本發(fā)明涉及石油天然氣鉆井、煤層氣鉆井、地質(zhì)勘探、礦山鉆探工具領(lǐng)域，尤其是一種液壓定位器。

背景技術(shù)：

在長水平段水平井、大位移井等復雜結(jié)構(gòu)井中，套管柱由于自重位于井眼下井壁，套管柱與井眼嚴重偏心，造成套管柱下部鉆井液頂替效率低，固井質(zhì)量差，影響了復雜結(jié)構(gòu)井的安全生產(chǎn)。針對套管柱居中度的改善，國內(nèi)外主要采用套管扶正器，主要包括剛性扶正器、彈性扶正器。剛性扶正器具有強度高、不易變形等特點，但成本較高，環(huán)空水泥漿過流面積較小，應用范圍有限；彈性扶正器具有成本低、加工制造便捷等特點，但容易變形，改善套管柱居中度不理想，然而由于成本很低，因此現(xiàn)場應用相對較多。為了克服上述兩種扶正器的不足，進一步提高套管柱在井眼中的居中度，國內(nèi)相繼研發(fā)設計了多種類型的液壓扶正器（如:201210359506.2、201410591067.7、201410591048.4、201210035980.x、201210562097.6、201620167210.4、201320804720.4），通過分析可以看出，均采用液壓驅(qū)動扶正器外徑擴大的方式，具有隨套管柱下入時外徑不擴大，下入摩擦阻力小，下至設計井深后，扶正器外徑擴大改善套管柱居中度效果較好等特點，但仍存在以下問題亟待解決，（1）軸向尺寸長，在套管柱中串聯(lián)多個會造成套管柱整體剛性增大，降低套管柱在復雜彎曲井段的通過能力，存在下入遇阻的風險；（2）液壓控制模塊結(jié)構(gòu)復雜，加工與安裝精度要求高，降低了操作的便捷性；（3）使用成本高限制了推廣應用的范圍，若安裝數(shù)量多，套管柱居中度越好，但費用也越高，若減少安裝數(shù)量，雖然能夠節(jié)省資金，但套管柱居中度就會顯著降低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述國內(nèi)外現(xiàn)有扶正器存在的問題，提供一種既能在較小外徑狀態(tài)時隨套管柱下入井內(nèi)以減小摩擦阻力，下至設計井深后，又能利用液壓驅(qū)動使外徑變大，將套管柱抬離下井壁，改善套管柱居中度，同時還要結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，維護操作方便、成本低廉的液壓定位器。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

液壓定位器，主要由基座2、卡銷3、支撐架總成5、支撐塊6組成；其特征是：所述基座2、支撐架總成5呈園筒狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)壁沿軸向均設有t形或燕尾形的安裝槽，卡銷3內(nèi)表面為錐面結(jié)構(gòu)，多個卡銷3和彈性支撐體被分別限定在對應的安裝槽內(nèi)；支撐架總成5和基座2由內(nèi)向外通過各自的上、下限位凸沿嵌套后構(gòu)成沿軸向密封插接配合機構(gòu)，支撐塊6呈園柱狀結(jié)構(gòu)，支撐塊6被嵌套在支撐架總成5內(nèi)，并與撐架總成5構(gòu)成密封插接配合機構(gòu)；支撐架總成5和支撐塊6在沿軸向伸出過程中與對應的卡銷3頂部端面構(gòu)成限位配合。

上述方案進一步包括：

支撐架總成5為多級支撐架由內(nèi)向外依次通過各自的上下限位凸沿嵌套后構(gòu)成逐級密封插接配合機構(gòu)，每級支撐架內(nèi)壁沿軸向均設有t形或燕尾形的安裝槽，并在每個安裝槽內(nèi)安裝卡銷3和彈性支撐，支撐塊6安裝在支撐架總成5的最內(nèi)一級支撐架內(nèi)。

所述的基座2為3-5個，并被均勻密封固定在筒狀基體1的外側(cè)凹槽內(nèi)，凹槽上設有與基座2內(nèi)腔貫通的傳壓孔7。

支撐塊6外表面鑲嵌防磨片。

支撐架總成5中的多級支撐架之間、支撐架總成5與支撐塊6之間、支撐架總成5與基座2之間分別安裝密封裝置4。

本發(fā)明的液壓定位器，既能夠確保套管柱的居中度，又能最大限度的減小對環(huán)空過流面積的影響，提高了水泥漿的流速，進而提高固井質(zhì)量。根據(jù)復雜結(jié)構(gòu)井完井的工藝技術(shù)要求，可隨時調(diào)整液壓定位器的安裝位置和數(shù)量，現(xiàn)場試驗結(jié)果表明，利用液壓定位器能夠?qū)碗s結(jié)構(gòu)井的固井質(zhì)量由目前合格等級提高至優(yōu)秀等級，安全生產(chǎn)周期平均延長35%以上，節(jié)省了大量開發(fā)成本，為我國油氣資源的高效開發(fā)提供了有力技術(shù)支撐。

同時，液壓定位器還具有長度小，不增加套管柱剛性，結(jié)構(gòu)設計簡單，加工周期短，性能可靠，操作方便等特點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種液壓定位器外部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中的a-a截面示意圖。

圖3是本發(fā)明的一種液壓定位器支撐架總成結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-基體、2-基座、3-卡銷、4-密封裝置、5-支撐架總成、6-支撐塊、7-傳壓孔。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖來詳細描述本發(fā)明。

參照附圖1、圖2和圖3，液壓定位器主要由基體1、基座2、卡銷3、密封裝置4、支撐架總成5、支撐塊6、傳壓孔7組成。基體1與套管連接，基座2安裝在基體1上，基座2、支撐架總成5上均安裝卡銷3，支撐架總成5與支撐塊之間安裝密封裝置4，支撐架總成5與基座2之間安裝密封裝置4，基體1上加工徑向傳壓孔7，支撐架總成5由多級支撐架嵌套而成，支撐塊6安裝在支撐架總成5的最后一級支撐架內(nèi)。

液壓定位器連接在兩根套管之間，在隨套管柱下井的過程中，由于套管柱內(nèi)液壓力小，支撐架總成與支撐塊不能伸出，此時液壓定位器外徑處于最小狀態(tài)，有助于降低套管柱下入的摩擦阻力，增強套管柱下入的安全性；當套管柱下至設計井深時，開始逐漸增加套管內(nèi)的液壓力，液壓力通過傳壓孔作用在支撐架總成和支撐塊的底面上，當液壓力升高至設定參數(shù)時，支撐架總成的各級支撐架、支撐塊開始徑向移動，液壓定位器的外徑逐步擴大，基座、支撐架總成上均安裝單向卡銷，其功能是使各級支撐架與支撐塊只能朝井壁方向移動，當各級支撐架與支撐塊經(jīng)過一組卡銷后，即被鎖止而無法退回，從而確保了液壓定位器的穩(wěn)固性。當各級支撐架與支撐塊全部移動至最高點時，液壓定位器的外徑擴至最大并緊貼井壁，在抬起套管柱的同時，也能將套管柱固定在井眼中心，有效防止了套管柱的移動。井下環(huán)境非常惡劣，井眼截面不是規(guī)則的圓形，基座、支撐架總成上安裝有多組單向卡銷，因此能夠適應井眼形狀的變化，即支撐架總成和支撐塊只需要伸出并緊貼井壁，沒必要完全伸出，從而確保了套管柱實時位于井眼中心。液壓定位器可安裝3-4個支撐架總成，既能夠確保套管柱的居中度，又能最大限度的減小對環(huán)空過流面積的影響，提高了水泥漿的流速，進而提高固井質(zhì)量。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及石油天然氣鉆井、地質(zhì)勘探、礦山鉆探、煤層氣開發(fā)工具領(lǐng)域中的一種液壓定位器。該液壓定位器主要由基體、基座、卡銷、密封裝置、支撐架總成、支撐塊、傳壓孔組成。本發(fā)明的液壓定位器利用套管柱內(nèi)的液壓力使支撐模塊伸出并固定在井壁上，這樣每兩個液壓定位器就能將中間的套管柱抬離下井壁，并位于井眼中心，有助于提高頂替效率，改善固井質(zhì)量，對于我國油氣資源的安全高效開發(fā)，降低生產(chǎn)成本等具有重要作用。同時，液壓定位器還具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、便于安裝、安全可靠、成本低廉等優(yōu)點。

技術(shù)研發(fā)人員：李文飛;周延軍;朱弘;夏文安;李玄燁;王悅宏;張小康;張鳳翥;胡高群;于承朋
受保護的技術(shù)使用者：中石化石油工程技術(shù)服務有限公司;中石化勝利石油工程有限公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.14
技術(shù)公布日：2017.09.19