本发明属于油气田储层改造技术领域，尤其涉及一种整体摩擦卡瓦套管接箍电磁定位器及方法。
背景技术：
现有连续油管用套管接箍机械定位器主要采用弹片、定位卡块的结构，在弹力的作用下定位卡块一直处于外张状态，如果上提管串经过套管接箍时，定位卡块会在经过套管接箍接缝时遇卡，造成连续油管悬重发生变化进而判断出套管接箍的位置，但该种机械定位器只能适用于普通长圆螺纹扣套管井。
随着石油工业的发展，国内外逐渐开发出一些特殊螺纹连接扣型，这些特殊螺纹连接具有较好的抗粘扣性能、可靠的气密封性能、较高的的连接强度。由于气密封扣套管接箍处不像普通套管接箍有明显的变径连接间隙，现有的普通套管接箍机械式定位器已无法在这种特殊的气密封扣套管井中实现定位，从而影响连续油管带底封压裂施工。
技术实现要素：
本发明提供了一种整体摩擦卡瓦套管接箍电磁定位器及方法，目的在于提供一种能够在气密封扣套管井中连续油管压裂施工过程中实现套管接箍定位的定位器及方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种整体摩擦卡瓦套管接箍电磁定位器，包括导向头、释放环、释放销、支撑轴套、摩擦卡瓦、芯轴、连接套、推拉杆和电磁控制机构；所述的推拉杆的上端与电磁控制机构连接，推拉杆的下端与芯轴上端内侧壁连接，芯轴下端与导向头连接；所述的释放环和支撑轴套从下至上依次套接在芯轴下部；所述释放环通过释放销与芯轴固定；所述的释放环与支撑轴套之间设置有弹性机构；所述摩擦卡瓦套接在支撑轴套外；所述摩擦卡瓦为一体结构；所述连接套的下端置于芯轴上端和摩擦卡瓦上部之间，并通过固定件将摩擦卡瓦与连接套固定。
所述的摩擦卡瓦外侧壁对称均匀布设有割缝。
所述的摩擦卡瓦向外扩张时的最大外径圆周表面设置有网纹滚花。
所述的支撑轴套外侧壁环状设置多级截面为直角三角的卡槽且卡槽的上部水平；所述的摩擦卡瓦的下部内侧壁设置有与支撑轴套匹配的卡齿。
所述的弹性机构为碟形弹簧。
所述的芯轴与推拉杆之间通过连接销连接固定。
所述的摩擦卡瓦与连接套固定的固定件采用的是连接剪钉。
所述的电磁控制机构包括动力执行组件、检测控制组件、电池组件和下接头；所述的下接头、电池组件、检测控制组件和动力执行组件顺次连接形成管柱，所述的高温电池组件与检测控制组件和动力执行组件分别电连接；所述的动力执行组件由伸缩杆、连接头、丝杠和减速器组成；所述的伸缩杆与减速器通过丝杠连接，所述的连接头设在伸缩杆上；所述的连接头连接有机械定位器；所述的检测控制组件至少包括单片机和磁定位器，所述的单片机与磁定位器电信号连接；所述的检测控制组件内设有的磁定位器在经过套管接箍时，磁通量发生变化从而产生电动势，工具上行和下行时产生的电动势不一样，经单片机判断为下行时启动动力执行组件；所述的工具为磁信号驱动机械定位器启动装置和连接在连接头上的机械定位器组成。
一种整体摩擦卡瓦套管接箍电磁定位器的定位方法，包括以下步骤
步骤一：将整体摩擦卡瓦套管接箍电磁定位器连接在连续油管管柱下端，当上提连续油管进行套管接箍定位时，电磁控制机构在随工具上行经过每一个套管接箍时，根据检测到的磁通量变化输出一次稳定的拉力并作用于推拉杆，让推拉杆执行一次回缩且短暂保持动作；
步骤二：在推拉杆执行回缩、短暂保持动作时，拉动芯轴、支撑轴套一起回缩，支撑轴套将摩擦卡瓦撑张，摩擦卡瓦最大外径圆周面短暂紧贴套管内壁，使摩擦力短暂突增，进而使连续油管管柱上提悬重短暂突然增大，则判定此处为套管接箍位置，实现套管接箍定位；
步骤三：在推拉杆执行完回缩、短暂保持动作后，随后执行复位动作，随着推拉杆的复位，芯轴、支撑轴套也一起复位，摩擦卡瓦最大外径圆周面回缩，与套管内壁摩擦力减小，同时，连续油管管柱上提悬重减小并恢复到正常悬重状态，至此，完成一次套管接箍定位动作；当芯轴无法正常复位造成摩擦卡瓦无法正常回缩致使电磁电位器遇卡时，拉断释放销，使释放环下移，解除释放环的限位功能，强行使摩擦卡瓦回缩，从而解除工具遇卡，当工具遇卡且无法正常解除遇卡时，强行拉断连接销及连接剪钉实现应急丢手，起出丢手点以上的工具串；
步骤四：随着连续油管上提，重复步骤一、步骤二、步骤三，即可实现套管接箍的依次定位。
有益效果：
由于发明涉及的工具包含有电磁控制机构，并采用了整体摩擦卡瓦、释放环、释放销、连接销等的结构设计，产生了如下有益效果：
1、本发明应用电磁控制机构准确输出智能控制信号，实现了电磁定位器推拉杆动作的准确执行，从而完成气密封扣套管接箍的准确定位。
2、本发明通过释放环、释放销的设置，当芯轴无法正常复位造成整体摩擦卡瓦无法正常回缩致使电磁电位器遇卡时，可拉断释放销，使释放环下移，解除释放环的限位功能，强行使整体摩擦卡瓦回缩，从而解除工具遇卡，有效防止卡钻的发生，安全可靠。
3、本发明芯轴与推拉杆之间通过连接销连接固定，整体摩擦卡瓦与连接套之间通过连接剪钉连接固定，当工具遇卡且无法解除遇卡时，可通过强行拉断连接销及连接剪钉实现应急丢手，起出丢手点以上的工具串，有效降低作业风险。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明电磁控制机构的结构示意图。
图中：1-导向头；2-释放环；3-释放销；4-碟形弹簧；5-支撑轴套；6-摩擦卡瓦；7-芯轴；8-连接销；9-连接剪钉；10-连接套；11-推拉杆；12-电磁控制机构；13-伸缩杆；14-连接头；15-丝杠；16-减速器；17-检测控制组件；18-电池组件；19-下接头。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
根据图1和图2所示的一种整体摩擦卡瓦套管接箍电磁定位器，包括导向头1、释放环2、释放销3、支撑轴套5、摩擦卡瓦6、芯轴7、连接套10、推拉杆11和电磁控制机构12；所述的推拉杆11的上端与电磁控制机构12连接，推拉杆11的下端与芯轴7上端内侧壁连接，芯轴7下端与导向头1连接；所述的释放环2和支撑轴套5从下至上依次套接在芯轴7下部；所述释放环2通过释放销3与芯轴7固定；所述的释放环2与支撑轴套5之间设置有弹性机构；所述摩擦卡瓦6套接在支撑轴套5外；所述摩擦卡瓦6为一体结构；所述连接套10的下端置于芯轴7上端和摩擦卡瓦6上部之间，并通过固定件将摩擦卡瓦6与连接套10固定。
在实际使用时，将整体摩擦卡瓦套管接箍电磁定位器连接在连续油管管柱下端，当上提连续油管进行套管接箍定位时，电磁控制机构12在随工具上行经过每一个套管接箍时，根据检测到的磁通量变化会输出一次稳定的拉力并作用于推拉杆11，让推拉杆11执行一次回缩且短暂保持动作；在推拉杆11执行回缩、短暂保持动作时，拉动芯轴7、支撑轴套5一起回缩，支撑轴套5将摩擦卡瓦6撑张，摩擦卡瓦6最大外径圆周面短暂紧贴套管内壁，使摩擦力短暂突增，进而使连续油管管柱上提悬重短暂突然增大，以此来判断套管接箍位置，实现套管接箍定位；在推拉杆11执行完回缩、短暂保持动作后，随后执行复位动作，随着推拉杆11的复位，芯轴7、支撑轴套5也一起复位，摩擦卡瓦6最大外径圆周面回缩，与套管内壁摩擦力减小，同时，连续油管管柱上提悬重减小并恢复到正常悬重状态，至此，完成一次套管接箍定位动作；当芯轴7无法正常复位造成摩擦卡瓦6无法正常回缩致使电磁电位器遇卡时，拉断释放销3，使释放环2下移，解除释放环2的限位功能，强行使摩擦卡瓦6回缩，从而解除工具遇卡，当工具遇卡且无法正常解除遇卡时，强行拉断连接销8及连接剪钉9实现应急丢手，起出丢手点以上的工具串，即可实现套管接箍的一次定位；随着连续油管上提，重复上述过程，即可实现套管接箍的依次定位。
本发明应用电磁控制机构准确输出智能控制信号，实现了电磁定位器推拉杆动作的准确执行，从而完成气密封扣套管接箍的准确定位。本发明通过释放环、释放销的设置，当芯轴无法正常复位造成整体摩擦卡瓦无法正常回缩致使电磁电位器遇卡时，可拉断释放销，使释放环下移，解除释放环的限位功能，强行使整体摩擦卡瓦回缩，从而解除工具遇卡，有效防止卡钻的发生，安全可靠。本发明芯轴与推拉杆之间通过连接销连接固定，整体摩擦卡瓦与连接套之间通过连接剪钉连接固定，当工具遇卡且无法解除遇卡时，可通过强行拉断连接销及连接剪钉实现应急丢手，起出丢手点以上的工具串，有效降低作业风险。
实施例二：
根据图1所示的一种整体摩擦卡瓦套管接箍电磁定位器，与实施例一不同之处在于：所述的摩擦卡瓦6外侧壁对称均匀布设有割缝。
在实际使用时，摩擦卡瓦6采用本技术方案，在摩擦卡瓦6处于正常状态时保持外侧壁的光滑，当摩擦卡瓦6被强行撑开时，割缝裂开增大了与之接触面的摩擦力。
实施例三：
根据图1所示的一种整体摩擦卡瓦套管接箍电磁定位器，与实施例一不同之处在于：所述的摩擦卡瓦6向外扩张时的最大外径圆周表面设置有网纹滚花。
在实际使用时，摩擦卡瓦6采用向外扩张时的最大外径圆周表面设置有网纹滚花的技术方案，有效增大了与之接触面的摩擦力。
实施例四：
根据图1所示的一种整体摩擦卡瓦套管接箍电磁定位器，与实施例一不同之处在于：所述的支撑轴套5外侧壁环状设置多级截面为直角三角的卡槽且卡槽的上部水平；所述的摩擦卡瓦6的下部内侧壁设置有与支撑轴套5匹配的卡齿。
在实际使用时，支撑轴套5采用外侧壁环状设置多级截面为直角三角的卡槽且卡槽的上部水平的技术方案，保证了本发明在正常实际使用时，支撑轴套5与摩擦卡瓦6连接的稳定性。在本发明在正常实际使用时，摩擦卡瓦6能够顺利被撑开且与套管内壁紧贴，完成其预定的功能。
实施例五：
根据图1所示的一种整体摩擦卡瓦套管接箍电磁定位器，与实施例一不同之处在于：所述的弹性机构为碟形弹簧4。
在实际使用时，释放环2与支撑轴套5之间设置碟形弹簧4，较好的起到了缓冲作用且稳定性较好。
实施例六：
根据图1所示的一种整体摩擦卡瓦套管接箍电磁定位器，与实施例一不同之处在于：所述的芯轴7与推拉杆11之间通过连接销8连接固定。
在实际使用时，芯轴7与推拉杆11之间通过连接销8连接固定，能够有效的保证工具遇卡且无法正常解除遇卡时，可通过强行拉断连接销8及连接剪钉9实现应急丢手，起出丢手点以上的工具串，有效降低了作业的风险。
实施例七：
根据图1所示的一种整体摩擦卡瓦套管接箍电磁定位器，与实施例一不同之处在于：所述的摩擦卡瓦6和连接套10通过连接剪钉9固定连接。
在实际使用时，摩擦卡瓦6和连接套10通过连接剪钉9固定连接，能够有效的保证工具遇卡且无法正常解除遇卡时，可通过强行拉断连接销8及连接剪钉9实现应急丢手，起出丢手点以上的工具串，有效降低了作业的风险。
实施例八：
根据图1和图2所示的一种整体摩擦卡瓦套管接箍电磁定位器，与实施例一不同之处在于：所述的电磁控制机构12包括动力执行组件、检测控制组件17、电池组件18和下接头19；所述的下接头19、电池组件18、检测控制组件17和动力执行组件顺次连接形成管柱，所述的高温电池组件18与检测控制组件17和动力执行组件分别电连接；所述的动力执行组件由伸缩杆13、连接头14、丝杠15和减速器16组成；所述的伸缩杆13与减速器16通过丝杠15连接，所述的连接头14设在伸缩杆13上；所述的连接头14连接有机械定位器；所述的检测控制组件17至少包括单片机和磁定位器，所述的单片机与磁定位器电信号连接；所述的检测控制组件17内设有的磁定位器在经过套管接箍时，磁通量发生变化从而产生电动势，工具上行和下行时产生的电动势不一样，经单片机判断为下行时启动动力执行组件；所述的工具为磁信号驱动机械定位器启动装置和连接在连接头14上的机械定位器组成。
本实施例中减速器16采用的是大扭矩直流电机带行星减速器；电池组件18采用的是高温电池组件。
动力执行组件接收到启动信号后，大扭矩直流电机带行星减速器16驱动丝杠15回缩，同时带动伸缩杆13回缩，连接在伸缩杆13上的机械定位装置启动；当动力执行组件接收到信号不变后，控制伸缩杆13保持当前状态；当动力执行组件接收到关闭信号后，大扭矩直流电机带行星减速器16驱动丝杠15带动伸缩杆13复位，连接在伸缩杆13上的机械定位器关闭。
本发明在工作时，通过连接头14与机械定位器连接。本发明提供的高温电池组件18为检测控制组件17和动力执行组件提供电源。检测控制组件17采用磁性元件测定套管接箍位置。大扭矩直流电机带行星减速器16驱动丝杠15以实现伸缩杆13的快速“回缩/复位”动作，依靠丝杠15的自锁实现回缩拉力达到最大值后伸缩杆的“保持”状态。本发明工作时，当检测到套管接箍时，即可生成工作信号，控制动力执行组件启动/关闭；本发明通过识别套管壁厚控制机械定位器实现目的层定位。该启动装置上设置一个检测控制组件17，在通过短套接箍时，依靠磁通量变化控制动力执行组件开启/关闭，可实现连接在动力执行组件上接机械定位装置开启/关闭，因此实现定位功能。
本发明中检测控制组件通过磁通量的变化信号作为智能控制信号，实现了自动控制一个机电执行机构间歇性工作的特殊功用需求。
实施例九：
一种整体摩擦卡瓦套管接箍电磁定位器的定位方法，包括以下步骤
步骤一：将整体摩擦卡瓦套管接箍电磁定位器连接在连续油管管柱下端，当上提连续油管进行套管接箍定位时，电磁控制机构12在随工具上行经过每一个套管接箍时，根据检测到的磁通量变化输出一次稳定的拉力并作用于推拉杆11，让推拉杆11执行一次回缩且短暂保持动作；
步骤二：在推拉杆11执行回缩、短暂保持动作时，拉动芯轴7、支撑轴套5一起回缩，支撑轴套5将摩擦卡瓦6撑张，摩擦卡瓦6最大外径圆周面短暂紧贴套管内壁，使摩擦力短暂突增，进而使连续油管管柱上提悬重短暂突然增大，以此来判断套管接箍位置，实现套管接箍定位；
步骤三：在推拉杆11执行完回缩、短暂保持动作后，随后执行复位动作，随着推拉杆11的复位，芯轴7、支撑轴套5也一起复位，摩擦卡瓦6最大外径圆周面回缩，与套管内壁摩擦力减小，同时，连续油管管柱上提悬重减小并恢复到正常悬重状态，至此，完成一次套管接箍定位动作；当芯轴7无法正常复位造成摩擦卡瓦6无法正常回缩致使电磁电位器遇卡时，拉断释放销3，使释放环2下移，解除释放环2的限位功能，强行使摩擦卡瓦6回缩，从而解除工具遇卡，当工具遇卡且无法正常解除遇卡时，强行拉断连接销8及连接剪钉9实现应急丢手，起出丢手点以上的工具串；
步骤四：随着连续油管上提，重复步骤一、步骤二、步骤三，即可实现套管接箍的依次定位。
在实际使用时，本发明通过电磁控制机构准确输出控制信号，实现了推拉杆11动作的准确执行，从而完成气密封扣套管接箍的准确定位；本发明设置释放环2和释放销3，使芯轴无法正常复位造成整体摩擦卡瓦无法正常回缩致使电磁电位器遇卡时，可拉断释放销3，使释放环2下移，解除释放环2的限位功能，强行使摩擦卡瓦6回缩，从而解除工具遇卡，有效防止卡钻的发生，安全可靠。芯轴7与推拉杆11之间通过连接销8连接固定，摩擦卡瓦6与连接套10之间通过连接剪钉9连接固定，当工具遇卡且无法解除遇卡时，可通过强行拉断连接销8及连接剪钉9实现应急丢手，起出丢手点以上的工具串，有效降低了作业的风险。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
1.一种整体摩擦卡瓦套管接箍电磁定位器，其特征在于：包括导向头(1)、释放环(2)、释放销(3)、支撑轴套(5)、摩擦卡瓦(6)、芯轴(7)、连接套(10)、推拉杆(11)和电磁控制机构(12)；所述的推拉杆(11)的上端与电磁控制机构(12)连接，推拉杆(11)的下端与芯轴(7)上端内侧壁连接，芯轴(7)下端与导向头(1)连接；所述的释放环(2)和支撑轴套(5)从下至上依次套接在芯轴(7)下部；所述释放环(2)通过释放销(3)与芯轴(7)固定；所述的释放环(2)与支撑轴套(5)之间设置有弹性机构；所述摩擦卡瓦(6)套接在支撑轴套(5)外；所述摩擦卡瓦(6)为一体结构；所述连接套(10)的下端置于芯轴(7)上端和摩擦卡瓦(6)上部之间，并通过固定件将摩擦卡瓦(6)与连接套(10)固定。
2.如权利要求1所述的一种整体摩擦卡瓦套管接箍电磁定位器，其特征在于：所述的摩擦卡瓦(6)外侧壁对称均匀布设有割缝。
3.如权利要求1或2所述的一种整体摩擦卡瓦套管接箍电磁定位器，其特征在于：所述的摩擦卡瓦(6)向外扩张时的最大外径圆周表面设置有网纹滚花。
4.如权利要求1所述的一种整体摩擦卡瓦套管接箍电磁定位器，其特征在于：所述的支撑轴套(5)外侧壁环状设置多级截面为直角三角的卡槽且卡槽的上部水平；所述的摩擦卡瓦(6)的下部内侧壁设置有与支撑轴套(5)匹配的卡齿。
5.如权利要求1所述的一种整体摩擦卡瓦套管接箍电磁定位器，其特征在于：所述的弹性机构为碟形弹簧(4)。
6.如权利要求1所述的一种整体摩擦卡瓦套管接箍电磁定位器，其特征在于：所述的芯轴(7)与推拉杆(11)之间通过连接销(8)连接固定。
7.如权利要求1所述的一种整体摩擦卡瓦套管接箍电磁定位器，其特征在于：所述的摩擦卡瓦(6)与连接套(10)固定的固定件采用的是连接剪钉(9)。
8.如权利要求1所述的一种整体摩擦卡瓦套管接箍电磁定位器，其特征在于：所述的电磁控制机构(12)包括动力执行组件、检测控制组件(17)、电池组件(18)和下接头(19)；所述的下接头(19)、电池组件(18)、检测控制组件(17)和动力执行组件顺次连接形成管柱，所述的高温电池组件(18)与检测控制组件(17)和动力执行组件分别电连接；所述的动力执行组件由伸缩杆(13)、连接头(14)、丝杠(15)和减速器(16)组成；所述的伸缩杆(13)与减速器(16)通过丝杠(15)连接，所述的连接头(14)设在伸缩杆(13)上；所述的连接头(14)连接有机械定位器；所述的检测控制组件(17)至少包括单片机和磁定位器，所述的单片机与磁定位器电信号连接；所述的检测控制组件(17)内设有的磁定位器在经过套管接箍时，磁通量发生变化从而产生电动势，工具上行和下行时产生的电动势不一样，经单片机判断为下行时启动动力执行组件；所述的工具为磁信号驱动机械定位器启动装置和连接在连接头(14)上的机械定位器组成。
9.一种整体摩擦卡瓦套管接箍电磁定位器的定位方法，其特征在于，包括以下步骤
步骤一：将整体摩擦卡瓦套管接箍电磁定位器连接在连续油管管柱下端，当上提连续油管进行套管接箍定位时，电磁控制机构(12)在随工具上行经过每一个套管接箍时，根据检测到的磁通量变化输出一次稳定的拉力并作用于推拉杆(11)，让推拉杆(11)执行一次回缩且短暂保持动作；
步骤二：在推拉杆(11)执行回缩、短暂保持动作时，拉动芯轴(7)、支撑轴套(5)一起回缩，支撑轴套(5)将摩擦卡瓦(6)撑张，摩擦卡瓦(6)最大外径圆周面短暂紧贴套管内壁，使摩擦力短暂突增，进而使连续油管管柱上提悬重短暂突然增大，则判定此处为套管接箍位置，实现套管接箍定位；
步骤三：在推拉杆(11)执行完回缩、短暂保持动作后，随后执行复位动作，随着推拉杆(11)的复位，芯轴(7)、支撑轴套(5)也一起复位，摩擦卡瓦(6)最大外径圆周面回缩，与套管内壁摩擦力减小，同时，连续油管管柱上提悬重减小并恢复到正常悬重状态，至此，完成一次套管接箍定位动作；当芯轴(7)无法正常复位造成摩擦卡瓦(6)无法正常回缩致使电磁电位器遇卡时，拉断释放销(3)，使释放环(2)下移，解除释放环(2)的限位功能，强行使摩擦卡瓦(6)回缩，从而解除工具遇卡，当工具遇卡且无法正常解除遇卡时，强行拉断连接销(8)及连接剪钉(9)实现应急丢手，起出丢手点以上的工具串；
步骤四：随着连续油管上提，重复步骤一、步骤二、步骤三，即可实现套管接箍的依次定位。
技术总结