一種鑲塊式套管卡瓦的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種鑲塊式套管卡瓦，包括小套管卡瓦和大套管卡瓦，所述大套管卡瓦外固定套設有至少一個所述小套管卡瓦。所述大套管卡瓦包括外殼，所述外殼上設有鋸齒扣和至少一個凹槽,每個所述凹槽上設有通孔;所述外殼上設有至少一個剪切銷釘孔，用于安裝剪切銷釘，使大套管卡瓦固定在懸掛封隔器上；所述小套管卡瓦包括本體,所述本體上表面設有鋸齒扣,所述本體下表面連接有倒鉤,每個所述凹槽內嵌入一個所述本體,所述倒鉤卡入所述凹槽的通孔內。本發明鑲塊式套管卡瓦能夠與套管壁咬合的深度更深，同時采用本發明的結構能大大提高懸掛封隔器使用的可靠性，從而提高酸化壓裂增產施工可靠性，大大降低了施工風險。
【專利說明】一種鑲塊式套管卡瓦
【技術領域】
[0001]本發明涉及石油開采領域，特別涉及一種鑲塊式套管卡瓦。
【背景技術】
[0002]為了提高油、氣采收率，國內油田越來越看重水平井的鉆井方式，而在水平井的完井方式上，很多井又選擇水平井分段酸化壓裂裸眼完井方式，在實施酸化壓裂增產施工過程中，懸掛封隔器要求能夠承受高壓并能穩定的錨定在套管上，而卡瓦在懸掛封隔器上是實現承受高壓及錨定套管的關鍵零部件。卡瓦需要在活塞的推動、擠壓下破裂，此時活塞被鎖緊裝置固定，從而實現懸掛封隔器錨定在套管上。在壓裂施工過程中管柱會不停的震動，所以卡瓦要求兼具易碎、硬度高及耐磨的特點。
[0003]傳統的卡瓦是一體式或分瓣式的鑄鐵件，該鑄鐵件在熱處理后的硬度接近套管壁的硬度?，F有懸掛封隔器上配置兩個傳統的卡瓦，在工具下入到設計位置后，通過管內打壓，迫使活塞剪斷銷釘后移動，通過擠壓實現鑄鐵卡瓦破裂，待活塞被鎖緊裝置固定后，即實現懸掛封隔器錨定在套管上的任務。
[0004]由于傳統鑄鐵卡瓦成品的硬度與套管的硬度接近，存在以下缺點:
[0005]1、傳統的鑄鐵卡瓦與套管壁咬合的深度淺，影響懸掛封隔器錨定套管的牢固性；
[0006]2、傳統卡瓦的硬度與套管的硬度接近，導致卡瓦的耐磨性不好，而在酸化壓裂增產施工中管柱處于震動的狀態，這樣很容易將卡瓦磨損，導致錨定失效，從而降低了施工可靠性。

【發明內容】

[0007]本發明實施例的目的是針對上述現有技術的缺陷，提供一種耐磨性好，并能夠提高酸化壓裂增產施工可靠性的鑲塊式套管卡瓦。
[0008]為了實現上述目的本發明采取的技術方案是:
[0009]一種鑲塊式套管卡瓦，包括小套管卡瓦和大套管卡瓦，所述大套管卡瓦外固定套設有至少一個所述小套管卡瓦。
[0010]所述大套管卡瓦的材質為鑄鐵，所述小套管卡瓦的材質為軸承鋼。
[0011]，所述大套管卡瓦包括外殼，所述外殼上設有鋸齒扣和至少一個凹槽，每個所述凹槽上設有通孔；所述外殼上設有至少一個剪切銷釘孔，用于安裝剪切銷釘，所述剪切銷釘使大套管卡瓦固定在懸掛封隔器上；所述小套管卡瓦包括本體，所述本體上表面設有鋸齒扣，所述本體下表面連接有倒鉤，每個所述凹槽內嵌入一個所述本體，所述倒鉤卡入所述凹槽的通孔內。
[0012]所述小套管卡瓦的本體上表面位于所述凹槽的外部。
[0013]所述凹槽為長方形，對應嵌入的所述小套管卡瓦的本體為長方形。
[0014]所述凹槽為6個，每兩個凹槽相鄰，并為一對，每對凹槽之間設有間隙，所述間隙的外殼上設有剪切銷釘孔，3對凹槽平均分布在所述外殼的四周，所述小套管卡瓦為6個。[0015]所述外殼上設有至少一條細縫。
[0016]所述外殼上設有U形凹槽。
[0017]所述外殼上部設有9條細縫，所述細縫下部的外殼上設有U形凹槽。
[0018]所述大套管卡瓦與所述小套管卡瓦通過沉孔螺釘固定連接在一起。
[0019]本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是:
[0020]本發明鑲塊式套管卡瓦以鑄鐵卡瓦為基體，并在基體中鑲入材質為Grl5(軸承鋼)的小套管卡瓦，軸承鋼硬度更高、抗接觸疲勞性能更好，因此在酸化壓裂增產施工中，管柱震動的情況下也能夠保證卡瓦具有良好的耐磨性，鑲塊式套管卡瓦能夠與套管壁咬合的深度更深，同時采用本發明的結構能大大提高懸掛封隔器使用的可靠性，從而提高酸化壓裂增產施工可靠性，大大降低了施工風險。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發明提供的鑲塊式套管卡瓦的結構示意圖；
[0022]圖2是圖1的側視圖；
[0023]圖3是圖1的俯視圖；
[0024]圖4是本發明提供的大套管卡瓦的結構示意圖；
[0025]圖5是圖1的側視圖；
[0026]圖6是本發明提供的小套管卡瓦的結構示意圖；
[0027]圖7是圖1的側視圖；
[0028]圖8是圖1的俯視圖；
[0029]圖9是本發明提供的鑲塊式套管卡瓦與懸掛封隔器裝配在一起的結構示意圖。
[0030]圖中:
[0031]I大套管卡瓦，10外殼，11第一鋸齒扣，12凹槽，13通孔，14細縫，15U形凹槽，16第一螺釘孔，17剪切銷釘孔；
[0032]2小套管卡瓦，20本體，21第二鋸齒扣，22倒鉤，23第二螺釘孔；
[0033]3沉孔螺釘；
[0034]4懸掛封隔器；
[0035]5剪切銷釘。
【具體實施方式】
[0036]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。
[0037]參見圖1、圖2和圖3，一種鑲塊式套管卡瓦，包括小套管卡瓦2和大套管卡瓦I，大套管卡瓦I外固定套設有至少一個小套管卡瓦2。
[0038]作為優選，大套管卡瓦I的材質為鑄鐵，小套管卡瓦2的材質為軸承鋼。
[0039]參見圖4、圖5、圖6、圖7和圖8,大套管卡瓦I包括外殼10,外殼10上設有第一鋸齒扣11和至少一個凹槽12，每個凹槽12上設有通孔13，外殼10上設有至少一個剪切銷釘孔17，用于安裝剪切銷釘，剪切銷釘使大套管卡瓦I固定在懸掛封隔器上；小套管卡瓦2包括本體20，本體20上表面設有第二鋸齒扣21，本體20下表面連接有倒鉤22，每個凹槽12內嵌入一個本體20，倒鉤22卡入凹槽12的通孔13內。
[0040]參見圖1和圖2，小套管卡瓦2的本體20上表面位于凹槽12的外部。即本體20上表面高出外殼10的上表面。
[0041]參見圖5和圖8，凹槽12為長方形，凹槽12底部為弧形，對應嵌入的小套管卡瓦2的本體20為長方形。與凹槽12配合的底部為弧形。
[0042]參見圖2和圖3，凹槽12為6個，每兩個凹槽相鄰，并為一對，每對凹槽12之間設有間隙，所述間隙的外殼10上設有剪切銷釘孔17，3對凹槽12平均分布在外殼10的四周，相應的，小套管卡瓦2為6個，平均分布在外殼10的四周。
[0043]小套管卡瓦經過熱處理后其硬度遠大于套管硬度和鑄鐵硬度，設計時保持小套管卡瓦略高出于大套管卡瓦外殼的表面。
[0044]工作的時候，懸掛封隔器整體是在套管里面，在懸掛封隔器的整體設計中卡瓦的外徑總體上是小于工具的最大外徑(圖中可以看出)，所以大套管卡瓦如果不被旁邊的推環，即斜坡面擠破裂，小套管卡瓦是接觸不到套管的，大套管卡瓦裝配在懸掛封隔器的推環上，整個懸掛封隔器不工作的情況下，大套管卡瓦是接觸不到套管的。當懸掛封隔器工作的時候，活塞的移動通過擠壓使大套管卡瓦破裂，小套管卡瓦在接觸到套管壁的時候也會被擠破裂，破裂后的大套管卡瓦向四周擴張，保證小套管卡瓦先接觸套管壁，實現懸掛封隔器主要靠小套管卡瓦錨定套管。
[0045]參見圖2，外殼10上設有至少一條細縫14。外殼10上設有U形凹槽15。作為優選，外殼10上部設有9條細縫14，細縫14下部的外殼10上設有U形凹槽16。每對中的兩個凹槽12之間設有一個U形凹槽16，每對凹槽12之間設有兩個U形凹槽16。
[0046]設置細縫及U形凹槽，U形凹槽使外殼壁變薄，使大套管卡瓦易于破裂。
[0047]參見圖1，圖4和圖6，為便于連接，大套管卡瓦I與小套管卡瓦2通過沉孔螺釘3固定連接在一起。大套管卡瓦I上設有第一螺釘孔16，小套管卡瓦2上設有第二螺釘孔23。第一螺釘孔16與第二螺釘孔23相對應，用于安裝沉孔螺釘3。
[0048]參見圖9，裝配時，將6個小套管卡瓦2分別放入大套管卡瓦I外壁上的6個對應的凹槽內，然后分別用沉孔螺釘3緊固，將大套管卡瓦I與小套管卡瓦2固定連接在一起，即完成鑲塊式套管卡瓦的裝配。在裝配懸掛封隔器4的時候，只需將原來的卡瓦更換為裝配好的鑲塊式套管卡瓦，剪切銷釘5穿過大套管卡瓦I上的剪切銷釘孔，將大套管卡瓦I與懸掛封隔器4裝配在一起，即完成整體裝配，懸掛封隔器4裝配兩個鑲塊式套管卡瓦。
[0049]由于本發明小套管卡瓦采用的Grl5 (軸承鋼)，所以懸掛封隔器工作時鑲塊式套管卡瓦能夠與套管壁咬合的深度更深，同時在酸化壓裂增產施工中管柱震動的情況下也保證良好的耐磨性，為酸化壓裂增產施工提供了有力的保障，大大降低了施工風險。本發明的鑲塊式套管卡瓦兼具易碎、硬度高及耐磨的優點。
[0050]本發明合理的材質選用，實現了產品成本低，并且兼具易碎、硬度高及耐磨的特點；采用軸承鋼以及相應的結構設計，使卡瓦咬合的深度更深，因為軸承鋼硬度大于套管壁的硬度，硬度大咬合的才深，結構設計主要是軸承鋼材質的小套管卡瓦略高出鑄鐵件高度，這樣小套管卡瓦受力更集中。采用本發明的結構設計，在不影響懸掛封隔器整體結構的情況下，實現以Grl5 (軸承鋼)件為主、鑄鐵件為輔的可靠性更高的錨定結構。
[0051 ] 以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種鑲塊式套管卡瓦，其特征在于，包括小套管卡瓦和大套管卡瓦，所述大套管卡瓦外固定套設有至少一個所述小套管卡瓦。
2.根據權利要求1所述的鑲塊式套管卡瓦，其特征在于，所述大套管卡瓦的材質為鑄鐵，所述小套管卡瓦的材質為軸承鋼。
3.根據權利要求2所述的鑲塊式套管卡瓦，其特征在于，所述大套管卡瓦包括外殼，所述外殼上設有鋸齒扣和至少一個凹槽，每個所述凹槽上設有通孔；所述外殼上設有至少一個剪切銷釘孔，用于安裝剪切銷釘，所述剪切銷釘使大套管卡瓦固定在懸掛封隔器上；所述小套管卡瓦包括本體，所述本體上表面設有鋸齒扣，所述本體下表面連接有倒鉤，每個所述凹槽內嵌入一個所述本體，所述倒鉤卡入所述凹槽的通孔內。
4.根據權利要求3所述的鑲塊式套管卡瓦，其特征在于，所述小套管卡瓦的本體上表面位于所述凹槽的外部。
5.根據權利要求4所述的鑲塊式套管卡瓦，其特征在于，所述凹槽為長方形，對應嵌入的所述小套管卡瓦的本體為長方形。
6.根據權利要求5所述的鑲塊式套管卡瓦，其特征在于，所述凹槽為6個，每兩個凹槽相鄰，并為一對，每對凹槽之間設有間隙，所述間隙的外殼上設有剪切銷釘孔，3對凹槽平均分布在所述外殼的四周，所述小套管卡瓦為6個。
7.根據權利要求1所述的鑲塊式套管卡瓦，其特征在于，所述外殼上設有至少一條細縫。
8.根據權利要求6所述的鑲塊式套管卡瓦，其特征在于，所述外殼上設有U形凹槽。
9.根據權利要求1所述的鑲塊式套管卡瓦，其特征在于，所述外殼上部設有9條細縫，所述細縫下部的外殼上設有U形凹槽。
10.根據權利要求1-9任一項所述的鑲塊式套管卡瓦，其特征在于，所述大套管卡瓦與所述小套管卡瓦通過沉孔螺釘固定連接在一起。
【文檔編號】E21B19/10GK103899258SQ201210585594
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月28日 優先權日:2012年12月28日
【發明者】張鼎業, 張紅, 喬鴻云, 王鵬 申請人:安東石油技術（集團）有限公司