本實用新型涉及一種試油封隔器用鑲硬質(zhì)合金分瓣式卡瓦，主要適用于可取式試油封隔器和可取式橋塞中。

背景技術(shù)：

試油封隔器是一種可取式壓縮封隔器，它主要由扶正器、卡瓦、膠筒、中心管等組成，其中卡瓦是試油封隔器重要的錨定部件，承受試油壓裂管柱一定的軸向壓縮載荷。考慮到目前射孔測試聯(lián)作過程中，在井下溫度、壓力動態(tài)變化條件下，試油壓裂管柱經(jīng)常發(fā)生軸向伸長變形，受井口和試油封隔器的約束，軸向伸長變形轉(zhuǎn)化為軸向壓縮載荷，而現(xiàn)有試油封隔器的螺紋齒形卡瓦與套管內(nèi)壁接觸，雖然管柱坐封懸重足夠，但卡瓦與套管之間接觸應(yīng)力不足，導(dǎo)致卡瓦牙無法咬入套管一定深度，達不到錨定管柱的目的，在井筒壓力竄動作用下，試油壓裂管柱易發(fā)生蠕動、移動現(xiàn)象，嚴(yán)重地造成試油封隔器坐封失效、井筒套壓升高等事故。為此，針對上述螺紋齒形卡瓦的結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷，提出了一種試油封隔器用鑲硬質(zhì)合金分瓣式卡瓦，以解決現(xiàn)有螺紋齒形卡瓦錨定力低的難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提一種試油封隔器用鑲硬質(zhì)合金分瓣式卡瓦，以便解決現(xiàn)有螺紋齒形卡瓦錨定力低的問題，有效提高螺紋齒形卡瓦承受井下管柱軸向壓縮載荷的能力。

本實用新型的技術(shù)方案為：一種試油封隔器用鑲硬質(zhì)合金分瓣式卡瓦，其特征是：包括卡瓦本體1、硬質(zhì)合金牙齒2，所述的卡瓦本體1為一種楔形體，在卡瓦本體1上有六個鑲嵌硬質(zhì)合金牙齒2的鑲嵌孔3，六個硬質(zhì)合金牙齒2分別鑲嵌在六個鑲嵌孔3內(nèi)。

所述的卡瓦本體1的六個鑲嵌孔3分兩排，每排三個，兩排鑲嵌孔錯位排列，左邊排列的鑲嵌孔靠楔形體厚的一邊，右邊排列的鑲嵌孔靠楔形體薄的一邊。

所述的卡瓦本體1厚的一端從外向中心線有兩個對稱槽4。

所述卡瓦長度150mm，齒面長度120mm，齒面寬度30mm，楔角15°，厚度24mm。

每排三個中的相鄰兩個硬質(zhì)合金牙齒間距10mm，每個硬質(zhì)合金牙齒底部圓直徑8mm，牙齒齒尖高度1.94mm。

所述卡瓦本體采用抗腐蝕35CrMo材料。

所述硬質(zhì)合金牙齒表面滲氮處理，處理層深度0.43mm。

本實用新型的技術(shù)效果，本實用新型在卡瓦本體上鑲嵌了6顆硬質(zhì)合金牙齒，可以保證在一定管柱坐封懸重作用下硬質(zhì)合金牙齒咬入套管內(nèi)壁足夠深度，與接觸套管產(chǎn)生較高的擠壓應(yīng)力，實現(xiàn)了承受較大的試油壓裂管柱軸向壓縮載荷。

以下將結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細(xì)闡述。

附圖說明

圖1為一種試油封隔器用鑲硬質(zhì)合金分瓣式卡瓦示意圖；

圖2為本實用新型承受管柱軸向壓縮載荷與套管所受擠壓應(yīng)力關(guān)系曲線圖。

圖中：1、卡瓦本體；2、硬質(zhì)合金牙齒；3、鑲嵌孔；4、對稱槽。

具體實施方式

如圖1所示，一種試油封隔器用鑲硬質(zhì)合金分瓣式卡瓦，包括卡瓦本體1、硬質(zhì)合金牙齒2，所述的卡瓦本體1為一種楔形體，在卡瓦本體1上有六個鑲嵌硬質(zhì)合金牙齒2的鑲嵌孔3，六個硬質(zhì)合金牙齒2分別鑲嵌在六個鑲嵌孔3內(nèi)。

所述的卡瓦本體1的六個鑲嵌孔3分兩排，每排三個，兩排鑲嵌孔錯位排列，左邊排列的鑲嵌孔靠楔形體厚的一邊，右邊排列的鑲嵌孔靠楔形體薄的一邊。

所述的卡瓦本體1厚的一端從外向中心線有兩個對稱槽4。

所述卡瓦長度150mm，齒面長度120mm，齒面寬度30mm，楔角15°，厚度24mm。每兩個硬質(zhì)合金牙齒間距10mm，每個硬質(zhì)合金牙齒底部圓直徑8mm，牙齒齒尖高度1.94mm，最大錨定力846kN。其中卡瓦本體采用抗腐蝕35CrMo材料，經(jīng)熱處理硬度達到195~235HB，具有較高的抗拉、抗壓強度。硬質(zhì)合金牙齒采用硬質(zhì)合金碳化物YG8材料經(jīng)特殊加工鑲嵌而成，硬質(zhì)合金牙齒經(jīng)表面滲氮處理，處理層深度達0.43mm，其硬度高達70~92HRC，耐磨性高。

本實用新型的應(yīng)用方式為：

1.下試油壓裂管柱前，首先組裝試油封隔器錨定卡瓦，在地面將6個鑲硬質(zhì)合金分瓣式卡瓦放入試油封隔器卡瓦座中，固聯(lián)完好。

2.根據(jù)試油壓裂管柱結(jié)構(gòu)圖，將安裝好的試油封隔器連接于試油壓裂管柱底部相應(yīng)位置，完成試油壓裂管柱的連接。

3.將上述試油壓裂管柱下入到預(yù)定的井深位置。

4.下入預(yù)定位置后，緩慢旋轉(zhuǎn)試油壓裂管柱，旋轉(zhuǎn)1/2~1圈，使扶正器旋轉(zhuǎn)伸出并與套管內(nèi)壁接觸，形成試油封隔器鑲硬質(zhì)合金分瓣式卡瓦支撐的支點。

5.然后繼續(xù)釋放試油壓裂管柱懸重，鑲硬質(zhì)合金分瓣式卡瓦在卡瓦座錐體的作用下，沿試油封隔器中心管軸向和徑向移動和伸出，直到卡瓦本體上的硬質(zhì)合金牙齒錨定套管內(nèi)壁，實現(xiàn)可靠錨定，即可承受試油壓裂管柱本身的軸向壓縮載荷或動態(tài)工況改變下管柱伸長變形所轉(zhuǎn)化的軸向壓縮力。

6.按照上述步驟，即可完成試油封隔器鑲硬質(zhì)合金分瓣式卡瓦在井下的有效定位，確保試油壓裂管柱穩(wěn)定。

7.待作業(yè)完成后，上提試油壓裂管柱懸重，試油封隔器鑲硬質(zhì)合金分瓣式卡瓦解封收回，及時拆卸、檢查試油封隔器鑲硬質(zhì)合金分瓣式卡瓦使用情況，用于保養(yǎng)或更換鑲硬質(zhì)合金分瓣式卡瓦部件，以便后續(xù)再次進行試油壓裂施工。

根據(jù)上述實施方式，將鑲硬質(zhì)合金分瓣式卡瓦的試油封隔器應(yīng)用于深井XY105井試油壓裂管柱結(jié)構(gòu)中，通過2-7/8″×5.51mm外加厚油管連接入井，坐封于外徑139.7mm、壁厚7.72mm、9.17mm、10.54mm的TP140套管內(nèi)，坐封懸重100kN成功錨定管柱。

一種試油封隔器用鑲硬質(zhì)合金分瓣式卡瓦承受管柱軸向壓縮載荷與套管所受擠壓應(yīng)力關(guān)系曲線見圖2。在鑲硬質(zhì)合金卡瓦牙齒不被剪斷的條件下，本實用新型承受管柱最大軸向載荷846kN，對應(yīng)與之接觸的套管所受最大擠壓應(yīng)力約18465MPa，見圖2中 B點，從而防止了試油壓裂管柱軸向位移。

按照最大錨定力846kN計算該鑲硬質(zhì)合金分瓣式卡瓦牙齒剪切應(yīng)力約為673MPa，小于硬質(zhì)合金材料最小許用應(yīng)力805MPa，這就說明本實用新型應(yīng)用效果良好，具有高的剪切能力，解決了現(xiàn)有螺紋齒形卡瓦錨定力低的難題。