一种用于将钻井测试设备安装在钻杆内管壁的固定装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及油气开采领域气体钻井工艺中，一种用于将钻井测试设备安装在钻杆内管壁的固定装置。
【背景技术】
[0002]在气体钻井施工中，为了监测开采过程中井下工作状况，从井底到地面每隔一段距离需要安装一个测试设备采集信号，测试设备具有中继功能，能将采集信号逐级输送到地面接收设备。
[0003]目前，测试设备均安装在钻杆接头处，放置在公头顶端面与母头内端面的狭小空间中，是靠钻杆接头处的螺纹和钻杆间的密封面来固定的。这种固定方法存在有以下一些问题:
[0004](I)在钻井过程中，长达上千米的钻柱是由每根长度为9米的钻杆逐节连接而成。为了保证钻进工作连续、可靠的进行，钻杆接头的连接质量十分关键。钻杆接头螺纹均由专用设备加工，精度较高。而且接头连接后要求牢固可靠，密封性要好，这样才能保证上千米的钻柱在钻进过程中不发生故障。由于测试的传输设备要利用钻杆接头的螺纹和密封面进行固定，使钻杆的连接可靠性和密封性受到影响。因此，现场使用单位常常拒绝用这种方法安装测试设备，使测试工作难以进行。
[0005](2)由于钻杆规格型号不同，很多钻杆接头公头顶端面与母头内端面之间根本就没有固定测试设备元件的空间，使测试设备无法安装，钻井监测工作也就无法进行。
[0006]在气体钻井施工中，目前还没有更为可靠、切实可行的方法。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种用于将钻井测试设备安装在钻杆内管壁的固定装置，该装置原理可靠，结构简单，便于操作，克服了现有技术的不足和缺陷，具有广阔的市场前景。
[0008]为了达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。
[0009]本发明将测试设备固连在固定装置上，构成一组合体，再将固定装置安装在钻杆接头下部的内管壁上，不使用钻杆接头来固定测试设备，使钻杆接头的连接不受到影响。
[0010]—种用于将钻井测试设备安装在钻杆内管壁的固定装置，主要由中心管、支撑环、橡胶圈、卡爪组合件和开槽螺纹套组成，安装时用液压油缸或螺旋机构迅速加载，挤压橡胶圈和卡爪，并使卡爪组合件牢固地锚定在钻杆内的管壁上，使测试设备安装在钻杆的内管中。
[0011]加载结束后，由中心管与开槽螺纹套联合组成的锁紧机构保持对橡胶圈继续施压，使卡爪组合件锚定在钻杆内管壁上不会松脱。
[0012]拆卸时用拆卸扳手解除对橡胶圈和卡爪的挤压，使卡爪从钻杆内管壁上松脱，SP可方便拆下安装的测试设备。
[0013]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0014](I)测试设备的安装与拆卸操作方便、快捷，不影响钻杆的连接；
[0015](2)测试设备安装牢固可靠，并能保证测试工作正常进行。
【附图说明】
[0016]图1是本发明用于将钻井测试设备安装在钻杆内管壁的固定装置的结构示意图。
[0017]图2是固定装置中心管的结构示意图。
[0018]图3是固定装置卡爪组合件的结构示意图。
[0019]图4是固定装置开槽螺纹套的结构示意图。
[0020]图5是油缸加载，橡胶圈受挤压变形使固定装置锚定在钻杆内管壁上的示意图。
[0021]图6是测试设备安装完成后，测试装置固定在钻杆内管中的示意图。
[0022]图7是用螺旋机构进行加载，固定装置锚定在钻杆内管壁上的示意图。
[0023]图8是用拆卸专用扳手松解固定装置和拆卸测试设备示意图。
[0024]图中:1是测试设备，2是中心管，3是支撑环，4是橡胶圈，5是卡爪组合件，6是开槽螺纹套，7是钻杆母接头，8是油缸支撑架，9是液压缸，10是钻杆公接头，11是螺旋机构，12是拆卸专用扳手。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0026]参看图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8。
[0027]—种用于将钻井测试设备安装在钻杆内管壁的固定装置，主要由中心管2、支撑环
3、橡胶圈4、卡爪组合件5和开槽螺纹套6组成，所述中心管的内孔为钻井气体的通道，中心管的外部有卡爪组合件5，所述卡爪组合件5两端分布橡胶圈4和支撑环3，所述中心管上部的外圆柱面上有锯齿形螺纹，与开槽螺纹套6啮合，中心管下部的法兰盘内圆柱面上有两个或两个以上的吊耳，用于安装测试设备I ;所述卡爪组合件5由三片形状相同的卡爪组成，三片卡爪沿圆周按120°均匀分布；所述开槽螺纹套6在柱面上沿轴向开有一个通槽，内孔有与中心管相啮合的锯齿形螺纹，开槽螺纹套的上部沿圆周均匀分布多个齿槽，方便拆卸。该螺纹套具有较好的弹性，在受力作用时能张开，力消除后能迅速合拢。
[0028]所述固定装置通过液压缸9或螺旋机构11，将测试设备I安装在钻杆内管壁。
[0029]所述固定装置带有拆卸专用扳手12，该扳手的下部带有与开槽螺纹套6的齿槽相匹配的凸齿。
[0030]利用液压缸安装测试设备，本发明固定装置的紧固原理如下:
[0031]1、测试设备安装到钻杆内孔前，将测试设备、固定装置与液压缸9通过油缸支撑架8连接构成一组合体(参看图5)。
[0032]2、将测试设备、固定装置与液压油缸组合体安放到钻杆母接头7内，安装时将油缸支撑架8下端面与钻杆母接头7的台阶匹配。
[0033]3、在油缸下进油口栗入高压油，推动油缸活塞及活塞杆向上运动，活塞杆又拖动中心管向2上移动。中心管2向上移动带动安装在它上面的所有零部件(测试设备1、支撑环3、橡胶圈4、卡爪组合件5、开槽螺纹套6) —起向上运动。但开槽螺纹套6的上端被油缸支撑架8挡住，不能上移。因此，开槽螺纹套6在中心管2锯齿形螺纹斜面推力的作用下被涨开，造成中心管2的与开槽螺纹套6之间的螺纹脱离啮合，使中心管2能继续向上运动。
[0034]由于中心管2的上移，而开槽螺纹套6受限无法移动，因此，装配在中心管2法兰盘上部和开槽螺纹套6下部之间的零件支撑环3、橡胶圈4和卡爪组合件5均收到上下作用力的挤压。橡胶材料具有流动性，分别安装在卡爪组合件5上下的橡胶圈4，被挤压进卡爪组合件5和中心管2装配之间的缝隙，橡胶圈4并将挤压作用力传导到卡爪组合件5的每片卡爪上，挤压卡爪锚定在钻杆孔的内壁上。橡胶圈受挤压变形的同时，集聚了大量的能量。
[0035]当液压缸加载停止，活塞停止向上移动时，开槽螺纹套6在弹力的作用下迅速收拢，其上的母螺纹与中心管2的公螺纹恢复啮合，使中心管2保持在新的位置静止不动。中心管2移动到新的位置后始终保持橡胶圈4、卡爪组合件5受挤压状态，因此，在橡胶圈内集聚的变形能量产生的挤压力仍然作用在卡爪组合件5上，使卡爪始终紧紧锚定在钻杆孔的内壁上。
[0036]4、测试设备的安装操作完成后，拆下液压缸9和油缸支撑架8，即可进行钻杆的连接。
[0037]图6是钻杆连接后，测试设备组装在钻杆中的情况。图6中7是钻杆母接头，10是钻杆公接头。由该图可见，测试设备安装后，不会使钻杆的连接收到任何影响。
[0038]除此之外，还可利用螺旋机构11对测试设备进行安装(见图7)，安装的原理与用液压缸安装的原理相同。
[0039]本发明固定装置的松解和测试设备的快速拆卸操作如下:
[0040]测试设备随着钻杆的起钻和拆卸同时进行。松解固定装置的操作见图8。拆卸时，使拆卸专用扳手12的凸齿与开槽螺纹套6的齿槽嵌合，搬动专用扳手12松解螺纹套6，使橡胶圈4、卡爪组合件5等零件解除挤压。橡胶圈4在弹性的作用下恢复原有形状，解除对卡爪组合件5的作用力，卡爪组合件5从锚定的钻杆内孔壁上松开，整套测试装置即可从钻杆内顺利取出。
【主权项】
1.一种用于将钻井测试设备安装在钻杆内管壁的固定装置，主要由中心管(2)、支撑环(3)、橡胶圈(4)、卡爪组合件(5)和开槽螺纹套(6)组成，其特征在于，所述中心管的内孔为钻井气体的通道，中心管的外部有卡爪组合件(5)，所述卡爪组合件两端分布橡胶圈(4)和支撑环(3)，所述中心管上部的外圆柱面上有锯齿形螺纹，与开槽螺纹套(6)啮合，中心管下部的法兰盘内圆柱面上有两个或两个以上的吊耳，用于安装测试设备(I);所述卡爪组合件(5)由三片形状相同的卡爪组成，三片卡爪沿圆周按120°均匀分布；所述开槽螺纹套(6)在柱面上沿轴向开有一个通槽，内孔有与中心管相啮合的锯齿形螺纹，开槽螺纹套的上部沿圆周均匀分布多个齿槽。2.如权利要求1所述的用于将钻井测试设备安装在钻杆内管壁的固定装置，其特征在于，所述固定装置通过液压缸(9)或螺旋机构(11)，将测试设备(I)安装在钻杆内管壁。3.如权利要求1所述的用于将钻井测试设备安装在钻杆内管壁的固定装置，其特征在于，所述固定装置带有拆卸专用扳手(12)，该扳手的下部带有与开槽螺纹套￠)的齿槽相匹配的凸齿。
【专利摘要】本发明公开了一种用于将钻井测试设备安装在钻杆内管壁的固定装置，主要由中心管2、支撑环3、橡胶圈4、卡爪组合件5和开槽螺纹套6组成，中心管的内孔为钻井气体的通道，外部有卡爪组合件5，卡爪组合件两端分布橡胶圈4和支撑环3，中心管上部的外圆柱面上有锯齿形螺纹，与开槽螺纹套6啮合，中心管下部的法兰盘内圆柱面上有两个或两个以上的吊耳，用于安装测试设备1；所述开槽螺纹套6在柱面上沿轴向开有一个通槽，内孔有与中心管相啮合的锯齿形螺纹，开槽螺纹套的上部沿圆周均匀分布多个齿槽，方便拆卸。本发明原理可靠，结构简单，便于操作，克服了现有技术的不足和缺陷，具有广阔的市场前景。
【IPC分类】E21B47/01
【公开号】CN105114058
【申请号】CN201510591515
【发明人】夏文鹤, 夏元白, 李皋, 李永杰, 孟英峰
【申请人】西南石油大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月16日