利技术实施例中的扶正器处于扶正状态的示意图；图3本专利技术实施例中的扶正块示意图；图4本专利技术实施例中的扶正块左视图；图5本专利技术实施例中的上扶正座的结构示意图；图6为图1中C-C剖视图；图7为图1中A-A剖视图；图8为图1中B-B剖视图；图9为图2中D-D剖视图。附图标记说明：1、上接头；2、钢球；3、球座：31、支撑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扶正器，其特征在于，包括：扶正机构和设置有中心管、动力机构、解锁机构的旋转管柱；所述中心管具有相对的第一端和第二端；所述扶正机构与所述中心管之间设置有第一滚动件，所述扶正机构包括：自所述第一端至第二端依次套设于所述中心管外的上扶正座、扶正块、下扶正座；所述动力机构包括：与所述下扶正座通过第二滚动件连接的驱动件；所述解锁机构包括：与所述上扶正座通过第三滚动件连接的防转接头，所述防转接头与所述中心管的第一端固定连接；所述下扶正座在所述驱动件的推动下，带动所述扶正块沿着所述上扶正座向所述中心管的第一端运动并撑开；所述旋转管柱通过所述第一滚动件、第二滚动件、第三滚动件与所述扶正机构构成滚动摩擦副。

【技术特征摘要】
1.一种扶正器，其特征在于，包括：扶正机构和设置有中心管、动力机构、解锁机构的旋转管柱；所述中心管具有相对的第一端和第二端；所述扶正机构与所述中心管之间设置有第一滚动件，所述扶正机构包括：自所述第一端至第二端依次套设于所述中心管外的上扶正座、扶正块、下扶正座；所述动力机构包括：与所述下扶正座通过第二滚动件连接的驱动件；所述解锁机构包括：与所述上扶正座通过第三滚动件连接的防转接头，所述防转接头与所述中心管的第一端固定连接；所述下扶正座在所述驱动件的推动下，带动所述扶正块沿着所述上扶正座向所述中心管的第一端运动并撑开；所述旋转管柱通过所述第一滚动件、第二滚动件、第三滚动件与所述扶正机构构成滚动摩擦副。2.如权利要求1所述的扶正器，其特征在于，所述上扶正座表面设置有对称结构的轨迹槽，所述轨迹槽沿着预定角度倾斜延伸；所述轨迹槽具有若干条，并在所述上扶正座套设于所述中心管的一周分布均匀；所述扶正块设置有沿预定角度倾斜延伸的倾斜凸台，所述扶正块的倾斜凸台沿着所述上扶正座的轨迹槽向所述中心管的第一端运动并撑开。3.如权利要求2所述的扶正器，其特征在于，所述上扶正座整体呈中空的管状，所述上扶正座包括：连接部和滑动部，所述轨迹槽设置在所述滑动部上；所述连接部与所述滑动部过渡的位置形成有限位台阶，所述扶正块沿所述轨迹槽撑开后抵靠在所述限位台阶上。4.如权利要求2所述的扶正器，其特征在于，所述扶正块具有圆弧型顶壁，和设置在所述顶壁两侧的侧壁，所述倾斜凸台设置在所述侧壁上，所述侧壁上的所述倾斜凸台沿预定角度延伸至所述侧壁的外部。5.如权利要求3所述的扶正器，其特征在于，所述轨迹槽具有远离所述限位台阶的起始端和靠近所述限位台阶的终止端，扶正前，所述扶正块上的倾斜凸台卡合至所述轨迹槽的起始端。6.如权利要求2-5任一项所述的扶正器，其特征在于，所述预定角度在10°～15°之间。7.如权利要求4所述的扶正器，其特征在于，所述扶正块具有相对的第一端和第二端，所述第二端靠近所述下扶正座，所述扶正块的第二端处至少在一个侧壁上形成有凸台，所述下扶正座设置有与所述凸台相卡合的凹槽。8.如权利要求1所述的扶正器，其特征在于，所述滚...

【专利技术属性】
技术研发人员：王斌，麻德玉，张晓文，于雷，孟繁举，刘雪乔，宋宁，何正彪，肖昌，李广辉，罗凯文，柳清泉，宋菲菲，王鸿，齐霁，杨柏，万桂锋，谢昕，龚润民，刘云鹏，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11