扶正装置及井下作业工艺管柱的制作方法

本申请涉及采油设备技术领域，尤其涉及一种扶正装置及井下作业工艺管柱。

背景技术：

本部分的描述仅提供与本申请公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

通常，当油管连接井下作业工具(例如，射流器、射孔器、冲砂器等)进行井下作业时，需要对油管进行扶正操作，以使工具在工作过程中能够发挥较佳的性能，保证井下施工作业能以较高的质量完成。具体的，举例为，射孔器在工作过程中，对油管进行扶正，可以使得射孔器的喷嘴与套管内壁之间的距离保持一定，这样可以尽量避免射孔发生偏心，提高射孔效率。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现要素：

因此，当油管连接井下作业工具进行井下施工作业时，通常会在油管上一并连接扶正装置。现有的扶正装置主要包括弹性扶正器和刚性扶正器。然而，现有的扶正装置的外径尺寸一般较油管的外径大。这样，当扶正装置随油管在下入到套管的过程中，扶正装置极易与套管内壁发生剐蹭，从而刮伤套管；更有甚者，还有可能发生受阻情况，导致工具遇卡，无法完成油管以及井下作业工具的正常下入。同样的，当油管以及井下作业工具从套管中上提时也会遇到同样的问题。

有鉴于此，本申请提供了一种扶正装置及井下作业工艺管柱，使得油管以及井下作业工具下入到套管以及从套管中上提的过程中，扶正装置不会发生刮伤套管内壁以及遇卡情况，使油管以及井下作业工具下入和上提操作较为顺利。

为实现上述目的，本申请提供了如下的技术方案。

本申请一方面提供了一种扶正装置，包括：

纵长延伸的本体，所述本体中设置有与其纵长延伸方向同向延伸的流体通道，所述流体通道能供流体流通；所述本体的侧壁上设置有通孔；

扶正机构，所述扶正机构包括：

设置在所述通孔中的套筒，所述套筒远离所述流体通道的内壁上设置有第一凸台；

设置在所述套筒中的扶正件，所述扶正件与所述套筒的内壁之间形成有间隙；所述扶正件靠近所述流体通道的端部设置有第二凸台；所述扶正件能在所述套筒中移动；

设置在所述间隙中的弹性件，所述弹性件的一端顶固在所述第一凸台上，另一端顶固在所述第二凸台上；所述弹性件能向所述扶正件施加使其复位的力。

优选地，所述通孔和所述扶正机构均为多个且数量相等，多个所述通孔沿所述本体的周向均匀设置。

优选地，多个所述通孔沿所述本体纵长延伸方向间隔设置。

优选地，所述第一凸台可拆卸地连接在所述套筒远离所述流体通道的内壁上。

优选地，所述第一凸台上设置有至少一个孔。

优选地，所述扶正件靠近所述流体通道的端部沿径向向外延伸以形成所述第二凸台。

优选地，所述第二凸台的外表面与所述套筒的内壁相接触；所述第二凸台的外表面上设置有至少一个凹槽，至少一个所述凹槽中设置有密封圈。

优选地，所述扶正件具有第一工作位置和第二工作位置；当所述扶正件处于所述第一工作位置时，所述扶正件完全收容在所述通孔中，当所述扶正件处于所述第二工作位置时，所述扶正件至少部分伸出所述通孔；所述弹性件能向所述扶正件施加朝向所述第一工作位置的力。

优选地，所述间隙中设置有第一限位部，所述第一限位部位于所述扶正件和所述套筒的内壁之间；所述第一限位部能限制所述弹性件的压缩范围；

当所述扶正件向所述第二工作位置的方向移动时，所述第一限位部能与所述第二凸台相顶固。

优选地，所述扶正件远离所述流体通道的端部呈弧形，呈弧形的所述扶正件的端部具有预定的曲率半径。

优选地，所述通孔中设置有第二限位部，所述第二限位部与所述第二凸台相顶固。

优选地，所述本体靠近所述通孔的壁向内延伸以形成所述第二限位部。

本申请另一方面提供了一种井下作业工艺管柱，包括：

套管；

油管，所述油管下入到所述套管中；

如上述实施方式之一所述的扶正装置，所述扶正装置连接在所述油管上，并随所述油管下入至所述套管中；

连接在所述油管上的井下作业工具，所述井下作业工具位于所述扶正装置的下方。

优选地，所述井下作业工具包括如下的任意一种：射流器、射孔器、冲砂器。

借由以上的技术方案，本申请的扶正装置通过在本体的侧壁上设置扶正机构，扶正机构中包括的扶正件在弹性件施加的弹力作用下，可以收容在通孔中，从而，当本申请的扶正装置连接在油管上并随油管一起下入到套管的过程中，可以避免扶正装置与套管内壁发生剐蹭，也可以减少受阻情况的发生，使油管以及井下作业工具能够较为顺利的完成下入操作。

当油管以及井下作业工具完成下入操作，并需要进行井下施工作业时，通过油管打压的高压流体流经本申请实施方式的扶正装置中的流体通道，从而，高压流体将对扶正机构中包括的扶正件施加作用力；并且，当该高压流体对扶正件施加的作用力大于弹性件对扶正件施加的弹力时，扶正件向外移动伸出通孔，并顶固在套管的内壁上，完成对油管以及井下作业工具的扶正操作。

当完成井下施工作业后，撤去油管中的高压流体，则扶正件在弹性件的弹力作用下复位，扶正件重新收容在通孔，即可上提油管以及井下作业工具，且上提过程中也可以避免扶正装置与套管内壁发生剐蹭，也可以减少受阻情况的发生，使油管以及井下作业工具能够较为顺利的完成上提操作。

其它应用领域将根据本文中提供的描述而变得明显。本发明内容的描述和具体示例仅旨在例示的目的，并非旨在限制本发明的范围。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。在附图中：

图1为本申请实施方式的扶正装置的结构示意图；

图2为扶正件处于第一工作位置时扶正机构的局部放大图；

图3为扶正件处于第二工作位置时扶正机构的局部放大图；

图4为申请实施方式的扶正装置的轮廓图；

图5为申请实施方式的扶正装置的俯视图；

图6为本申请实施方式的井下作业工艺管柱的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，为本申请实施方式的扶正装置100的结构示意图；如图2所示，为扶正件处于第一工作位置时扶正机构的局部放大图；如图3所示，为扶正件处于第二工作位置时扶正机构的局部放大图。

请一并参阅图1至图3，本申请实施方式的扶正装置100包括：纵长延伸的本体10，所述本体10中设置有与其纵长延伸方向同向延伸的流体通道101，所述流体通道101能供流体流通；所述本体10的侧壁上设置有通孔102；扶正机构20，所述扶正机构20包括：设置在所述通孔102中的套筒30，所述套筒30远离所述流体通道101的内壁上设置有第一凸台301；设置在所述套筒30中的扶正件40，所述扶正件40与所述套筒30的内壁之间形成有间隙401；所述扶正件40靠近所述流体通道101的端部设置有第二凸台402；所述扶正件401能在所述套筒30中移动；设置在所述间隙401中的弹性件50，所述弹性件50的一端顶固在所述第一凸台301上，另一端顶固在所述第二凸台402上；所述弹性件50能向所述扶正件40施加使其复位的力。

本申请实施方式的扶正装置100通过在本体10的侧壁上设置扶正机构20，扶正机构20中包括的扶正件40在弹性件50施加的弹力作用下，可以收容在通孔102中，从而，当本申请实施方式的扶正装置100连接在油管上并随油管一起下入到套管的过程中，可以避免扶正装置100与套管内壁发生剐蹭，也可以减少受阻情况的发生，使油管以及井下作业工具能够较为顺利的完成下入操作。

当油管以及井下作业工具完成下入操作，并需要进行井下施工作业时，通过油管打压的高压流体流经本申请实施方式的扶正装置100中的流体通道101，从而，高压流体将对扶正机构20中包括的扶正件40施加作用力；并且，当该高压流体对扶正件40施加的作用力大于弹性件50对扶正件40施加的弹力时，扶正件40向外移动伸出通孔102，并顶固在套管的内壁上，完成对油管以及井下作业工具的扶正操作。

当完成井下施工作业后，撤去油管中的高压流体，则扶正件40在弹性件50的弹力作用下复位，扶正件40重新收容在通孔102，即可上提油管以及井下作业工具，且上提过程中也可以避免扶正装置100与套管内壁发生剐蹭，也可以减少受阻情况的发生，使油管以及井下作业工具能够较为顺利的完成上提操作。

具体的，扶正件40具有完全收容在通孔102中的第一工作位置和至少部分伸出通孔102的第二工作位置，弹性件50能向扶正件40施加朝向第一工作位置的力。当流体通道101中的流体作用在扶正件40上的力大于弹性件50对扶正件40施加的弹力时，扶正件40朝向第二工作位置移动。

如图2所示，将本申请实施方式的扶正装置100连接在油管上并一起下入到套管中，由于油管中此时并未打压高压流体，则在弹性件50施加的弹性力的作用下，扶正件40收缩在通孔102中，此时扶正件40处于第一工作位置，保证油管以及井下作业工具能够顺利下入。

如图3所示，当完成油管以及井下作业工具的下入之后，地面向油管中打压高压流体，该高压流体可以对扶正件40施加向外的力。当高压流体对扶正件40施加的该向外的力大于弹性件50对扶正件40施加的弹力时，扶正件40向外移动伸出通孔102，此时扶正件40处于第二工作位置，即可实现对油管以及井下作业工具的扶正操作。

当扶正件40伸出通孔102，并且扶正件40的端部与套管的内壁相接触时，扶正件40的端部与套管的内壁相接触的面积将直接影响两者之间的摩擦力的大小。通常，接触面积越大，两者之间的摩擦力越大，对油管以及井下作业工具的扶正效果也越好。

一般地，套管的内壁呈圆形。为此，扶正件40远离流体通道101的端部呈弧形，呈弧形的扶正件40的端部具有预定的曲率半径。这样，扶正件40远离流体通道101的端部可以较佳地与套管内壁相贴合，从而最大限度的增大扶正件40端部与套管内壁的接触面积，使油管以及井下作业工具的扶正效果较好。

呈弧形的扶正件40的端部的曲率半径较佳地与套管的内径相等，这样可以使扶正件40的端面完全与套管的内壁相贴合。因此，扶正件40的端部的曲率半径根据实际施工时套管的内径适配设计和调整，本申请对此不作限定。

弹性件50具体可以为弹性系数为常数的弹簧，在本申请中，该作为弹性件50的弹簧始终处于压缩状态，从而，弹性件50始终对扶正件40施加朝向第一工作位置的弹力。

进一步地，由于作为弹性件50的弹簧本身具有压缩极限值，因此，弹性件50能够对扶正件40施加的弹力的大小在一定的范围内。从而，流体通道101中的高压流体对扶正件40施加的作用力可以大于弹性件50能够对扶正件40施加的弹力，如此，使得扶正件40朝向第二工作位置移动。

此外，为了保护弹性件50，使其不至于长时间处于过度压缩状态而发生失效，本申请中对弹性件50的压缩范围进行限制。具体的，间隙401中设置有第一限位部405，第一限位部405位于扶正件40和套筒30的内壁之间；第一限位部405能限制弹性件50的压缩范围；当扶正件40向第二工作位置的方向移动时，第一限位部405能与第二凸台402相顶固。

第一限位部405可以为额外设置的部件，例如，第一限位部405可以为与套筒30相适配的圆环，该作为第一限位部405的圆环具有一定的高度尺寸。当扶正件40向第二工作位置移动至第二凸台402与第一限位部405相接触时，扶正件40将停止移动，保护弹性件50不被过度压缩。

或者，第一限位部405也可以为套筒30自身结构的一部分。具体的，举例为，套筒30的内壁向内凸起以形成所述第一限位部405。以该种方式形成的第一限位部405较佳地处于套筒30内壁的中部。

本体10大致呈管状，呈管状的本体10的两端可以设置有螺纹，以实现与油管的可拆卸连接。

此外，由于需要在本体10的侧壁中设置扶正机构20，因此，本体10的应具有一定的壁厚尺寸，以保证扶正机构20具有足够的安装空间，以及扶正件40具有足够的伸缩空间；此外，也可以保证在本体10的侧壁上开设用于设置扶正机构20的通孔102后，本体10的侧壁仍能具有足够的强度。

本体10的壁厚尺寸可根据实际情况进行适配设计和调整，本申请对此不作限定。

为了保证本申请的扶正装置100对油管以及井下作业工具的扶正效果，较佳地，扶正机构20的数量为多个，且多个扶正机构20沿本体10的轴向间隔设置，沿周向均匀设置。具体如下。

如图4所示，为申请实施方式的扶正装置100的轮廓图；如图5所示，为申请实施方式的扶正装置100的俯视图。请一并参阅图4和图5，所述通孔102和所述扶正机构20均为多个且数量相等，多个所述通孔102沿所述本体10的周向均匀设置。多个所述通孔102沿所述本体10纵长延伸方向间隔设置。

在本实施例中，将多个扶正机构20沿本体10的轴向间隔设置，沿周向均匀设置，使得在扶正件40伸出顶固在套管的内壁上时，可以沿轴向和周向对本体10施加均匀的作用力，从而使得与本体10连接的油管以及与油管连接的井下作业工具具有较佳的扶正效果。

由于多个扶正机构20是一一对应的设置在多个通孔102中的，因此，当多个通孔102沿本体10的周向均匀设置，沿本体10纵长延伸方向间隔设置时，多个扶正机构20也相应地沿本体10的周向均匀设置，沿本体10纵长延伸方向间隔设置。

请参阅图5，扶正机构20沿本体10的周向均匀设置，可以为多个扶正机构20在俯视面上的投影呈360度环形阵列的形式，这样可以保证多个扶正机构20在周向上对本体10施加均匀的作用力。

但需要说明的是，沿本体10的轴向，多个扶正机构20并不是处于同一个平面上。请参阅图4，多个扶正机构20沿轴向在本体10上间隔设置，这样可以保证多个扶正机构20能够在轴向上对本体10施加均匀的作用力。

图4和图5仅示意性的示出了多个扶正机构20的数量为三个，且三个扶正机构20中，两个扶正机构20位于下方，一个扶正机构20位于上方。但需要说明的是，这并不是本申请唯一的实施方式，在其它可行的实施方式中，多个扶正机构20的数量可根据实际需要进行适配调整，本申请并不以此为限。例如，多个扶正机构20的数量可以为四个，四个扶正机构20中，两个扶正机构20位于下方，两个扶正机构20位于上方，且四个扶正机构20在俯视面上的投影呈360度环形阵列的形式，则两两扶正机构20之间的夹角为90度。

套筒30大致呈筒状，呈筒状的套筒30的外壁上设置有外螺纹。相应地，通孔102的内壁上设置有该外螺纹相适配的内螺纹，从而实现套筒30的可拆卸连接。

进一步地，由于流体通道101中会通以高压流体，为了防止高压流体发生渗漏，套筒30设置在通孔102中时，应保证套筒30的外壁与通孔102的内壁之间具有较佳的密封性。具体的，举例为，套筒30外壁上设置的外螺纹和通孔102的内壁上设置的内螺纹可以为密封螺纹。

第一凸台301可以为弹性件50提供支撑。请继续参阅图2和图3，为方便弹性件50以及扶正件40的安装，较佳地，第一凸台301可拆卸地连接在套筒30远离流体通道101的内壁上。具体的，可以先将套筒30安装在通孔102中，随后将扶正件40安装至套筒30中，再将弹性件50套设在扶正件40上并使之位于间隙401中，最后将第一凸台301安装在套筒30上。

第一凸台301大致呈环形，呈环形的第一凸台301可拆卸地连接在套筒30的内壁上的方式可以为螺纹连接，具体可以参见前文套筒30与通孔102的连接方式，在此不再赘述。

此外，呈环形的第一凸台301的内径尺寸略大于扶正件40的外径尺寸，这样，一方面保证扶正件40能够活动穿设，另一方面呈环形的第一凸台301的内壁靠近扶正件40，可以对扶正件40起到限位作用，从而限定扶正件40的位置，防止扶正件40发生匡动。

当扶正件40在套筒30中移动时，间隙401的空间大小将相应变化。当间隙401的空间变小时，间隙401中的空气被压缩，致使间隙401中的空气压强增大，从而对扶正件40向第二工作位置的移动产生阻碍。

为此，第一凸台301上设置有至少一个孔303。当扶正件40朝向第二工作位置移动时，间隙401中的空气将通孔该至少一个孔303被压出，从而使间隙401中的压强能够始终与外界保持一致，降低扶正件40的移动阻力。

第二凸台402是为弹性件50提供施力端面，使弹性件50产生的弹力能够作用在扶正件40上。请继续参阅图2和图3，为了简化加工工艺，第二凸台402可以与扶正件40一体成型，即，第二凸台402为扶正件40自身结构的一部分。具体的，扶正件40靠近流体通道101的端部沿径向向外延伸以形成第二凸台402。

这样，扶正件40大致呈“凸”字形，呈“凸”字形的扶正件40主要包括两部分，即如2和图3所示的靠近流体通道101的第二凸台402和远离流体通道101的主体部分。

其中，第二凸台402靠近流体通道101，且第二凸台402的径向尺寸与套筒30的内径相适配，从而，第二凸台402的外表面与套筒30的内壁相接触。这样，不仅可以实现扶正件40与套筒30的适配安装，进一步防止扶正件40在套筒30中发生匡动，而且第二凸台402面对流体通道101具有较大的面积，从而可以提高流体通道101中的高压流体对扶正件40的力作用面积，增大高压流体对扶正件40的作用力。

进一步地，为了防止高压流体发生渗漏，第二凸台402与套筒30之间应满足一定的密封性要求。具体的，可以为第二凸台402的外表面上设置有至少一个凹槽403，至少一个凹槽403中设置有密封圈404。

主体部分大致呈圆柱状，且呈圆柱状的主体部分的外径尺寸将套筒30的内径尺寸小，从而可以在扶正件40和套筒30之间形成间隙401，实现弹性件50的套设和安装。

为了限制扶正件40的移动范围，使扶正件40能够始终处于通孔102中，防止在弹性件50的弹力作用下使扶正件40从通孔102中滑脱出，有必要对扶正件40进行限位。

具体的，请继续参阅图2和图3，通孔102中设置有第二限位部103，第二限位部103与第二凸台402相顶固。这样，在弹性件50的作用下，扶正件40向流体通道101方向移动的极限位置被限制，从而实现对扶正件40的位置进行限制的目的，防止扶正件40从通孔102中滑脱。

第二限位部103可以为本体10靠近通孔102的壁向内延伸形成的，这样形成的第二限位部103不仅可以对扶正件40的位置进行限制，还可以对套筒30的安装位置进行限制。

当然，第二限位部103的形成方式并不限于上述实施方式，在其它可行的实施方式中，只要能够实现对扶正件40的位置进行限制的目的，均应包含在本申请的保护范围内。举例为，第二限位部103还可以为通孔102的内壁沿径向向内凸起形成的。

本申请实施方式的扶正装置100通过在本体10的侧壁上设置扶正机构20，扶正机构20中包括的扶正件40在弹性件50施加的弹力作用下，可以收容在通孔102中，从而，当本申请实施方式的扶正装置100连接在油管上并随油管一起下入到套管的过程中，可以避免扶正装置100与套管内壁发生剐蹭，也可以减少受阻情况的发生，使油管以及井下作业工具能够较为顺利的完成下入操作。

当油管以及井下作业工具完成下入操作，并需要进行井下施工作业时，通过油管打压的高压流体流经本申请实施方式的扶正装置100中的流体通道101，从而，高压流体将对扶正机构20中包括的扶正件40施加作用力；并且，当该高压流体对扶正件40施加的作用力大于弹性件50对扶正件40施加的弹力时，扶正件40向外移动伸出通孔102，并顶固在套管的内壁上，完成对油管以及井下作业工具的扶正操作。

当完成井下施工作业后，撤去油管中的高压流体，则扶正件40在弹性件50的弹力作用下复位，扶正件40重新收容在通孔102，即可上提油管以及井下作业工具，且上提过程中也可以避免扶正装置100与套管内壁发生剐蹭，也可以减少受阻情况的发生，使油管以及井下作业工具能够较为顺利的完成上提操作。

如图6所示，为本申请实施方式的井下作业工艺管柱的结构示意图。请参阅图6，本申请实施方式的井下作业工艺管柱包括：套管300；油管200，所述油管200下入到所述套管300中；如上述实施方式之一所述的扶正装置100，所述扶正装置100连接在所述油管300上，并随所述油管300下入至所述套管200中；连接在所述油管200上的井下作业工具400，所述井下作业工具400位于所述扶正装置100的下方。

井下作业工具400可以包括如下的任意一种：射流器、射孔器、冲砂器。

当井下作业工具400为射流器时，扶正装置100可以起到对油管300和射流器的居中作用，保证射流器喷嘴射流不发生偏心。

当井下作业工具400为射孔器时，扶正装置100可以发挥推靠作用，起到控制射孔器喷嘴与套管200内壁距离的作用。

当井下作业工具400为冲砂器时，扶正装置100可以起到对油管300和冲砂器的居中作用，保证冲砂不发生偏心。

需要说明的是，射流器、射孔器、冲砂器可以采用任意合适的现有构造，本申请对此不作限定。

前文已经对连接有扶正装置100以及井下作业工具400的油管下入和上提套管的过程进行了阐述，在此不再赘述。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。