自锁式套管水泥环挤压装置的制作方法

本技术涉及到弃井套管回收的，具体而言，涉及到一种自锁式套管水泥环挤压装置。

背景技术：

1、当一口油气井所开发的油藏内资源枯竭后，为充分利用该油气井的井槽以及配套设施，往往利用原井槽侧钻一口新井，或者进行油气井弃置作业。《gb2021石油天然气钻井海洋弃井作业规程》要求弃井作业要选择适当的井深处，然后从内至外对套管进行层层切割和打捞回收，最后用水泥进行永久封堵。然而，套管回收作业非常耗时，特别是对于复杂的海上油井，起下与套管回收的作业时间占弃井作业总时间的70％。对于这些费时的作业，节约时间就能大幅降低作业成本。目前套管的回收作业主要采用切割、打捞、套铣或磨铣技术。常见的套管回收过程，首先是将切割工具放入井下，利用切割工具将套管需要回收的截面切断，然后利用起升工具将切断的套管拔出，从而完成回收过程。但是由于前序钻井、固井过程中，套管外侧注入了水泥浆，随着水泥浆的凝固，套管、水泥浆以及周围的岩石地层(井眼)粘结形成一个整体，因此需要先对套管外的水泥环进行挤压作业。

2、常见的水泥环挤压作业过程，首先套管水泥环挤压装置放入井下，然后将套管水泥环挤压装置移动到指定位置，之后套管水泥环挤压装置就可以进行挤压作业。常规的套管水泥环挤压装置包括外管和压溃装置，在下井和提拉的过程中，压溃装置不能处于就位状态，否则套管水泥环挤压装置会被弃井卡住。因此在下井和提拉的过程中，压溃装置处于隐藏状态。当套管水泥环挤压装置到达指定位置之后，需要持续不断地向套管水泥环挤压装置内注入高压流体以提供向下的压力，使压溃装置保持在就位状态去挤压水泥环，避免套管水泥环挤压装置在水泥环阻力的作用下脱离水泥环导致挤压作业中断，但是这种方式会消耗太多能源，使得作业成本过高。

技术实现思路

1、本实用新型的主要目的为提供一种自锁式套管水泥环挤压装置，旨在解决需要向套管水泥环挤压装置持续不断注入高压流体导致能源消耗太多，作业成本过高的问题。

2、本实用新型公开了以下技术方案：

3、一种自锁式套管水泥环挤压装置，包括外管、推齿、止推齿、推杆和压溃结构；

4、所述推齿、所述止推齿和所述推杆从上到下依次连接并设置在所述外管内；

5、所述推齿、所述止推齿和所述推杆将动能传递给所述压溃结构；

6、所述压溃结构用于挤压套管水泥环；

7、所述外管的内壁设置有导向块；

8、所述推齿的外壁和所述止推齿的外壁分别对照所述导向块设置有第一导向滑槽和第二导向滑槽；

9、所述第一导向滑槽和所述第二导向滑槽设置在一条直线上；

10、所述第一导向滑槽和所述第二导向滑槽连通形成通道，所述导向块可嵌入所述通道内，并发生相对移动；

11、所述推齿底部设置有推力齿部，所述止推齿顶部设置有卡齿部，所述推力齿部和所述卡齿部可啮合；

12、所述推杆上套设有弹性件，所述弹性件被所述外管和所述推杆限位；

13、其中，当所述推齿推动所述止推齿向下移动并挤压所述弹性件，所述第二导向滑槽脱离所述导向块之后，所述止推齿在所述弹性件的作用下沿着所述推力齿部的边缘进行旋转向上的移动，直到所述导向块卡在所述卡齿部的齿谷处，实现自锁。

14、进一步地，包括多个所述第二导向滑槽；

15、多个所述第二导向滑槽沿周向设置在所述止推齿上；

16、所述卡齿部包括多个第二斜齿体；

17、所述第二斜齿体分布在每两个所述第二导向滑槽之间；

18、相邻的两个所述第二导向滑槽之间的所述第二斜齿体呈阶梯状排列；

19、其中，当实现自锁时，所述导向块卡在两个所述第二斜齿体相接的位置。

20、进一步地，包括多个所述第一导向滑槽；

21、多个所述第一导向滑槽沿周向设置在所述推齿上；

22、所述推力齿部包括多个第一斜齿体；

23、所述第一斜齿体分布在每两个所述第一导向滑槽之间；

24、所述第一斜齿体的弧度与所述第二斜齿体的弧度相适配。

25、进一步地，所述推齿还包括推动件；

26、所述推动件设置在所述第一导向滑槽槽口与所述第一斜齿体靠近所述外管顶部的一端相接的位置；

27、所述推动件用于抵接所述卡齿部，以推动所述止推齿移动。

28、进一步地，所述推杆上设置有第一螺纹，所述外管的内壁上设置有第二螺纹；

29、所述第一螺纹和所述第二螺纹相匹配；

30、所述推杆和所述外管通过所述第一螺纹和所述第二螺纹进行啮合连接。

31、进一步地，所述压溃结构包括传动结构和滚动环；

32、所述推杆的部分结构伸出所述外管，并与所述传动结构连接；

33、所述滚动环穿设在所述传动结构上；

34、其中，当进行自锁时，所述推杆通过所述传动结构，带动所述滚动环沿着所述推杆中心轴的径向方向移动。

35、进一步地，所述传动结构包括主动轮结构和从动轮结构；

36、所述推杆与所述主动轮结构连接；

37、所述从动轮结构设置在所述主动轮侧面；

38、所述从动轮结构与所述主动轮结构啮合，并沿着所述主动轮结构的轴向移动；

39、所述主动轮结构和所述从动轮结构位于所述滚动环内；

40、所述从动轮结构与所述滚动环抵接；

41、所述主动轮结构为上窄下宽的结构；

42、其中，在进行自锁时，所述推杆通过带动所述主动轮结构旋转，使所述从动轮结构沿着所述主动轮结构向下移动，以挤压所述滚动环沿着所述推杆中心轴的径向方向移动。

43、进一步地，所述推杆包括推杆本体和花键轴，所述花键轴设置在所述推杆本体底部；

44、所述主动轮结构朝向所述推杆的一端设置有花键槽，所述花键轴插入所述花键槽内。

45、进一步地，还包括卡箍；

46、所述卡箍设置在所述外管底部；

47、所述卡箍的部分结构嵌入所述外管内；

48、所述卡箍内部设置有卡槽；

49、所述主动轮结构的表面设置有卡环；

50、所述卡箍套设在所述主动轮结构上，并通过所述卡槽和所述卡环卡接进行固定；

51、所述主动轮结构的底部设置有底板；

52、所述滚动环通过所述卡箍和所述底板进行限位。

53、进一步地，还包括支撑件；

54、所述支撑件设置在所述滚动环内壁对应所述从动轮结构的位置；

55、所述支撑件用于支撑所述从动轮结构。

56、有益效果：

57、在本实用新型中，导向块嵌入第一导向滑槽和第二导向滑槽组成的竖直通道内，这样导向块可以对推齿和止推齿进行限位。当推齿推动止推齿移动使得导向块脱离第二导向滑槽后，止推齿不再被限位，在弹性件的弹力作用下，止推齿底部的卡齿部沿着与卡齿部可啮合的推力齿部的边缘向上移动，直到导向块卡在卡齿部的齿谷处，实现自锁，压溃结构也在推杆的作用下处于就位状态。在自锁状态中，止推齿、推杆和压溃结构都将被锁定在外管上，此时，这样一来，就不需要持续不断地注入高压流体维持压溃结构的就位状态，只需要注入低压流体就能够保持压溃结构的就位状态，不会消耗过多能源，作业成本会降低。