CN202900113U - 井下管内支撑装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种井下管内支撑装置，避免由于卡瓦不能正常收缩而造成的管柱不易收回，提高井下作业的可靠性。包括钢球骨架、中心管、用于控制中心管垂直升降的压缩弹簧、加重杆，钢球骨架上有多个径向钢球安装通孔，每个径向钢球安装通孔内有一个钢球，中心管上具有钢球回缩控制工作段、最大直径段和弹簧伸缩工作段，中心管钢球回缩控制工作段与最大直径段通过过渡锥面相接，中心管弹簧伸缩工作段与钢球骨架之间有压缩弹簧。解卡时，加重杆置于中心管内并压住中心管的上端；坐卡时，多个钢球分别卡住相邻两根井筒端面的间隙部，并被中心管的最大外径段抵住不能回缩。该装置不会造成井筒的变形，有利于油井长期稳定工作，作业管柱易回收。

Description

井下管内支撑装置

技术领域

本实用新型涉及石油钻井设备技术领域，特别是涉及一种井下管内支撑装置。 

背景技术

在油田石油开采过程中，经常要对多个油层分层开采。在向油层注水时，往往也要对多个油层分层注水。分层采油和分层注水都要用封隔器将各油层或水层分开，然后实施相关作业。目前，一般采用封隔器上端接所需工具组合及管柱，封隔器下端接支撑卡瓦，由支撑卡瓦在设计所要求的任意井段坐卡建立人工井底，支撑管柱及工具重量并承担井内外压力变化所带来的负荷变化。 

支撑卡瓦打开时，各瓦片沿圆周方向被撑开，其倒刺结构与井筒内壁强力挤压、卡牢，相关井下作业此后便可展开。井筒由石油套管或油管构成。 

目前，这种依靠挤压变形而产生的高摩擦力支撑负荷的工艺方式会出现两个问题：其一，容易造成井壁划痕、井筒变形，不利于油井长期稳定工作；其二，支撑机构长时间在井里，由于油井或水井结垢、腐蚀等原因造成卡瓦不能正常收缩，并可能导致管柱不能收回。 

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种井下管内支撑装置，避免由于卡瓦不能正常收缩而造成的管柱不易收回，提高井下作业的可靠性。 

为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是： 

一种井下管内支撑装置，其特征在于，包括钢球骨架、中心管、用于控制中心管垂直升降的压缩弹簧、加重杆，所述钢球骨架为圆形管状，所述钢球骨架上设置有多个径向钢球安装通孔，每个径向钢球安装通孔内分别安装有一个钢球，所述中心管位于所述钢球骨架内，所述中心管上具有钢球回缩控制工作段、最大直径段和弹簧伸缩工作段，所述中心管的最大直径段与所述钢球骨架内壁滑动配合，所述中心管钢球回缩控制工作段的直径小于最大直径段，所述中心管钢球回缩控制工作段与最大直径段通过过渡锥面相接，所述中心管弹簧 伸缩工作段与所述钢球骨架之间安装有所述压缩弹簧，所述加重杆的重量大于所述压缩弹簧的弹力；所述钢球骨架上端与上接头螺纹连接；解卡时，所述加重杆置于所述中心管内并压住中心管的上端；坐卡时，多个所述钢球分别卡住相邻两根井筒端面的间隙部，并被所述中心管的最大外径段抵住不能回缩。 

所述中心管钢球回缩控制工作段的直径以所述钢球回缩至不伸出所述钢球骨架外圆为依据。 

所述中心管最大外径段位于中部，所述钢球回缩控制工作段和弹簧伸缩工作段分别位于所述最大外径段的上端和下端。 

所述压缩弹簧一端与所述中心管的弹簧伸缩工作段相对应的位置设置有第一限位台，所述压缩弹簧另一端与所述钢球骨架相对应的位置设置有第二限位台，所述压缩弹簧由所述第一限位台和第二限位台限制。 

每个所述径向钢球安装通孔的外径部分为缩颈部。 

所述井筒为石油套管或油管。 

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是： 

1、本实用新型的管内支撑装置通过钢球伸入相邻两根井壁管端面的间隙部，并被所述中心管的最大外径段抵住不能回缩来实现坐卡，不会造成井筒的变形，有利于油井长期稳定工作。 

2、本实用新型的管内支撑装置通过中心管的过渡锥面、压缩弹簧、加重杆的配合使支撑钢球回缩，不会产生卡死现象，作业管柱易回收。 

3、本实用新型的管内支撑装置结构简单，操作方便。 

附图说明

图1所示为本实用新型的管内支撑装置解卡状态的示意图； 

图2所示A-A剖面图； 

图3所示为本实用新型的管内支撑装置坐卡状态的示意图； 

图4所示为B-B剖视图。 

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。 

本实用新型井下管内支撑装置的示意图如图1-图4所示，包括钢球骨架6、中心管3、用于控制中心管垂直升降的压缩弹簧5、加重杆7，所述钢球骨架6 为圆形管状，所述钢球骨架6上设置有多个径向钢球安装通孔，每个径向钢球安装通孔内分别安装有一个钢球2。所述中心管3位于所述钢球骨架6内，所述中心管上具有钢球回缩控制工作段、最大直径段和弹簧伸缩工作段，所述中心管的最大直径段与所述钢球骨架内壁滑动配合。所述中心管钢球回缩控制工作段的直径小于最大直径段，所述中心管钢球回缩控制工作段与最大直径段通过过渡锥面相接，所述中心管弹簧伸缩工作段与所述钢球骨架之间安装有所述压缩弹簧5，所述加重杆7的重量大于所述压缩弹簧5的弹力。所述钢球骨架6上端与上接头1螺纹连接。解卡时，所述加重杆7置于所述中心管3内并压住中心管的上端。坐卡时，多个所述钢球2分别卡住相邻两根井筒8端面的间隙部，并被所述中心管3的最大外径段抵住不能回缩。所述中心管3的钢球回缩控制工作段的直径以所述钢球回缩至不伸出所述钢球骨架6外圆为依据。所述井筒8为石油套管或油管。 

本实施例中，所述中心管最大外径段位于中部，所述钢球回缩控制工作段和弹簧伸缩工作段分别位于所述最大外径段的上端和下端。 

本实施例中所述压缩弹簧5的安装方式为：所述压缩弹簧5一端与所述中心管的弹簧伸缩工作段相对应的位置设置有第一限位台，所述压缩弹簧另一端与所述钢球骨架相对应的位置设置有第二限位台，所述压缩弹簧由所述第一限位台和第二限位台限制。 

为了防止钢球2从钢球骨架6的外圆面滚出，对径向钢球安装通孔进行缩颈处理，每个所述径向钢球安装通孔的外径部分为缩颈部。 

使用时，所述上接头1下端与所述钢球骨架6上端螺纹连接，所述上接头1上端与井下工具组合及作业管柱螺纹连接。 

作业时，本实用新型的井下管内支撑装置随管柱及工具组合沿井筒8内壁沉入井下一定位置，当所述加重杆7被打捞工具取出时，所述压缩弹簧5将所述中心管3向上弹起，所述中心管3的过渡锥面在上移过程中沿径向将所述钢球2逐步向外挤出，由于井筒8内壁直径的限制，所述钢球2不能向外完全伸出，此时缓慢上提或下放作业管柱，当所述钢球2行至相邻两根井筒8的通过套管接箍4连接的管端面的间隙部位时，所述钢球2外伸失去限制，所述中心管3在所述压缩弹簧5的弹力作用下快速上移，所述钢球2被所述中心管3的 过渡锥面最大程度挤出，突破井筒内壁限制伸入到相邻井筒端面间隙部位，而所述中心管在弹力推动下继续上行，直至所述中心管过渡锥面与所述上接头下端内锥面相抵为止，此时所述钢球2被所述中心管3的最大外径柱面抵住而不能回缩，至此，因所述钢球2被相邻井筒端面间隙部位卡住，作业管柱及工具组合不再能上下移动，其全部重量通过所述钢球2传递开始由本实用新型的井下管内支撑装置承担而实现坐卡。解卡时，只需将所述加重杆7重新投放到作业管柱内，通过所述中心管3使所述压缩弹簧5被压缩，当所述中心管3同步下移至所述钢球2脱离过渡锥面束缚时，外力作用使所述钢球2回缩实现解卡，作业管柱及工具组合（含支撑装置本身）即可顺利沿井壁上下移动。 

Claims (6)

1.一种井下管内支撑装置，其特征在于，包括钢球骨架、中心管、用于控制中心管垂直升降的压缩弹簧、加重杆，所述钢球骨架为圆形管状，所述钢球骨架上设置有多个径向钢球安装通孔，每个径向钢球安装通孔内分别安装有一个钢球，所述中心管位于所述钢球骨架内，所述中心管上具有钢球回缩控制工作段、最大直径段和弹簧伸缩工作段，所述中心管的最大直径段与所述钢球骨架内壁滑动配合，所述中心管钢球回缩控制工作段的直径小于最大直径段，所述中心管钢球回缩控制工作段与最大直径段通过过渡锥面相接，所述中心管弹簧伸缩工作段与所述钢球骨架之间安装有所述压缩弹簧，所述加重杆的重量大于所述压缩弹簧的弹力；所述钢球骨架上端与上接头螺纹连接；解卡时，所述加重杆置于所述中心管内并压住中心管的上端；坐卡时，多个所述钢球分别卡住相邻两根井筒端面的间隙部，并被所述中心管的最大外径段抵住不能回缩。

2.根据权利要求1所述的井下管内支撑装置，其特征在于，所述中心管钢球回缩控制工作段的直径以所述钢球回缩至不伸出所述钢球骨架外圆为依据。

3.根据权利要求1或2所述的井下管内支撑装置，其特征在于，所述中心管最大外径段位于中部，所述钢球回缩控制工作段和弹簧伸缩工作段分别位于所述最大外径段的上端和下端。

4.根据权利要求1或2所述的井下管内支撑装置，其特征在于，所述压缩弹簧一端与所述中心管的弹簧伸缩工作段相对应的位置设置有第一限位台，所述压缩弹簧另一端与所述钢球骨架相对应的位置设置有第二限位台，所述压缩弹簧由所述第一限位台和第二限位台限制。

5.根据权利要求1或2所述的井下管内支撑装置，其特征在于，每个所述径向钢球安装通孔的外径部分为缩颈部。

6.根据权利要求1或2所述的井下管内支撑装置，其特征在于，所述井筒为石油套管或油管。

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