一种扶正式阻尼充填装置的制作方法

本发明涉及油气田开发技术领域，特别是涉及一种扶正式阻尼充填装置。

背景技术：

目前，对于油气田开发中的大位移井和水平井，在进行水平井或大斜度砾石充填完井过程中，由于水平段过长，携砂液的流动距离受限，其无法进行长距离充填作业。对此，现有实现水平井长井段砾石充填施工的有效方法为：通过阻尼充填装置，来改变携砂液的流动状态，延长携砂液的流动距离。

但是，对于现有的阻尼充填装置，其存在扶正片为一体式设计，结构复杂，易产生涡流，加工困难的问题；同时，现有的装置缺乏定位装置，在工具的施工过程中活动量过大，不稳定；现有装置采用单皮碗单弹簧的设计模式，阻尼效果不好，弹簧复位能力差；以上情况，都影响着工具的现场应用效果，难以实现长井段的有效充填。

例如，2016年6月15日授权的发明专利《水平井砾石充填管柱及其压力控制阀》，授权公告号：cn103362483b，主要由上接头、基管、预紧螺母、弹簧、皮碗、扶正器、下接头等组成。该装置主要存在不足：1、扶正片为一体式设计，结构复杂，过流通道小，易产生涡流，加工困难的问题；2、现有的装置缺乏定位装置，在工具的施工过程中活动量过大，不稳定；3、现有装置采用单皮碗单弹簧的设计模式，阻尼效果不好，弹簧复位能力差；4、扶正器为单个设计，扶正效果差。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种扶正式阻尼充填装置。

为此，本发明提供了一种扶正式阻尼充填装置，其特征在于，包括中心管；

中心管的上下两端，分别安装有上接头和下接头；

中心管的外圆在位于上接头和下接头之间的位置，从上到下依次安装有上扶正环、上定位环、上滑动套、上弹簧、下滑动套、下弹簧、下定位环和下扶正环；

其中，上滑动套的下端面顶紧在上弹簧的上端面；

上弹簧下端面顶紧在下滑动套的上端面；

下滑动套的下端面顶紧在下弹簧的上端面；

下弹簧的下端面顶紧在下定位环的上端面。

其中，上接头的上端与大位移井或水平井中的油管螺纹连接；

上接头下端与中心管的外圆上端之间为螺纹连接；

下接头的上端与中心管的外圆下端之间为螺纹连接。

其中，上扶正环套在中心管上端，二者为间隙配合；

上滑动套套在中心管上，二者为间隙配合；

上弹簧套在中心管上，二者为间隙配合；

下滑动套套在中心管上，二者为间隙配合；

下弹簧套在中心管上，二者为间隙配合。

其中，四个上扶正片，分别焊接在上扶正环的外圆，并且呈十字对称分布；

四个下扶正片，分别焊接在下扶正环的外圆，并且呈十字对称分布。

其中，上定位环套在中心管的上端，通过上顶丝将上定位环固定在中心管上；

下定位环套在中心管的上端，通过下顶丝将下定位环固定在中心管上。

其中，上滑动套的外圆与一个上基环的内圆之间为螺纹连接；

上基环的外圆与一个上阻尼皮碗之间为硫化连接。

其中，下滑动套的外圆，与下基环的内圆之间为螺纹连接；

下基环与下阻尼皮碗之间为硫化连接。

其中，上扶正环安装在上接头的下端面和上定位环之间；

下扶正环安装在下接头的上端面和下定位环之间。

由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种扶正式阻尼充填装置，其结构设计科学合理，具有加工简单、弹簧复位效果好、过流通大、液体流动稳定等优点，能够有效地改变携砂液流动状态，延长液体的流动距离，延长砾石充填施工长度，不仅可以用于大位移井，也可用于水平井中，具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为本发明提供的一种扶正式阻尼充填装置的整体结构剖面图；

图2为本发明提供的一种扶正式阻尼充填装置中上扶正环和上扶正片的剖面图，即沿图1所示a-a线的剖面图；

图中：1.上接头，2.上扶正环，3.上扶正片，4.上顶丝，5.上定位环；

6.上阻尼皮碗，7.上滑动套，8.上基环，9.上弹簧，10.下阻尼皮碗；

11.下滑动套，12.下基环，13.下弹簧，14.下定位环，15.下顶丝；

16.下扶正环，17.下扶正片，18.中心管，19.下接头。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参见图1、图2，本发明提供了一种扶正式阻尼充填装置，应用于油气田开发中的大位移井和水平井中，该装置包括中心管18；

中心管18的上下两端，分别安装有上接头1和下接头19；

中心管18的外圆在位于上接头1和下接头19之间的位置，从上到下依次安装有上扶正环2、上定位环5、上滑动套7、上弹簧9、下滑动套11、下弹簧13、下定位环14和下扶正环16；

其中，上滑动套7的下端面顶紧在上弹簧9的上端面；

上弹簧9下端面顶紧在下滑动套11的上端面；

下滑动套11的下端面顶紧在下弹簧13的上端面；

下弹簧13的下端面顶紧在下定位环14的上端面。

在本发明中，具体实现上，上接头1的左端，用于与大位移井或水平井中的油管相连(具体为螺纹连接)。具体为：上接头1的左端内侧加工有内螺纹，大位移井或水平井中的油管外圆加工有外螺纹，因此，上接头1的上端与大位移井或水平井中的油管螺纹连接。

需要说明的是，对于一个大位移井或水平井，其具有的砾石充填固井管柱内部，具有油管，油管是用于在钻探完成后，将原油和天然气从油气层运输到地表的管道。

在本发明中，具体实现上，上接头1下端内侧加工有内螺纹，中心管18的外圆上端具有外螺纹，因此，上接头1下端与中心管18的外圆上端之间为螺纹连接。

在本发明中，具体实现上，上扶正环2套在中心管18上端，二者为间隙配合。

在本发明中，具体实现上，四个上扶正片3，分别焊接在上扶正环2的外圆(即四周外壁)，并且呈十字对称分布。

在本发明中，具体实现上，上定位环5套在中心管18的上端，通过上顶丝4将上定位环5固定在中心管18上。

需要说明的是，对于本发明，上扶正环2安装在上接头1的下端面和上定位环5之间。鉴于上扶正环2套在中心管18上端，二者为间隙配合，因此，上扶正环2可以在上接头1的下端面和上定位环5之间自由滑动。

在本发明中，具体实现上，上滑动套7套在中心管18上，二者为间隙配合，可自由滑动。

在本发明中，具体实现上，上滑动套7的外圆与一个上基环8的内圆之间为螺纹连接；

上基环8的外圆与一个上阻尼皮碗6之间为硫化连接。

在本发明中，具体实现上，上弹簧9套在中心管18上，二者为间隙配合，可自由滑动。

在本发明中，具体实现上，下滑动套11套在中心管18上，二者为间隙配合，可自由滑动。

在本发明中，具体实现上，下滑动套11的外圆，与下基环12的内圆之间为螺纹连接；

下基环12与下阻尼皮碗10之间为硫化连接。

在本发明中，具体实现上，下弹簧13套在中心管18上，二者为间隙配合，可自由滑动。

在本发明中，具体实现上，下定位环14套在中心管18的上端，通过下顶丝15将下定位环14固定在中心管18上。

在本发明中，具体实现上，下扶正环16套在中心管18上端，二者为间隙配合。

在本发明中，具体实现上，四个下扶正片17，分别焊接在下扶正环16的外圆(即四周外壁)，并且呈十字对称分布。具体结构分布，可以参见图2所示，与图2中上扶正片3和上扶正环2的分布情况一致。

在本发明中，具体实现上，下扶正环16安装在下接头19的上端面和下定位环14之间。由于下扶正环16套在中心管18上端，二者为间隙配合。因此，下扶正环16可以在下接头19的上端面和下定位环14之间自由滑动。

在本发明中，具体实现上，下接头19的上端内侧加工有内螺纹，中心管18的外圆下端具有外螺纹，因此，下接头19的上端与中心管18的外圆下端之间为螺纹连接。

对于本发明，在施工作业(即进行水平井或大斜度砾石充填完井)过程中，将本发明的装置，放置于水平井的水平井段部分，或者将其放置在大斜度砾石充填完井(即大位移井)中，这时候，中心管18横放放置，当携砂液的充填作业开始后，携砂液从上接头1方向充填流来，首先从上扶正环2和上扶正片3之间的间隙流过，然后部分液体从上阻尼皮碗6的外沿绕流，部分液体直接冲击在上阻尼皮碗6上，这样液体整体推动上阻尼皮碗6、上基环8、上滑动套7向下(当水平放置中心管时，则右边方向)运动，并压缩上弹簧9，上弹簧9又将力传递给下滑动套11，下滑动套11向下传递力，结合压缩下弹簧13；同时，沿上阻尼皮碗6外沿绕流的液体继续向右流动，一方面直接冲击下阻尼皮碗10，推动下阻尼皮碗10和下滑动套11压缩下弹簧13。通过上述步骤，本发明提供的扶正式阻尼充填装置(如图1所示)外部的流体流动状态被改变了，促使更多的携砂液液体，沿着本发明装置的外部流动，驱动更多的携砂液液体向右流动(具体为中心管的轴向)，进而延长了液体流动的距离，延长了砾石充填施工的长度，实现长井段砾石充填作业。

需要说明的是，目前，在水平井长井段砾石充填工艺过程中，需要延长液体流动距离进而实现充填距离的延长，鉴于目前的阻尼充填装置一般为压力控制阀，该工具存在结构复杂，易产生涡流，不稳定，阻尼效果不佳，弹簧复位能力差等问题，为此，本发明提出了一种新型的扶正式阻尼充填装置，在实施水平井砾石充填作业过程中，能够让更多的液体在管外流动，通过改变液体流动状态，延长流体流动距离，延长砾石充填施工长度，实现长井段砾石充填作业。本发明的装置，其加工简单、成本低、弹簧复位效果好、过流通大，液体流动稳定、工具整体性能和稳定性好。本发明不仅可以用于大位移井，也可用于水平井中。

与现有技术相比较，本发明具有以下的有益技术效果：

1、对于本发明提供的扶正式阻尼充填装置，其采用双扶正器的设计方式，充分确保了工具的居中效果，使液体处于稳定的流动状态；

2、同时，本发明采用四个直板型扶正片的设计方式，大大增加了液体的过流面积同时避免涡流产生；

3、此外，在本发明中，扶正片与扶正环采用焊接方式连接，避免了一体式加工方案的难度，降低了成本；

4、本发明采用两组弹簧组合，调节范围更大，弹簧复位性能更好；

5、本发明采用两组阻尼皮碗的设计模式，确保了流体的阻尼效果；

6、本发明设计了上定位装置和下定位装置，将各零部件的活动限制在一定范围，增强了工具整体稳定性。

7、本发明在整个施工过程中，没有任何零件掉落或出到工具外部，不会对其它工具造成影响，充分保证了施工的安全可靠。

综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种扶正式阻尼充填装置，其结构设计科学合理，具有加工简单、弹簧复位效果好、过流通大、液体流动稳定等优点，能够有效地改变携砂液流动状态，延长液体的流动距离，延长砾石充填施工长度，不仅可以用于大位移井，也可用于水平井中，具有重大的生产实践意义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。