专利名称：钻孔套管扶正器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种扶正器部件以及由一个或多个这种扶正器部件形成的扶正器。
背景技术：
扶正器的一种应用是使钻孔套管居中。例如可在水井、油井和气井中使用这种钻孔套管。在AU200143778中公开了本发明人之前提出的扶正器。在将该扶正器定位在适当位置时，为了绕钻孔套管贴合地支撑扶正器，必须调节扶正器的直径。在本说明书通篇中，本发明的背景技术和现有技术的论述仅仅意在帮助本发明的理解。应当理解，该论述并非确认或承认任何所述内容是本申请的优先权日前澳大利亚和世界范围内公知常识的一部分。
发明内容
在通篇说明书和权利要求中，除非上下文中另有要求，否则应理解词语“包括 (comprise) ”或变型如“包括(comprises) ”或“包括(comprising) ”意味着包含陈述的整体或整体组而非排除任何其它整体或整体组。根据本发明的一个方面，提供了扶正器部件，该扶正器部件包括第一环部、第二环部以及弓形装置，该弓形装置在所述第一环部与所述第二环部之间延伸从而将环部保持为处于彼此间隔开的关系，所述弓形部具有中间部，该中间部固定于容置环部的平面的一侧；第一连接器元件，该第一连接器元件设置在环部的一端；以及第二连接器元件，该第二连接器元件设置在环部的另一端，所述第一连接器元件能与同一扶正器部件的所述第二连接器元件或另一扶正器部件的所述第二连接器元件接合，使得一个或多个所述扶正器部件能够连接在一起以形成在使用中能够绕钻孔套管而被接纳的扶正器，所述第一连接器元件和第二连接器元件具有调节件，该调节件可使扶正器的直径能够通过调节件的操作而得以改变，其中，调节能在直径范围内可控制地且连续地改变。根据本发明的优选特征，第一连接器元件包括通道，该通道沿着相应的环部形成以从相应的端部向内延伸，第二连接器元件包括长型件，该长型件在使用中能够被接纳在该通道中从而能够沿着通道滑动，所述调节件与通道和长型件协作以控制长型件在通道内的位置。根据本发明的优选特征，通道包括形成于远离中间部的环部的表面中的沟槽。根据本发明的优选特征，调节件包括在通道附近被可旋转地支撑的螺纹件，而长型件沿着其长度的至少一部分形成有一组锯齿形凸起，这些锯齿形凸起之间的间隔与螺纹件的螺纹一致，其中，在使用中，当长型件接纳在通道中时，螺纹件的螺纹与锯齿形凸起接合，使得螺纹件的旋转引起通道与长型件之间的相对位移。根据本发明的优选特征，螺纹件能够绕相对于通道的轴线倾斜的轴线旋转，且一部分螺纹伸入通道内。根据本发明的优选特征，螺纹件的一端支撑在联接器上，该联接器被接纳在对换件的中空孔中。根据本发明的优选特征，第一连接器元件在环部的一端处形成为壳体，所述通道形成在该壳体的内表面处且作为环部的内表面的延伸。根据本发明的优选特征，通道部分地由处于通道的一端处的通路形成，所述通路构造为滑动地接纳长型件。根据本发明的优选特征，通道部分地由一对侧元件形成，所述侧元件位于壳体的一端且位于内表面的各侧，每个侧元件在其外端处具有向内指向的凸缘，侧部之间的间隔对应于长型件的宽度，凸缘与内表面之间的间隔对应于长型件的厚度。根据本发明的优选特征，其中，弓形装置具有柔韧弹性。根据本发明的优选特征， 所述弓形装置纵向弯曲。根据本发明的优选特征，弓形装置具有带开口表面的槽形横截面， 该开口表面在使用中位于该弓形装置的凹进表面上。根据本发明的优选特征，如由槽形截面的凸缘边缘所限定的弓形装置的边缘设有侧向指向的凸缘。根据本发明的优选特征，所述弓形装置包括至少两个在所述第一环部与第二环部之间延伸的带构件。根据本发明的优选特征，其中，所述第一环部和所述第二环部基本平行。根据本发明的优选特征，所述第一环部和所述第二环部设置为带状构件。根据本发明的优选特征，所述扶正器部件由耐腐蚀材料制成。根据本发明的优选特征，连接器和/或环中的至少一个的内表面设有与钻孔套管具有高摩擦系数的表面，该表面由应用于连接器和/或环中的至少一个的至少一个衬垫提 {共。根据本发明的另一方面在于一种包括扶正器部件的用于钻孔套管的扶正器，如上所述，其中，扶正器部件的端部通过所述第一连接器元件和第二连接器元件绕钻孔套管连
接在一起。根据本发明的优选特征，扶正器包括通过所述第一连接器元件和第二连接器元件绕钻孔套管连接在一起的至少一个扶正器部件。根据本发明的另一方面在于包括至少两个扶正器部件，如上所述，其中，所述扶正器部件的端部通过所述第一连接器元件和第二连接器元件绕钻孔套管连接在一起。根据一个具体实施方式
的以下描述，可以更充分地理解本发明。
参照附图进行描述，在附图中图1是处于绕钻孔套管的位置中的扶正器的立体图；图2是根据实施方式的扶正器部件的上部轴测图；图3是示出了实施方式的第一连接器的图2中的扶正器部件的放大的上部轴测局部图；图4是示出了实施方式的第一连接器的图2中的扶正器部件的放大的下部轴测局部图；图5是与处于缩进位置的螺柱互连的实施方式的第一连接器和第二连接器的轴测剖视图；图6是与处于伸出位置的螺柱互连的实施方式的第一连接器和第二连接器的轴测剖视图；图7是根据实施方式的扶正器部件的轴测局部剖视图；图8是以分解图示出衬垫的本发明的第二实施方式的轴测图9是示出处于适当位置的衬垫的本发明的第二实施方式的轴测图；图10a、图IOb和图IOc是示出第二实施方式的壳体和螺柱的局部轴测图。
具体实施例方式本实施方式包括扶正器部件11，从而单一的部件或者成套的互连部件的端部连接在一起以形成环形扶正器13，扶正器13在使用中绕着钻孔套管10定位(如图1所示)以使套管在钻孔内居中。在具有中等直径到大直径的钻孔套管的情况下需要使用成套的互连部件以形成扶正器13，而在具有小直径的钻孔套管的情况下则适合使用单一部件以形成扶正器13。扶正器13由耐腐蚀且具有充足刚性和弹性的适当塑料材料形成，以执行其作为扶正器的功能。根据该实施方式的扶正器部件11包括第一环部15和第二环部17，第一环部15和第二环部17由一组基本上平行的弓形件19保持为间隔开的平行关系，该组基本上平行的弓形件19在第一环部15与第二环部17之间延伸。弓形件19为长型构件，该长型构件沿着其长度弯曲使得弓形件19的中间部分向外与扶正器部件的外表面的平面间隔开。另外， 如图7所示，每个弓形件形成为槽形截面，从而在使用中沟槽的开口表面面向内。槽形截面的外边缘形成有向外指向的凸缘。当扶正器13安装至套管10时(如图1所示)，环部15 和17与套管10紧密地接合，并且弓形件19从套管的侧部向外延伸以将套管在钻孔内对中定位。每个环部的各端设有连接器元件21和23，这里每个环部上的连接器元件是相同的，而每个环上的连接器元件彼此互补并使得端部能够被锁定地互连且所得到的扶正器13 的直径能够变化。设在两个环部的一端的第一连接器元件21包括在环的端部处形成为一体式元件的壳体25。壳体具有内表面27，该内表面27为环的内表面的延伸。壳体的端部在其与环的连接处形成有一对对置的侧元件四，侧元件四在使用中被定位于环的各侧且各自在其外边缘处设有向内指向的凸缘31。侧元件四之间的间隔以及凸缘与相对的壳体的内表面之间的间隔被定尺寸为能够紧密地及滑动地接纳环的另一端。壳体的另一端设有通路33， 通路33被定尺寸并被设置以接纳环的另一端。与通路33在一起的壳体25的内表面27和侧元件四以及它们的凸缘31结合以限定在使用中将接纳环的另一端的通道。在通路33 的向内位置处，壳体25的内表面形成有开口 35。壳体25的外部在外表面上设有管状隆起部37，该管状隆起部37形成有具有圆形横截面的纵向通道39。纵向通道39定位为使其覆在开口 35上且具有敞开的侧表面，该侧表面朝开口 35内开口。纵向通道39的中心轴线相对于壳体的内表面倾斜，因而在开口 35的区域内，纵向通道39在横截面上为部分圆形且在靠近开口的一侧由内表面截断。纵向通道39与带螺纹的螺柱41相关联，螺柱41能够接纳在纵向通道39中以能够在纵向通道39内旋转。螺柱形成有中空的孔43和45，且螺柱的内端与联接器(spigot)47 相关联，联接器47设置为与螺柱的内端成相对关系且能够接纳在螺柱的内部中空孔43中。 通过纵向通道的外端可进入螺柱的外端49，且位于外端处的孔45形成为能够接纳艾伦内六角扳手。位于端部之间的螺柱的侧表面形成有锥形螺纹51。螺柱能够在通道内纵向地滑动。由于纵向通道39相对于内表面的相对倾斜、螺柱所带有的螺纹的圆锥构型以及螺柱在通道内相对运动的能力，螺纹51能够在如图5所示的缩进位置与伸出位置之间移动，在缩进位置处，螺纹完全容置在通道内，在伸出位置处，如图6所示的，螺柱侧向延伸至开口 35 内并超出壳体的内表面27。第二连接器元件23在环的另一端处形成为环的舌状延伸部，并且第二连接器元件23被定尺寸并被构造为能够可滑动地接纳在侧元件四之间以及凸缘31与壳体的内表面27之间并穿过通路33。将抵接壳体的内表面27的延伸部的表面形成有一组间隔开的横向狭槽53，所述横向狭槽53间隔开以与柱41的螺纹51的节距相对应。当延伸部定位成与相应的壳体接合时，狭槽由在螺柱处于如图6所示的伸出位置时延伸超出壳体内表面21的柱41的部分螺纹51接合。如图5所示，当螺柱处于缩进位置时，螺纹51与狭槽53脱离接合。当第二连接器被壳体接纳且柱41的螺纹与延伸部上的狭槽53接合时，柱的旋转将引起环的相应端部之间的相对位移。因而，当根据发明的扶正器部件11的一对端部互连以形成扶正器13时，扶正器13的直径可通过柱33的旋转而改变。当应用于钻孔套管时，为了改善扶正器与钻孔套管之间的夹持，壳体的内表面设有衬垫(未示出)，衬垫可由具有高摩擦系数的适当的弹性材料合成物形成。将衬垫应用于壳体的限定凸缘31的下侧和/或通路33的部分。在图8、9和10中示出了本发明的第二实施方式。该实施方式采用与第一实施方式的构型相同的构型。第二实施方式中的差异涉及设置在壳体内表面上的衬垫61。该衬垫 61由弹性材料形成且构造为能够与设置在壳体中的孔口 63接合。为此效果，衬垫形成有一对凸部65，所述凸部65被接纳在孔口中从而被壳体保持。另外，如图9所示，柱41的外端设有狭槽67而不是六边形的孔45，从而使扶正器的调节能够通过常规的螺丝刀来实现。现在将对发明的每个实施方式的扶正器部件的操作方式和使用进行描述。扶正器13在钻孔套管10插入钻孔之前绕着钻孔套管10固定。在小直径套管的情况下，可以使用单一的扶正器部件，而在较大直径套管的情况下，两个或更多扶正器部件 11能够通过第一连接器21和第二连接器23以首尾相连的方式连接在一起。将单一扶正器部件的自由端或者一组互连的扶正器部件的自由端互连以形成扶正器13。端部之间的互连是通过将第二连接器的延伸部与第一连接器的壳体25接合并在螺柱的缩进状态下与螺柱接合而得以实现的，可容易地将扶正器调节至钻孔套管的直径。扶正器的最终调节以及其在钻孔套管上的紧固是通过将柱推至伸出位置以使螺纹51与狭槽接合以及通过在第一实施方式的情况下使用艾伦内六角扳手、而在第二实施方式的情况下使用螺丝刀来旋转螺柱41而得以实现的。艾伦内六角扳手或螺丝刀分别接纳在螺柱41的孔的外端内。因为限定第二连接器的延伸部将抵靠壳体内表面，所以它们将被接纳在壳体内表面与钻孔套管之间，因此不必在完成将扶正器安装在钻孔套管上时进行修饰。钻孔套管10通常是通过在将钻孔套管10更深地插入到钻孔中时将管道的长度连接在一起而制成。典型地，套管长度在长度上为六米或九米，可沿着钻孔套管10的长度每隔几米就设置扶正器13。扶正器沿着钻孔套管以间隔开的间隔定位。扶正器的间隔将取决于应用。例如，通常在钻孔为水平的情况下，该间隔将小于钻孔为竖直的情况下的间隔。由于弓形件19具有柔韧弹性，因此当将钻孔套管10被推到钻孔中时，如果弓形件 19遇到钻孔壁中的任何障碍，那么弓形件19将发生弹性变形，并且弓形件19 一旦经过该障碍，则弓形件19将返回其正常的未变形状态以与钻孔壁维持接触。使弓形件19与钻孔壁维持接触确保了当钻孔套管10被插入钻孔中时钻孔套管10保持居中。当钻孔套管10在钻孔中处于适当位置时，可将灌浆排放管降下钻孔套管10，然后将灌浆从灌浆排放管的开口排出，从而使灌浆流入到钻孔套管与钻孔壁之间的环形空间中。当灌浆已经设定时，钻孔套管维持在钻孔中居中并能够被用于其预期目的。本发明不限于由本文所描述的具体实施方式
限定的范围。该实施方式旨在仅用于示例目的。功能上等同的产品、元件和方法明确处于本文所描述的本发明的范围内。
权利要求
1.一种扶正器部件，所述扶正器部件包括第一环部、第二环部以及弓形装置，所述弓形装置在所述第一环部与所述第二环部之间延伸以将环部保持为处于彼此间隔开的关系，所述弓形部具有中间部，所述中间部固定于容置环部的平面的一侧；第一连接器元件，所述第一连接器元件设置在环部的一端；以及第二连接器元件，所述第二连接器元件设置在环部的另一端，所述第一连接器元件能与同一扶正器部件的所述第二连接器元件或另一扶正器部件的所述第二连接器元件接合，使得一个或多个所述扶正器部件能够连接在一起以形成在使用中能够绕钻孔套管而被接纳的扶正器，所述第一连接器元件和第二连接器元件具有调节件，所述调节件能使扶正器的直径能够通过调节件的操作而得以改变，其中，调节能在直径范围内可控制地且连续地改变。
2.如权利要求1所述的扶正器部件，其中，所述第一连接器元件包括通道，所述通道沿着相应的环部形成以从相应的端部向内延伸，所述第二连接器元件包括长型件，所述长型件在使用中能够被接纳在通道中从而能够沿着通道滑动，所述调节件与通道和长型件协作以控制长型件在通道内的位置。
3.如权利要求2所述的扶正器部件，其中，所述通道包括形成于远离中间部的环部的表面中的沟槽。
4.如权利要求2或3所述的扶正器部件，其中，所述调节件包括在通道附近被可旋转地支撑的螺纹件，长型件沿着其长度的至少一部分形成有一组锯齿形凸起，所述锯齿形凸起之间的间隔与螺纹件的螺纹一致，其中，在使用中，当长型件被接纳在通道中时，螺纹件的螺纹与锯齿形凸起接合，使得螺纹件的旋转引起通道与长型件之间的相对位移。
5.如权利要求4所述的扶正器部件，其中，所述螺纹件能够绕相对于通道的轴线倾斜的轴线旋转，且一部分螺纹伸入通道内。
6.如权利要求4或5所述的扶正器部件，其中，所述螺纹件的一端支撑在联接器上，所述联接器被接纳在对换件的中空孔中。
7.如权利要求2至6中任一项所述的扶正器部件，其中，所述第一连接器元件在环部的一端处形成为壳体，所述通道形成在该壳体的内表面处且作为环部的内表面的延伸。
8.如权利要求2至7中任一项所述的扶正器部件，其中，所述通道部分地由处于通道的一端处的通路形成，所述通路构造为滑动地接纳长型件。
9.如权利要求1，其中权利要求7或引用权利要求7的权利要求8所述的扶正器部件， 其中，所述通道部分地由一对侧元件形成，所述侧元件位于壳体的一端且位于内表面的各侧，每个侧元件在其外端处具有向内指向的凸缘，侧部之间的间隔对应于长型件的宽度，凸缘与内表面之间的间隔对应于长型件的厚度。
10.如权利要求1至9中任一项所述的扶正器部件，其中，所述弓形装置具有柔韧弹性。
11.如权利要求10所述的扶正器部件，其中，所述弓形装置纵向弯曲。
12.如权利要求11所述的扶正器部件，其中，所述弓形装置具有带开口表面的槽形横截面，所述开口表面在使用中位于该弓形装置的凹进表面上。
13.如权利要求12所述的扶正器部件，其中，如由槽形截面的凸缘边缘所限定的弓形装置的边缘设有侧向指向的凸缘。
14.如权利要求1至13中任一项所述的扶正器部件，其中，所述弓形装置包括至少两个在所述第一环部与第二环部之间延伸的带构件。
15.如权利要求1至14中任一项所述的扶正器部件，其中，所述第一环部和所述第二环部基本平行。
16.如权利要求1至15中任一项所述的扶正器部件，其中，所述第一环部和所述第二环部设置为带状构件。
17.如权利要求1至16中任一项所述的扶正器部件，其中，所述扶正器部件由耐腐蚀材料制成。
18.如权利要求1至17中任一项所述的扶正器部件，其中，所述连接器和/或环中的至少一个的内表面设有与钻孔套管具有高摩擦系数的表面。
19.如权利要求18所述的扶正器部件，其中，所述表面由应用于连接器和/或环中的至少一个的至少一个衬垫提供。
20.—种基本上如本文参照附图所描述的扶正器部件。
21.一种用于钻孔套管的扶正器，所述扶正器包括如权利要求1至20中任一项所述的扶正器部件，其中，所述扶正器部件的端部通过所述第一连接器元件和第二连接器元件绕钻孔套管连接在一起。
22.如权利要求21所述的扶正器，其中，所述扶正器包括通过所述第一连接器元件和第二连接器元件绕钻孔套管连接在一起的至少一个扶正器部件。
23.一种用于钻孔套管的扶正器，所述扶正器包括至少两个如权利要求1至20中任一项所述的扶正器部件，其中，所述扶正器部件的端部通过所述第一连接器元件和第二连接器元件绕钻孔套管连接在一起。
24.一种基本上如本文参照附图所描述的扶正器。
全文摘要
一种扶正器部件(11)，包括第一环部(15)、第二环部(17)以及弓形装置(19)，该弓形装置在所述第一环部与所述第二环部之间延伸从而将环部保持为处于彼此间隔开的关系，所述弓形部具有中间部，该中间部固定于容置环部的平面的一侧；第一连接器元件(21)，该第一连接器元件设置在环部的一端；以及第二连接器元件(23)，该第二连接器元件设置在环部的另一端，所述第一连接器元件能与同一扶正器部件的所述第二连接器元件或另一扶正器部件的所述第二连接器元件接合，使得一个或多个所述扶正器部件能够连接在一起以形成在使用中能够绕钻孔套管而被接纳的扶正器，所述第一连接器元件和第二连接器元件具有调节件，该调节件可使扶正器的直径能够通过调节件的操作而得以改变，其中，调节能在直径范围内可控制地且连续地改变。
文档编号E21B17/10GK102165136SQ200980135921
公开日2011年8月24日 申请日期2009年6月30日 优先权日2008年7月15日
发明者贾森·利奈克 申请人:克威克捷普斯有限公司