套管鑽井井底工具同步鎖定裝置的製作方法
2023-10-20 10:56:27 1
專利名稱：套管鑽井井底工具同步鎖定裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及井下作業工具領域，具體是一種套管鑽井井底工具同步鎖定裝置。
背景技術：
利用套管代替鑽杆作鑽柱向鑽頭傳遞扭矩和輸送液體能量時，在套管的下面連接可鑽式鑽頭，在一隻鑽頭完成鑽井作業後進行固井作業。若需要繼續向深部進行鑽井作業，則把可鑽式鑽頭鑽掉繼續鑽進。但由於鑽頭的壽命所限，該種套管鑽井方式僅適用於表層套管，對於中深井鑽井作業無法實現，在鑽進過程中需要更換鑽頭，因而與鑽頭連接的移動件和固定件之間需要鑽井井底工具同步鎖定。目前的鎖定方式都是周向和縱向分步鎖定，結構複雜，座底套管內通徑小，領眼鑽頭需要特殊設計，而且領眼鑽頭小，擴眼器的擴眼任務重，施工成本高
發明內容
·本發明的目的就是針對現有技術存在的缺陷，提供一種結構緊湊、周向和縱向同步鎖定、解鎖的套管鑽井井底工具同步鎖定裝置。本發明是通過以下技術方案實現的
包括上接頭、座底套管連接組成的中空腔，以及設置在中空腔內的鎖定和解鎖機構，其特徵是鎖定和解鎖機構包括打撈頭、解鎖筒、鎖定套、鎖定塊、鎖定塊銷軸、鎖定塊本體、支撐簧、下接頭；其中，鎖定套連接在座底套管內；打撈頭採用打撈頭與上扶正塊連接的組合結構或者是打撈頭與上扶正塊一體結構，上扶正塊上部設有與中空腔滑動配合的凸沿，上扶正塊下部與解鎖筒上部連接；解鎖筒中部軸向開設兩個對稱的直槽，解鎖筒下部徑向開設兩個對稱的長槽，在解鎖筒下部內套鎖定塊本體；鎖定塊本體上端開設徑向軸孔，下端連接分水接頭；鎖定塊為兩個鎖定塊組合的V形結構，在其對合端設有軸孔，鎖定塊銷軸由內到外依次穿過鎖定塊、鎖定塊本體的軸孔後，鎖定塊銷軸兩個伸出端與解鎖筒的長槽形成軸向滑動配合，支撐簧設在兩個鎖定塊之間，兩個鎖定塊的開口端伸出解鎖套的直槽後與鎖定套構成鎖定配合。鎖定套與鎖定塊的鎖定配合包括如下方式一是鎖定套下端部設有偶數個沿軸向對稱的凹槽，鎖定塊的開口端與凹槽插接配合；二是鎖定套下端部設有偶數個沿軸向對稱的凸頭，鎖定塊的開口端外周邊軸向開設凹槽，鎖定套的凸頭與鎖定塊的凹槽插接配合；三是鎖定塊的開口端外周邊軸向開設凹槽，鎖定套與座底套管的連接通過鍵槽和鍵體配合後伸出的健體與鎖定塊的凹槽構成插接配合。鎖定套靠在上接頭的下端面上；兩個鎖定塊之間設有的支撐簧為扭簧，下接頭為分水接頭。扭簧套裝在鎖定塊銷軸上，其兩端分別作用在鎖定塊開口端。本發明的有益效果是實現對井底可回收裝置的軸向(縱向)和旋轉(周向)同步鎖定，結構簡單，安全可靠；增大了座底套管的內通徑，領眼鑽頭便可選擇標準鑽頭；鎖定總成前後都有扶正塊，增加了鎖定總成的穩定性；在座底套管上單獨設計了鎖定套，採用耐磨材料和聞強度鋼，減小了與鎖定塊接觸時的損傷，從而提聞套管鑽井井底可回收工具串的整體使用壽命，節約套管鑽井成本。
圖I是本發明的套管鑽井井底工具同步鎖定裝置結構示意圖。圖2是圖I中A-A剖視圖。圖中1.上接頭，2.打撈頭，3.上扶正塊，4.解鎖筒，5.鎖定套，6.鎖定塊，7.鎖定塊銷軸，8.鎖定塊本體，9.分水接頭，10.座底套管，11.扭簧，12.軸用彈性擋圈。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明做進一步詳細說明。本裝置的主體構成包括上接頭I、座底套管連10接組成的中空腔，以及設置在中空腔內的鎖定和解鎖機構。鎖定和解鎖機構包括打撈頭2、解鎖筒4、鎖定套5、鎖定塊6、鎖定塊銷軸7、鎖定塊本體8、扭簧7、分水接頭9 (特殊作業時優選使用，一般作業使用普通接頭即可)。其中，鎖定套5直接焊接或通過銷鍵連接在座底套管10內。打撈頭採用打撈頭2與上扶正塊3螺紋連接的組合結構(也可是是打撈頭與上扶正塊一體結構)，上扶正塊3上部設有與中空腔滑動配合的凸沿，上扶正塊3下部與解鎖筒4上部螺紋連接。解鎖筒4中部軸向開設兩個對稱的直槽，解鎖筒4下部徑向開設兩個對稱的長槽(長槽的兩個端部優 選半圓形)，在解鎖筒4下部內套鎖定塊本體8。鎖定塊本體8上端開設徑向軸孔，下端連接分水接頭9 ;鎖定塊6為兩個鎖定塊組合的V形結構(類似手鉗鉗口結構)，在其對合端設有軸孔，鎖定塊銷軸7由內到外依次穿過鎖定塊6、鎖定塊本體8的軸孔後，鎖定塊銷軸7兩個伸出端與解鎖筒4的長槽形成軸向滑動配合，通過解鎖套4相對鎖定塊銷軸7的相對移動，實現解鎖。扭簧(也可以採用直簧或者板簧)11設在兩個鎖定塊6之間，兩個鎖定塊6的開口端伸出解鎖套4的直槽後與鎖定套5構成鎖定配合。鎖定套5與鎖定塊6的鎖定配合包括如下方式一是鎖定套5下端部設有四個沿軸向對稱的凹槽，鎖定塊6的開口端直接插入鎖定套5的凹槽內，形成縱向和周向雙重鎖定配合。二是鎖定套5下端部設有六個沿軸向對稱的凸頭，鎖定塊6的開口端外周邊軸向開設凹槽，鎖定套5的凸頭與鎖定塊6的凹槽插接配合後形成縱向和周向雙重鎖定配合；三是鎖定塊6的開口端外周邊軸向開設凹槽，鎖定套5與座底套管10的連接通過鍵槽和鍵體配合後，露出的健體與鎖定塊6的凹槽構成插接配合後，同樣形成縱向和周向雙重鎖定配合。當然基於上述方案的提示，還可以產生其他的配合方式，不一一列舉。為了便於組裝，鎖定套5靠在上接頭的下端面上；扭簧套裝在鎖定塊銷軸上，其兩端分別作用在鎖定塊開口端；鎖定塊銷軸7是靠軸用彈性擋圈12來實現軸向限位的。當採用本發明進行套管鑽井作業時，分水接頭9下端通過螺紋和其它鑽具連接在一起。座底套管10和鎖定套5在下鑽時裝配好，鎖定套5上端靠在上接頭I的臺肩上。當進行套管鑽井時，套管鑽井井底工具同步鎖定裝置與工具串組成整套可回收裝置，當可回收工具串中的分水接頭9的臺肩到達坐底套管10定位臺肩時，鎖定塊在扭簧11的作用下張開完成縱向鎖定，當加壓旋轉鑽井時，鎖定塊6自動鎖定到鎖緊套5上，從而實現工具的縱向和周向的同步鎖定，起到傳遞扭矩和防止整套可回收裝置上竄的作用。鑽進結束時，上提打撈頭2，帶動解鎖筒4上行，鎖定塊6開口端收縮，釋放鎖定，回收整套可回收裝置，套管鑽井作業結束。 利用本發明安裝在套管鑽井井底可回收裝置上，實現在套管鑽井中對可回收裝置的同步鎖定和解鎖回收。
權利要求
1.套管鑽井井底工具同步鎖定裝置，包括上接頭、座底套管連接組成的中空腔，以及設置在中空腔內的鎖定和解鎖機構，其特徵是鎖定和解鎖機構包括打撈頭、解鎖筒、鎖定套、鎖定塊、鎖定塊銷軸、鎖定塊本體、支撐簧、下接頭；其中，鎖定套連接在座底套管內；打撈頭採用打撈頭與上扶正塊連接的組合結構或者是打撈頭與上扶正塊一體結構，上扶正塊上部設有與中空腔滑動配合的凸沿，上扶正塊下部與解鎖筒上部連接；解鎖筒中部軸向開設兩個對稱的直槽，解鎖筒下部徑向開設兩個對稱的長槽，在解鎖筒下部內套鎖定塊本體；鎖定塊本體上端開設徑向軸孔，下端連接分水接頭；鎖定塊為兩個鎖定塊組合的V形結構，在其對合端設有軸孔，鎖定塊銷軸由內到外依次穿過鎖定塊、鎖定塊本體的軸孔後，鎖定塊銷軸兩個伸出端與解鎖筒的長槽形成軸向滑動配合，支撐簧設在兩個鎖定塊之間，兩個鎖定塊的開口端伸出解鎖套的直槽後與鎖定套構成鎖定配合。
2.根據權利要求I所述的套管鑽井井底工具同步鎖定裝置，其特徵是鎖定套與鎖定塊的鎖定配合包括如下方式一是鎖定套下端部設有偶數個沿軸向對稱的凹槽，鎖定塊的開口端與凹槽插接配合；二是鎖定套下端部設有偶數個沿軸向對稱的凸頭，鎖定塊的開口端外周邊軸向開設凹槽，鎖定套的凸頭與鎖定塊的凹槽插接配合；三是鎖定塊的開口端外周··邊軸向開設凹槽，鎖定套與座底套管的連接通過鍵槽和鍵體配合後伸出的健體與鎖定塊的凹槽構成插接配合。
3.根據權利要求I或2所述的套管鑽井井底工具同步鎖定裝置，其特徵是鎖定套靠在上接頭的下端面上；兩個鎖定塊之間設有的支撐簧為扭簧；下接頭為分水接頭。
4.根據權利要求3所述的套管鑽井井底工具同步鎖定裝置，其特徵是扭簧套裝在鎖定塊銷軸上，其兩端分別作用在鎖定塊開口端。
全文摘要
本發明公開了一種套管鑽井井底工具同步鎖定裝置。包括上接頭、座底套管連接組成的中空腔，以及設置在中空腔內的鎖定和解鎖機構，其中，鎖定和解鎖機構包括打撈頭、解鎖筒、鎖定套、鎖定塊、鎖定塊銷軸、鎖定塊本體、支撐簧、下接頭。本發明的有益效果是實現對井底可回收裝置的軸向(縱向)和旋轉(周向)同步鎖定，結構簡單，安全可靠；增大了座底套管的內通徑，領眼鑽頭便可選擇標準鑽頭；鎖定總成前後都有扶正塊，增加了鎖定總成的穩定性；在座底套管上單獨設計了鎖定套，採用耐磨材料和高強度鋼，減小了與鎖定塊接觸時的損傷，從而提高套管鑽井井底可回收工具串的整體使用壽命，節約套管鑽井成本。
文檔編號E21B23/01GK102953699SQ20111025496
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月31日 優先權日2011年8月31日
發明者裴學良, 朱傑然, 許俊良, 張俊傑, 趙宗鋒, 張輝, 王朝平, 於文濤, 劉峰 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石化集團勝利石油管理局鑽井工藝研究院