一种潜油电泵防掉井装置的制作方法

本实用新型涉及一种潜油电泵防掉井装置，属油田采油工程井下工具领域。

背景技术：

我国油田普遍地质条件恶劣，开发难度大。潜油电泵机组在高温、高压环境中高速运转，受到油、气、水、砂、蜡、腐蚀性物质等介质的长期侵蚀，同时，由于电机本身高速运转而引起潜油电泵机组振动、磨损等，造成设备的连接处脱落或断裂。一旦发生潜油电泵机组连接处脱落或断裂，电泵机组就会继续下落，造成机组二次损坏和污染油井，必须打捞。掉落深度越大，机组损坏越严重，打捞难度和打捞成本越高，甚至打捞失败，严重影响油田生产，造成很大的经济损失。

目前各油田使用的潜油泵防掉井装置采用的原理是利用中心管带动卡瓦张开卡住井壁来防止潜油泵继续掉落，但在使用过程中会存在箍环绷断掉落井中污染井底，以及卡瓦撑开时需要绷断箍环，而使得卡瓦撑开响应时间过长，造成潜油泵掉落井底深度过大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：提供一种结构简单、可靠性强，能够有效保证断脱的潜油电泵机组不会沉入到井底，以保护机组，减少打捞、维护作业成本和作业时间，提高生产效率；解决现有防掉井装置卡瓦撑开响应时间过长、箍环掉落污染井底问题的潜油电泵防掉井装置

本实用新型的技术方案是：

一种潜油电泵防掉井装置：包括配油短接、上接头、卡紧扶正组件、中心管和下接头，中心管的一端螺纹安装有下接头，中心管的另一端通过上接头螺纹安装有配油短接；上接头一侧的中心管上设置有卡紧扶正组件，其特征在于：所述的卡紧扶正组件由卡瓦、滑块、箍环、卡瓦挂、轨道环和护套构成；卡瓦挂上通过固定销钉安装有护套，卡瓦挂一端的护套内通过轨道环设置有换向销钉；固定销钉一侧的卡瓦挂上通过护套活动安装有卡瓦，卡瓦与上接头滑动接触连接；卡紧扶正组件对应的中心管上设置有中心管滑槽；卡紧扶正组件通过换向销钉与中心管滑槽滑动连接。

所述的卡瓦挂与中心管滑动连接。

所述的卡瓦内表面设置有卡瓦滑道，卡瓦滑道内间隔设置有滑块。

所述的滑块对应的卡瓦挂上固装有弹簧，弹簧与滑块固定连接。

所述的卡瓦上套装有箍环。

所述的上接头为变径锥形体。

所述的上接头圆周上均布有扶正球。

所述的中心管滑槽在中心管上呈周向设置；中心管滑槽由主导向槽和副导向槽，主导向槽的上方设置多个副导向槽，各副导向槽分别与主导向槽连通。

所述的主导向槽呈Y字形；所述的各副导向槽呈高低错落状设置。

所述的卡瓦上设置有锯齿状的卡齿。

本实用新型的有益效果是：

该防掉井装置在结构上采用纯机械结构，具有结构简单、可靠性强、耐腐蚀性强的特点。同时该装置采用卡瓦与上接头滑动接触连接的撑开方式，使得其径向压力大、防掉功能可靠、解卡方便，不影响工作进度；且在卡瓦内侧设置双滑动弹簧结构以及卡瓦呈锯齿状和润滑油导流槽结构，增加了卡瓦卡紧能力以及大大减短了卡瓦撑开时的响应时间。有效减少了现有由于电泵机组掉落井底所造成的打捞、修井等经济损失。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中的A处放大结构示意图；

图3是本实用新型的中心管滑槽的展开示意图。

图中：1、配油短接，2、上接头，3、中心管，4、下接头，5、卡瓦，6、滑块，7、箍环，8、卡瓦挂，9、轨道环，10、护套，11、固定销钉，12、换向销钉，13、扶正球，14、卡瓦滑道，15、弹簧，16、中心管滑槽，17、主导向槽，18、副导向槽。

具体实施方式

该潜油电泵防掉井装置包括配油短接1、上接头2、卡紧扶正组件、中心管3和下接头4，中心管3的一端螺纹安装有下接头4，中心管3的另一端通过上接头2螺纹安装有配油短接1；上接头2为变径锥形体；上接头2圆周上均布有扶正球13。上接头2一侧的中心管3上设置有卡紧扶正组件，卡紧扶正组件由卡瓦5、滑块6、箍环7、卡瓦挂8、轨道环9和护套10构成；中心管3上滑动安装有卡瓦挂8；卡瓦挂8上通过固定销钉11安装有护套10，卡瓦挂8一端的护套10内通过轨道环9设置有换向销钉12。固定销钉11一侧的卡瓦挂8上通过护套10活动安装有卡瓦5，卡瓦5上设置有锯齿状的卡齿并且卡瓦5圆周表面和竖直表面开有导流槽以便润滑油流动。

卡瓦5端头与底部为与上接头2锥部对应的坡面，卡瓦5与上接头2之间滑动接触连接；工作过程中，卡瓦5通过底部坡面与上接头2锥部的配合，实现撑开的目的。卡瓦5的中间部位圆周上套装有箍环7。箍环7采用弹性材料制成，可随卡瓦5的撑开和闭合相应的变大和缩小。

卡瓦5内表面设置有卡瓦滑道14，卡瓦滑道14内滑动卡装有滑块6。滑块6对应的卡瓦挂8上固装有弹簧15，弹簧15与滑块6固定连接。箍环7的作用是对卡瓦5起一个限位作用，以避免卡瓦5在下井过程中在弹簧15的作用下过度撑开。

卡紧扶正组件对应的中心管上设置有中心管滑槽16；中心管滑槽16在中心管3上呈周向设置；中心管滑槽16由主导向槽17和副导向槽18构成，主导向槽17呈Y字形；主导向槽的17上方设置多个副导向槽18，各副导向槽18呈高低错落状设置；各副导向槽18分别与主导向槽17连通；卡紧扶正组件通过换向销钉12与中心管滑槽16滑动连接。

该潜油电泵防掉井装置工作时，在正常状态下，该装置随管柱下井到设计位置，下井过程中卡瓦5在弹簧15的作用下与套管内壁呈接触状态，此时，该潜油电泵防掉井装置在套管内处于自由状态，可以在一定范围内上下移动；当潜油电泵机组或其上部连接零部件意外断裂，并自由下落时，由于卡瓦5外侧的卡齿与筒壁之间在摩擦力的作用下掉落速度会慢于中心管3掉落速度，使得卡紧扶正组件整体沿中心管3向上滑动，从而通过卡瓦5与上接头2的楔形锥面逐步接触，由此使卡瓦5逐步被撑开，直至完成坐卡。

卡瓦5逐步被撑开的过程中滑块6带动与卡瓦挂8相固定的弹簧15向下滑动，使得弹簧15向下滑动的过程中不断被压缩并给卡瓦5逐步增大的撑开作用力，使得箍环7内侧受到压力撑开，箍环7撑开后会沿着卡瓦5的倾斜面移动到护套10上，且收缩紧箍在护套10上，防止掉落。

与此同时，随着中心管3的下移，换向销钉12在中心管3的中心管滑槽16内滑动，通过管柱旋转中心管3，可使换向销钉12进入不同的副导向槽18内，由此可控制完成卡瓦5的不同撑开直径，由于卡瓦5的锯齿状结构会使卡瓦5与套管壁之间的摩擦力越来越紧，产生自锁效果，由此可有效地防止掉落物继续下落到井底。打捞掉落物时，首先对卡瓦5进行解卡操作。即钩住并上提掉落物，带动中心管3上移，换向销钉12从副导向槽18内滑出，上接头2退出与卡瓦5 的接触状态，同时，卡瓦5的滑块6会向上移动，使得弹簧15开始拉着卡瓦5向中心管3收拢完成解卡，继而完成掉落物的打捞。