专利名称：一种“人”字形卡瓦液压坐封导向器悬挂工具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于油气井套管内开窗侧钻时，固定导向器的“人”字形卡瓦液压坐封导向器悬挂工具。
背景技术：
套管开窗侧钻技术是近几年发展起来的一项新技术，主要用于解决油田老区块上套损井、变形井和事故井使之恢复产能，也是油田中后期降低成本增产原油(开发剩余油气藏)的重要措施之一。套管开窗侧钻技术的核心是要有可靠的高效率的开窗工具，而悬挂坐封工具又是套管开窗工具的最为重要的部件之一。目前国内开窗侧钻用的比较好的液压悬挂坐封器大都是双卡瓦单作用式的，这样的工具具有坐封可靠、操作简单、施工周期短的优点，但是两组卡瓦使得工具结构加长，增加了井下事故率和制造成本。
发明内容
本实用新型的目的是为了达到液压悬挂工具轴向和周向固定导向器的功能，将双卡瓦单作用液压坐封器改为单卡瓦双作用液压坐封器，并且具有液压侧钻工具坐封可靠、操作简单、施工周期短的特点，特提供一种“人”字形卡瓦液压坐封导向器悬挂工具。为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案一种“人”字形卡瓦液压坐封导向器悬挂工具，是由上缸体、限位马牙、活塞、人字卡瓦、卡瓦座、下缸体、限球套、钢球、弹簧、缸底接头、O形密封圈组成。其结构特征是上缸体与下缸体用螺纹连接成一体，并用防松螺钉定位；将限位马牙与活塞用螺纹连接，再将活塞与缸底接头用螺纹连接，这两个连接体之间用两个剪钉连接；限球套悬挂在活塞下端口，弹簧固定在缸底接头内，在限球套与弹簧之间设置一个钢球；四片“人”字形卡瓦对称的安装在活塞斜面的“T”形槽上；上缸体与限位马牙间用单向马牙扣连接；在“人”字形卡瓦和下缸体之间设置有卡瓦座。活塞和上缸体之间设置有第一 O形密封圈；活塞和下缸体之间设置有两组O形密封圈，上部为第二 O形密封圈，下部为第三O形密封圈；下缸体和缸底接头之间设置有两组O形密封圈，上部为第四O形密封圈，下部为第五O形密封圈；限球套和缸底接头之间设置有第六O形密封圈。上述的四片“人”字形卡瓦都是一体式卡瓦，即卡瓦牙是在卡瓦本体上铣出来的；每片“人”字形卡瓦表面都加工有9 15条等间距的“人”字形牙齿，起轴向和周向固定导向器的作用。“人”字形卡瓦每条卡瓦牙与卡瓦中心线的夹角β为60。，卡瓦牙的牙型角Θ为90°，卡瓦牙的牙齿高度c为4_，“人”字形卡瓦表面开有一道宽度b为8_的矩形槽，“人”字形卡瓦与活塞斜面的配合角度α为8°。本实用新型与现有技术比较，具有以下有益效果(1)本工具单组卡瓦能够同时起轴向和周向固定导向器的作用，简化了工具结构，节约了制造成本，降低了井下事故率；
(2)具有液压侧钻工具坐封可靠、操作简单、施工周期短的特点；(3)本工具在20 25Mpa的泵压下完成坐封悬挂，能承受30T的轴向坐封力。
图I为本实用新型“人”字形卡瓦液压坐封导向器悬挂工具的结构示意图图中I一缸底接头，2—剪钉，3—弹簧，4一钢球，5—第六O型密封圈，6—第五O型密封圈，7—限球套，8—第四O型密封圈，9一第三O型密封圈，10—下缸体，11一防松螺钉，12—第二 O型密封圈，13—卡瓦座，14— “人”字形卡瓦，15—活塞，16—第一 O型密封圈，17 一上缸体，18 一限位马牙。图2为本悬挂工具“人”字形卡瓦结构示意图，图中Θ为卡瓦牙的牙型角，α为卡瓦与活塞斜面的配合角。图3为图2的左视图。图4为图2的俯视图，图中β为卡瓦牙与卡瓦中心线的夹角，b为“人”字形卡瓦表面矩形槽的宽度，c为卡瓦牙的牙齿高度。 图5为图4的A— A剖视图。
具体实施方式
按照图I将各零部件组装好，整个工具通过上缸体17的螺纹扣与导向器、投送杆等连接，然后下井，当工具下到预定的开窗位置时，开启钻井泵，钻井液从工具的环空进入到达限球套7的节流孔，从限球套7的节流孔流出，并在限球套7节流孔的上下面形成一个压差P，推动限球套7向下移动，进而限球套7的圆锥面与钢球4接触，并继续下移压缩弹簧3憋压；此时钻井液进入到达活塞15的上端面及缸底接头I的上端面形成两个高压腔，当钻井液在两个液缸内产生的压力达到可以剪断剪钉2的压力时，限位马牙18—活塞15—缸底接头I在两个液缸产生的推力下，剪断剪钉2向下移动，四片“人”字形卡瓦14在活塞15的推动下沿“T”形槽逐渐向外撑开，吃入套管内壁，达到轴向和周向固定；此时由于限位马牙18只能单向运动，不能回到原来的位置，起自锁作用，四片“人”字形卡瓦14完全吃入套管壁且不回缩，这样就达到了坐封固定导向器的目的。
权利要求1.一种“人”字形卡瓦液压坐封导向器悬挂工具，由上缸体、限位马牙、活塞、“人”字卡瓦、卡瓦座、下缸体、限球套、钢球、弹簧、缸底接头、O形密封圈组成，其特征是上缸体(17)与下缸体(10)用螺纹连接成一体，并用防松螺钉(11)定位；将限位马牙(18)与活塞(15)用螺纹连接，再将活塞(15)与缸底接头(I)用螺纹连接，这两个连接体之间用两个剪钉(2)连接；限球套(7 )悬挂在活塞(15 )下端口，弹簧(3 )固定在缸底接头(I)内，在限球套(7 )与弹簧(3)间设置一个钢球(4);四片“人”字形卡瓦(14)对称的安装在活塞(15)斜面的“T”形槽上；上缸体(17)与限位马牙(18)间用单向马牙扣连接；“人”字形卡瓦(14)与下缸体(10)之间设置有卡瓦座(13)。
2.根据权利要求I所述的“人”字形卡瓦液压坐封导向器悬挂工具，其特征是上述的四片“人”字形卡瓦(14)都是一体式卡瓦，即卡瓦牙是在卡瓦本体上铣出来的;每片“人”字形卡瓦(14)表面都加工有9 15条等间距的“人”字形牙齿，“人”字形卡瓦(14)每条卡瓦牙与卡瓦中心线的夹角(β)为60°，卡瓦牙的牙型角(Θ )为90°，卡瓦牙的牙齿高度(c)为4_，“人”字形卡瓦(14)表面开有一道宽度(b)为8_的矩形槽，“人”字形卡瓦(14)与活塞(15)斜面的配合角度(α)为8°。
3.根据权利要求I所述的“人”字形卡瓦液压坐封导向器悬挂工具，其特征是活塞(15)和上缸体(17)之间设置有第一 O形密封圈(16);活塞(15)和下缸体(10)之间设置有两组O形密封圈，上部为第二 O形密封圈(12)，下部为第三O形密封圈(9);下缸体(10)和缸底接头(I)之间设置有两组O形密封圈，上部为第四O形密封圈(8)，下部为第五O形密封圈(6 );限球套(7 )和缸底接头(I)之间设置有第六O形密封圈(5 )。
专利摘要本实用新型涉及一种“人”字形卡瓦液压坐封导向器悬挂工具，用于油气井套管内开窗侧钻时固定导向器。它具有液压侧钻工具坐封可靠、操作简单、施工周期短的特点。其技术方案上缸体与下缸体用螺纹连接，并用防松螺钉定位；将限位马牙与活塞、活塞与缸底接头依次用螺纹连接，这两部分之间用两个剪钉连接；限球套悬挂在活塞下端口，弹簧固定在缸底接头内，在限球套与弹簧之间设置一个钢球；四片“人”字卡瓦对称的安装在活塞斜面的“T”形槽上；上缸体与限位马牙间用单向马牙扣连接。本悬挂工具简化了工具结构，节约了制造成本，降低了井下事故率；其在20～25Mpa的泵压下完成坐封悬挂，能承受30T的轴向坐封力，用于钻井作业开窗侧钻。
文档编号E21B23/00GK202467730SQ20122007392
公开日2012年10月3日 申请日期2012年3月2日 优先权日2012年3月2日
发明者何龙, 冯文荣, 孔春岩, 常十梨, 张德荣 申请人:西南石油大学