专利名称：夹具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种夹具，该夹具可用于将各种设备紧固在环形结构上或孔上，特别是紧固在用于油气井领域的管道上。本发明的夹具特别适合于将井下测量仪器固定在管道支线上，例如，固定在生产油管上。
背景技术：
众所周知，在油气井领域需要向油气井中插入各种类型的测量设备以用于测量井下的情况。例如，可以将压力和温度测量仪器固定在生产管道的一端或一部分上，通过将这些管道被插入到油井中，以将测量仪器送到测量点。其中，一种将测量设备固定到管道上的方法是将环状夹具紧固在管道外径上，并将测量设备连接在夹具上。例如，通过焊接的方式连接在夹具上。将测量设备连接在夹具上应当牢固、可靠。为了避免昂贵的回收操作或设备丢失，必须要保证夹具和设备不能丢失在油气井中。另外，一个好的夹具应具有小的径向尺寸，这是因为在井下应用中，夹具的使用空间有限。通常情况下，该空间为一个环面，该环面位于油气井管套和沿着油气井管套延伸的生产钻孔之间。本发明提供的夹具能够满足上述需求。
发明内容
本发明提供了一种夹具，该夹具包括一主体，所述主体可用于围绕一内部部件，例如，一根管道，所述主体还可用于被一外部部件围绕，例如，一个钻孔。所述夹具可释放地连接在所述内部部件或外部部件上。一轴向延伸开口穿过所述主体进行延伸。在本发明中，所述夹具包括一锁臂，所述锁臂的端部连接在所述主体上。所述锁臂可以弹性地使与端部相对的自由端在径向方向上移动。所述锁臂在所述端部一定距离处包括一锁垫，在锁臂的锁定位置该锁垫可分别往主体的内径或外径的外部径向地延伸。所述锁垫可用于与所述内部部件或外部部件中的凹槽连接。所述锁臂可以沿着所述主体的弯曲面、沿着所述主体的一部分圆周延伸。在本发明的优选实施例中，夹具至少设置有两个锁臂，其中，至少一个锁臂从其端部开始顺时针地延伸，至少一个锁臂从其端部逆时针地延伸。夹具的该实施例可以在两个方向上吸收大量的扭力。优选地，所述夹具包括多个锁垫，这些锁垫可沿着所述内径和外径相互等距地分布。在另一优选实施例中，所述锁臂包括一操作接口，以在径向方向上弯曲锁臂时用于连接。例如，所述操作接口可以为一螺纹孔。该操作接口例如可以用于与一工具连接，其中的工具用于在一锁定位置和非锁定位置弯曲所述锁臂。具体地，当所述夹具包括多个锁臂时，例如，四个或更多，相对于手动地执行弯曲操作，该工具可以更方便地执行连接或脱离工序。优选地，所述带有主体、锁臂、以及锁垫的夹具可以为一整体。也就是说，夹具的这些组件例如可以为一相同工件或连接在一起不能拆解的工件。例如，可通过焊接使它们连接在一起。这样的优点在于，不会有松动的部件从夹具上掉入井下完井中。这样，夹具就不需要螺栓或其它可拆卸的组件。本发明夹具的另一个优选实施例中，锁臂可以设置在两个狭缝之间，其中每个狭缝设置在锁臂的纵向侧。有利地，所述狭缝可以设置在锁臂和主体之间。所述夹具可以包括一轴向延伸的引导凹槽，所述引导凹槽相对于所述锁垫设置在主体的相对径向侧面上。通过本发明夹具可以得到一个具有较小径向延伸的夹具。当在空间要求严格的油气井中使用时，这种夹具特别方便。同样，如前所述，由于没有任何松动或可拆卸的部件，夹具中的任何一个部件都不会掉入油气井中。另外，本发明夹具易于安装和拆卸。如前述提出的本发明夹具的主要目的，当本发明夹具用于油气井中时，该夹具应可以将各种设备固定在正确位置，以及在这些设备的整个生命周期中，保护这些设备不受撞击以及不受负载。
在本发明的简要描述中已经对本发明夹具进行了描述，现在将参考附图对本发明进行更为详细、具体的描述。其中:图1为本发明夹具的立体图；图2为图1中夹具的横截面图；图3为本发明夹具和一内部环形部件的横截面图；图4为一连接区域的放大截面图；图5为本发明夹具所固定在的一内部部件的部分立体图；图6为图5带有本发明夹具的立体图；图7为本发明夹具和该夹具连接到的一管道的轴向切割立体图；图8为本发明夹具一优选应用的视图；图9为本发明夹具另一实施例的立体图；以及图10为本发明夹具又一实施例的放大截面图。
具体实施例方式图1示出了本发明的夹具I。图示的夹具I包括一环状主体3，四个锁臂5连接在主体3上。锁臂5与环状主体3的曲率几乎相同。进一步地，锁臂5的端部7固定在主体3上。通过弯曲锁臂5，与端部7相对的自由端9可以沿径向方向移动。这样，沿着径向平面，锁臂5具有一定的柔韧性。这样的好处在于，锁臂5在轴向方向A上具有一延展性，使得锁臂5在轴向方向上表现出一定的硬度。另外，由于位于锁臂5和主体3之间、锁臂5面向轴方向的一侧的狭缝11比较狭小，因此，在轴向方向A上，通过锁臂5抵在主体3上，该锁臂5的任何移动都会被阻止。在锁臂5径向向内的一侧，在自由端9的附近，锁臂5具有一锁垫13。锁垫13进一步径向向内延伸，延伸长度大于主体3的内径4。较佳地，该锁垫可以与其面向的凹槽113(如图3所示)连接，其中，凹槽113设置在连接在夹具I上的环形构件101的外表面。这将在后面进一步描述。在锁臂5径向向外的一侧，在自由端9的附近，锁臂5具有一操作接口 15，该操作接口为一螺纹孔。为了将与凹槽113连接的锁垫13移出，操作员只需要使用一简单的螺丝或一合适的工具(未示出)连接到螺纹孔即可。除了可以将锁臂5设置在主体3中，在一实施例中，锁臂5还可以被设置在主体3的一轴端上。然而，在该实施例中，只有一个狭缝11可用于保持锁臂5的轴向位置。在另一实施中，锁臂5还可以设置在主体3的两个轴侧。除了使用狭缝11，在一实施例中，还可以使用孔隙(未示出)。在该实施例中，如果一轴向力被施加在夹具I上，锁臂5不会抵靠在主体3上。这样，将会在锁臂5的端部7处
产生一扭矩力。另外,在另一实施例中,可以只设置一个锁臂5，然而，如图1所示，多个锁臂5有利于轴向力和扭力的分散。进一步地，锁臂5除了可以沿着主体3的弯曲面(如图1所示)的切线方向延伸，在一实施例中，锁臂5还可以在轴线方向延伸。然后，锁臂可以被设置在狭缝之间，该狭缝位于锁臂和主体之间，或者锁臂也可以在主体结构外部的轴向方向上延伸。图2示出了图1中夹具的横截图。如图2所示，为了在夹具I和内部环形部件101(如图3所示)之间获取一个均匀分布的力，优选地，该锁垫13沿着主体3的内径对称地分布。如图1、图2所示，四个锁臂5的锁垫中的两个也可以从端部7开始顺时针地延伸，而另外两个则逆时针地延伸。该特征可以抵抗两个方向上的扭力。另一有利特征是，多个锁臂5可以设计成具有不同的谐振频率，这样，可以克服由于振动引起的谐振问题。图3示出了夹具I的另一横截面图，然而，该夹具I固定在内部环形部件101的外部。如前所述，环形部件101具有一凹槽113，该凹槽113可用于收容和连接该锁臂5的锁垫13。图4为锁垫13与凹槽113连接区域的放大横截图。图5示出了没有夹具I连接的内部环形部件101的立体图。在该图中，可以看到两个凹槽113。图6示出了如图5所示相同的内部环形部件101，但在图中有一夹具I连接在部件101上。图7示出了切开夹具I和内部环形部件101的一个切口，描述了锁垫13如何延伸到内部部件101的凹槽113中。图8示出了本发明夹具的实际使用。在该实施例中，内部环形部件101为一段管道，该段管道形成了生产油管(未示出)管柱的一部分。这样，可以在部件101的每端设置螺纹，以和生产油管组件的螺纹匹配。在该实施例中，一个压力和温度测量仪器201可以通过焊接在该两个夹具I的至少一个上从而设置在两个夹具I之间。一个变压器线圈也可以焊接在相同的一个夹具上，还可以设置第三个夹具来保护变压器线圈，并使变压器线圈定位。图9示出了本发明夹具I的一可选实施例。该夹具I包括一凹槽17，以用于容纳用于控制各种井下设备的电、水控制线缆(未示出)。该夹具I的目的在于在安装和操作过程中引导和保护这些线缆。图10也示出了本发明夹具I’的一可选实施例。该夹具I’可用于锁定在外部环形部件101’的内部。例如，锁定在一钻孔上。如前所述的实施例，夹具I’包括一主体3’、带有一锁垫13’的锁臂5’，其中锁垫13’用于伸入到外部件101’的凹槽113’中。为了使锁臂5’径向地向内弯曲，以使锁垫13’脱离凹槽113’的连接，可以在锁臂5’中设置一操作接口 15’。在本发明实施例的夹具I’中，当锁臂5’位于未弯曲或未移动位置时，锁垫13’向主体3的外径4’之外径向伸出。图9所示的凹槽17也可以用于图10所示的实施例中，该凹槽位于径向向内延伸的两个突起之间。
权利要求
1.一种夹具(1，1’)，所述夹具(l，r)包括一主体(3，3’)，所述主体(3，3’)用于围绕一内部部件(101)，例如，一根管道，或者，所述主体(3，3’)用于被一外部部件围绕，例如，一个钻孔，所述夹具(I)可释放地连接在所述内部部件或外部部件上，其中，一轴向延伸开口穿过所述主体(3，3 ’)进行延伸，其牲在于: -所述夹具包括一锁臂(5)，所述锁臂(5)的端部(7)连接在所述主体(3，3’)上，所述锁臂弹性地使与端部相对的自由端(9)在径向方向上移动； -所述锁臂(5)在所述端部(7) —定距离处包括一锁垫(13)，在锁臂(5)的锁定位置，所述锁垫(13)分别往主体(3，3’)的内径(4)或外径(4’)外部径向地延伸； 其中，所述锁垫(13)用于与所述内部部件(101)或外部部件(101’)中的凹槽(113)连接。
2.按权利要求1所述的夹具(1，1’)，其特征在于，所述锁臂(5)沿着所述主体(3)的弯曲面、沿着所述主体(3)的一部分圆周延伸。
3.按权利要求2所述的夹具(1，I’)，其特征在于，所述夹具(1，I’)包括至少两个锁臂(5，5’)，其中，至少一个锁臂(5，5’)从其端部(7)开始顺时针地延伸，至少一个锁臂(5，5’)从其端部(7)逆时针地延伸。
4.按权利要求1、2或3所述的夹具(1，I’)，其特征在于，所述夹具包括多个锁垫(13，13 ’)，所述多个锁垫(13，13 ’)沿着所述内径和外径相互等距地分布。
5.根据前述任一权利要求所述的夹具(1，I’)，其特征在于，所述锁臂(5，5’)包括一操作接口(15)，以在径向方向上弯曲锁臂时用于连接，例如，所述操作接口可以为一螺纹孔。
6.根据前述任一权利要求所述的夹具(1，I’)，其特征在于，所述带有所述主体(3，3’)、锁臂(5，5’)、以及锁垫(13，13’)的夹具为一整体。
7.根据前述任一权利要求所述的夹具(1，I’)，其特征在于，所述锁臂(5，5’)设置在两个狭缝(11)之间，其中每个狭缝设置在锁臂(5，5 ’)的纵向侧，所述狭缝(11)设置在锁臂(5，5’)和主体(3，3’)之间。
8.根据前述任一权利要求所述的夹具(1，I’)，其特征在于，所述夹具包括一轴向延伸的引导凹槽(17)，所述引导凹槽(17)相对于所述锁垫(13，13’)设置在主体(3)的相对径向侧面上。
9.根据前述任一权利要求所述的夹具(1)，其特征在于，所述夹具连接到一伸入一油气井的生产油管上。
全文摘要
一种夹具(1，1’)，所述夹具(1，1’)包括一主体(3，3’)，所述主体(3，3’)用于围绕一内部部件(101)，或者所述主体(3，3’)用于被一外部部件围绕，所述夹具(1)可释放地连接在所述内部部件或外部部件上，一轴向延伸开口穿过所述主体进行延伸(3，3’)，所述夹具包括一锁臂(5)，所述锁臂(5)的端部(7)连接在所述主体(3，3’)上，所述锁臂弹性地使与端部相对的自由端(9)在径向方向上移动，所述锁臂(5)在所述端部(7)一定距离处包括一锁垫(13)，在锁臂(5)的锁定位置，所述锁垫(13)分别往主体(3，3’)的内径(4)或外径(4’)外部径向地延伸，所述锁垫(13)用于与所述内部部件(101)或外部部件(101’)中的凹槽(113)连接。
文档编号E21B17/10GK103097643SQ201180033903
公开日2013年5月8日 申请日期2011年8月5日 优先权日2010年8月6日
发明者克雷斯托菲·赛提奥克斯, 伊娃·伯雷恩, 克雷斯托菲·塔特奥 申请人:朗盛流量测量公司