用于井口预接的工具心轴防偏置工具的制作方法

1.本发明涉及水下井口装备技术领域，尤其涉及一种用于井口预接的工具心轴防偏置工具。


背景技术：

2.在海洋油气勘探开发过程中，水下井口系统是海洋油气勘探开发的关键装备，起到固定井壁，支撑后续采油装置的作用。其中，高压井口头是水下井口系统的关键部件，海洋平台钻井时，高压井口头下部焊接3～4米短节，整个部件的重量达到5-6吨。钻井期间，多次由水平放置状态变换为垂直状态或由垂直状态转换为水平状态。从安全性考虑，需要设计一种用于井口预接时工具心轴防偏置简易工具，能够保护工具心轴及降低对工具密封的影响。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于井口预接的工具心轴防偏置工具，旨在通过扶正结构两端分别抵接井口套管的端部管体和工具心轴外周面，实现井口预接时对工具心轴的防偏置效果。
4.为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
5.一种用于井口预接的工具心轴防偏置工具，包括：扶正结构以及防掉结构，扶正结构可拆卸设于井口套管的端面与穿置所述井口套管的工具心轴外周面之间，所述扶正结构的外端适于与井口套管的端部管体相抵接、内端适于与穿置于所述套管内的工具心轴外周面相抵接，以在所述工具心轴周向上对其限位而防止其发生径向上的偏移；防掉结构用于使所述扶正结构保持在限位所述工具心轴的固定状态。
6.根据本发明的一些实施例，所述扶正结构被配置为扶正环，所述扶正环的内端设为抵接所述工具心轴外周面的内环体，所述扶正环的外端与所述井口套管的端部筒体中的一者设为阶梯端面、另一者设为直筒状而实现相卡合。
7.根据本发明的一些实施例，所述井口套管的端部筒体设为直筒状；所述扶正环的外端设为适于与井口套管的端部管体相卡合的阶梯端面，所述阶梯端面包括适于抵接所述井口套管的内侧管壁面的第一阶梯部、及适于抵接所述井口套管端面的第二阶梯部。
8.根据本发明的一些实施例，所述扶正环包括分别位于所述工具心轴相对两侧方向的第一部和第二部，所述第一部的内端、及所述第二部的内端拼接形成所述内环体，且外端均设置所述阶梯端面。
9.根据本发明的一些实施例，所述第一阶梯部沿所述井口套管轴向的长度大于所述第二阶梯部沿所述井口套管轴向的长度。
10.根据本发明的一些实施例，所述第一部及所述第二部的内端设为适于卡接所述工具心轴外周面的半圆环，或具有能够形成夹角的两个抵接平面，所述夹角朝向所述工具心轴外周面且选自范围[20
°
，160
°
]。
[0011]
根据本发明的一些实施例，所述第一部和所述第二部呈对称设置，且各间隔设有朝外侧延伸的两个凸出端，所述凸出端的外端设置所述阶梯端面，四个所述凸出端沿所述内环体的周向两两间隔90度地分布。
[0012]
根据本发明的一些实施例，所述防掉结构可拆卸设于所述扶正结构背离所述井口套管的一侧的所述工具心轴上，用以在所述工具心轴轴向上抵接限位所述扶正结构。
[0013]
根据本发明的一些实施例，所述防掉结构包括相拼接的两个挡块，两个挡块通过螺栓结构可拆卸围设于所述扶正结构背离所述井口套管的一侧的所述工具心轴上。
[0014]
根据本发明的一些实施例，两个所述挡块相靠近的侧部的中间处设为适配所述工具心轴外周面的弧形面，两个所述挡块相靠近的侧部的两端处开设有相对应的安装通孔，螺栓依次穿置相对应的所述安装通孔后配合螺母实现两个所述挡块相锁附而固定于所述工具心轴上。
[0015]
根据本发明的一些实施例，两个所述挡块供同一螺栓穿置的端部之间具有间隔，通过旋转所述螺栓及所述螺母实现两个所述挡块的松紧。
[0016]
本发明由于采取以上技术方案，其具有至少以下优点：
[0017]
一、通过扶正结构两端分别抵接井口套管的端部管体和工具心轴外周面，在多次由水平放置状态变换为垂直状态或由垂直状态转换为水平状态的过程中，扶正结构能够在周向各个方向上对工具心轴施加沿径向的力，使工具心轴保持于不偏置的状态，也即实现井口预接时对工具心轴的防偏置效果；
[0018]
二、通过对工具心轴的防偏置，能够避免工具心轴偏置安全性带来的不良影响，以及降低对工具密封的影响；
[0019]
三、通过防掉结构实现扶正结构的设置以及拆卸，在井口预接的过程中设置扶正结构并通过防掉结构进行加强固定，在井口预接过程结束后解除扶正结构的固定状态，便可将扶正结构拆去，操作方便快捷，并能重复使用；
[0020]
四、通过扶正结构两端的抵接作用便可以实现工具心轴的防偏置，利用了井口结构的自身特点，结构简单可靠，使用寿命长；
[0021]
五、由于防掉结构对扶正结构的稳定性起到加强作用，所以在井口套管的偏移过程中，能够保证扶正结构有足够的稳固程度，避免由于受力剧变而导致扶正结构松脱，从而保证工具心轴的安全性以及降低对工具密封的影响。
附图说明
[0022]
图1是本发明一些实施例的用于井口预接的工具心轴防偏置工具以及井口套管和工具心轴的结构示意图；
[0023]
图2是本发明一些实施例的用于井口预接的工具心轴防偏置工具的中的扶正环的结构示意图；
[0024]
图3是本发明一些实施例的用于井口预接的工具心轴防偏置工具的中的防掉结构的结构示意图。
[0025]
附图中标记：
[0026]
100为扶正环；
[0027]
110为内环体；
[0028]
120为阶梯端面；
[0029]
130为凸出端；
[0030]
140为第一阶梯部；
[0031]
150为第二阶梯部；
[0032]
200为防掉结构；
[0033]
210为挡块；
[0034]
220为螺栓；
[0035]
300为井口套管；
[0036]
400为工具心轴。
具体实施方式
[0037]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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。
[0038]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统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发明的限制。
[0039]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“装配”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，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发明中的具体含义。
[0040]
本发明提供一种用于井口预接的工具心轴防偏置工具，旨在通过扶正结构两端分别抵接井口套管的端部管体和工具心轴外周面，实现井口预接时对工具心轴的防偏置效果。
[0041]
下面，结合附图对本发明实施例提供的用于井口预接的工具心轴防偏置工具进行详细的说明。
[0042]
参照图1至图3所示，根据本发明的一些实施例，用于井口预接的工具心轴400防偏置工具，包括：扶正结构以及防掉结构200，扶正结构可拆卸设于井口套管300的端面与穿置井口套管300的工具心轴400外周面之间，扶正结构的外端适于与井口套管300的端部管体相抵接、内端适于与穿置于套管内的工具心轴400外周面相抵接，以在工具心轴400周向上对其限位而防止其发生径向上的偏移；防掉结构200用于使扶正结构保持在限位工具心轴400的固定状态。
[0043]
需要说明的是，扶正结构具有在周向上对工具心轴400进行限位的固定状态、以及拆离工具心轴400的松脱状态，防掉结构200用于扶正结构的固定以及加强稳固度，当防掉结构200解除对扶正结构固定状态的保持作用，扶正结构便可以拆离工具心轴400。
[0044]
在上述实施例中，扶正结构两端分别抵接井口套管300的端部管体和工具心轴400
外周面，在多次由水平放置状态变换为垂直状态或由垂直状态转换为水平状态的过程中，扶正结构能够在周向各个方向上对工具心轴400施加沿径向的力，使工具心轴400保持于不偏置的状态，也即能够实现井口预接时对工具心轴400的防偏置效果。
[0045]
值得指出的是，由于扶正结构设置在井口套管300的端面与穿置井口套管300的工具心轴400外周面之间，能够方便地对扶正结构进行拆装操作。
[0046]
进一步地，本发明通过对工具心轴400的防偏置，能够避免工具心轴400偏置安全性带来的不良影响，以及降低对工具密封的影响。
[0047]
在上述实施例中，通过防掉结构200能够实现扶正结构的设置以及拆卸，在井口预接的过程中设置扶正结构并通过防掉结构200进行加强固定，在井口预接过程结束后解除扶正结构的固定状态，便可将扶正结构拆去，操作方便快捷，并且能够重复使用。
[0048]
进一步地，由于本发明通过扶正结构两端的抵接作用便可以实现工具心轴400的防偏置，利用了井口结构的自身特点，因而具有结构简单可靠等有益效果。
[0049]
更进一步地，由于防掉结构200对扶正结构的稳定性起到加强作用，所以在井口套管300的偏移过程中，能够保证扶正结构有足够的稳固程度，避免由于受力剧变而导致扶正结构松脱，从而保证工具心轴400的安全性以及降低对工具密封的影响。
[0050]
可选地，参照图1及图2所示，在一些实施例中，扶正结构被配置为扶正环100，扶正环100的内端设为抵接工具心轴400外周面的内环体110，扶正环100的外端与井口套管300的端部筒体中的一者设为阶梯端面120、另一者设为直筒状而实现相卡合。
[0051]
更具体地，内环体110环绕工具心轴400外周面并且适于抵接工具心轴400外周面进行限位，扶正结构与井口套管300的端部筒体之间通过阶梯端面结构相卡合的抵接方式，能够便于拆装，且阶梯端面120结构也能够实现扶正环100与井口套管300在轴向上的相互限位作用。
[0052]
然本设计不限于此，在其他实施例中，扶正环100与井口套管300的端部筒体之间也可以通过例如螺纹连接等方式连接，不作特别限定。
[0053]
可选地，参照图1及图2所示，在一些实施例中，井口套管300的端部筒体设为直筒状；扶正环100的外端设为适于与井口套管300的端部管体相卡合的阶梯端面120，阶梯端面120包括适于抵接井口套管300的内侧管壁面的第一阶梯部140、及适于抵接井口套管300端面的第二阶梯部150。如此地，可以使得扶正环100适应大多数呈直筒状设置的井口套管300，其能够普遍适用于各个作业场景。
[0054]
更具体地，在安装时，第一阶梯部140能够插置于井口套管300内并与井口套管300内侧管壁面相抵接，第二阶梯部150显露于井口套管300的端面外并与之相抵接，再通过防掉结构200固定扶正结构即可。
[0055]
可选地，参照图1及图2所示，在一些实施例中，第一阶梯部140沿井口套管300轴向的长度大于第二阶梯部150沿井口套管300轴向的长度。可以理解地，由于扶正结构用于防止工具心轴400的偏置，所以优先考虑第一阶梯部140与井口套管300内侧管壁面之间的抵接作用，所以第一阶梯部140优先设置为具有足够的受力面积。
[0056]
可选地，参照图1及图2所示，在一些实施例中，扶正环100包括分别位于工具心轴400相对两侧方向的第一部和第二部，第一部的内端、及第二部的内端拼接形成内环体110，且外端均设置阶梯端面120。第一部和第二部能够被限定于井口套管300的内侧管壁面与工
具心轴400外周面。如此地，通过拼合第一部和第二部能够实现安装扶正环100，通过分离第一部和第二部能够实现拆离扶正环100，操作简便易行，尤其是在工具心轴400较长或者其他难以供扶正环100套接工具心轴400外周面的情况时，扶正环100的分体设计尤其便于拆装操作。
[0057]
然本设计不限于此，在其他实施例中，扶正环100还可以设为由多个类似于上述第一部及第二部的部分拼接组成，例如三个。
[0058]
可选地，参照图1及图2所示，在一些实施例中，第一部及第二部的内端设为适于卡接工具心轴400外周面的半圆环，或具有能够形成夹角的两个抵接平面，夹角朝向工具心轴400外周面且选自范围[20
°
，160
°
]，也即该夹角可以是20
°
、30
°
、40
°
、50
°
、60
°
、70
°
、80
°
、90
°
、100
°
、110
°
、120
°
、130
°
、140
°
、150
°
、160
°
或者20
°
至160
°
中的其他数值。
[0059]
可选地，参照图1及图2所示，在一些实施例中，第一部和第二部呈对称设置，且各间隔设有朝外侧延伸的两个凸出端130，凸出端130的外端设置阶梯端面120。扶正环100的凸出端130之间形成间隔空间，如此能够减轻扶生环重量，且能够节省耗材。
[0060]
可选地，参照图1及图2所示，在一些实施例中，四个凸出端130沿内环体110的周向两两间隔90度地分布。如此地，能够使得扶正环100与井口套管300之间的互相作用力保持平衡，不会过于集中某一方向，且能够在井口套管300朝各个方向偏置均能够使扶正环100保证足够支撑力以防止工具心轴400偏置。
[0061]
可选地，参照图1及图2所示，在一些实施例中，防掉结构200可拆卸设于扶正结构背离井口套管300的一侧的工具心轴400上，用以在工具心轴400轴向上抵接限位扶正结构。如此地，扶正环100的外端设为阶梯端面120而受到井口套管300的端面朝向防掉结构200的作用力，防掉结构200对扶正结构施加反向的作用力从而保证扶正环100受力平衡。另外地，防掉结构200设于扶正结构背离井口套管300的一侧的工具心轴400上，能够便于操作者对其进行拆装。
[0062]
然本设计不限于此，在其他实施例中，防掉结构200也可以设于例如井口套管300的外侧沿位置。
[0063]
可选地，参照图1及图3所示，在一些实施例中，防掉200包括相拼接的两个挡块210，两个挡块210通过螺栓结构可拆卸围设于扶正结构背离井口套管300的一侧的工具心轴400上。然本设计不限于此，在其他实施例中，挡块也可以设置为例如一个。
[0064]
可选地，参照图1及图3所示，在一些实施例中，两个挡块210相靠近的侧部的中间处设为适配工具心轴400外周面的弧形面，两个挡块210相靠近的侧部的两端处开设有相对应的安装通孔，螺栓220依次穿置相对应的安装通孔后配合螺母实现两个挡块210相锁附而被固定于工具心轴400上。如此地，通过转动螺帽和螺栓220便能够实现两个挡块210的连接和拆卸，也即能够实现防掉结构200的拆装。可以理解地，通过螺栓220、螺母收紧挡块210，通过摩擦力锁紧工具心轴400，从而能够防止扶正环100从套管中脱出。
[0065]
然本设计不限于此，在其他实施例中，两个挡块210也可以是一端相铰接，另一端设置相对应的安装通孔，通过螺栓220穿置后配合螺母实现两个挡块210的连接。
[0066]
在又一些实施例中，挡块210设置为例如一个，并且地，挡块210可以是通过螺钉直接锁附于工具心轴400上。
[0067]
不失一般性地，参照图1及图3所示，在一些实施例中，两个挡块210供同一螺栓220
穿置的端部之间具有间隔，通过旋转螺栓220及螺母实现两个挡块210的松紧。也即，通过旋转螺栓220及螺母而使两个挡块210相靠近或者远离，从而实现挡块210夹紧或者松开工具心轴400。
[0068]
需要说明的是，全文中的“和/或”包括三个方案，以“a和/或b”为例，包括a技术方案、b技术方案，以及a和b同时满足的技术方案。
[0069]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种用于井口预接的工具心轴防偏置工具，其特征在于，包括：扶正结构，可拆卸设于井口套管的端面与穿置所述井口套管的工具心轴外周面之间，所述扶正结构的外端适于与井口套管的端部管体相抵接、内端适于与穿置于所述套管内的工具心轴外周面相抵接，以在所述工具心轴周向上对其限位而防止其发生径向上的偏移；以及防掉结构，用于使所述扶正结构保持在限位所述工具心轴的固定状态。2.根据权利要求1所述的用于井口预接的工具心轴防偏置工具，其特征在于，所述扶正结构被配置为扶正环，所述扶正环的内端设为抵接所述工具心轴外周面的内环体，所述扶正环的外端与所述井口套管的端部筒体中的一者设为阶梯端面、另一者设为直筒状而实现相卡合。3.根据权利要求2所述的用于井口预接的工具心轴防偏置工具，其特征在于，所述井口套管的端部筒体设为直筒状；所述扶正环的外端设为适于与井口套管的端部管体相卡合的阶梯端面，所述阶梯端面包括适于抵接所述井口套管的内侧管壁面的第一阶梯部、及适于抵接所述井口套管端面的第二阶梯部。4.根据权利要求3所述的用于井口预接的工具心轴防偏置工具，其特征在于，所述扶正环包括分别位于所述工具心轴相对两侧方向的第一部和第二部，所述第一部的内端、及所述第二部的内端拼接形成所述内环体，且外端均设置所述阶梯端面。5.根据权利要求4所述的用于井口预接的工具心轴防偏置工具，其特征在于，所述第一阶梯部沿所述井口套管轴向的长度大于所述第二阶梯部沿所述井口套管轴向的长度；和/或所述第一部及所述第二部的内端设为适于卡接所述工具心轴外周面的半圆环，或具有能够形成夹角的两个抵接平面，所述夹角朝向所述工具心轴外周面且选自范围[20
°
，160
°
]。6.根据权利要求4所述的用于井口预接的工具心轴防偏置工具，其特征在于，所述第一部和所述第二部呈对称设置，且各间隔设有朝外侧延伸的两个凸出端，所述凸出端的外端设置所述阶梯端面，四个所述凸出端沿所述内环体的周向两两间隔90度地分布。7.根据权利要求2至6任一项所述的用于井口预接的工具心轴防偏置工具，其特征在于，所述防掉结构可拆卸设于所述扶正结构背离所述井口套管的一侧的所述工具心轴上，用以在所述工具心轴轴向上抵接限位所述扶正结构。8.根据权利要求7所述的用于井口预接的工具心轴防偏置工具，其特征在于，所述防掉结构包括相拼接的两个挡块，两个挡块通过螺栓结构可拆卸围设于所述扶正结构背离所述井口套管的一侧的所述工具心轴上。9.根据权利要求8所述的用于井口预接的工具心轴防偏置工具，其特征在于，两个所述挡块相靠近的侧部的中间处设为适配所述工具心轴外周面的弧形面，两个所述挡块相靠近的侧部的两端处开设有相对应的安装通孔，螺栓依次穿置相对应的所述安装通孔后配合螺母实现两个所述挡块相锁附而固定于所述工具心轴上。
10.根据权利要求9所述的用于井口预接的工具心轴防偏置工具，其特征在于，两个所述挡块供同一螺栓穿置的端部之间具有间隔，通过旋转所述螺栓及所述螺母实现两个所述挡块的松紧。

技术总结
本发明涉及水下井口装备技术领域，具体公开一种用于井口预接的工具心轴防偏置工具，包括：扶正结构以及防掉结构，扶正结构可拆卸设于井口套管的端面与穿置所述井口套管的工具心轴外周面之间，所述扶正结构的外端适于与井口套管的端部管体相抵接、内端适于与穿置于所述套管内的工具心轴外周面相抵接，以在所述工具心轴周向上对其限位而防止其发生径向上的偏移；防掉结构用于使所述扶正结构保持在限位所述工具心轴的固定状态。本发明实施例提供的用于井口预接的工具心轴防偏置工具，通过扶正结构两端分别抵接井口套管的端部管体和工具心轴外周面，实现井口预接时对工具心轴的防偏置效果。置效果。置效果。


技术研发人员：耿亚楠 刘承通 付兴 陈志煌 范白涛 杨向前 谢仁军 王宇 顾纯巍 武治强
受保护的技术使用者：中海油研究总院有限责任公司 中石化江钻石油机械有限公司
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/9/6