一种油管悬挂器的机械式脱手装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种油井投放器械，尤其是涉及一种油管悬挂器的机械式脱手装置。


背景技术：

2.目前，在油田开采过程中，为了了解油井、气井和注水井的压力、温度等情况，要经常定时、定深度的对井况进行测试，以获知油井、气井和注水井的井下状况。现有技术中，采用的是电子式脱手装置，但由于井下环境复杂，且井下温度高，易造成其内部电子元器件因高温及振动而失效，影响脱手装置的正常工作。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型旨在克服上述现有技术中存在的缺陷，提供一种油管悬挂器的机械式脱手装置。
4.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
5.一种油管悬挂器的机械式脱手装置，包括芯杆，所述芯杆由第一芯杆和第二芯杆通过连接头固定连接；
6.所述脱手装置还包括套设于芯杆外的套筒，所述套筒沿芯杆的轴向滑动；所述套筒由第一套筒和第二套筒通过第一连接套固定连接，第一套筒的顶端固定套设于装配环外，所述装配环套设于第一芯杆外，与第一芯杆滑动相接；
7.所述脱手装置还包括脱卡结构，所述脱卡结构位于所述脱手装置的上端：
8.所述脱卡结构包括第一弹簧和套环，所述第一弹簧和套环均设置于所述第一芯杆与第一套筒之间，所述第一弹簧的上端抵接于装配环，下端抵接于套环，套环上开设有若干通孔，通孔内设有滚珠，所述滚珠与套环通孔滑动相接，套环与第一芯杆及第一套筒均滑动相接；
9.所述套环的下端抵接于第一套筒内圈所设环形凸台的上端，所述滚珠抵接于第一芯杆外所设卡台，位于第一弹簧所在位置的所述第一套筒侧壁上开设有第一卡槽，所述卡台的厚度小于所述第一卡槽的深度，所述第一卡槽的深度不大于所述滚珠的直径；
10.所述第一芯杆外设置有卡块，所述卡块能够与环形凸台和连接头抵接以限制所述芯杆的移动距离；
11.所述脱手装置还包括换位结构，所述换位结构位于所述脱手装置的下端：
12.所述第二套筒的外壁上开设有环形的隔断槽，所述换位结构包括设置于所述隔断槽两端的第一分度爪和第二分度爪，以及设置于所述第二套筒外壁上的若干分度槽，若干所述分度槽从所述隔断槽向下延伸；所述第一分度爪与第二分度爪的斜面倾斜方向相反，所述分度槽与所述第一分度爪的斜面位置相对，所述第二分度爪的斜面与所述第一分度爪的斜面底端位置相对；所述分度槽包括间隔设置的短分度槽和长分度槽，所述短分度槽的长度小于所述长分度槽的长度；
13.所述第二套筒外套设有滑动套件，所述滑动套件与所述第二套筒滑动相接；所述滑动套件由套设于套筒外的第一定位套、滑套、第二定位套、第二滑环、第二连接套和第三连接套装配而成；其中，所述滑套套设于第二套筒外，与第二套筒滑动相接，第一定位套和第二定位套分别固定装配于滑套的上下两端；第二定位套的下端与第二滑环连接固定，第二滑环套设于第二连接套外周，且第二滑环与第二连接套滑动相接，第二连接套上端设有挡环，所述挡环卡接于第二滑环的上端；所述第二连接套的下端与第三连接套连接固定，第三连接套的内侧壁上开设有环形槽；
14.所述换位结构还包括第一滑环及嵌于第一滑环内的滑块，所述第一滑环位于环形槽内，所述第一滑环与所述第二套筒及所述第三连接套均滑动相接；所述滑块插接于所述短分度槽或所述长分度槽内；所述换位结构还包括设置于滑套外周的若干弹片，若干所述弹片的中部向外凸起；
15.所述脱手装置还包括若干卡爪：所述卡爪位于所述第三连接套的底端，第三连接套的底端内部中空，四个卡爪的上端插接于中空处，卡爪中部的第二卡槽卡接于第三连接套下端内侧壁上所设的定位环，定位环上方的第三连接套中空侧壁上开设有四个活动孔，卡爪的上端可从活动孔内向外支出，并沿所述脱手装置的径向摆动；所述卡爪的下方第二套筒外套设有锥形块，所述锥形块的咀部邻近卡爪所在侧，所述卡爪可移动至锥形块的咀部外周将卡爪撑开；
16.所述脱手装置还包括收拢结构：所述收拢结构包括固定于第二芯杆底端的滑板，所述滑板的宽度大于所述第二套筒的直径，所述滑板的两端穿过第二套筒上所设滑孔，并插接于第三连接套内侧壁上所开设的第三滑槽内，所述第三滑槽的底部为开口，所述滑板的移动距离小于所述卡块的移动距离。
17.进一步地，所述卡台的宽度小于所述卡块的移动距离，所述卡台可从所述第一卡槽的上方移动至所述第一卡槽的下方，所述滚珠分别卡接于所述卡台的第一卡接端和第二卡接端。
18.进一步地，第一定位套和第二定位套的相邻端内分别开设有第一滑槽和第二滑槽，弹片两端所设钩板分别插接于第一滑槽和第二滑槽内，并可沿第一定位套或第二定位套的轴向滑动，第一滑槽的插接端设有第一挡板，第二滑槽的插接端设有第二挡板。
19.进一步地，所述卡爪与所述滑动套件间设置有第二弹簧，所述第二弹簧位于卡爪上端，呈压缩状态；所述卡爪的底部外周设置有若干圈卡齿，所述卡齿的外沿向上倾斜。
20.进一步地，所述第一芯杆的顶端固定装配有第一锁紧块；所述第二套筒的下端固定装配有第二锁紧块；所述第一芯杆的底端外周固定有顶帽。
21.相对于现有技术，本实用新型所述的油管悬挂器的机械式脱手装置具有以下有益效果：
22.(1)本实用新型所述的一种油管悬挂器的机械式脱手装置，通过机械式的脱手装置进行悬挂器的释放，相较于电子式的脱手装置更为耐用，减少脱手装置故障的发生概率。
23.(2)本实用新型所述的一种油管悬挂器的机械式脱手装置，操作便捷，且能够重复使用，能够满足悬挂器下放油井的操作需求。
24.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，而且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征
和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。
附图说明
25.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
26.图1为本实用新型所述的一种油管悬挂器的机械式脱手装置整体结构示意图；
27.图2为图1中的上半段结构示意图；
28.图3为图1中的下半段结构示意图；
29.图4为本实用新型所述的一种油管悬挂器的机械式脱手装置右视结构示意图；
30.图5为图4的a-a向剖面结构示意图；
31.图6为图5中的a段结构放大图；
32.图7为图5中的b段结构放大图；
33.图8为图5中的c段结构放大图；
34.图9为图5中的d段结构放大图；
35.图10为图5中的e段结构放大图；
36.图11为图4的b-b向剖面结构示意图；
37.图12为图11中的f段结构放大图；
38.图13为本实用新型所述的一种油管悬挂器的机械式脱手装置的内部结构示意图；
39.图14为图13中的上半段结构放大图；
40.图15为图13中的下半段结构放大图；
41.图16示出了一种脱手装置的结构图；
42.图17示出了一种油管悬挂器的结构图。
43.附图标记说明：
44.1-第一锁紧块；1001-第一装配孔；101-第一顶紧螺栓；
45.2-第一芯杆；201-第一定位槽；202-卡台；2021-第一卡接端；2022-第二卡接端； 203-卡块；
46.3-第一套筒；301-第一容纳槽；302-第一卡槽；303-第二容纳槽；305-第一开孔； 306-第二开孔；31-装配环；32-第一弹簧；33-套环；34-滚珠；35-环形凸台；
47.4-连接头；
48.5-第一连接套；502-第一螺纹孔；
49.6-第二芯杆；61-滑板；62-定位销；63-顶帽；
50.7-第二套筒；701-第一环槽；702-第二环槽；703-隔断槽；71-第一分度爪；72-第二分度爪；73-短分度槽；74-长分度槽；75-滑孔；
51.8-第一滑环；81-滑块；
52.9-弹片；901-钩板；
53.11-第一定位套；1101-第一滑槽；11011-第一挡板；1102-第二装配孔；111-第二顶紧螺栓；
54.12-滑套；1201-第二定位槽；
55.13-第二定位套；1301-第二滑槽；13011-第二挡板；
56.14-第二滑环；1401-第三开孔；
57.15-第二连接套；151-挡环；
58.16-第三连接套；161-环形槽；162-第三滑槽；1601-活动孔；1602-凹槽；1603-定位环；
59.17-卡爪；1701-第二卡槽；1702-卡齿；171-第二弹簧；
60.18-锥形块；
61.19-第二锁紧块；1901-第二螺纹孔；
62.300-脱手装置；3001-第一连接孔；3002-第二连接孔；3003-挂钩；30031-抵接头； 3004-第三弹簧；3005-螺纹连接孔；
63.400-悬挂器；4001-卡接头；4002-滚轮支臂。
具体实施方式
64.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
65.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
66.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
67.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
68.如图1-13所示，本实施例提供了一种油管悬挂器的机械式脱手装置，该脱手装置包括芯杆，该芯杆由第一芯杆2和第二芯杆6通过连接头4螺纹固定连接；
69.该脱手装置还包括套设于芯杆外的套筒，该套筒沿芯杆的轴向滑动；套筒由第一套筒3和第二套筒7通过第一连接套5螺纹固定连接，第一套筒3的顶端通过螺纹连接固定套设于装配环31外，装配环31套设于第一芯杆2外，与第一芯杆2滑动相接；
70.进一步地，本实施例中，第一连接套5的下端开设有若干第一螺纹孔502，第二套筒 7的上端开设有第一环槽701，通过插接于第一螺纹孔502和第一环槽701内的顶丝防止第二套筒7和第一连接套5的螺纹连接松动。
71.该脱手装置还包括脱卡结构，该脱卡结构位于脱手装置的上端：
72.具体的，该脱卡结构包括第一弹簧32和套环33，该第一弹簧32和套环33均设置于
第一芯杆2与第一套筒3之间，第一弹簧32的上端抵接于装配环31，下端抵接于套环33，套环33上开设有若干通孔，通孔内设有四个滚珠34，四个滚珠34与套环33通孔滑动相接，套环33与第一芯杆2及第一套筒3均滑动相接；
73.套环33的下端抵接于第一套筒3内圈所设环形凸台35的上端，滚珠34抵接于第一芯杆2外所设卡台202，位于第一弹簧32所在位置的所述第一套筒3侧壁上开设有第一卡槽302，卡台202的厚度小于第一卡槽302的深度，第一卡槽302的深度不大于滚珠34的直径；
74.进一步地，本实施例中，为了避免滚珠34进入第一卡槽302后，套筒受第一弹簧32 的弹力向下回弹时，因陡增的弹力造成套筒向下滑动，使脱手装置300对悬挂器400造成碰撞，本实施例中，卡环的宽度小于卡块203的移动距离，卡环可从第一卡槽302的下方移动至第一卡槽302的上方时，滚珠34从卡环下端的第二卡接端2022所在侧脱离第一卡槽302，当第一弹簧32向下回弹时，卡环的第二卡接端2022抵接于滚珠34，阻止套筒继续向下移动。
75.进一步地，本实施例中，第一弹簧32和套环33所在的第一容纳槽301以及卡块203 所在的第二容纳槽303的侧壁上，分别开设有第一开孔305和第二开孔306，以平衡第一容纳槽301和第二容纳槽303内的压力，降低芯杆移动时的阻力。
76.初始状态下，芯杆及套筒受第一弹簧32的弹力作用，保持如图3及图5所示的位置；使用时，当卡爪17锚固于井壁上时，脱手装置上移，带动芯杆及卡环上移，滚珠34上移落入第一卡槽302内，失去对卡环及芯杆的卡接作用，使得芯杆能够相对于套筒继续上移，失去顶帽63对脱手装置300内挂钩3003抵接头30031的支撑作用，使悬挂器400 的卡接头4001因失去挂钩3003的钩挂作用而脱手。
77.第一芯杆2外设置有卡块203，该卡块203能够与环形凸台35和连接头4抵接以限制芯杆的移动距离，避免芯杆从套筒内脱落；
78.该脱手装置还包括换位结构，换位结构位于脱手装置的下端：
79.第二套筒7的外壁上开设有环形的隔断槽703，换位结构包括设置于所述隔断槽703 两端的第一分度爪71和第二分度爪72，以及设置于所述第二套筒7外壁上的若干分度槽，若干分度槽从所述隔断槽703向下延伸；第一分度爪71与第二分度爪72的斜面倾斜方向相反，分度槽与第一分度爪71的斜面位置相对，第二分度爪72的斜面与第一分度爪 71的斜面底端位置相对；分度槽包括间隔设置的短分度槽73和长分度槽74，短分度槽 73的长度小于长分度槽74的长度；
80.第二套筒7外套设有滑动套件，该滑动套件与第二套筒7滑动相接；具体的，该滑动套件由套设于套筒外的第一定位套11、滑套12、第二定位套13、第二滑环14、第二连接套15和第三连接套16装配而成；其中，滑套12套设于第二套筒7外，与第二套筒 7滑动相接，第一定位套11和第二定位套13分别固定装配于滑套12的上下两端；第二定位套13的下端与第二滑环14通过螺纹连接固定，第二滑环14套设于第二连接套15 外周，且第二滑环14与第二连接套15滑动相接，第二连接套15上端设有挡环151，挡环151卡接于第二滑环14的上端；第二连接套15的下端与第三连接套16通过螺纹连接固定，第三连接套16的内侧壁上开设有环形槽161；
81.第二滑环14与第二连接套15滑动相接，使得与第二滑环14固定连接的第二定位套 13、滑套12、第二定位套13和第一定位套11均可沿芯杆的轴向转动，避免弹片9与油井侧壁相卡接时，影响其他结构的操作；第二滑环14上设置有第三开孔1401，装配时可插接直杆，
便于第二滑环14的旋拧。
82.换位结构还包括第一滑环8及嵌于第一滑环8内的滑块81，第一滑环8位于环形槽 161内，第一滑环8与第二套筒7及所述第三连接套16均滑动相接；滑块81插接于所述短分度槽73或长分度槽74内；换位结构还包括设置于滑套12外周的若干弹片9，若干弹片9的中部向外凸起；
83.进一步地，本实施例中，第一定位套11和第二定位套13的相邻端内分别开设有第一滑槽1101和第二滑槽1301，弹片9两端所设钩板901分别插接于第一滑槽1101和第二滑槽1301内，并可沿第一定位套11或第二定位套13的轴向滑动，钩板901由设置于第一滑槽1101插接端的第一挡板11011，以及第二滑槽1301插接端的第二挡板13011 进行限位，防止钩板901从第一滑槽1101或第二滑槽1301内滑脱。
84.使用时，脱手装置下放油井，弹片9与油井内壁接触，因受到摩擦力，使套筒相对于滑动套件下移，滑块81沿分度槽上滑至第一分度爪71的斜面上，滑块81继续沿第一分度爪71斜面上滑至斜面底端；上移脱手装置，套筒相对于滑动套件上移，滑块81从其所在的第一分度爪71的斜面底端进入与之轴向相对的分度槽内，即与脱手装置下放之前，滑块81所在分度槽相邻的分度槽内，实现其在短分度槽73及长分度槽74内的转换。
85.脱手装置还包括四个卡爪17：四个卡爪17位于第三连接套16的底端，第三连接套 16的底端内部中空，四个卡爪17的上端插接于中空处，卡爪17中部的第二卡槽1701 卡接于第三连接套16下端内侧壁上所设的定位环1603，定位环1603上方的第三连接套 16中空侧壁上开设有四个活动孔1601，卡爪17的上端可从活动孔1601内向外支出，并沿脱手装置的径向摆动；卡爪17的下方第二套筒7外套设有锥形块18，锥形块18的咀部邻近卡爪17所在侧，卡爪17可移动至锥形块18的咀部外周将卡爪17撑开；
86.进一步地，本实施例中，卡爪17的上端固定有第二弹簧171，第二弹簧171的内端插接于第三连接套16内圈所设凹槽1602内，该第二弹簧171呈压缩状态，可保证卡爪 17的收紧力，同时可提高卡爪17对锥形块18的加持力；卡爪17的底部外周设置有若干圈卡齿1702，卡齿1702的外沿向上倾斜，可提高与油井侧壁间的摩擦力。
87.使用时，当滑块81移动至长分度槽74内，上移脱手装置，套筒相对于滑块81和滑动套件上移，滑块81沿长分度槽74下滑至卡爪17与锥形块18相接，脱手装置继续上移，卡爪17被锥形块18的咀形端撑开，锚固于油井内壁上，继续上移脱手装置，与锥形块18固定连接的套筒因受到卡爪17的抵接停止移动，芯杆单独上移，芯杆上端的卡环推动落入第一卡槽302内。
88.脱手装置还包括收拢结构：该收拢结构包括固定于第二芯杆6底端的滑板61，该滑板61的宽度大于第二套筒7的直径，滑板61的两端穿过第二套筒7上所设滑孔75，并插接于第三连接套16内侧壁上所开设的第三滑槽162内，第三滑槽162的底部为开口，滑板61的移动距离小于卡块203的移动距离，该滑板61通过插接于第二芯杆6及滑板 61中部的定位销62定位。
89.使用时，当悬挂器400脱手后，芯杆上移，带动滑板61沿滑孔75向上移动，悬挂器400脱手后，芯杆带动滑板61继续上移，至滑板61抵接于第三滑槽162的底部，带动滑动套件及卡爪17上移，使卡爪17向内收拢，脱离与井壁的锚固，芯杆继续上移至卡块203抵接于第一挡台，卡爪17与锥形块18分离，再上提芯杆，可将脱手装置收回。
90.进一步地，本实施例中，第一芯杆2的上端插接于第一锁紧块1内，第一锁紧块1 上开设有四个第一装配孔1001，第一芯杆2上开设有四个与第一装配孔1001位置相对的第一定位槽201，第一锁紧块1和第一芯杆2通过第一顶紧螺栓101装配固定；第二套筒 7的下端通过螺纹连接固定装配有第二锁紧块19，第二锁紧块19上开设有四个第二螺纹孔1901，第二套筒7的下端开设有第二环槽702，可通过插接于第二螺纹孔1901和第二环槽702内的顶丝防止第二套筒7和第二锁紧块19的螺纹连接松动。
91.工作过程：
92.使用时，将悬挂器400的卡接头4001插接于脱手装置300的第二连接孔3002内，由挂钩3003钩住；同时，将第二锁紧块19旋入脱手装置300的螺纹连接孔3005内，芯杆下端的顶帽63插入第一连接孔3001，顶帽63外侧壁与挂钩3003的抵接头30031相抵，阻止挂钩3003转动。
93.使用工具串将连接好的脱手装置、脱手装置300和悬挂器400下放油井，下放到位后，通过上提工具串进行滑块81在分度槽内的换位操作，完成卡爪17锚固于油井内壁的操作；继续上提工具串，第一弹簧32受力压缩，此时注意工具串上的张力表受力情况 (张力明显增加)，滚珠34进入第一卡槽302后，芯杆继续上移，顶帽63与挂钩3003 的抵接头30031脱离，挂钩3003转动，卡接头4001脱离挂钩3003，向悬挂器400内回缩，悬挂器400的滚轮支臂4002打开，悬挂在油井内。工具串上提回收脱手装置，完成操作。
94.脱手装置300及悬挂器400为现有技术，其内部结构及工作原理可参考专利
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《cn201621301353-一种悬挂器及使用该悬挂器的油管定位装置、测井组件》。
95.注：文中所述固定连接的方式，如果未进行特殊说明，选用螺纹连接、焊接、粘接等现有的固定连接方式。
96.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。