一种带压作业井口管柱扶正装置的制作方法

本实用新型涉及石油及天然气钻采设备技术领域，更具体地说，涉及一种带压作业井口管柱扶正装置。

背景技术：

在开发油气田的过程中，如遇到地层压力变化、井下事故、改变开采方式、工艺技术，调整开采层系等情况，往往需要进行修井作业。油田修井作业是指为了解除油气井的故障，恢复生产能力，并对油层进行改造，提高油气井的生产能力，以取得更大的经济效益而向油气井或水井套管中下入或更换生产管柱的经常的、反复的维护修理的作业过程。

油水井检修作业通常采用放喷、压井以及带压作业三种作业方式。如果采用放喷泄压，不仅浪费资源，破坏地层压力平衡，还会造成地面环境污染，增加作业周期；而进行压井作业时，压井液接触地层，造成地层渗流通道堵塞、污染地层，最终影响采收率。为不伤害地层，保持地层能量，缩短作业周期，减少环境污染，本套修井设备及方法基于带压作业技术。带压作业主要是指在井场的修井作业过程中，高压注水井在不进行压井和放喷的情况下，运用带压作业防喷装置来控制井中的压力，使得带压液体不会泄漏，并且不产生井喷，在此种带压情况下，对管柱进行起升和下放的高效作业方式。

井口扶正装置是油田井口管柱扶正的专用设备，目前使用的这类设备是安装在作业井架上，但是由于管柱上接箍的存在，结构尺寸较大，且由于距离接箍探测器位置较远，接箍探测器不能正确发出报警或控制信号，对于带压作业井存在的问题是扶正效果不理想，难以保证在对管柱进行实时扶正的基础上也不影响接箍的通过。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种带压作业井口管柱扶正装置，它可以实现在实时对管柱进行扶正的基础上，方便管柱上的接箍正常通过，提高对管柱的扶正效果。

2.技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种带压作业井口管柱扶正装置，包括扶正环、上启动环和下启动环，且上启动环、扶正环和下启动环上下依次分布，所述上启动环和下启动环内环壁上均开凿有一对对称分布的避让槽，所述避让槽槽口处设有卡球，且卡球与避让槽之间间隙配合，所述避让槽底壁上固定连接有按压式开关，所述卡球靠近按压式开关一端固定连接有触发杆，所述避让槽侧壁上固定连接有与触发杆相匹配的导向环，所述卡球与导向环之间固定连接有第一压缩弹簧，所述扶正环左右两端均固定连接有电源盒，所述电源盒内安装有电源，且电源与按压式开关之间电性连接，所述扶正环内环壁上开凿有环形收纳槽，所述环形收纳槽内设有一对对称分布的限位半环，所述环形收纳槽底壁上固定连接有一对对称分布的电磁铁，且电磁铁与电源盒之间同样电性连接，所述限位半环靠近电磁铁一端固定连接有移动磁铁，所述限位半环与环形收纳槽底壁之间固定连接有一对第二压缩弹簧，可以实现在实时对管柱进行扶正的基础上，方便管柱上的接箍正常通过，提高对管柱的扶正效果。

进一步的，所述移动磁铁与电磁铁之间还固定连接有一对伸缩杆，且第二压缩弹簧套在伸缩杆外，用来保护第二压缩弹簧不易因发生非工作向形变而导致失效。

进一步的，一对所述限位半环相互靠近一端均开凿有吸附槽，所述吸附槽内固定连接有辅助磁铁块，通过一对限位半环上的辅助磁铁块之间的磁吸力进行辅助固定，配合第二压缩弹簧的弹力更加有效的驱动一对限位半环合并和固定，进而提高对管柱的扶正效果。

进一步的，所述下启动环下端固定连接有配重环，所述配重环上开凿有多个均匀分布的安装孔，利用降低重心和扩大底面积来提高稳定性，安装孔的设置用于通过螺栓在作业井架上安装。

进一步的，所述卡球表面连接有打磨层，即卡球的表面经过打磨做光滑处理，方便管柱接箍与卡球接触时进行配合，将竖直方向上的压力部分转化为对卡球的水平推力。

进一步的，所述移动磁铁靠近电磁铁一端固定连接有弹性海绵层，用于对移动磁铁被电磁铁通电带磁后的吸附接触起到缓冲作用，可以有效保护电磁铁。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的优点在于：

(1)本方案可以实现在实时对管柱进行扶正的基础上，方便管柱上的接箍正常通过，提高对管柱的扶正效果。

(2)移动磁铁与电磁铁之间还固定连接有一对伸缩杆，且第二压缩弹簧套在伸缩杆外，用来保护第二压缩弹簧不易因发生非工作向形变而导致失效。

(3)一对限位半环相互靠近一端均开凿有吸附槽，吸附槽内固定连接有辅助磁铁块，通过一对限位半环上的辅助磁铁块之间的磁吸力进行辅助固定，配合第二压缩弹簧的弹力更加有效的驱动一对限位半环合并和固定，进而提高对管柱的扶正效果。

(4)下启动环下端固定连接有配重环，配重环上开凿有多个均匀分布的安装孔，利用降低重心和扩大底面积来提高稳定性，安装孔的设置用于通过螺栓在作业井架上安装。

(5)卡球表面连接有打磨层，即卡球的表面经过打磨做光滑处理，方便管柱接箍与卡球接触时进行配合，将竖直方向上的压力部分转化为对卡球的水平推力。

(6)移动磁铁靠近电磁铁一端固定连接有弹性海绵层，用于对移动磁铁被电磁铁通电带磁后的吸附接触起到缓冲作用，可以有效保护电磁铁。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型上启动环、扶正环和下启动环部分的结构示意图；

图3为图2中a处的结构示意图；

图4为本实用新型限位半环部分的结构示意图。

图中标号说明：

101扶正环、102上启动环、103下启动环、2卡球、3触发杆、4按压式开关、5导向环、6第一压缩弹簧、7限位半环、8移动磁铁、9电磁铁、10第二压缩弹簧、11伸缩杆、12电源盒、13配重环。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种带压作业井口管柱扶正装置，包括扶正环101、上启动环102和下启动环103，且上启动环102、扶正环101和下启动环103上下依次分布，上启动环102和下启动环103作用一致，分别作用于管柱下降和上升时，且扶正环101、上启动环102和下启动环103的内径均略大于管柱上接箍外径，下启动环103下端固定连接有配重环13，配重环13上开凿有多个均匀分布的安装孔，利用降低重心和扩大底面积来提高稳定性，安装孔的设置用于通过螺栓在作业井架上安装。

请参阅图2-3，上启动环102和下启动环103内环壁上均开凿有一对对称分布的避让槽，避让槽槽口处设有卡球2，且卡球2与避让槽之间间隙配合，卡球2为球状在受到接箍的挤压时易于将竖直方向的压力转化为水平弹力，进而进入避让槽中对接箍进行“避让”，卡球2表面连接有打磨层，即卡球2的表面经过打磨做光滑处理，方便管柱接箍与卡球2接触时进行配合，将竖直方向上的压力部分转化为对卡球2的水平推力，避让槽底壁上固定连接有按压式开关4，卡球2靠近按压式开关4一端固定连接有触发杆3，用于触发按压式开关4，避让槽侧壁上固定连接有与触发杆3相匹配的导向环5，对触发杆3进行导向，卡球2与导向环5之间固定连接有第一压缩弹簧6，提供推动卡球2复位的弹力，扶正环101左右两端均固定连接有电源盒12，电源盒12内安装有电源，且电源与按压式开关4之间电性连接，触发杆3触发按压式开关4后与电源连通，请参阅图4，扶正环101内环壁上开凿有环形收纳槽，环形收纳槽内设有一对对称分布的限位半环7，限位半环7的内径小于接箍但略大于管柱，起到对管柱的扶正作用，环形收纳槽底壁上固定连接有一对对称分布的电磁铁9，且电磁铁9与电源盒12之间同样电性连接，当按压式开关4被触发杆3触发后连通电源，电源便向电磁铁9提供电流，电磁铁9通电带磁，限位半环7靠近电磁铁9一端固定连接有移动磁铁8，用来响应电磁铁9的磁吸力，带动限位半环7靠近电磁铁9并进入环形收纳槽，供接箍通过，限位半环7与环形收纳槽底壁之间固定连接有一对第二压缩弹簧10，提供推动限位半环7复位的弹力，移动磁铁8与电磁铁9之间还固定连接有一对伸缩杆11，且第二压缩弹簧10套在伸缩杆11外，用来保护第二压缩弹簧10不易因发生非工作向形变而导致失效，移动磁铁8靠近电磁铁9一端固定连接有弹性海绵层，用于对移动磁铁8被电磁铁9通电带磁后的吸附接触起到缓冲作用，可以有效保护电磁铁9。

请参阅图2，一对限位半环7相互靠近一端均开凿有吸附槽，吸附槽内固定连接有辅助磁铁块，通过一对限位半环7上的辅助磁铁块之间的磁吸力进行辅助固定，配合第二压缩弹簧10的弹力更加有效的驱动一对限位半环7合并和固定，进而提高对管柱的扶正效果。

使用时，当管柱从井口下管时，管柱从本实用新型中穿过，一对限位半环7处于合并状态仅供管柱通过，对管柱起到扶正效果，当管柱上的接箍进入本实用新型时，先接触到上启动环102内的一对卡球2，并挤压卡球2进入避让槽中，卡球2带动触发杆3内移接触并触发按压式开关4，按压式开关4连通电源后向电磁铁9进行供电，电磁铁9通电带磁后利用巨大的磁吸力吸附移动磁铁8，移动磁铁8带动一对限位半环7分离并进入环形收纳槽中，不再对接箍进行阻挡供接箍正常通过，当接箍通过扶正环101到达下启动环103并接触一对卡球2，同理卡球2带动触发杆3内移触发按压式开关4，按压式开关4断开电源停止向电磁铁9供电，在第二压缩弹簧10的弹力作用下限位半环7复位，一对限位半环7重新合并对管柱进行扶正，本实用新型中上启动环102和104上对应的按压式开关4为现有技术中的双开开关，与电源和电磁铁9之间的电路连接为现有技术，本实施例不再详述，与现有的扶正装置相比，本实用新型可以实现在实时对管柱进行扶正的基础上，方便管柱上的接箍正常通过，提高对管柱的扶正效果。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式；但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。