[发明专利]一种两级可变径式扶正装置及使用方法

权利要求书

1.一种两级可变径式扶正装置，包括扶正器管体（15）、上接头（16）、下接头（17），扶正器管体（15）的上端设有上接头（16），下端设有下接头（17），其特征是：还包括弹性扶正臂（1）、上卡瓦推套（2）、上剪切销钉（3）、上活塞缸（4）、上环形活塞（6）、上进液孔（7）、刚性扶正臂（8）、下卡瓦推套（9）、下剪切销钉（10）、下活塞缸（11）、下环形活塞（13）、下进液孔（14），所述的上接头（16）的下侧设有弹性扶正臂（1），且所述弹性扶正臂（1）的下端固定安装在上卡瓦推套（2）上，所述上卡瓦推套（2）通过上剪切销钉（3）连接在上活塞缸（4）上，所述上活塞缸（4）安装在扶正器管体（15）的上侧外壁，在上活塞缸（4）与扶正器管体（15）之间设有上环形活塞（6），且扶正器管体（15）的上侧设有上进液孔（7），通过上环形活塞（6）推动上卡瓦推套（2）移动；所述扶正器管体（15）的中下部设有刚性扶正臂（8），所述刚性扶正臂（8）的下端与下卡瓦推套（9）接触配合，所述下卡瓦推套（9）的下端通过下剪切销钉（10）连接到下活塞缸（11）上，所述下活塞缸（11）安装在扶正器管体（15）的下侧外壁，在下活塞缸（11）与扶正器管体（15）之间设有下环形活塞（13），且扶正器管体（15）的下侧设有下进液孔（14），通过下环形活塞（13）推动下卡瓦推套（9）移动。

2.根据权利要求1所述的两级可变径式扶正装置，其特征是：所述刚性扶正臂（8）上设有四组V型槽（8.1）形成薄弱点，其中，中间两组V型槽（8.1）位于刚性扶正臂（8）的内侧，两端的V型槽（8.1）位于刚性扶正臂（8）的外部，在下活塞缸（11）在压差作用下，通过下环形活塞（13）推动下卡瓦推套（9）上移，带动刚性扶正臂（8）沿着中间的两组V型槽（8.1）向外伸出，形成梯形结构。

3.根据权利要求2所述的两级可变径式扶正装置，其特征是：所述上环形活塞（6）的两侧设有上O型密封圈（5），所述下环形活塞（13）的两侧设有下O型密封圈（12）。

4.根据权利要求3所述的两级可变径式扶正装置，其特征是：所述上活塞缸（4）的下部的扶正器管体（15）外壁设有一圈扶正块（18）。

5.根据权利要求4所述的两级可变径式扶正装置，其特征是：所述扶正块（18）的外壁嵌有多个滚珠（18.1）。

6.根据权利要求5所述的两级可变径式扶正装置，其特征是：所述上活塞缸（4）的中部内壁设有上卡槽（4.1），所述上环形活塞（6）的外壁安装上卡簧（6.1），上环形活塞（6）上移时，在上卡簧（6.1）移动到上卡槽（4.1）处时锁住上环形活塞（6），从而锁住弹性扶正臂（1）。

7.根据权利要求6所述的两级可变径式扶正装置，其特征是：所述下活塞缸（11）的中部内壁设有下卡槽（11.1），所述下环形活塞（13）的外壁安装下卡簧（13.1），下环形活塞（13）上移时，在下卡簧（13.1）移动到下卡槽（11.1）处时锁住下环形活塞（13），从而锁住刚性扶正臂（8）。

8.根据权利要求7所述的两级可变径式扶正装置的使用方法，其特征是：包括以下过程：

在下井时，在地面将套管连同两级可变径式扶正装置下入井内，此时，弹性扶正臂（1）和刚性扶正臂（8）呈收缩状态，扶正块（18）上嵌有滚珠（18.1），套管和扶正器管体（15）下入的阻力小，直至下入预定位置；

然后，在地面沿着套管注入顶替水泥，顶替水泥沿着上进液孔（7）进入上活塞缸（4），当压力升高到一定值时，上剪切销钉（3）被剪断，上环形活塞（6）推动上卡瓦推套（2）向上移动，从而推动弹性扶正臂（1）胀开，并且，上卡簧（6.1）移动到上卡槽（4.1）内，锁住上环形活塞（6），使弹性扶正臂（1）保持弧形的胀开状态；另外，顶替水泥沿着下进液孔（14）进入下活塞缸（11），当压力升高到一定值时，下剪切销钉（10）被剪断，下环形活塞（13）推动下卡瓦推套（9）向上移动，从而推动刚性扶正臂（8）沿着V型槽（8.1）形成薄弱点变形，形成向外的梯形结构，并且，下卡簧（13.1）移动到下卡槽（11.1）处时锁住下环形活塞（13），使刚性扶正臂（8）保持梯形结构；

通过上、下两级扶正，对套管起到扶正作用，弹性扶正臂（1）和刚性扶正臂（8）在打开后会贴近并支撑在裸眼井壁，保证套管串在井眼中居中，最终在套管与裸眼井壁之间的环空处，形成厚度均匀的水泥环，保证了固井质量。