一種井下開啟自鎖式套管居中裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種井下開啟自鎖式套管居中裝置，包括位于兩端的連接部一及連接部二，在連接部一與連接部二之間設(shè)有居中支撐部，其特征在于：居中支撐部包括中空的聯(lián)接體，在聯(lián)接體的周向上均布有至少三個(gè)在壓力作用下逐級(jí)伸出的N級(jí)活塞式自鎖支撐裝置，N≥2。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：1、采用螺紋聯(lián)接的整體結(jié)構(gòu)；2、采用井下啟動(dòng)自鎖式支撐結(jié)構(gòu)；3、圓弧形的支撐帽即保證了較大的支撐力，又減少了對(duì)井壁的損壞。
【專利說(shuō)明】一種井下開啟自鎖式套管居中裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能夠?qū)⑻坠芫又泄潭ㄔ诰壑械木又醒b置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油工業(yè)的不斷發(fā)展和對(duì)高油氣層產(chǎn)能效益的追求，對(duì)固井質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，套管在井眼中的居中度是油氣井固井質(zhì)量好壞的決定因素之一。因此如何準(zhǔn)確把握井中套管串的居中狀況，如何提高固井注水泥過(guò)程中的頂替效率，是目前油田迫切需要解決的問(wèn)題，固井過(guò)程中固井質(zhì)量是由注水泥頂替效率來(lái)決定的，而井眼中套管居中度是影響注水泥頂替效率的重要因素，居中度差，易形成寬邊和窄邊，水泥頂替鉆井液時(shí)，水泥漿易沾著寬邊上返，而窄邊的鉆井液頂替不了或頂替不干凈，影響了固井的質(zhì)量，因此居中裝置的使用對(duì)套管能否在井眼中居起著至關(guān)重要的作用。
[0003]現(xiàn)有常規(guī)的居中裝置基本分為二類:一類為彈性居中裝置，另一類為剛性居中裝置，彈性居中裝置是根據(jù)彈簧原理設(shè)計(jì)的，其優(yōu)點(diǎn)為具有較高的復(fù)位力，且制造工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格低，缺點(diǎn)是使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的下入力，對(duì)井眼壁的破壞率較高，影響套管的正常下入。
[0004]剛性居中裝置，又分為半剛性居中裝置，螺旋剛性居中裝置和滾柱式剛性居中裝置。剛性居中裝置的優(yōu)點(diǎn)是具有很高的支撐力和較低的啟動(dòng)力或位移力，能使套管順利下入又保持較高的居中度。缺點(diǎn)為:剛性居中裝置對(duì)井眼的要求較高，不能有縮徑井段。同時(shí)，剛性居中裝置會(huì)增加管柱的剛度，造成下套管困難，且制造成本較高，制造工藝復(fù)雜、可靠性不穩(wěn)定，因而其使用量受到很多限制。
[0005]還有一種為井下啟動(dòng)的彈性居中裝置，雖然它是下到井后，利用壓差打開彈簧片，弓形彈簧片產(chǎn)生充足的回復(fù)力，起到居中的效果，但該居中裝置的啟動(dòng)壓力較難控制，最大起動(dòng)力較高，故較少使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種具有較小啟動(dòng)力的下井后啟動(dòng)的套管居中裝置。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種井下開啟自鎖式套管居中裝置，包括位于兩端的連接部一及連接部二，在連接部一與連接部二之間設(shè)有居中支撐部，其特征在于:居中支撐部包括中空的聯(lián)接體，在聯(lián)接體的周向上均布有至少三個(gè)在壓力作用下逐級(jí)伸出的N級(jí)活塞式自鎖支撐裝置，N彡2 ;
[0008]每個(gè)N級(jí)活塞式自鎖支撐裝置包括固定在聯(lián)接體上的支撐體外殼及由第一級(jí)支撐體至第N級(jí)支撐體組成的N級(jí)支撐體，第一級(jí)支撐體與支撐體外殼滑動(dòng)配合,第N級(jí)支撐體至第一級(jí)支撐體相鄰兩級(jí)依次滑動(dòng)配合，使得N級(jí)支撐體自第N級(jí)支撐體始能夠在壓力作用下逐級(jí)伸出，在第N級(jí)支撐體與支撐體外殼相背離的一端上設(shè)有用于與井壁支撐接觸的支撐部，在第一級(jí)支撐體至第N級(jí)支撐體的底部均形成有破裂環(huán)，通過(guò)破裂環(huán)使得第一級(jí)支撐體至第N級(jí)支撐體的啟動(dòng)壓力逐級(jí)由大至小變化。
[0009]優(yōu)選地，每個(gè)所述N級(jí)活塞式自鎖支撐裝置的第一級(jí)支撐體嵌套在所述支撐體外殼內(nèi)，第N級(jí)支撐體至第一級(jí)支撐體相鄰兩級(jí)依次嵌套，其中，第k級(jí)支撐體嵌套在第k-1級(jí)支撐體內(nèi)，k=l，…，N。
[0010]優(yōu)選地，當(dāng)前支撐體上的所述破裂環(huán)與相鄰的支撐體的內(nèi)壁過(guò)盈配合，第一級(jí)支撐體上的所述破裂環(huán)與支撐體外殼的內(nèi)壁過(guò)盈配合。
[0011 ] 優(yōu)選地，在每個(gè)所述N級(jí)活塞式自鎖支撐裝置中，在所述第N級(jí)支撐體的外圓周面設(shè)有至少一個(gè)第N級(jí)棘齒形定位槽，在第N-1級(jí)支撐體至第I級(jí)支撐體的外圓周面分別設(shè)有至少一個(gè)棘齒形定位槽，在第N-1級(jí)支撐體至第I級(jí)支撐體的內(nèi)壁分別設(shè)有一個(gè)C形定位自鎖環(huán)，其中，第j級(jí)支撐體的外圓周面設(shè)有至少一個(gè)第j級(jí)棘齒形定位槽，在其內(nèi)壁設(shè)有一個(gè)第j+Ι級(jí)C形定位自鎖環(huán)，j = 1，…，N-1，第N級(jí)棘齒形定位槽與第N-1級(jí)C形定位自鎖環(huán)相配合，第j級(jí)棘齒形定位槽與第j級(jí)C形定位自鎖環(huán)相配合，第一級(jí)定位自鎖環(huán)設(shè)于所述支撐體外殼的內(nèi)壁上。
[0012]優(yōu)選地，在每個(gè)所述N級(jí)活塞式自鎖支撐裝置中，相鄰兩個(gè)支撐體及第一級(jí)支撐體與支撐體外殼之間分別通過(guò)密封環(huán)密封。
[0013]優(yōu)選地，所述連接部一和所述連接部二均采用與管套相連的螺紋結(jié)構(gòu)。
[0014]優(yōu)選地，所述支撐部與井壁支撐接觸的部分為半圓弧支撐接觸帽。
[0015]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0016]1、采用螺紋聯(lián)接的整體結(jié)構(gòu)
[0017]在現(xiàn)有的套管居中裝置中，所有的彈性居中裝置與套管的使用方式都是套在套管的外部，在實(shí)際使用時(shí)，隨著套管的下入，由于居中裝置的下入力較大，居中裝置會(huì)沿套管表面移動(dòng)，或會(huì)頂在接箍處使接箍下入時(shí)增加了管體的拉伸力度，容易引起套管螺紋接入的損壞，而剛性居中裝置有些雖然是與套管用接箍螺紋的形式，但這樣又增加了接箍的數(shù)量，提高了生產(chǎn)的成本。本設(shè)計(jì)采用兩端分別為標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)外螺紋與套管聯(lián)接的整體結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于增加了一個(gè)聯(lián)接用節(jié)箍，這種聯(lián)接的結(jié)構(gòu)方式，即方便了居中裝置的現(xiàn)場(chǎng)安裝，又不增加生產(chǎn)的成本，且整個(gè)居中裝置的長(zhǎng)度較短，不會(huì)增加管柱的剛性，在大斜度井和水平井的使用中極為有效。對(duì)于聯(lián)接用螺紋除了常規(guī)的LTC螺紋之外，亦可加工成氣密封特殊螺紋，使居中裝置與套管的聯(lián)接強(qiáng)度、密封性能有了極大的提高。本設(shè)計(jì)研發(fā)的整體結(jié)構(gòu)居中裝置抗泄漏可達(dá)12000psi以上，達(dá)到了氣密特殊扣的技術(shù)要求。
[0018]2、采用井下啟動(dòng)自鎖式支撐結(jié)構(gòu)
[0019](I)井下啟動(dòng)式支撐方式
[0020]作為剛性居中裝置，井下啟動(dòng)式的優(yōu)點(diǎn)是套管的下入力不增加，下套管的操作極為方便，但現(xiàn)有的井下啟動(dòng)式居中裝置是將彈簧片由系在其上的鋼帶壓平，固定在一起，鋼帶由一個(gè)鎖定裝置控制，在隨套管下井之后，利用壓差打開鎖定裝置而將鋼帶打開，釋放開彈簧弓形片，因?yàn)閺椈晒纹趬浩綍r(shí)的彈力較大，啟動(dòng)時(shí)鋼帶在受力的情況下很難保證平穩(wěn)開啟，這樣居中的效果很難控制，而本設(shè)計(jì)采用的活塞式支撐形式，未開啟時(shí)N級(jí)支撐體全部在居中裝置之內(nèi)，當(dāng)管內(nèi)壓力增加時(shí)，由于活塞底表面積的不同，第N級(jí)支撐體首先開始啟動(dòng)，到位之后，各級(jí)依次啟動(dòng)直至第一級(jí)，在第N級(jí)支撐體啟動(dòng)時(shí)，支撐活塞的啟動(dòng)只與套管內(nèi)的壓力有關(guān)，與別的因素?zé)o關(guān)。當(dāng)套管內(nèi)的壓力達(dá)到1500?2000psi時(shí)，第N級(jí)支撐體就會(huì)啟動(dòng)，并能產(chǎn)生> 4000N的支撐力，此支撐力(亦最小復(fù)位力)大大高于標(biāo)準(zhǔn)值(標(biāo)準(zhǔn)值2758N)，故居中的性能極為優(yōu)越。
[0021 ] 為了保證居中裝置在井下有效啟動(dòng)，本設(shè)計(jì)居中裝置N級(jí)支撐活塞都帶有底部破裂環(huán)，破裂環(huán)的破裂壓力各不相同，目的是確保支撐活塞的順序啟動(dòng)，當(dāng)管內(nèi)壓力一定時(shí)，由于支撐活塞底部的面積不同而使第N級(jí)支撐活塞先行啟動(dòng)，然后再是第N-1級(jí)，最后是第一級(jí)支撐活塞啟動(dòng)，保證居中裝置在井下的居中效果。
[0022](2)可在不同的井眼中鎖定支撐體，使套管可靠居中
[0023]在水平井大位移井中，現(xiàn)有居中裝置的缺陷越來(lái)越明顯，主要表示在復(fù)位力不保證，啟動(dòng)力較高，與井壁的摩擦系數(shù)大并且不能滿足管柱旋轉(zhuǎn)的需求，而本研發(fā)的居中裝置由于是在下井后開啟式，完全避免了與井壁的摩擦，滿足居中前對(duì)管柱的旋轉(zhuǎn)要求，對(duì)不規(guī)則的井眼同樣使用方便，同時(shí)啟動(dòng)壓力低，當(dāng)套管內(nèi)的壓力在1500?2000psi的狀態(tài)下即可開啟，一經(jīng)啟動(dòng)C形定位自鎖環(huán)即可將各級(jí)支撐體鎖定，每級(jí)支撐體表面又有棘齒形N級(jí)定位卡槽，能夠?qū)⒅位钊潭ㄔ谝欢ǖ奈恢?，并且產(chǎn)生很高的支撐力，在不規(guī)則井眼同樣能有效居中，確保套管在井眼中的居中度，N級(jí)密封環(huán)又能對(duì)支撐活塞進(jìn)行有效的密封，使居中裝置支撐活塞能夠承受> 1000psi的管內(nèi)壓力而不發(fā)生泄漏，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際使用，效果相當(dāng)明顯。
[0024]3、圓弧形的支撐帽即保證了較大的支撐力，又減少了對(duì)井壁的損壞
[0025]不論是柔性還是剛性居中裝置，其支撐點(diǎn)與井壁的接觸都為線接觸或點(diǎn)接觸。為了保證一定的支撐力則支撐點(diǎn)的單位壓力就較大，從而引起對(duì)井壁的損壞，而本設(shè)計(jì)采用的弧形支撐帽，能與井壁有效的貼合，將線或點(diǎn)接觸改為圓弧的面接觸，有效降低了支撐點(diǎn)的單位壓力，又保證了很高的支撐力，對(duì)井壁的損壞影響極小，完全避免了現(xiàn)有裝置的缺陷，極為可靠實(shí)用。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本發(fā)明提供的一井下開啟自鎖式套管居中裝置的外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明中的居中支撐部開啟前的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3為本發(fā)明中的居中支撐部開啟后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4為圖3中A部分的局部放大示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0031]如圖1所示，本發(fā)明提供的一種井下開啟自鎖式套管居中裝置，包括位于兩端的連接部一 I及連接部二 2，在連接部一 I與連接部二 2之間設(shè)有居中支撐部3，連接部一 I及連接部二 2均采用與套管連接的螺紋結(jié)構(gòu)，其中，連接部一 I采用LTC PIN螺紋，而連接部二 2采用LTC BOX螺紋。
[0032]本發(fā)明采用可螺紋聯(lián)接的形式與套管相聯(lián)接，代替了節(jié)箍并起到節(jié)箍的聯(lián)接作用，其特點(diǎn)是即避免了彈性居中裝置由于套在管柱的外面而無(wú)法控制居中裝置在井下的位置的問(wèn)題，又避免了剛性居中裝置對(duì)管柱剛性的提高而造成下套管困難的問(wèn)題。同時(shí)，由于對(duì)節(jié)箍的替代而節(jié)約了生產(chǎn)成本，居中位置相對(duì)固定，下套管時(shí)操作方便、可靠，聯(lián)接套管的尺寸為41/2”?51/2”。
[0033]結(jié)合圖2至圖4，居中支撐部3包括中空的聯(lián)接體5，在聯(lián)接體5的周向上均布有三個(gè)在壓力作用下逐級(jí)伸出的N級(jí)活塞式自鎖支撐裝置，N彡2，以下以N = 3為例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0034]每個(gè)3級(jí)活塞式自鎖支撐裝置包括固定在聯(lián)接體5上的支撐體外殼4-1及由第一級(jí)支撐體4-2至第三級(jí)支撐體4-4組成的3級(jí)支撐體，在聯(lián)接體5上開有與支撐體外殼4-1及3級(jí)支撐體相通的開啟用節(jié)流孔4-10，液體壓力由開啟用節(jié)流孔4-10進(jìn)入支撐體外殼4-1及3級(jí)支撐體內(nèi)后，3級(jí)支撐體在壓力作用下逐級(jí)伸出，3個(gè)3級(jí)支撐體全部伸出到位后，將套管位置居中地固定支撐在井眼內(nèi)。第一級(jí)支撐體4-2嵌套在支撐體外殼4-1內(nèi)并與其滑動(dòng)配合，第二級(jí)支撐體4-3嵌套在第一級(jí)支撐體4-2內(nèi)并與其滑動(dòng)配合，第三級(jí)支撐體4-4嵌套在第二級(jí)支撐體4-3內(nèi)并與其滑動(dòng)配合。第一級(jí)支撐體4-2與支撐體外殼4-1之間、第二級(jí)支撐體4-3與第一級(jí)支撐體4-2之間及第三級(jí)支撐體4-4與第二級(jí)支撐體4-3之間分別設(shè)有第一級(jí)密封環(huán)4-9-1，第二級(jí)密封環(huán)4-9-2及第三級(jí)密封環(huán)4-9-3。在第一級(jí)支撐體4-2、第二級(jí)支撐體4-3及第三級(jí)支撐體4-4的底部分別設(shè)有第一級(jí)破裂環(huán)4-6-1、第二級(jí)破裂環(huán)4-6-2及第三級(jí)破裂環(huán)4-6-3，第一級(jí)破裂環(huán)4-6-1與支撐體外殼4_1的內(nèi)壁過(guò)盈配合，第二級(jí)破裂環(huán)4-6-2與第一級(jí)破裂環(huán)4-6-1的內(nèi)壁過(guò)盈配合，第三級(jí)破裂環(huán)4-6-3與第二級(jí)破裂環(huán)4-6-2的內(nèi)壁過(guò)盈配合。
[0035]本發(fā)明在圓周上均勻分布有三個(gè)3級(jí)活塞式自鎖支撐裝置，每個(gè)裝置中裝有能三級(jí)伸出的3級(jí)支撐體，3級(jí)支撐體中第一級(jí)支撐體4-2、第二級(jí)支撐體4-3及第三級(jí)支撐體4-4由于截面積的不同而啟動(dòng)力亦不同，當(dāng)套管內(nèi)保持恒定的壓力(psi)值時(shí)，第三級(jí)支撐體4-4首先啟動(dòng)，到位之后，第二級(jí)支撐體4-3啟動(dòng)，同樣移動(dòng)到位之后再啟動(dòng)第一級(jí)支撐體4-2。為了保證3級(jí)支撐體的啟動(dòng)順序，在第一級(jí)支撐體4-2、第二級(jí)支撐體4-3及第三級(jí)支撐體4-4的底部分別裝有第一級(jí)破裂環(huán)4-6-1、第二級(jí)破裂環(huán)4-6-2及第三級(jí)破裂環(huán)4-6-3，該破裂環(huán)具有不同的破裂啟動(dòng)壓力，其先后的破裂順序?yàn)榈谌?jí)破裂環(huán)4-6-3、第二級(jí)破裂環(huán)4-6-2、第一級(jí)破裂環(huán)4-6-1，各級(jí)啟動(dòng)壓力均為前級(jí)的倍數(shù)，P2 = 2P3，Pl =2P2 (P3、P2、Pl分別為第三級(jí)破裂環(huán)4-6-3、第二級(jí)破裂環(huán)4_6_2及第一級(jí)破裂環(huán)4_6_1的啟動(dòng)壓力值)，當(dāng)套管內(nèi)的壓差達(dá)到1000?2000psi時(shí)，即可啟動(dòng)。本三級(jí)支撐裝置的優(yōu)點(diǎn)就是啟動(dòng)壓力低，啟動(dòng)時(shí)最小的復(fù)位力為> 3000N,并且每級(jí)啟動(dòng)后,每一級(jí)都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的復(fù)位力，三級(jí)全部啟動(dòng)，最大的復(fù)位力將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出管柱的重量，故居中的性能極為可靠.
[0036]本發(fā)明在第一級(jí)支撐體4-2、第二級(jí)支撐體4-3及第三級(jí)支撐體4-4的外圓周面上分別設(shè)有三個(gè)由上至下排列的第一級(jí)棘齒形定位槽4-7-1、第二級(jí)棘齒形定位槽4-7-2及第三級(jí)棘齒形定位槽4-7-3。在支撐體外殼4-1、第一級(jí)支撐體4-2及第二級(jí)支撐體4-3的內(nèi)壁上分別設(shè)有第一級(jí)C形定位自鎖環(huán)4-8-1、第二級(jí)C形定位自鎖環(huán)4-8-2及第三級(jí)C形定位自鎖環(huán)4-8-3，第一級(jí)C形定位自鎖環(huán)4-8-1、第二級(jí)C形定位自鎖環(huán)4-8-2及第三級(jí)C形定位自鎖環(huán)4-8-3分別與第一級(jí)棘齒形定位槽4-7-1、第二級(jí)棘齒形定位槽4-7-2及第三級(jí)棘齒形定位槽4-7-3相配合。
[0037]當(dāng)?shù)谝患?jí)支撐體4-2、第二級(jí)支撐體4-3及第三級(jí)支撐體4_4啟動(dòng)時(shí)，第一級(jí)支撐體4-2、第二級(jí)支撐體4-3及第三級(jí)支撐體4-4表面的第一級(jí)棘齒形定位槽4-7-1、第二級(jí)棘齒形定位槽4-7-2及第三級(jí)棘齒形定位槽4-7-3會(huì)與第一級(jí)C形定位自鎖環(huán)4-8-1、第二級(jí)C形定位自鎖環(huán)4-8-2及第三級(jí)C形定位自鎖環(huán)4-8-3產(chǎn)生一鎖定。第一級(jí)支撐體4_2、第二級(jí)支撐體4-3及第三級(jí)支撐體4-4表面都有三個(gè)第一級(jí)棘齒形定位槽4-7-1、第二級(jí)棘齒形定位槽4-7-2及第三級(jí)棘齒形定位槽4-7-3，使第一級(jí)支撐體4-2、第二級(jí)支撐體4_3及第三級(jí)支撐體4-4能固定于任一伸出位置，可以適用于不同的井眼。由于是定位自鎖，故當(dāng)?shù)谝患?jí)支撐體4-2、第二級(jí)支撐體4-3及第三級(jí)支撐體4-4伸出自鎖之后，其產(chǎn)生的復(fù)位力是恒定的，并不會(huì)隨外力的作用而改變，最大的復(fù)位力以第一級(jí)C形定位自鎖環(huán)4-8-1、第二級(jí)C形定位自鎖環(huán)4-8-2及第三級(jí)C形定位自鎖環(huán)4-8-3的剪切強(qiáng)度所決定，故大大高于管柱的重量，這種結(jié)構(gòu)形式是目前現(xiàn)有的居中裝置所不具備的。
[0038]在每個(gè)第三級(jí)支撐體4-4的端部設(shè)有用于與井壁支撐接觸的支撐部4-5，該支撐部4-5與井壁支撐接觸的部分為半圓弧支撐接觸帽4-5-1。
[0039]當(dāng)復(fù)位力較大時(shí)，居中裝置的支撐點(diǎn)與井壁的接觸面積是管柱能否準(zhǔn)確居中的關(guān)鍵。當(dāng)接觸面積過(guò)小，支撐點(diǎn)單位受力很大，對(duì)井壁會(huì)起到破壞作用而無(wú)法將管柱很好的居中，當(dāng)支撐點(diǎn)的面積較大時(shí)，由于單位面積的支撐力小，能有效地支撐管柱居中而對(duì)井壁的破壞減少。本發(fā)明采用半圓弧支撐帽式支撐接觸方式，讓支撐從點(diǎn)接觸轉(zhuǎn)變成面接觸，從而有效地降低了井壁的單位受力，對(duì)管柱的支撐居中強(qiáng)度不變，有效地減小了對(duì)井壁的支撐破壞，確保了套管在井眼中的居中效果。
[0040]為了使套管管柱下井方便，本發(fā)明提供的居中裝置采用井下壓力開啟式，當(dāng)套管在井下到達(dá)指定位置之后，由套管內(nèi)的壓力來(lái)控制支撐體的開啟使套管居中，這種開啟支撐方式即不會(huì)對(duì)井壁產(chǎn)生破壞，又能適應(yīng)不同的井眼，降低了對(duì)井眼的要求，應(yīng)用范圍得到很大的擴(kuò)展。
[0041]本發(fā)明的居中裝置經(jīng)在水平試驗(yàn)井中的使用，效果極為明顯，套管在井眼中的居中度經(jīng)檢測(cè)相當(dāng)準(zhǔn)確，固井水泥的頂替效率高，固井質(zhì)量穩(wěn)定，得到了用戶的一致好評(píng)，現(xiàn)正在推廣使用。
【權(quán)利要求】
1.一種井下開啟自鎖式套管居中裝置，包括位于兩端的連接部一(I)及連接部二(2)，在連接部一(I)與連接部二(2)之間設(shè)有居中支撐部(3)，其特征在于:居中支撐部(3)包括中空的聯(lián)接體(5)，在聯(lián)接體(5)的周向上均布有至少三個(gè)在壓力作用下逐級(jí)伸出的N級(jí)活塞式自鎖支撐裝置，NS 2; 每個(gè)N級(jí)活塞式自鎖支撐裝置包括固定在聯(lián)接體(5)上的支撐體外殼(4-1)及由第一級(jí)支撐體至第N級(jí)支撐體組成的N級(jí)支撐體，第一級(jí)支撐體與支撐體外殼(4-1)滑動(dòng)配合，第N級(jí)支撐體至第一級(jí)支撐體相鄰兩級(jí)依次滑動(dòng)配合，使得N級(jí)支撐體自第N級(jí)支撐體始能夠在壓力作用下逐級(jí)伸出，在第N級(jí)支撐體與支撐體外殼(4-1)相背離的一端上設(shè)有用于與井壁支撐接觸的支撐部(4-5)，在第一級(jí)支撐體至第N級(jí)支撐體的底部均形成有破裂環(huán)，通過(guò)破裂環(huán)使得第一級(jí)支撐體至第N級(jí)支撐體的啟動(dòng)壓力逐級(jí)由大至小變化。
2.如權(quán)利要求1所述的一種井下開啟自鎖式套管居中裝置，其特征在于:每個(gè)所述N級(jí)活塞式自鎖支撐裝置的第一級(jí)支撐體嵌套在所述支撐體外殼(4-1)內(nèi)，第N級(jí)支撐體至第一級(jí)支撐體相鄰兩級(jí)依次嵌套，其中，第k級(jí)支撐體嵌套在第k-Ι級(jí)支撐體內(nèi)，k = I，…，N0
3.如權(quán)利要求2所述的一種井下開啟自鎖式套管居中裝置，其特征在于:當(dāng)前支撐體上的所述破裂環(huán)與相鄰的支撐體的內(nèi)壁過(guò)盈配合，第一級(jí)支撐體上的所述破裂環(huán)與支撐體外殼(4-1)的內(nèi)壁過(guò)盈配合。
4.如權(quán)利要求2所述的一種井下開啟自鎖式套管居中裝置，其特征在于:在每個(gè)所述N級(jí)活塞式自鎖支撐裝置中，在所述第N級(jí)支撐體的外圓周面設(shè)有至少一個(gè)第N級(jí)棘齒形定位槽，在第N-1級(jí)支撐體至第I級(jí)支撐體的外圓周面分別設(shè)有至少一個(gè)棘齒形定位槽，在第N-1級(jí)支撐體至第I級(jí)支撐體的內(nèi)壁分別設(shè)有一個(gè)C形定位自鎖環(huán)，其中，第j級(jí)支撐體的外圓周面設(shè)有至少一個(gè)第j級(jí)棘齒形定位槽，在其內(nèi)壁設(shè)有一個(gè)第j+i級(jí)C形定位自鎖環(huán)，j = 1，…，N-1，第N級(jí)棘齒形定位槽與第N-1級(jí)C形定位自鎖環(huán)相配合，第j級(jí)棘齒形定位槽與第j級(jí)C形定位自鎖環(huán)相配合，第一級(jí)定位自鎖環(huán)設(shè)于所述支撐體外殼(4-1)的內(nèi)壁上。
5.如權(quán)利要求2所述的一種井下開啟自鎖式套管居中裝置，其特征在于:在每個(gè)所述N級(jí)活塞式自鎖支撐裝置中，相鄰兩個(gè)支撐體及第一級(jí)支撐體與支撐體外殼(4-1)之間分別通過(guò)密封環(huán)密封。
6.如權(quán)利要求1所述的一種井下開啟自鎖式套管居中裝置，其特征在于:所述連接部一 (I)和所述連接部二(2)均采用與管套相連的螺紋結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1所述的一種井下開啟自鎖式套管居中裝置，其特征在于:所述支撐部(4-5)與井壁支撐接觸的部分為半圓弧支撐接觸帽(4-5-1)。
【文檔編號(hào)】E21B23/01GK104234647SQ201410337155
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】夏慶華 申請(qǐng)人:大慶福斯特科技開發(fā)有限公司