專利名稱：夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種夾具，該夾具可用于將各種設(shè)備緊固在環(huán)形結(jié)構(gòu)上或孔上，特別是緊固在用于油氣井領(lǐng)域的管道上。本發(fā)明的夾具特別適合于將井下測量儀器固定在管道支線上，例如，固定在生產(chǎn)油管上。
背景技術(shù)：
眾所周知，在油氣井領(lǐng)域需要向油氣井中插入各種類型的測量設(shè)備以用于測量井下的情況。例如，可以將壓力和溫度測量儀器固定在生產(chǎn)管道的一端或一部分上，通過將這些管道被插入到油井中，以將測量儀器送到測量點(diǎn)。其中，一種將測量設(shè)備固定到管道上的方法是將環(huán)狀夾具緊固在管道外徑上，并將測量設(shè)備連接在夾具上。例如，通過焊接的方式連接在夾具上。將測量設(shè)備連接在夾具上應(yīng)當(dāng)牢固、可靠。為了避免昂貴的回收操作或設(shè)備丟失，必須要保證夾具和設(shè)備不能丟失在油氣井中。另外，一個好的夾具應(yīng)具有小的徑向尺寸，這是因為在井下應(yīng)用中，夾具的使用空間有限。通常情況下，該空間為一個環(huán)面，該環(huán)面位于油氣井管套和沿著油氣井管套延伸的生產(chǎn)鉆孔之間。本發(fā)明提供的夾具能夠滿足上述需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種夾具，該夾具包括一主體，所述主體可用于圍繞一內(nèi)部部件，例如，一根管道，所述主體還可用于被一外部部件圍繞，例如，一個鉆孔。所述夾具可釋放地連接在所述內(nèi)部部件或外部部件上。一軸向延伸開口穿過所述主體進(jìn)行延伸。在本發(fā)明中，所述夾具包括一鎖臂，所述鎖臂的端部連接在所述主體上。所述鎖臂可以彈性地使與端部相對的自由端在徑向方向上移動。所述鎖臂在所述端部一定距離處包括一鎖墊，在鎖臂的鎖定位置該鎖墊可分別往主體的內(nèi)徑或外徑的外部徑向地延伸。所述鎖墊可用于與所述內(nèi)部部件或外部部件中的凹槽連接。所述鎖臂可以沿著所述主體的彎曲面、沿著所述主體的一部分圓周延伸。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，夾具至少設(shè)置有兩個鎖臂，其中，至少一個鎖臂從其端部開始順時針地延伸，至少一個鎖臂從其端部逆時針地延伸。夾具的該實施例可以在兩個方向上吸收大量的扭力。優(yōu)選地，所述夾具包括多個鎖墊，這些鎖墊可沿著所述內(nèi)徑和外徑相互等距地分布。在另一優(yōu)選實施例中，所述鎖臂包括一操作接口，以在徑向方向上彎曲鎖臂時用于連接。例如，所述操作接口可以為一螺紋孔。該操作接口例如可以用于與一工具連接，其中的工具用于在一鎖定位置和非鎖定位置彎曲所述鎖臂。具體地，當(dāng)所述夾具包括多個鎖臂時，例如，四個或更多，相對于手動地執(zhí)行彎曲操作，該工具可以更方便地執(zhí)行連接或脫離工序。優(yōu)選地，所述帶有主體、鎖臂、以及鎖墊的夾具可以為一整體。也就是說，夾具的這些組件例如可以為一相同工件或連接在一起不能拆解的工件。例如，可通過焊接使它們連接在一起。這樣的優(yōu)點(diǎn)在于，不會有松動的部件從夾具上掉入井下完井中。這樣，夾具就不需要螺栓或其它可拆卸的組件。本發(fā)明夾具的另一個優(yōu)選實施例中，鎖臂可以設(shè)置在兩個狹縫之間，其中每個狹縫設(shè)置在鎖臂的縱向側(cè)。有利地，所述狹縫可以設(shè)置在鎖臂和主體之間。所述夾具可以包括一軸向延伸的引導(dǎo)凹槽，所述引導(dǎo)凹槽相對于所述鎖墊設(shè)置在主體的相對徑向側(cè)面上。通過本發(fā)明夾具可以得到一個具有較小徑向延伸的夾具。當(dāng)在空間要求嚴(yán)格的油氣井中使用時，這種夾具特別方便。同樣，如前所述，由于沒有任何松動或可拆卸的部件，夾具中的任何一個部件都不會掉入油氣井中。另外，本發(fā)明夾具易于安裝和拆卸。如前述提出的本發(fā)明夾具的主要目的，當(dāng)本發(fā)明夾具用于油氣井中時，該夾具應(yīng)可以將各種設(shè)備固定在正確位置，以及在這些設(shè)備的整個生命周期中，保護(hù)這些設(shè)備不受撞擊以及不受負(fù)載。


在本發(fā)明的簡要描述中已經(jīng)對本發(fā)明夾具進(jìn)行了描述，現(xiàn)在將參考附圖對本發(fā)明進(jìn)行更為詳細(xì)、具體的描述。其中:圖1為本發(fā)明夾具的立體圖；圖2為圖1中夾具的橫截面圖；圖3為本發(fā)明夾具和一內(nèi)部環(huán)形部件的橫截面圖；圖4為一連接區(qū)域的放大截面圖；圖5為本發(fā)明夾具所固定在的一內(nèi)部部件的部分立體圖；圖6為圖5帶有本發(fā)明夾具的立體圖；圖7為本發(fā)明夾具和該夾具連接到的一管道的軸向切割立體圖；圖8為本發(fā)明夾具一優(yōu)選應(yīng)用的視圖；圖9為本發(fā)明夾具另一實施例的立體圖；以及圖10為本發(fā)明夾具又一實施例的放大截面圖。
具體實施例方式圖1示出了本發(fā)明的夾具I。圖示的夾具I包括一環(huán)狀主體3，四個鎖臂5連接在主體3上。鎖臂5與環(huán)狀主體3的曲率幾乎相同。進(jìn)一步地，鎖臂5的端部7固定在主體3上。通過彎曲鎖臂5，與端部7相對的自由端9可以沿徑向方向移動。這樣，沿著徑向平面，鎖臂5具有一定的柔韌性。這樣的好處在于，鎖臂5在軸向方向A上具有一延展性，使得鎖臂5在軸向方向上表現(xiàn)出一定的硬度。另外，由于位于鎖臂5和主體3之間、鎖臂5面向軸方向的一側(cè)的狹縫11比較狹小，因此，在軸向方向A上，通過鎖臂5抵在主體3上，該鎖臂5的任何移動都會被阻止。在鎖臂5徑向向內(nèi)的一側(cè)，在自由端9的附近，鎖臂5具有一鎖墊13。鎖墊13進(jìn)一步徑向向內(nèi)延伸，延伸長度大于主體3的內(nèi)徑4。較佳地，該鎖墊可以與其面向的凹槽113(如圖3所示)連接，其中，凹槽113設(shè)置在連接在夾具I上的環(huán)形構(gòu)件101的外表面。這將在后面進(jìn)一步描述。在鎖臂5徑向向外的一側(cè)，在自由端9的附近，鎖臂5具有一操作接口 15，該操作接口為一螺紋孔。為了將與凹槽113連接的鎖墊13移出，操作員只需要使用一簡單的螺絲或一合適的工具(未示出)連接到螺紋孔即可。除了可以將鎖臂5設(shè)置在主體3中，在一實施例中，鎖臂5還可以被設(shè)置在主體3的一軸端上。然而，在該實施例中，只有一個狹縫11可用于保持鎖臂5的軸向位置。在另一實施中，鎖臂5還可以設(shè)置在主體3的兩個軸側(cè)。除了使用狹縫11，在一實施例中，還可以使用孔隙(未示出)。在該實施例中，如果一軸向力被施加在夾具I上，鎖臂5不會抵靠在主體3上。這樣，將會在鎖臂5的端部7處
產(chǎn)生一扭矩力。另外,在另一實施例中,可以只設(shè)置一個鎖臂5，然而，如圖1所示，多個鎖臂5有利于軸向力和扭力的分散。進(jìn)一步地，鎖臂5除了可以沿著主體3的彎曲面(如圖1所示)的切線方向延伸，在一實施例中，鎖臂5還可以在軸線方向延伸。然后，鎖臂可以被設(shè)置在狹縫之間，該狹縫位于鎖臂和主體之間，或者鎖臂也可以在主體結(jié)構(gòu)外部的軸向方向上延伸。圖2示出了圖1中夾具的橫截圖。如圖2所示，為了在夾具I和內(nèi)部環(huán)形部件101(如圖3所示)之間獲取一個均勻分布的力，優(yōu)選地，該鎖墊13沿著主體3的內(nèi)徑對稱地分布。如圖1、圖2所示，四個鎖臂5的鎖墊中的兩個也可以從端部7開始順時針地延伸，而另外兩個則逆時針地延伸。該特征可以抵抗兩個方向上的扭力。另一有利特征是，多個鎖臂5可以設(shè)計成具有不同的諧振頻率，這樣，可以克服由于振動引起的諧振問題。圖3示出了夾具I的另一橫截面圖，然而，該夾具I固定在內(nèi)部環(huán)形部件101的外部。如前所述，環(huán)形部件101具有一凹槽113，該凹槽113可用于收容和連接該鎖臂5的鎖墊13。圖4為鎖墊13與凹槽113連接區(qū)域的放大橫截圖。圖5示出了沒有夾具I連接的內(nèi)部環(huán)形部件101的立體圖。在該圖中，可以看到兩個凹槽113。圖6示出了如圖5所示相同的內(nèi)部環(huán)形部件101，但在圖中有一夾具I連接在部件101上。圖7示出了切開夾具I和內(nèi)部環(huán)形部件101的一個切口，描述了鎖墊13如何延伸到內(nèi)部部件101的凹槽113中。圖8示出了本發(fā)明夾具的實際使用。在該實施例中，內(nèi)部環(huán)形部件101為一段管道，該段管道形成了生產(chǎn)油管(未示出)管柱的一部分。這樣，可以在部件101的每端設(shè)置螺紋，以和生產(chǎn)油管組件的螺紋匹配。在該實施例中，一個壓力和溫度測量儀器201可以通過焊接在該兩個夾具I的至少一個上從而設(shè)置在兩個夾具I之間。一個變壓器線圈也可以焊接在相同的一個夾具上，還可以設(shè)置第三個夾具來保護(hù)變壓器線圈，并使變壓器線圈定位。圖9示出了本發(fā)明夾具I的一可選實施例。該夾具I包括一凹槽17，以用于容納用于控制各種井下設(shè)備的電、水控制線纜(未示出)。該夾具I的目的在于在安裝和操作過程中引導(dǎo)和保護(hù)這些線纜。圖10也示出了本發(fā)明夾具I’的一可選實施例。該夾具I’可用于鎖定在外部環(huán)形部件101’的內(nèi)部。例如，鎖定在一鉆孔上。如前所述的實施例，夾具I’包括一主體3’、帶有一鎖墊13’的鎖臂5’，其中鎖墊13’用于伸入到外部件101’的凹槽113’中。為了使鎖臂5’徑向地向內(nèi)彎曲，以使鎖墊13’脫離凹槽113’的連接，可以在鎖臂5’中設(shè)置一操作接口 15’。在本發(fā)明實施例的夾具I’中，當(dāng)鎖臂5’位于未彎曲或未移動位置時，鎖墊13’向主體3的外徑4’之外徑向伸出。圖9所示的凹槽17也可以用于圖10所示的實施例中，該凹槽位于徑向向內(nèi)延伸的兩個突起之間。
權(quán)利要求
1.一種夾具(1，1’)，所述夾具(l，r)包括一主體(3，3’)，所述主體(3，3’)用于圍繞一內(nèi)部部件(101)，例如，一根管道，或者，所述主體(3，3’)用于被一外部部件圍繞，例如，一個鉆孔，所述夾具(I)可釋放地連接在所述內(nèi)部部件或外部部件上，其中，一軸向延伸開口穿過所述主體(3，3 ’)進(jìn)行延伸，其牲在于: -所述夾具包括一鎖臂(5)，所述鎖臂(5)的端部(7)連接在所述主體(3，3’)上，所述鎖臂彈性地使與端部相對的自由端(9)在徑向方向上移動； -所述鎖臂(5)在所述端部(7) —定距離處包括一鎖墊(13)，在鎖臂(5)的鎖定位置，所述鎖墊(13)分別往主體(3，3’)的內(nèi)徑(4)或外徑(4’)外部徑向地延伸； 其中，所述鎖墊(13)用于與所述內(nèi)部部件(101)或外部部件(101’)中的凹槽(113)連接。
2.按權(quán)利要求1所述的夾具(1，1’)，其特征在于，所述鎖臂(5)沿著所述主體(3)的彎曲面、沿著所述主體(3)的一部分圓周延伸。
3.按權(quán)利要求2所述的夾具(1，I’)，其特征在于，所述夾具(1，I’)包括至少兩個鎖臂(5，5’)，其中，至少一個鎖臂(5，5’)從其端部(7)開始順時針地延伸，至少一個鎖臂(5，5’)從其端部(7)逆時針地延伸。
4.按權(quán)利要求1、2或3所述的夾具(1，I’)，其特征在于，所述夾具包括多個鎖墊(13，13 ’)，所述多個鎖墊(13，13 ’)沿著所述內(nèi)徑和外徑相互等距地分布。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的夾具(1，I’)，其特征在于，所述鎖臂(5，5’)包括一操作接口(15)，以在徑向方向上彎曲鎖臂時用于連接，例如，所述操作接口可以為一螺紋孔。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的夾具(1，I’)，其特征在于，所述帶有所述主體(3，3’)、鎖臂(5，5’)、以及鎖墊(13，13’)的夾具為一整體。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的夾具(1，I’)，其特征在于，所述鎖臂(5，5’)設(shè)置在兩個狹縫(11)之間，其中每個狹縫設(shè)置在鎖臂(5，5 ’)的縱向側(cè)，所述狹縫(11)設(shè)置在鎖臂(5，5’)和主體(3，3’)之間。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的夾具(1，I’)，其特征在于，所述夾具包括一軸向延伸的引導(dǎo)凹槽(17)，所述引導(dǎo)凹槽(17)相對于所述鎖墊(13，13’)設(shè)置在主體(3)的相對徑向側(cè)面上。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的夾具(1)，其特征在于，所述夾具連接到一伸入一油氣井的生產(chǎn)油管上。
全文摘要
一種夾具(1，1’)，所述夾具(1，1’)包括一主體(3，3’)，所述主體(3，3’)用于圍繞一內(nèi)部部件(101)，或者所述主體(3，3’)用于被一外部部件圍繞，所述夾具(1)可釋放地連接在所述內(nèi)部部件或外部部件上，一軸向延伸開口穿過所述主體進(jìn)行延伸(3，3’)，所述夾具包括一鎖臂(5)，所述鎖臂(5)的端部(7)連接在所述主體(3，3’)上，所述鎖臂彈性地使與端部相對的自由端(9)在徑向方向上移動，所述鎖臂(5)在所述端部(7)一定距離處包括一鎖墊(13)，在鎖臂(5)的鎖定位置，所述鎖墊(13)分別往主體(3，3’)的內(nèi)徑(4)或外徑(4’)外部徑向地延伸，所述鎖墊(13)用于與所述內(nèi)部部件(101)或外部部件(101’)中的凹槽(113)連接。
文檔編號E21B17/10GK103097643SQ201180033903
公開日2013年5月8日 申請日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者克雷斯托菲·賽提奧克斯, 伊娃·伯雷恩, 克雷斯托菲·塔特奧 申請人:朗盛流量測量公司