[发明专利]井下管内支撑装置

说明书

技术领域

本发明涉及石油钻井设备技术领域，特别是涉及一种井下管内支撑装置。

背景技术

在油田石油开采过程中，经常要对多个油层分层开采。在向油层注水时，往往也要对多个油层分层注水。分层采油和分层注水都要用封隔器将各油层或水层分开，然后实施相关作业。目前，一般采用封隔器上端接所需工具组合及管柱，封隔器下端接支撑卡瓦，由支撑卡瓦在设计所要求的任意井段坐卡建立人工井底，支撑管柱及工具重量并承担井内外压力变化所带来的负荷变化。

支撑卡瓦打开时，各瓦片沿圆周方向被撑开，其倒刺结构与井筒内壁强力挤压、卡牢，相关井下作业此后便可展开。井筒由石油套管或油管构成。

目前，这种依靠挤压变形而产生的高摩擦力支撑负荷的工艺方式会出现两个问题：其一，容易造成井壁划痕、井筒变形，不利于油井长期稳定工作；其二，支撑机构长时间在井里，由于油井或水井结垢、腐蚀等原因造成卡瓦不能正常收缩，并可能导致管柱不能收回。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种井下管内支撑装置，避免由于卡瓦不能正常收缩而造成的管柱不易收回，提高井下作业的可靠性。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种井下管内支撑装置，其特征在于，包括钢球骨架、中心管、用于控制中心管垂直升降的压缩弹簧、加重杆，所述钢球骨架为圆形管状，所述钢球骨架上设置有多个径向钢球安装通孔，每个径向钢球安装通孔内分别安装有一个钢球，所述中心管位于所述钢球骨架内，所述中心管上具有钢球回缩控制工作段、最大直径段和弹簧伸缩工作段，所述中心管的最大直径段与所述钢球骨架内壁滑动配合，所述中心管钢球回缩控制工作段的直径小于最大直径段，所述中心管钢球回缩控制工作段与最大直径段通过过渡锥面相接，所述中心管弹簧伸缩工作段与所述钢球骨架之间安装有所述压缩弹簧，所述加重杆的重量大于所述压缩弹簧的弹力；所述钢球骨架上端与上接头螺纹连接；解卡时，所述加重杆置于所述中心管内并压住中心管的上端；坐卡时，多个所述钢球分别卡住相邻两根井筒端面的间隙部，并被所述中心管的最大外径段抵住不能回缩。

所述中心管钢球回缩控制工作段的直径以所述钢球回缩至不伸出所述钢球骨架外圆为依据。

所述中心管最大外径段位于中部，所述钢球回缩控制工作段和弹簧伸缩工作段分别位于所述最大外径段的上端和下端。

所述压缩弹簧一端与所述中心管的弹簧伸缩工作段相对应的位置设置有第一限位台，所述压缩弹簧另一端与所述钢球骨架相对应的位置设置有第二限位台，所述压缩弹簧由所述第一限位台和第二限位台限制。

每个所述径向钢球安装通孔的外径部分为缩颈部。

所述井筒为石油套管或油管。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的管内支撑装置通过钢球伸入相邻两根井壁管端面的间隙部，并被所述中心管的最大外径段抵住不能回缩来实现坐卡，不会造成井筒的变形，有利于油井长期稳定工作。

2、本发明的管内支撑装置通过中心管的过渡锥面、压缩弹簧、加重杆的配合使支撑钢球回缩，不会产生卡死现象，作业管柱易回收。

3、本发明的管内支撑装置结构简单，操作方便。

附图说明

图1所示为本发明的管内支撑装置解卡状态的示意图；

图2所示A-A剖面图；

图3所示为本发明的管内支撑装置坐卡状态的示意图；

图4所示为B-B剖视图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。