扶正器

申请号 CN201610217564.X 申请日 2012-01-13 公开(公告)号 CN105804672A 公开(公告)日 2016-07-27
申请人 道恩浩尔产品有限公司; 发明人 安德鲁·柯克; 伊恩·柯克;
摘要 本 申请 涉及扶正器。公开了用于油井、气井或 水 井的扶正器,该扶正器具有主体,并且该主体具有带轴线的孔,孔被配置成接纳被扶正的管,主体具有被配置成从孔的轴线径向延伸的至少一个弹性装置,其中主体具有邻近主体的末端从扶正器主体径向向内延伸的至少一个轴环构件。轴环可与主体单独地形成并且随后被附接,以便主体和弹性装置可任选地在单一 冲压 或成形步骤中由单片弹性材料形成。轴环(通常在每个末端)通常被同轴地固定在孔中,以便对孔中的轴环构件相对于扶正器的主体的轴向运动是有抵抗的。还公开了一种在油井、气井或水井的钻孔中扶正管的方法,以及一种制造用于扶正油井、气井或水井中的管的扶正器的方法。
权利要求

1.一种用于油井、气井或井的扶正器,所述扶正器具有主体,并且所述主体具有带轴线的孔,所述孔被配置成接纳待被扶正的管,所述主体具有至少一个弹性装置,所述至少一个弹性装置被配置成从所述孔的所述轴线径向延伸,所述主体和所述弹性装置由单片弹性材料形成,其中至少一个轴环构件邻近所述主体的末端从所述主体的内表面径向向内延伸,其特征在于,在所述主体上且在与所述轴环构件轴向间隔的末端部分处形成唇状部,所述唇状部从所述主体径向向内延伸到所述孔中,并且具有比所述轴环构件的外径小的内径,使得所述唇状部将所述轴环构件轴向地保持在所述扶正器的主体的所述孔中。
2.如权利要求1所述的扶正器,其中在将所述轴环构件插入所述主体的所述孔之前,在所述主体上形成所述唇状部。
3.如权利要求1所述的扶正器,其中所述轴环构件是环形的并且至少部分地绕着所述扶正器的所述主体的内圆周延伸。
4.如权利要求1或权利要求2所述的扶正器,其中所述轴环构件在所述主体的所述孔的每个末端由所述唇状部保持。
5.如权利要求1或权利要求2所述的扶正器,其中所述唇状部包含从其处除去材料的切去部分,以便促进所述孔在所述唇状部处的径向缩窄。
6.如权利要求1或权利要求2所述的扶正器,其中所述主体适合于在所述孔中接纳用于连接到所述管的至少一个锚固装置,其中所述锚固装置具有至少一个端面,所述至少一个端面被配置成与所述轴环构件的端面径向重叠,以便通过相对于所述扶正器的所述主体上的所述轴环构件运动所述锚固装置使所述扶正器能够在所述井的孔洞中运动,其中仅仅在所述锚固装置与所述轴环构件接合时所述扶正器被轴向运动。
7.一种制造用于扶正油井、气井或水井中的管的扶正器的方法,所述扶正器具有主体,且所述主体具有带有轴线的孔,所述孔被配置成接纳待被扶正的所述管,所述主体具有至少一个弹性装置,所述至少一个弹性装置被配置成从所述孔的所述轴线径向延伸,且其中所述主体具有邻近所述主体的末端从所述扶正器的主体的内表面径向向内延伸的至少一个轴环构件,所述方法包括由单弹性材料形成所述主体和所述弹性装置,以及通过在所述主体上形成唇状部使所述轴环构件保持在所述主体的所述孔中,所述唇状部径向延伸到所述孔中以阻止所述轴环构件轴向运动离开所述孔。
8.如权利要求7所述的方法,其中所述弹性装置通过从所述主体的在簧片旁边的区域除去材料而形成为弹性材料的所述簧片,以允许所述弹性装置相对于所述主体的其他部分径向运动。
9.如权利要求8所述的方法,其中材料从所述主体的平行于所述主体的所述孔的所述轴线延伸的部分中除去,且其中所述弹性装置在平行于所述主体的所述轴线的平面上延伸。
10.如权利要求7-9中任一项所述的方法,其中所述主体由弹性材料片轧制成管构型,且其中所述主体被固定于所述管构型中。
11.如权利要求7-9中任一项所述的方法,其中所述轴环构件形成为与所述主体分离的构件并且在所述主体的组装之后被固定到所述主体的所述末端。
12.如权利要求7-9中任一项所述的方法,其中所述轴环构件穿过在所述主体的两个末端之间形成于所述主体的壁中的轴向延伸的槽运动到所述主体的所述孔中,且其中所述槽圆周地定位在所述弹性装置之间,且其中所述轴环构件具有比所述主体中的在所述弹性装置之间的槽的轴向长度小的外径,且其中所述轴环构件具有小于所述弹性装置之间的所述槽的圆周宽度的轴向深度,以便所述轴环构件能够穿过所述槽。
13.如权利要求7-9中任一项所述的方法,其中所述轴环构件被焊、焊接焊到所述主体。
14.如权利要求7-9中任一项所述的方法,其中在将所述轴环构件插入所述孔之前形成所述唇状部的缩窄部分。
15.如权利要求7-9中任一项所述的方法,包括在构造所述扶正器的主体之后热处理所述主体的步骤。

说明书全文

扶正器

[0001] 本申请是申请日为2012年01月13日,申请号为201280004833.4,发明名称为“扶正器”的申请的分案申请。

技术领域

[0002] 本发明涉及扶正器(centraliser),具体地但不排他地涉及用于油井、气井或井中以使井眼中的一定长度的管道扶正的弹簧型扶正器。

背景技术

[0003] 通常,扶正器具有适合围绕管(tubular)的主体,并且主体通常远离管径向延伸以便管与井眼的壁间隔开。扶正器安装在它们意图扶正的管上,且然后将管和扶正器(或者在一个管上的许多扶正器)的整体组件放入孔洞中。弹簧型扶正器通常具有弹性部件诸如弓形弹簧,其靠着井眼的内壁径向伸展以维持管柱(tubular string)和井眼之间的间隔。

发明内容

[0004] 根据本发明,提供了用于油井、气井或水井的扶正器,该扶正器具有主体,并且该主体具有带轴线的孔,孔被配置成接纳待被扶正的管,主体具有至少一个弹性装置,该至少一个弹性装置被配置成从孔的轴线径向延伸,其中主体具有邻近主体的末端从扶正器主体径向向内延伸的至少一个轴环构件。
[0005] 通常,弹性装置被配置成在第一(例如,压缩)构型和第二(例如,伸展)构型之间运动,在第一(例如,压缩)构型中弹性装置布置在离主体的轴线第一径向距离处,在第二(例如,伸展)构型中,弹性装置被布置在离主体的轴线第二径向距离处,且其中第一径向距离小于第二径向距离,以便相比于处于第一构型,当处于第二构型时弹性装置离开主体径向间隔更远。通常,弹性装置在两个构型之间弹性地运动。
[0006] 通常,弹性装置与主体整合,并且主体任选地包括弹性片材料诸如弹性金属片。材料可以是固有地弹性的或者可以被处理以使其成为弹性的或增强其弹性性能。弹性装置通常从弹性片材料径向延伸。弹性装置通常保持在径向延伸的构型中,而主体被处理为在处理之后保持弹性装置的径向延伸的构型。例如,在一个实施方案中,主体可被热处理为保持径向延伸的构型。这允许主体和弹性装置以单一切割或冲压操作由单片的例如弹簧形成。
[0007] 弹性装置通常通过从簧片(strip)旁边的区域除去材料而形成为弹性片材料的该簧片,以允许弹性装置相对于片的其他部分运动,例如从片径向向外弹起。通常,从平行于主体的孔的轴线的部分除去材料,并且弹性装置通常平行于轴线延伸。材料可被切割或冲压以由片材料形成弹性装置。
[0008] 主体可被形成为轧制的片,其被轧制成管构型并且通过焊接焊或通过固定件,例如利用固定件诸如螺栓、螺丝、销或类似物来保持。
[0009] 通常,在主体组装之后或过程中,例如在挤压主体之后,但是任选地在主体被轧制成用于安装在管上的管构型之前,轴环构件可任选地形成为与主体分离的构件并且可通过任何合适的手段,例如通过焊接、锡焊或通过固定件,例如利用固定件诸如螺栓、螺丝、销或类似物来固定到主体的末端(或每个末端)。
[0010] 在某些实施方案中,轴环构件可任选地形成为主体的整体部分而不是单独地形成并且在组装过程中固定。例如,在一个任选的实施方案中,扶正器主体可由在主体的不同点处具有不同的厚度的单材料形成。例如,在主体的其中形成轴环的顶部和底部附近,材料可以较厚。在某些实施方案中,可以在扶正器主体的内表面上轧制或挤压内部轴环。这可通过以下来实现:使主体形成为具有增厚的末端部分的平的金属件或其它材料,所述增厚的末端部分适合于之后在组装程序中形成轴环;且然后将平片轧制成管主体;通过焊接或其它方法使其固定为其管构型。平片的增厚末端可被挤压或冲压,或者在切割或冲压弓形弹簧之间的槽并且将片轧制成管构型之前,片可通过模具来轧制,该模具适合于形成具有增厚的末端的平片。增厚的末端可任选地具有平面,该平面可任选地垂直于主体延伸,以便当主体被轧制成管形式时平面以90度径向向内延伸至主体的内表面。在不偏离本发明的范围的情况下轴环面的精确的度和形状可以改变。充分的是轴环接合锚固装置并限制主体和锚固装置的相对运动。
[0011] 在本发明的某些实施方案中,轴环可采取从扶正器主体的内表面径向向内延伸的至少一个形成物(formation)的形式。形成物可以任选地形成为在主体径向向内弯曲的片材料的突出部或部分。在一些实施方案中,突出部可通过焊接、锡焊或通过如以上所描述的固定件固定到主体的一个(或每个)末端。在一些情况下,轴环可以是环形的。在一些情况下,轴环构件可以是不连续的并且可以仅仅部分地围绕扶正器的主体的内圆周延伸。在不连续的布置中,轴环构件可以以规则的间隔围绕扶正器的主体的内圆周布置,但是也可以以不规则的间隔来间隔开。部分地围绕主体的内圆周延伸的单一轴环构件可在一些实施方案中得到满足。
[0012] 孔通常在轴环构件内部径向通过,通常与轴环构件的轴线对齐。轴环构件的内部孔通常具有为滑动配合在管之上的内径,允许管在轴环构件的孔内滑动。
[0013] 轴环构件通常包括环形环,其以至少部分的方式围绕主体的内表面延伸,并且通常适合于配合在圆柱形管之上,但是轴环构件的孔(或者整个轴环构件)可以具有适合于以滑动配合接纳管的其它形状。
[0014] 主体通常具有至少两个轴环构件,通常,轴环构件在主体的每个末端设置或者靠近主体的每个末端设置。
[0015] 轴环构件或每个轴环构件通常邻近扶正器的主体的末端或在扶正器的主体的末端处设置,但是可以可接受地定位于主体的轴线的中点和扶正器的末端之间,并且轴环构件不必精确地定位在主体的末端,并且事实上,在一些实施方案中,轴环构件通过例如唇状部与末端间隔开。当轴环构件设置在主体的每个末端或者邻近主体的每个末端设置时,每个轴环构件不必设置于主体上的相同点,并且在此方面,扶正器主体的两个末端可以任选地是不同的。
[0016] 主体通常通过设置锚固装置来锚固到管的一部分,该锚固装置通常采取以至少部分的方式围绕管的外表面延伸的环形的锚固环的形式,并且通常借助于平头螺丝或其它定装置例如通过舌或凹槽锁定机构或类似物固定到管,在锚固环以正确的位置应用于管之后平头螺丝或其它锁定装置可任选地起作用以将锚固环锁定在合适的位置,并且在将锚固环锁定在适当的位置之前通常允许调节锚固环在管上的位置。
[0017] 通常,锚固装置被配置为接合至少一个轴环构件以便当锚固装置接合轴环构件之后扶正器和管的相对运动被限制或阻止。通常,这通过设置具有径向延伸部(例如,内径或外径)的锚固装置来实现,该锚固装置被配置为至少与轴环构件的径向延伸部(例如,内径或外径)重叠。锚固装置通常具有关于主体的轴线径向延伸的端面。通常,锚固构件适合于接合主体上的轴环构件中的每个。
[0018] 任选地,锚固装置可具有与轴环构件类似的内径,以便当锚固装置被固定到管时,扶正器可仅仅相对于管轴向运动,直到例如轴环构件的端面邻接固定的锚固装置的端面,并且这两个部件接合以将主体相对于固定的锚固装置的轴向运动限制在有限的范围内,这种轴向运动通常由主体上邻近的轴环构件之间的轴向距离控制。
[0019] 通常,锚固装置允许主体相对于管旋转运动,甚至同时通过轴环构件与锚固装置的接合限制轴向运动。在本发明的不同的实施方案中,轴环构件的内径可以与锚固装置的外径重叠,或者轴环构件的外径可以与锚固装置的内径重叠。因此,这些部件可采取在本发明的范围之内的多种不同的布置,条件是它们可接合以在锚固装置以合适的位置固定在管上时限制主体的运动。
[0020] 通常,主体的末端或每个末端被形成为将轴环构件的外径接纳在孔之内通常是圆柱形孔之内,其中轴环构件是具有圆形横截面的环形环。轴环构件通常以紧密公差配合到主体的末端的孔中以便其可固定地保持在孔中。轴环构件可任选地固定在孔中(通常对轴环构件在孔中的轴向运动是有抵抗的),例如通过焊接、锡焊或通过固定件,焊接、锡焊或固定件通常在间隔开的位置围绕轴环构件的圆周来定位,例如可以在2个或3个等距间隔的位置围绕轴环构件的外径应用焊缝或锡焊。
[0021] 任选地,轴环构件可以是闭合的环形环,但是在一些实施方案中,轴环构件可以是开口环,该开口环由于被施加于环的开口端的打开或闭合力而能够采取不同的直径(例如,内径)。
[0022] 在一些实施方案中,轴环构件可通过主体末端插入主体的末端中,任选地在主体的片材料通过例如焊接或锡焊各边而固定以形成管主体之前。在一些其它的实施方案中,在轴环构件被连接到主体之前主体以管构型形成。在一个这样的实施方案中,轴环构件可穿过开口端的孔或者可穿过弹性装置之间的空间,并且在这样的实施方案中,轴环构件通常具有比主体中的在弹性构件之间的槽的轴向长度小的外径,以便允许轴环构件穿过槽。通常,轴环构件也可具有轴向深度,该轴向深度小于弹性构件之间的槽的圆周宽度,以便轴环构件可穿过槽。
[0023] 在本发明的一些实施方案中,主体的末端具有唇状部,唇状部延伸到定位在末端孔中的轴环构件之外,并且任选地唇状部形成有比末端孔小的直径,并且通常形成有比轴环构件的外径小的内径,从而以使轴环构件保持在末端孔中。唇状部的缩窄可通过径向向内锻造或弯曲或折叠主体的材料而形成,并且唇状部可任选地包含从其处除去材料的切去部分或类似的部分,以便促进孔在唇状部处的缩窄。通常可在将轴环构件插入孔中之前或之后形成唇状部的缩窄部分。
[0024] 轴环构件通常具有端面,该端面接合锚固装置以便当锚固装置固定在管上的合适的位置并且组装的扶正器定位于其之上时,锚固装置允许扶正器围绕锚固装置和管自由旋转,但是通过在扶正器的每个末端处接合轴环构件的端面来限制扶正器沿着管在限制范围内的轴向运动。因此,扶正器可使柱自由地向上运动,直到锚固构件的下部面接合下部轴环构件的上端面,在该点处,扶正器的主体不能在轴向方向上进行任何进一步的向上运动,但其仍然可围绕管和锚固构件旋转。同样地,扶正器可使柱自由地向下运动,直到锚固构件的上部面接合上部轴环构件的下端面,在该点处,扶正器的主体不能在轴向方向上进行任何进一步的向下运动,但其仍然可围绕管和锚固构件旋转。在末端孔中的轴环构件的任选的焊接或其它固定件以及任选的缩窄的唇状部部分抵抗施加于扶正器的轴向力使轴环部分保持在主体中。
[0025] 轴环构件可由本发明的范围内的不同的材料形成,但是在一些实施方案中,通常地可由软钢形成,并且可任选地焊或锡焊到主体。通常,轴环构件由与主体不同的材料制成,并且可由可模塑或铸造或者以其它方式加工成不同形状的材料制成。
[0026] 本设计的重要的益处是在轴环构件和锚固装置两个部件发生接合之前轴环构件和锚固装置的自由的(但有限的)相对运动允许柱的更简单的安装以及在放入孔洞中时扶正器的更少的变形,因为轴向力仅仅从扶正器的前端施加到扶正器的主体以便扶正器从前端拉进到孔洞中而不是从其尾端推进孔洞中。这意味着在送入过程中扶正器轴向伸出,使轴环构件轴向分离,并且使弹性装置从主体径向向外延伸并且通常紧紧地压在钻孔的壁的内表面上以伸长超过其正常的静止位置,从而减小了其从管的轴线的径向延伸并且从而减小了井眼壁和弹性装置之间的摩擦阻力,这对送入程序来说是重要的优势,因为之后需要较小的力来将柱推入井眼中。这也减小了弹性装置和井眼壁的摩损。因此,在扶正器的主体的前端由与轴环构件接合的锚固装置施加的拉动作用趋于避免弹性装置的过早的径向伸展,该弹性装置的过早的径向伸展可导致在径向伸展的构型中的弹簧的卡死,送入时过多的摩擦阻力,以及对设备的额外的磨损和撕裂。
[0027] 同样,如果在送入过程中将扶正器拉进到孔洞中的轴向力停止,则通常使伸长的扶正器平衡以迅速地再伸展成伸展构型,在该伸展构型中,弹性装置径向伸展以压在井眼壁上,并且由于柱停止其进入钻孔中的轴向前进,管在钻孔中简单地自动扶正。
[0028] 如果被拉进到孔洞中的柱需要被拉出孔洞,例如以尝试越过卡点,则锚固构件在扶正器的主体中的滑动运动仅仅在其与上部轴环构件连接时将轴向力施加于扶正器,因此维持管在孔洞中的扶正,直到轴向力接合在扶正器上的点,并且在该点时,(由于轴向方向的逆转以及锚固构件在主体中的滑动)扶正器再一次从其前端被拉动,且因此自动地实现拉动而不是推动扶正器通过井眼的相同的益处。
[0029] 本发明还提供了在油井、气井或水井的钻孔中扶正管的方法,该方法包括如下步骤:在管上设置扶正器,该扶正器具有主体,该主体具有带有轴线的孔,管被布置在主体的孔中,主体具有至少一个弹性装置,至少一个弹性装置被配置成从孔的轴线径向延伸,且其中主体具有至少一个轴环构件,至少一个轴环构件邻近主体的末端定位,该方法包括借助于在扶正器的主体的两个末端之间固定到管的锁定环将扶正器固定到柱的步骤,并且包括通过在钻孔中轴向运动管从而相对于扶正器的主体上的轴环构件运动锁定环来使扶正器在孔洞中运动的步骤,其中仅仅在锁定环与轴环构件接合时扶正器被轴向运动。
[0030] 本发明还提供了一种制造用于扶正油井、气井或水井中的管的扶正器的方法,该扶正器具有主体,且主体具有带有轴线的孔,孔被配置成接纳待被扶正的管,主体具有至少一个弹性装置,该至少一个弹性装置被配置成从孔的轴线径向延伸,且其中主体具有邻近主体的末端从扶正器主体径向向内延伸的至少一个轴环构件,该方法包括由单块弹性材料形成主体和弹性装置,以及通过主体上的唇状部使轴环保持在主体的孔中,该唇状部径向延伸到孔中以阻止轴环构件轴向运动离开孔。
[0031] 轴环构件穿过在主体的两个末端之间形成于主体的壁中的轴向延伸的槽运动到主体的孔中,且该槽圆周地定位在弹性装置之间,轴环构件具有比主体中的在弹性构件之间的槽的轴向长度小的外径,且轴环构件具有小于弹性构件之间的槽的圆周宽度的轴向深度,以便轴环构件能够穿过该槽。
[0032] 该方法还包括在构造扶正器之后热处理主体的步骤。
[0033] 可单独地或者与其它方面中的一个或多个结合来实践本发明的不同的方面,如相关领域的技术人员将要理解的。可任选地结合本发明的其它方面的任选特征中的一个或多个来提供本发明的不同的方面。同样,关于一个实施方案所描述的任选的特征通常可单独结合或者与本发明的不同实施方案中的其它特征一起结合。
[0034] 现在将参照附图来详细地描述本发明的不同的实施方案和方面。从包括阐释许多示例性实施方案和方面以及实施的图的本发明的整个描述中,本发明的还其它方面、特征和优势是容易明白的。本发明还能够具有其它的和不同的实施方案和方面,并且可以在不同的方面中修改其一些细节,全部没有偏离本发明的精神和范围。因此,附图和描述本质上被认为是阐释性的,并且不被认为是限制性的。此外,本文所用的术语和措辞唯一地被用于描述目的并且不应被解释为在范围上是限制性的。语言诸如“包括(including)”、“包括(comprising)”、“具有”、“包含”或“涉及”及其变化形式意图是宽泛的,并且包括其后所列的主题、等同方案,以及未叙述的额外的主题,并且不意图排除其它添加物、部件、整数或步骤。同样地,为了可适用的合法的目的,术语“包括(comprising)”被认为与术语“包括(including)”或“包含”同义。
[0035] 仅仅为了提供本发明的上下文的目的,文件、作用、材料、装置、制品及类似物的任何讨论被包括在说明书中。不表明或代表这些事项中的任一项或全部形成现有技术基础的一部分或者是在与本发明相关的领域中的一般常识。
[0036] 在本公开内容中,当在组成、元件或一组元件之前具有过渡短语“包括(comprising)”时,应理解,还考虑在组成、元件或一组元件的叙述之前具有过渡短语“基本上由...组成”、“组成”、“选自由...组成的组”、“包括(including)”或“是”的相同的组成、元件或一组元件,且反之亦然。
[0037] 本公开内容中的所有数值被理解为被“约”修饰。本文描述的所有单数形式的元件或任何其它部件被理解为包括其复数形式且反之亦然。
[0038] 在本公开内容中,术语“向上”和“向下”以及类似的术语将参照井来使用,并且将被理解为意指“向上”表示朝向井的井口或朝向表面的方向,且“向下”表示朝向井眼的底部的方向。技术人员将理解,井经常偏离并且井眼的靠近井的顶部的一部分常常可以比井眼的更靠近井眼底部的另一部分深入地下。

附图说明

[0039] 在附图中,
[0040] 图1是根据本发明的扶正器的侧视图;
[0041] 图2是通过图1的线A-A的截面图;
[0042] 图3是图2的侧截面图的近视图,显示了高亮区域B的细节;
[0043] 图4是图1的扶正器中使用的轴环构件的第一实施方案的侧视图;及
[0044] 图5是可在图1的扶正器中使用的轴环构件的第二变化形式。

具体实施方式

[0045] 现在参照附图,图1显示了根据本发明的扶正器的第一实施方案的侧视图。扶正器10具有带上端和下端16、17的大体管形的主体15。主体具有在两个末端16、17之间延伸的中心轴线A-A。末端16、17大体具有带圆形横截面的相同的圆柱形形状。在上端和下端16、17之间,主体15的中心部分包括至少一个弹性装置,在这种情况下是以弓形弹簧20的形式,该弓形弹簧20在大体圆柱形的上端和下端16、17之间延伸。弓形弹簧20通常采取径向延伸或“弓形向外”的静止位置,并且当运动离开径向延伸位置时,由于径向向内运动而产生的压缩或者由于从主体15的轴线径向向外运动而产生的伸展,弓形弹簧20弹性偏置或充满力量。
[0046] 通常,主体15由单片轧制弹簧钢形成,从单片轧制弹簧钢中在金属簧片之间切割出槽,切割出槽之后将形成组装的扶正器10中的弓形弹簧20。在弓形弹簧20之间形成的槽通常平行于主体的轴线延伸,并且基本上延伸遍及主体的在主体的两个圆柱形末端16、17之间的长度。弓形弹簧20通常以相等的距离彼此圆周地间隔。通常,在主体15中设置两个、三个、四个、五个、六个或一些其它数目的弓形弹簧20,并且弓形弹簧之间的槽通常是相对长的且宽的,允许弓形弹簧关于主体15的轴线径向地自由运动。
[0047] 通常,通过在主体15的上端和下端16、17之间施加轴向压缩力来将弓形弹簧20推动到伸展的构型中,且然后任选地处理主体15同时维持轴向压缩构型(例如通过热处理),以便当完成热处理或其它处理时,弓形弹簧20保持径向伸展的构型作为静止构型。这意味着弓形弹簧20在径向方向上朝向或远离主体15的中心轴线的偏移使弓形弹簧充满力量并且推动它们返回到图1所示的静止(伸展的)构型。
[0048] 通常,在槽已被切割以在平片中形成弓形弹簧20之后通过轧制弹簧钢的平片而形成主体15。通常,平片的侧面被焊接或以其它方式被固定在一起以便形成大体上管形的结构,然后通过末端的轴向压缩,和/或通过在热处理过程中借助于内部框架支撑结构使弓形弹簧径向运动到径向伸展的构型而使该大体上管形的结构成为图1中所示的径向伸展的构型。
[0049] 在主体15被冲压或以其它方式成形、固定为管体的形式并用例如热进行处理以保持弓形弹簧20的径向伸展的构型之后,主体的圆柱形上端和下端16、17通常与轴环构件25配合。轴环构件25形成为紧密配合在圆柱形上端和下端16、17的内径中。通常,轴环构件25可提供到成形主体的开口孔,即,通过开口孔插入上端和下端16、17中。轴环构件25通常可固定在合适的位置,例如,其可被焊接(例如,点焊)在圆柱形上端和下端16、17的合适的位置以便抵抗轴环构件25相对于主体15的旋转和轴向运动。可使用将轴环固定在合适的位置的其它方法。在轴环构件25插入主体15的上端和下端16、17中之后,轴向延伸到轴环构件25的末端之外的唇状部16l、17l被通常相对于主体的钻孔弯曲或锻造或者以其它方式被强制径向向内以便使轴环构件25保持在主体15的圆柱形末端16、17之间的钻孔中。任选地,可在轴环构件25插入钻孔中之前形成唇状部。作为该唇状部形成过程的一部分,唇状部16l、17l可任选地被穿孔或分裂或者可使材料从其被除去以便形成切去部分以便促进唇状部的弯曲、折叠或其它强制操作,以便形成在轴环构件25的外端由唇状部的缩窄而提供的径向限制。唇状部的缩窄帮助将轴环构件25保持在扶正器10的主体15内,并且帮助抵抗可趋于从主体15中逐出轴环构件的轴向力。
[0050] 在一个可能的变化形式中,代替轴环构件的是与轴环构件25一样的实心环形环,其可以以如图5所示的开口环25a的形式设置。这具有其它优势,其将在适当的时候被描述。
[0051] 轴环构件25(或轴环构件的其它变化形式)通常具有平的端面。平的端面通常向主体径向向内延伸以与锁定环30形式的锚固装置相互作用,该锁定环30通常以与轴环构件25相同的尺寸形成,并且该锁定环30通常具有洞或其它形成物以便使其能够固定到扶正器所连接的管。在实践中,扶正器设有主体15,该主体15具有如图1所示的插入并焊接在合适的位置的轴环构件25;和宽松地设置的中心锁定环30。通常,中心锁定环30和/或轴环构件可穿过形成的弓形弹簧20之间的槽,且然后转动以便其与主体15的钻孔同轴,且以便锁定环30与轴环构件25同轴,在该点处,扶正器10和锁定环30的整个组件被提供至管并在其外径上滑动。当扶正器10处于希望的位置时,锁定环30通过用已知的手段,通过利用平头螺丝、锁定机构、舌和凹槽布置或滑动等等,通常通过穿过弓形弹簧20之间的槽的扭矩工具操作它们,固定锁定环而固定到管的外表面。当锁定环30被固定到管的外表面之后,扶正器10相对于锁定环30且因此相对于管的轴向运动被限制,使得扶正器10可使管向下运动,直到锁定环30的上表面邻接扶正器主体的上端16的轴环构件25的下表面。同样,扶正器可使柱相对于固定的锁定环30向上运动,直到锁定环30的下端面邻接定位在扶正器主体的下端17的轴环构件25。通常,扶正器10始终围绕管自由旋转而不受锁定环30干扰。
[0052] 当扶正器10被应用于柱并且锁定环30被固定到管的外表面时,管进入孔洞中。由于管被强制轴向地进入孔洞中,扶正器10允许柱滑动通过主体15,直到锁定环30的下端面压在扶正器10的下端17的轴环构件25的上端面上。因此,靠近扶正器主体15的底部施加使扶正器运动进入孔洞中的力。由于扶正器10被拉进井眼的界限中,弓形弹簧20通过井眼的界限径向向内压缩,在弓形弹簧20的外表面和井眼的内表面之间产生摩擦阻力(即,牵引)。然而,由于使扶正器径向运动通过井眼的力作为锁定环30在扶正器10的主体15中滑动运动的结果而从靠近扶正器的前端(即,下端17)被施加,扶正器10通过井眼的狭窄收缩而从其前端有效地被拉出,从而拉伸扶正器主体15,以便上端和下端16、17进一步分离,并且弓形弹簧20自然地径向向内回缩,从而,减小了由扶正器10施加给井眼的内表面的牵引。这极大地促进了送入程序,因为每个扶正器的一端首先被有效地拉进井眼中,并伸出并径向压缩以便减小牵引。由于柱必须有效地从上方推进井眼中,并且不能从下方拉进,根据本发明的扶正器的布置允许更简单的安装,并且减小了牵引、对部件的磨损以及送入时间。
[0053] 在送入程序停止的情况下,例如,由于井眼中遇到的限制,扶正器10不再通过将锁定环30接合到下部轴环构件25上来拉动,且然后扶正器10可在弓形弹簧20的自然弹性下扩展以便使管和井眼之间的平衡均衡。同样,柱可相对于扶正器10(其通常可在井眼中保持固定)旋转,允许管柱在扶正器的钻孔中旋转。如果柱必须从井眼中缩回以便尝试不同的送入方法,或者清除明显的阻碍,则当管的柱向上运动时扶正器在井眼中保持固定,使锁定环30从下端17向上端16运动。当其达到上端16时,其邻接定位于上端16的轴环构件25,并再次施加轴向力以使扶正器运动。再一次,扶正器10通过井眼从其前端拉动而不是从其尾端推动,其再次伸出扶正器主体15,从而减小弓形弹簧20的径向延伸,并减小如以上所描述的牵引和磨损等等。
[0054] 在本发明的某些实施方案中,扶正器意图用于与一定长度的管一起使用,该一定长度的管在其末端具有箱状物或销部分,并且很可能具有其它径向间断部(discontinuity),扶正器在固定于合适的位置之前必须越过这些其它径向间断部。就这一点而言,开口环变化形式25a是特别有用的,因为当其移到管上的径向间断部(即,管的末端上的箱状物)时其可通过移开开口端而径向扩展。任选地,这可在组装扶正器的不同部件之前完成,例如在轴环25a被焊接到主体25的末端16、17的钻孔中之前。
[0055] 在本发明的一些实施方案中,图中所示的唇状部16l、17l可被省略,并且轴环25、25a可通过其它手段例如唯一地通过焊接或通过固定装置诸如平头螺丝等等保持在末端
16、17的钻孔中。在其中轴环构件包括由用于形成主体的片材料形成的至少一个突出部的某些实施方案中,突出部可任选地与弓形弹簧之间的槽对齐并且可任选地通过从突出部的侧面除去片材料,留下仅仅通过邻近主体的末端的一侧与片相连接的突出部来形成,允许突出部向片径向向内弯曲以形成主体末端的狭窄部分以限制扶正器主体相对于锚固构件的运动。突出部可以是单个突出部,或者可选地轴环可由许多突出部形成,这些突出部以这种方式或类似的方式从主体径向向内弯曲而形成。在一些实施方案中,突出部或每个突出部可由与主体不同的材料形成并且通过焊接或以上公开的其它方法附接到主体。在不同的实施方案中的突出部可以与弓形弹簧之间的槽对齐,但是这是不必要的,并且涵盖其中突出部与弓形弹簧圆周对齐的本发明的实施方案。突出部通常可以在相同平面上沿着主体的轴线轴向对齐,以便锚固装置在阵列中同时接触所有突出部。
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