用在具有各种直径的管道中的可调节的带有翼片的定中工具.pdf

本发明涉及一种用在具有各种内径的管道中的可调节定中工具(1)，这种定中工具(1)设有多个相同的并且可无级调节的径向突出翼片(2)，这些翼片具有引导凸起(2’)和斜切端面(2”)。本发明特征在于：这些设定的翼片(2)被具有安全销(4)的上部锁定心轴(3)和具有安全螺母(6)的下部锁定心轴(5)所保持，柱形工具体(7)的外周装配有纵向凹槽(8)，这些凹槽具有分别与翼片尺寸、翼片(2)的斜切端面(2”)和引导凸起(2’)相配合的倾斜端子(8’)。

1.  一种用在具有各种内径的管道中的可调节定中工具(1)，所述定中工具(1)设有多个相同的并且可无级调节的径向突出翼片(2)，这些翼片具有引导凸起(2′)和斜切端面(2”)，其特征在于：被设定的所述翼片(2)被具有安全销(4)的上部锁定心轴(3)和具有安全螺母(6)的下部锁定心轴(5)所保持，柱形工具体(7)的外周装配有纵向凹槽(8)，所述凹槽具有分别与翼片尺寸、翼片(2)的斜切端面(2”)和引导凸起(2’)相配合的倾斜端子(8′)。

2.  根据权利要求1的可调节定中工具，其特征在于：一组翼片可以由另一组翼片取代，所述另一组翼片具有相同长度和相同的引导凸起(2)，但是所述另一组翼片更宽，并且具有更长的斜切端面(2”)，从而在具有更大内径的井中操作。

3.  根据权利要求1的可调节定中工具(1)，其特征在于：具有给定角度例如25°的翼片(2)的斜切端面(2”)的这种设计与具有给定角度例如20°的纵向凹槽(8)的倾斜端子(8′)相配合，以便帮助翼片(2)在所述凹槽(8)的倾斜端子(8’)中滑动，其中所述翼片(2)可被同步地锁定在任何位置中。

4.  一种用于可调节定中工具(1)的方法，其特征在于：通过将定中工具定位在钻台上的竖直位置，而实现定中工具(1)的设定，此后将安全销(4)松开，从而使得上部锁定心轴(3)能够沿着纵向方向自由行进，随后，由于重力作用，所述翼片将经由引导凸起(2’)而在凹槽(8)的倾斜端子(8′)中滑动，此后翼片被下部锁定心轴(5)所保持，所述下部锁定心轴(5)与安全螺母(6)一起被根据翼片(2)的所需外周而上/下调节，此后将上部锁定心轴(3)拧上并且将安全螺栓(4)紧固。

用在具有各种直径的管道中的可调节的带有翼片的定中工具
技术领域
本发明涉及一种如在所附权利要求1的前序部分中描述的用于具有各种内径的管道中的可调节定中工具。
背景技术
在油井或者汽井中进行的工作和测量操作期间，定中工具被连接到各种设备和工具上。而且，使用定中工具来确认井的内径，以及确认井孔中是否存在障碍物。
目前，各种定中工具被用于这些任务，每一种定中工具适合于一个井的内径，并且因此承包人必须预先知道待检查的井的直径的范围并且携带上用于有关的每一个尺寸的适当的工具。
US2427052披露了一种刮刀工具，其中一组翼片被活塞向外压迫。
活塞和翼片具有相配合的、倾斜表面。通过增加流动通过工具组(string)的流体压力，活塞被压向彼此，从而向外压迫翼片。当活塞上的压力被移除时，弹簧将翼片拉回到开始位置处。
US3545825披露了一种用于钻具组的定中器械，它的突出翼片可被调节并且利用螺丝来固定到位。
US6494272示出翼片的另一实例，这种翼片通过提供另外的流体压力而被向外压迫。
发明内容
本发明使用一个定中工具而允许执行上述井的操作，这种工具具有柱形形状并且设有多个(例如六个)同步地并且可无级调节的径向向外突出翼片。
本申请提供一种用在具有各种内径的管道中的定中工具，所述定中工具由在独立权利要求的特征部分中所述的特征加以表征。
附图说明
图1示出根据本发明的定中工具的示意图；
图2示出根据本发明的定中工具的分解视图；
图3A-B示出处于不同位置中的根据本发明的定中工具；
图3C示出根据本发明的定中工具的纵向截面；
图4示出根据本发明的翼片的示意图；
图5A-B示出根据本发明的不同类型的翼片的示意图；
图6A示出根据本发明的被剖开的工具体的一半；
图6B类似于图6A，但是工具体未被剖开；
图7示出根据本发明的定中工具的详细侧视图；
图8-12示出用于调节和设定根据本发明的定中工具的引导翼片的过程的各个步骤。
具体实施方式
图1示出具有在相应凹槽中从翼片内部或者回缩位置延伸出来的翼片2的定中工具1的三维透视图。翼片2的位置由具有安全螺栓4的上部锁定心轴3和具有安全螺母6的下部锁定心轴5保持。
图2示出定中工具1，它的各个部件被分开并且分别地示出；六个翼片2，每一个翼片均具有多对例如两对引导凸起2’和斜切端面2”、具有安全销4的上部锁定心轴3和具有安全螺母6的下部锁定心轴5。柱形工具体7在其外周处设有具有分别与翼片尺寸、翼片的斜切端面2”，以及引导凸起2’相配合的倾斜端子8′的纵向凹槽8。
图3A以侧视图形式示出定中工具1，其中翼片2从工具体7的外周延伸出来。
图3B示出类似的视图，其中翼片2安装在与工具体7的外周齐平的回缩位置中。
图3C示出定中工具1的纵向截面，其中翼片2安装在延伸出来的位置中，在该位置中，上部锁定心轴和下部锁定心轴3和5固定翼片的两个斜切端面2”。引导凸起2’已经在工具体7的凹槽8中行进。
图4示出具有引导凸起2’和斜切端面2”的翼片2的三维示意图。
图5A示出具有引导凸起2’和斜切端面2”的标准翼片2的三维示意图。
图5B示出具有与前面示意图中的翼片相同的长度和相同的引导凸起2’的可替换的翼片2的三维示意图，但是这个翼片更宽并且具有更长的斜切端面2”，因此可用于具有比标准内径更大的内径的井。
图6A示出具有带有用于翼片2和引导凸起2’的倾斜端子8′的纵向凹槽8的被剖开的工具体7的一半。
图6B示出类似的视图，但是工具体未被剖开。
图7示出具有关于轴向成20°的角度定位的引导凸起2’的翼片2的侧视图，然而翼片的端面2”关于轴向成25°的角度。由于斜切端面2”具有比引导凸起2’更陡的角度，故下部锁定心轴5防止翼片2“向外”行进，而同时上部锁定心轴3防止翼片2“向内”行进。
定中工具1的翼片2在钻台上被预先调节，以便使定中工具1具有理想的外部尺寸，所述尺寸适合于根据给定工序由定中工具执行的操作。然后，将定中工具1联结到钢索上，并且将定中工具1顺着管道下降到套管(casing)。
具有给定角度(例如25°)的翼片2的斜切端面2”的这种设计与具有给定角度(例如20°)的纵向凹槽8的倾斜端子8’相配合，从而帮助翼片2在凹槽8的倾斜端子8’中滑动，在凹槽中，翼片可被同步地锁定在任何位置中。
这种定中工具被用于定中其它设备和工具，以便确定在井中是否存在任何障碍物，并且确定井孔直径是恒定的或者是变化的。
在图8到12中示出用于调节和设定这种定中工具的翼片的一个示例性过程。图8示出定中工具1在地面上处于竖直位置中，例如，准备进行调节和设定。图9示出在定中工具顶部上的螺栓4如何能够被松开，从而使得上部锁定心轴3被释放并且可以沿着纵向方向自由行进(例如大约2cm的长度)。图10示出重力如何使得翼片2沿着箭头所示方向下降，从而经由引导凸起2′在倾斜凹槽8中滑动。翼片2被下部锁定心轴5保持，从而使得翼片2将不会脱离。下部锁定心轴5由可根据所需操作直径而上下调节的安全螺母6保持到位。图11示出如何通过向内旋转安全螺母6而能够向内拉动翼片2。通过向内转动安全螺母6，下部锁定心轴5将向内推动翼片2。图12示出如何使得螺栓4旋转，从而朝向翼片2压下上部锁定心轴3并且将翼片2锁定在所需位置中。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1. 一种用在具有各种内径的管道中的可调节定中工具(1)，所述定中工具(1)设有多个相同的并且可无级调节的径向突出翼片(2)，这些翼片具有引导凸起(2′)和斜切端面(2”)，其特征在于：被设定的所述翼片(2)被具有安全销(4)的上部锁定心轴(3)和具有安全螺母(6)的下部锁定心轴(5)所保持，柱形工具体(7)的外周装配有纵向凹槽(8)，这些凹槽具有分别与翼片尺寸、翼片(2)的斜切端面(2”)和引导凸起(2’)相配合的倾斜端子(8′)。
2. 根据权利要求1的可调节定中工具，其特征在于：一组翼片可以被另一组翼片取代，所述另一组翼片的尺寸被设置用于用在具有其它内径的井中。
3. 根据权利要求1的可调节定中工具(1)，其特征在于：具有给定角度例如25°的翼片(2)的斜切端面(2”)的这种设计与具有给定角度例如20°的纵向凹槽(8)的倾斜端子(8′)相配合，以便帮助翼片(2)在所述凹槽(8)的倾斜端子(8’)中滑动，其中所述翼片(2)可被同步地锁定在任何位置中。
4. 一种用于可调节定中工具(1)的方法，其特征在于：通过将定中工具(1)定位在钻台上的竖直位置中，而实现定中工具(1)的设定，此后将安全销(4)松开，从而使得上部锁定心轴(3)能够沿着纵向方向自由行进，随后由于重力作用，所述翼片将经由引导凸起(2’)而在凹槽(8)的倾斜端子(8′)中滑动，此后所述翼片被下部锁定心轴(5)所保持，所述下部锁定心轴(5)与安全螺母(6)一起根据翼片(2)的所需外周而被上/下调节，此后将上部锁定心轴(3)拧上并且将安全螺栓(4)紧固。