液压式免钻分级固井装置的制作方法

1.本发明涉及固井设备技术领域，更具体地说，本发明为液压式免钻分级固井装置。


背景技术：

2.所谓双级（分级）固井工艺技术是指通过一种特殊固井工具分级箍及其各种配套的塞子，来实现将较长的水泥封固井段分成两段进行封固，分级固井主要是因水泥封固段太长，防止井漏而减少井下漏失水泥浆而采用的双级或多级固井方法，其中，在分级固井中，涉及到分级箍结构，其主要分为（1）机械式：用于直井或井斜角小于25度的井，依靠重力塞打开循环孔进行二级固井，其打开压力较低，（2）液压式：用于任何井型，可以不用重力塞而直接蹩压，打开循环孔进行二级固井，其打开压力较高，双级固井其主要区别在于使用的特殊胶塞和重力塞的作用，将分级箍的滑孔先剪切开建立循环然后注水泥、替浆时靠特殊胶塞再剪切锁钉使滑套下落封闭循环道孔，从而避免了射孔固井糊炮眼的工序。
3.但是其在实际使用时，仍旧存在一些缺点，如：现有的液压式分级箍在使用时，需要顺着事先钻好的孔洞向下，延伸至地底之中，在合适的压力及位置条件下进行水泥注浆固井的操作，在对斜井及水平井的双级固井进行注浆时，由于其整体为圆柱形状，在下放滑动时，斜井内的方向会逐渐改变，当改变角度较大时，分级箍会与钻孔之间发生碰撞和斜向摩擦，从而阻碍分级箍的继续行动，同时造成分级箍堵塞在钻孔内，影响固井工作的继续进行。
4.于是，发明人有鉴于此，秉持多年该相关行业丰富的设计开发及实际制作的经验，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供液压式免钻分级固井装置，以期达到更具有实用性价值的目的。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供液压式免钻分级固井装置，通过设置了滑动组件以及固定适配罩和固定管头，利用其几者的相配合，首先，操作人员将滑动组件和驱动设备进行正常调试和检查工作，接着外接连接线体将分级箍本体的顶端相连接起来，然后将分级箍本体整体置于已打好的灌注深孔之中，接着分级箍本体在现有的技术驱动下，逐渐向着灌注孔的内部进发，此时分级箍本体底端的固定锥形罩首先接触至灌注孔的内壁面上，在其锥形外表面的有利作用之下，带动着分级箍本体在灌注孔内部自由穿梭，减小分级箍本体在灌注深孔内壁中，卡死和堵塞的问题几率，保证了设备的正常运行，通过设置了驱动设备和固定圆形筒以及固定适配罩，利用其几者的相互配合，当分级箍本体行进至拐弯或因为灌注孔内壁粗糙而不易行进的位置之时，其内部微型电机启动，接着带动驱动轴心旋转，此时驱动轴心带动其底端的驱动齿轮旋转，调试驱动齿轮带动其侧面啮合的固定齿进行旋转驱动起来，进而带动固定套圈整体绕着固定圆形筒外侧进行旋转工作，接着利用固定套圈外侧的拨动块与固定套筒内壁面的凸条板之间相互滑动碰撞接触，使其固定套筒以及其顶端的固定适配罩整体进行振幅小的高频振动起来，从而将分级
箍本体持续对外侧的接触环境之间进行震动碰撞，使得分级箍本体被卡死的部位进行变换移位和调整，从而将分级箍本体从狭小的灌注孔之中脱困，并且能够保证分级箍本体顺利通过灌注孔内部的坡道拐弯处，进一步提升装置的实用性，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：液压式免钻分级固井装置，包括分级箍本体，所述分级箍本体的内部设置有关闭塞，所述关闭塞的底端设置有一级胶塞，所述分级箍本体的侧面设置有注水泥孔，所述一级胶塞的顶端套装有一级胶塞承托环，所述分级箍本体的底端可拆卸套装有滑动组件；所述滑动组件的顶端套装有驱动设备，所述驱动设备的顶端套装有固定适配罩，所述分级箍本体的底端相连通有固定管头，所述分级箍本体的底端相连通套接有固定圆形筒。
7.在一个优选地实施方式中，所述滑动组件包括固定锥形罩，所述固定锥形罩的顶端呈周向等距分布嵌入连接有安装弧形板，所述安装弧形板的外表侧面开设有滑动槽口，所述安装弧形板的表面可拆卸滑动套接有固定套板，所述固定锥形罩的外表面处均为光滑表面，所述固定锥形罩的整体材质均为合金钢材料。
8.在一个优选地实施方式中，所述固定套板的内壁侧面镶嵌连接有滑动圆柱，所述滑动圆柱与滑动槽口的形状相互适配，所述滑动槽口的外表面均与涂抹有一层润滑油脂，所述滑动槽口的形状与固定圆形筒相适配，所述滑动槽口的侧面与固定圆形筒的表面贴合接触。
9.在一个优选地实施方式中，所述固定套板的外表面可拆卸套装有固定圆形套子，所述固定圆形套子的整体材质为合金材质，所述固定圆形套子的内壁面处均光滑，所述固定圆形套子的顶端与驱动设备的底端接触，所述固定圆形套子的顶端与驱动设备的底端面为同一水平面上分布。
10.在一个优选地实施方式中，所述驱动设备包括固定套筒，所述固定套筒的内壁面呈外周向均匀等距均分设置有安装弧形板，所述固定套筒的内部开设有内部槽口，所述固定套筒的底端镶嵌安装有固定底端托板，所述凸条板的横截面形状呈半圆形。
11.在一个优选地实施方式中，所述固定套筒的底端呈外周向等距均分设置有安装块，所述固定底端托板的顶端开设有卡口，所述卡口与安装块的形状相互适配，所述安装块的整体形状呈三角形状，所述固定套筒的顶端与固定适配罩的底端相互贴合接触。
12.在一个优选地实施方式中，所述固定底端托板的顶端放置有固定套圈，所述固定套圈的表面安装有拨动块，所述固定套圈的顶端等距均分设置有固定齿，所述拨动块的侧面与固定套筒的内壁面贴合设置。
13.在一个优选地实施方式中，所述分级箍本体的外侧面套装有连接顶板，所述连接顶板的底端可拆卸套装有微型电机，所述微型电机的底端镶嵌连接有驱动轴心，所述驱动轴心的底端固定套装有驱动齿轮，所述驱动轴心的底端可拆卸套装有限位套圈，所述驱动齿轮的侧面与固定齿之间相互啮合连接，所述驱动齿轮的表面均光滑，所述驱动齿轮和固定齿整体均为合金材料制作，所述固定套圈的内部与固定圆形筒外表面上相互套装。
14.在一个优选地实施方式中，所述驱动齿轮的内部面圆心处开设有与驱动轴心相适配的固定槽，所述限位套圈的内壁面处均光滑，所述驱动齿轮的底端与固定套圈的顶端设
置在同一水平面之上，所述驱动齿轮的厚度值为一毫米至三毫米。
15.本发明的技术效果和优点：本发明通过设置了滑动组件以及固定适配罩和固定管头，利用其几者的相配合，首先，操作人员将滑动组件和驱动设备进行正常调试和检查工作，接着外接连接线体将分级箍本体的顶端相连接起来，然后将分级箍本体整体置于已打好的灌注深孔之中，接着分级箍本体在现有的技术驱动下，逐渐向着灌注孔的内部进发，此时分级箍本体底端的固定锥形罩首先接触至灌注孔的内壁面上，在其锥形外表面的有利作用之下，带动着分级箍本体在灌注孔内部自由穿梭，减小分级箍本体在灌注深孔内壁中，卡死和堵塞的问题几率，保证了设备的正常运行；本发明通过设置了驱动设备和固定圆形筒以及固定适配罩，利用其几者的相互配合，当分级箍本体行进至拐弯或因为灌注孔内壁粗糙而不易行进的位置之时，其内部微型电机启动，接着带动驱动轴心旋转，此时驱动轴心带动其底端的驱动齿轮旋转，调试驱动齿轮带动其侧面啮合的固定齿进行旋转驱动起来，进而带动固定套圈整体绕着固定圆形筒外侧进行旋转工作，接着利用固定套圈外侧的拨动块与固定套筒内壁面的凸条板之间相互滑动碰撞接触，使其固定套筒以及其顶端的固定适配罩整体进行振幅小的高频振动起来，从而将分级箍本体持续对外侧的接触环境之间进行震动碰撞，使得分级箍本体被卡死的部位进行变换移位和调整，从而将分级箍本体从狭小的灌注孔之中脱困，并且能够保证分级箍本体顺利通过灌注孔内部的坡道拐弯处，进一步提升装置的实用性；本发明通过设置了凸条板、拨动块以及固定套筒和固定套圈，利用其几者的相互配合，利用凸条板的横截面形状呈半圆形状，使得拨动块的侧面与固定套筒的内壁面贴合设置后进行滑动时，能够与凸条板之间进行相对滑动碰撞，从而方便凸条板在滑动时的碰撞，并且两者件不易发生卡塞的问题。
附图说明
16.图1为本发明的整体结构示意图；图2为本发明的半剖面立体结构示意图；图3为本发明的立体装配结构示意图；图4为本发明的立体装配结构示意图；图5为本发明的滑动组件和驱动设备立体装配结构示意图；图6为本发明的驱动设备整体结构示意图；图7为本发明的图6的a处放大结构示意图。
17.附图标记为：1、分级箍本体；2、关闭塞；3、一级胶塞；4、注水泥孔；5、一级胶塞承托环；6、滑动组件；7、固定适配罩；8、驱动设备；9、固定管头；10、固定圆形筒；61、固定锥形罩；62、安装弧形板；63、滑动槽口；64、固定套板；65、滑动圆柱；66、固定圆形套子；81、固定套筒；82、凸条板；83、内部槽口；84、固定底端托板；85、安装块；86、卡口；87、固定套圈；88、拨动块；89、固定齿；891、连接顶板；892、微型电机；893、驱动轴心；894、驱动齿轮；895、固定槽；896、限位套圈。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.如附图1至附图7所示的液压式免钻分级固井装置，包括分级箍本体1，所述分级箍本体1的内部设置有关闭塞2，所述关闭塞2的底端设置有一级胶塞3，所述分级箍本体1的侧面设置有注水泥孔4，所述一级胶塞3的顶端套装有一级胶塞承托环5，所述分级箍本体1的底端可拆卸套装有滑动组件6；所述滑动组件6的顶端套装有驱动设备8，所述驱动设备8的顶端套装有固定适配罩7，所述分级箍本体1的底端相连通有固定管头9，所述分级箍本体1的底端相连通套接有固定圆形筒10。
20.所述滑动组件6包括固定锥形罩61，所述固定锥形罩61的顶端呈周向等距分布嵌入连接有安装弧形板62，所述安装弧形板62的外表侧面开设有滑动槽口63，所述安装弧形板62的表面可拆卸滑动套接有固定套板64，所述固定锥形罩61的外表面处均为光滑表面，所述固定锥形罩61的整体材质均为合金钢材料，所述固定套板64的内壁侧面镶嵌连接有滑动圆柱65，所述滑动圆柱65与滑动槽口63的形状相互适配，所述滑动槽口63的外表面均与涂抹有一层润滑油脂，所述滑动槽口63的形状与固定圆形筒10相适配，所述滑动槽口63的侧面与固定圆形筒10的表面贴合接触，所述固定套板64的外表面可拆卸套装有固定圆形套子66，所述固定圆形套子66的整体材质为合金材质，所述固定圆形套子66的内壁面处均光滑，所述固定圆形套子66的顶端与驱动设备8的底端接触，所述固定圆形套子66的顶端与驱动设备8的底端面为同一水平面上分布，所述固定套筒81的底端呈外周向等距均分设置有安装块85，所述固定底端托板84的顶端开设有卡口86，所述卡口86与安装块85的形状相互适配，所述安装块85的整体形状呈三角形状，所述固定套筒81的顶端与固定适配罩7的底端相互贴合接触，所述固定底端托板84的顶端放置有固定套圈87，所述固定套圈87的表面安装有拨动块88，所述固定套圈87的顶端等距均分设置有固定齿89，所述拨动块88的侧面与固定套筒81的内壁面贴合设置，所述驱动齿轮894的内部面圆心处开设有与驱动轴心893相适配的固定槽895，所述限位套圈896的内壁面处均光滑，所述驱动齿轮894的底端与固定套圈87的顶端设置在同一水平面之上，所述驱动齿轮894的厚度值为一毫米至三毫米。
21.具体参考说明书附图3-6，所述驱动设备8包括固定套筒81，所述固定套筒81的内壁面呈外周向均匀等距均分设置有安装弧形板62，所述固定套筒81的内部开设有内部槽口83，所述固定套筒81的底端镶嵌安装有固定底端托板84，所述凸条板82的横截面形状呈半圆形状。
22.实施方式具体为：利用凸条板82的横截面形状呈半圆形状，且拨动块88的侧面与固定套筒81的内壁面贴合设置，首先固定套圈87整体绕着固定圆形筒10外侧进行旋转操作之时，接着利用固定套圈87外侧的拨动块88与固定套筒81内壁面的凸条板82之间相互滑动碰撞接触，使其固定套筒81以及其顶端的固定适配罩7整体进行振幅小的高频振动，从而方便分级箍本体1在灌注深孔上，进行脱困。
23.具体参考说明书附图5-7，所述分级箍本体1的外侧面套装有连接顶板891，所述连
接顶板891的底端可拆卸套装有微型电机892，所述微型电机892的底端镶嵌连接有驱动轴心893，所述驱动轴心893的底端固定套装有驱动齿轮894，所述驱动轴心893的底端可拆卸套装有限位套圈896，所述驱动齿轮894的侧面与固定齿89之间相互啮合连接，所述驱动齿轮894的表面均光滑，所述驱动齿轮894和固定齿89整体均为合金材料制作，所述固定套圈87的内部与固定圆形筒10外表面上相互套装。
24.实施方式具体为：利用驱动齿轮894和固定齿89整体均为合金材料制作，使其具备1、强度高：例如，钛合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右，仅为钢的60%，纯钛的密度才接近普通钢的密度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度；2、热强度高：例如，使用温度比铝合金高几百度，在中等温度下仍能保持所要求的强度，可在450～500℃的温度下长期工作这两类钛合金在150℃～500℃范围内仍有很高的比强度，而铝合金在150℃时比强度明显下降；3、抗蚀性好，例如，钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作，其抗蚀性远优于不锈钢；对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强；4、低温性能好：例如，钛合金在低温和超低温下，仍能保持其力学性能；5、化学活性大：例如，钛的化学活性大，与大气中o、n、h、co、co2、水蒸气、氨气等产生强烈的化学反应。含碳量大于0.2%时，会在钛合金中形成硬质tic，等优点，并且合金的生成常会改善元素单质的性质，例如，钢的强度大于其主要组成元素铁。合金的物理性质，例如密度、反应性、杨氏模量、导电性和导热性可能与合金的组成元素尚有类似之处，但是合金的抗拉强度和抗剪强度却通常与组成元素的性质有很大不同。这是由于合金与单质中的原子排列有很大差异，少量的某种元素可能会对合金的性质造成很大的影响。例如，铁磁性合金中的杂质会使合金的性质发生变化，不同于纯净金属的是，多数合金没有固定的熔点，温度处在熔化温度范围间时，混合物为固液并存状态。
25.本发明的工作原理：第一步：首先操作人员正常组装好该装置的各个组件，然后正常启动该装置。
26.第二步：首先，操作人员将滑动组件6和驱动设备8进行正常调试和检查工作，接着外接连接线体将分级箍本体1的顶端相连接起来，然后将分级箍本体1整体置于已打好的灌注深孔之中，接着分级箍本体1在现有的技术驱动下，逐渐向着灌注孔的内部进发，此时分级箍本体1底端的固定锥形罩61首先接触至灌注孔的内壁面上，在其锥形外表面的有利作用之下，带动着分级箍本体1在灌注孔内部自由穿梭，当分级箍本体1行进至拐弯或因为灌注孔内壁粗糙而不易行进的位置之时，其内部微型电机892启动，接着带动驱动轴心893旋转，此时驱动轴心893带动其底端的驱动齿轮894旋转，调试驱动齿轮894带动其侧面啮合的固定齿89进行旋转驱动起来，进而带动固定套圈87整体绕着固定圆形筒10外侧进行旋转工作，接着利用固定套圈87外侧的拨动块88与固定套筒81内壁面的凸条板82之间相互滑动碰撞接触，使其固定套筒81以及其顶端的固定适配罩7整体进行振幅小的高频振动起来，从而将分级箍本体1持续对外侧的接触环境之间进行震动碰撞，使得分级箍本体1被卡死的部位进行变换移位和调整，从而将分级箍本体1从狭小的灌注孔之中脱困，并且能够保证分级箍本体1顺利通过灌注孔内部的坡道拐弯处，从而完成对分级箍本体1的行进工作的保护过程，从而保证分级箍本体1的正常行进工作，即可。
27.第三步：首先操作人员正常关闭该装置，接着操作人员检查该装置各个组件之间的固定性是否正常，然后更换和维修掉该装置内部的老化和磨损较严重的零件。
28.最后应说明的几点是：首先，在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有规定和
限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.液压式免钻分级固井装置，包括分级箍本体（1），所述分级箍本体（1）的内部设置有关闭塞（2），所述关闭塞（2）的底端设置有一级胶塞（3），所述分级箍本体（1）的侧面设置有注水泥孔（4），所述一级胶塞（3）的顶端套装有一级胶塞承托环（5），其特征在于：所述分级箍本体（1）的底端可拆卸套装有滑动组件（6）；所述滑动组件（6）的顶端套装有驱动设备（8），所述驱动设备（8）的顶端套装有固定适配罩（7），所述分级箍本体（1）的底端相连通有固定管头（9），所述分级箍本体（1）的底端相连通套接有固定圆形筒（10）。2.根据权利要求1所述的液压式免钻分级固井装置，其特征在于：所述滑动组件（6）包括固定锥形罩（61），所述固定锥形罩（61）的顶端呈周向等距分布嵌入连接有安装弧形板（62），所述安装弧形板（62）的外表侧面开设有滑动槽口（63），所述安装弧形板（62）的表面可拆卸滑动套接有固定套板（64），所述固定锥形罩（61）的外表面处均为光滑表面，所述固定锥形罩（61）的整体材质均为合金钢材料。3.根据权利要求2所述的液压式免钻分级固井装置，其特征在于：所述固定套板（64）的内壁侧面镶嵌连接有滑动圆柱（65），所述滑动圆柱（65）与滑动槽口（63）的形状相互适配，所述滑动槽口（63）的外表面均与涂抹有一层润滑油脂，所述滑动槽口（63）的形状与固定圆形筒（10）相适配，所述滑动槽口（63）的侧面与固定圆形筒（10）的表面贴合接触。4.根据权利要求3所述的液压式免钻分级固井装置，其特征在于：所述固定套板（64）的外表面可拆卸套装有固定圆形套子（66），所述固定圆形套子（66）的整体材质为合金材质，所述固定圆形套子（66）的内壁面处均光滑，所述固定圆形套子（66）的顶端与驱动设备（8）的底端接触，所述固定圆形套子（66）的顶端与驱动设备（8）的底端面为同一水平面上分布。5.根据权利要求1所述的液压式免钻分级固井装置，其特征在于：所述驱动设备（8）包括固定套筒（81），所述固定套筒（81）的内壁面呈外周向均匀等距均分设置有安装弧形板（62），所述固定套筒（81）的内部开设有内部槽口（83），所述固定套筒（81）的底端镶嵌安装有固定底端托板（84），所述凸条板（82）的横截面形状呈半圆形状。6.根据权利要求2所述的液压式免钻分级固井装置，其特征在于：所述固定套筒（81）的底端呈外周向等距均分设置有安装块（85），所述固定底端托板（84）的顶端开设有卡口（86），所述卡口（86）与安装块（85）的形状相互适配，所述安装块（85）的整体形状呈三角形状，所述固定套筒（81）的顶端与固定适配罩（7）的底端相互贴合接触。7.根据权利要求6所述的液压式免钻分级固井装置，其特征在于：所述固定底端托板（84）的顶端放置有固定套圈（87），所述固定套圈（87）的表面安装有拨动块（88），所述固定套圈（87）的顶端等距均分设置有固定齿（89），所述拨动块（88）的侧面与固定套筒（81）的内壁面贴合设置。8.根据权利要求7所述的液压式免钻分级固井装置，其特征在于：所述分级箍本体（1）的外侧面套装有连接顶板（891），所述连接顶板（891）的底端可拆卸套装有微型电机（892），所述微型电机（892）的底端镶嵌连接有驱动轴心（893），所述驱动轴心（893）的底端固定套装有驱动齿轮（894），所述驱动轴心（893）的底端可拆卸套装有限位套圈（896），所述驱动齿轮（894）的侧面与固定齿（89）之间相互啮合连接，所述驱动齿轮（894）的表面均光滑，所述驱动齿轮（894）和固定齿（89）整体均为合金材料制作，所述固定套圈（87）的内部与固定圆形筒（10）外表面上相互套装。
9.根据权利要求8所述的液压式免钻分级固井装置，其特征在于：所述驱动齿轮（894）的内部面圆心处开设有与驱动轴心（893）相适配的固定槽（895），所述限位套圈（896）的内壁面处均光滑，所述驱动齿轮（894）的底端与固定套圈（87）的顶端设置在同一水平面之上，所述驱动齿轮（894）的厚度值为一毫米至三毫米。

技术总结
本发明公开了液压式免钻分级固井装置，包括分级箍本体，所述分级箍本体的内部设置有关闭塞，所述关闭塞的底端设置有一级胶塞，所述分级箍本体的侧面设置有注水泥孔，所述一级胶塞的顶端套装有一级胶塞承托环，所述分级箍本体的底端可拆卸套装有滑动组件；所述滑动组件的顶端套装有驱动设备。本发明通过设置了滑动组件以及固定适配罩和固定管头，利用其几者的相配合，首先利用外接连接线体将分级箍本体的顶端相连接起来，接着分级箍本体在现有的技术驱动下，逐渐向着灌注孔的内部进发，此时分级箍本体底端的固定锥形罩首先接触至灌注孔的内壁面上，在其锥形外表面的有利作用之下，带动着分级箍本体在灌注孔内部自由穿梭。动着分级箍本体在灌注孔内部自由穿梭。动着分级箍本体在灌注孔内部自由穿梭。


技术研发人员：蔡阳生
受保护的技术使用者：北京泊溪科技有限责任公司
技术研发日：2023.08.11
技术公布日：2023/10/8