可鑽進薄壁尾管應急機械脫手裝置的製作方法

2023-04-30 11:00:51 3

專利名稱：可鑽進薄壁尾管應急機械脫手裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於油田鑽井用尾管掛技術領域，特別是涉及一種用於四級多底分支井較上部分支井眼可鑽進薄壁尾管應急機械脫手裝置。
背景技術：
對於油田鑽井中尾管固井裝置，目前已有很多技術開發出來，但是由於井下的各種複雜條件，下入尾管、送入工具與尾管串脫手仍然比較困難，尤其是四級多底分支井和大斜度井尾管固，要求在尾管下入過程中必須能夠旋轉活動管串並實現循環，在尾管到位後液壓脫手，而對於四級多底分支井主井眼溝通時，則需要主井眼內的尾管易於套銑來溝通下部井筒，目前這方面的研究尚屬空白。現在已有的尾管脫手技術主要有反扣正轉脫手，由於正轉將使尾管串脫手，在設計脫手深度以上的井段下入期間不能旋轉，對於易發生縮徑或垮塌的井眼存在無法將尾管下到設計深度的風險，即使下到設計井深也可能由於旋轉時尾管串不能提供反扭矩而無法脫手，其可靠性差；機械脫手，多年來在石油天然氣開採工業中也有所應用，目前國際上，尾管機械脫手的研究已有過一些成功的例子，如貝克石油工具、威德福、哈裡巴頓、斯倫貝謝等國際石油服務公司都擁有各自的尾管機械脫手工具，但他們的工具實行脫手後留在井筒下的工具壁厚通常在22mm以上，而當用於四級多底分支井中溝通主眼井時套銑困難，工作效率低、費用昂貴並且交貨期長。

發明內容
本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種將尾管懸掛在送入工具上、用鑽杆送尾管串的薄管壁、可旋轉鑽進、易於井下套銑的用於四級分支井較上部分支井眼的可鑽進薄壁尾管應急機械脫手裝置，本實用新型還可與相應的尾管液壓脫手方式組合，作為其應急備用方案。
本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所採取的技術方案是可鑽進薄壁尾管應急機械脫手裝置，主要包括外筒、外筒下端連接有外筒延伸筒、外筒內設有中心軸、中心軸頂部通過安全螺紋與送入工具頂部接頭連接，其特徵在於壁厚與尾管壁厚相近的外筒通過頂端的外筒棘爪與中心軸上的扭矩傳遞槽楔合併限位，在外筒頂部通過螺紋安裝有扶正套，在中心軸內通過剪釘和剪釘銷孔固裝有鎖定解鎖機構，該鎖定解鎖機構下端通過螺紋連接導球套，導球套與其下側的中心軸變徑接頭可進行相對移動，中心軸變徑接頭螺紋連接中心延伸管，在外筒和中心軸上分別對應設置有數個外筒鎖定球窩和中心軸鎖定球窩，外筒和中心軸通過鎖定球鎖定，在鎖定解鎖機構中部的外壁上設有不少於一圈的解鎖環形槽，鎖定解鎖機構頂部制有臺階並螺紋連接有卡簧鎖緊套，在送入工具頂部接頭上開有卡簧槽，卡簧壓緊於該卡簧槽內。
本實用新型還採用如下技術措施所述鎖定解鎖機構設計呈圓筒狀，其解鎖環形槽下側開有止回銷釘孔，止回銷釘通過止回銷釘彈簧和止回銷釘壓帽壓縮在止回銷釘孔內。
所述外筒鎖定球窩和中心軸鎖定球窩設計呈錐形，鎖定球的球心設置在中心軸本體上。
中心軸安全螺紋一側依次開有剪釘銷孔，中心軸對應於鎖定解鎖機構止回銷釘孔的上側開有止回銷釘槽。
本實用新型具有的優點和積極效果是本實用新型外筒頂部的外筒棘爪與中心軸上的扭矩傳遞槽楔合併限位，當尾管串在下入過程中遇阻時，可通過鑽杆、中心軸扭矩傳遞槽和外筒棘爪對尾管串施加扭矩實現旋轉；外筒與中心軸是採用鎖定球和錐形鎖定球窩的鎖定解鎖機構鎖定，而且將鎖定球的球心設置在中心軸本體內，當發生卡尾管複雜情況或由於其它原因使與之配套使用的相應的尾管液壓脫手方式無法實現尾管脫手時，可利用機械方式來解除對鎖定球的限制使得金屬鎖定球離開鎖定位置，從而解除送入工具與尾管串的懸掛鎖定，解決了尾管下入過程中卡尾管後無法實現液壓脫手的難題；留在井下的外筒壁厚設計為與尾管壁厚相近，便於四級多底分支井主井眼溝通時留在主井眼內的尾管組件易於套銑溝通下部井筒，這不僅節省鋼材、提高井下套銑工作效率、而且還可降低操作費用；此外本實用新型還具有結構簡單、操作簡便、製造成本低以及安全可靠等優點。


圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是圖1的A部放大圖；圖3是圖1的I部放大圖；圖4是圖1的II部放大圖；圖5是圖1的III部放大圖；圖6是圖1的IV部放大圖；圖7是圖1的V部放大圖；圖中1外筒、1-1外筒棘爪、1-2外筒鎖定球窩、2外筒延伸筒、3中心軸、3-1中心軸密封圈、3-2扭矩傳遞槽、3-3安全螺紋、3-4止回銷釘槽、3-5中心軸鎖定球窩、4鎖定球、5中心軸變徑接頭、6中心延伸管、7鎖定解鎖機構、7-1解鎖環形槽、7-2鎖定解鎖密封圈、7-3導球套、7-4卡簧鎖緊套、8送入工具頂部接頭、8-1送入工具頂部接頭安全螺紋、8-2密封圈、8-3頂部接頭卡簧槽、9卡簧、10尾管、11剪釘、12止回銷釘、12-1止回銷釘彈簧、12-2止回銷釘壓帽、13扶正套。
具體實施方式
為能進一步說明本實用新型的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，並配合附圖詳細說明如下請參閱圖1-圖7，可鑽進薄壁尾管應急機械脫手裝置，主要包括外筒1、外筒下端連接有外筒延伸筒2、外筒內設有中心軸3、中心軸頂部通過安全螺紋3-3和8-1與送入工具頂部接頭8連接，壁厚與尾管壁厚相近的外筒通過頂端的外筒棘爪1-1與中心軸上的扭矩傳遞槽3-2楔合併限位，在外筒頂部通過螺紋安裝有扶正套13，在中心軸內通過剪釘11固裝有鎖定解鎖機構7，該鎖定解鎖機構下端通過螺紋連接導球套7-3，在外筒和中心軸上分別對應設置有多個外筒鎖定球窩1-2和中心軸鎖定球窩3-5，所述外筒鎖定球窩和中心軸鎖定球窩設計呈錐形，外筒和中心軸通過鎖定球4鎖定，所述鎖定球4的球心設置在中心軸3本體上，鎖定解鎖機構的外壁頂住鎖定球。所述鎖定解鎖機構設計呈圓筒狀，在其頂部制有臺階並螺紋連接有卡簧鎖緊套7-4，卡簧鎖緊套至設置在鎖定解鎖機構下部的解鎖環形槽7-2之間開有剪釘孔，在解鎖環形槽7-2下側開有止回銷釘孔，止回銷釘12通過止回銷釘彈簧12-1和止回銷釘壓帽12-2壓縮在止回銷釘孔內，解鎖環形槽7-1的上下均設有密封圈7-2，所述解鎖環形槽7-1的位置對應於外筒鎖定球窩1-2和中心軸鎖定球窩3-5的上下兩側，其作用是為解除外筒與中心軸鎖定時提供放置鎖定球的空間。中心軸安全螺紋3-3下部開有剪釘銷孔，中心軸對應於鎖定解鎖機構止回銷釘孔的上側開有止回銷釘槽3-4，中心軸上設有中心軸密封圈3-1。導球套7-3上端螺紋連接鎖定解鎖機構7，導球套7-3下端與其下側的中心軸變徑接頭5可相對移動，，中心軸變徑接頭通過螺紋連接中心延伸管6，在導球套7-3套體上開有導球套傳壓孔。送入工具頂部接頭8靠近下部還設置安全螺紋8-1、卡簧槽8-3和密封圈8-2，卡簧9壓緊於卡簧槽8-3內。
本實用新型的工作流程為用鑽杆將尾管串送入到位後，或當發生卡尾管複雜情況或由於其它原因使相應的尾管液壓脫手方式無法實現尾管脫手時，可反轉鑽杆，使送入工具頂部接頭8的安全螺紋8-1倒開，倒開過程中位於送入工具頂部接頭卡簧槽8-3內的卡簧9隨送入工具頂部接頭8上行至卡簧鎖緊套7-4與鎖定解鎖機構7形成的臺階處，卡簧彈出並掛住鎖定解鎖機構7，繼續倒扣時鎖定解鎖機7跟隨送入工具頂部接頭8一起上行剪斷剪釘11。安全螺紋8-1完全倒開後上提送入工具，帶動鎖定解鎖機構7上行，使解鎖環形槽7-1對應於鎖定球4的位置，鎖定球4退回至中心軸鎖定球窩3-5和解鎖環形槽7-1形成的空間內，此時便可解除中心軸3與外筒1的鎖定，與此同時止回銷釘12運行至止回銷釘槽3-4並鎖定，防止鎖定解鎖機構7的二次移動，實現尾管串脫手。下放鑽杆和送入工具至原位，便可以進行後續固井作業。
權利要求1.一種可鑽進薄壁尾管應急機械脫手裝置，主要包括外筒、外筒下端連接有外筒延伸筒、外筒內設有中心軸、中心軸頂部通過安全螺紋與送入工具頂部接頭連接，其特徵在於壁厚與尾管壁厚相近的外筒通過頂端的外筒棘爪與中心軸上的扭矩傳遞槽楔合併限位，在外筒頂部通過螺紋安裝有扶正套，在中心軸內通過剪釘和剪釘銷孔固裝有鎖定解鎖機構，該鎖定解鎖機構下端通過螺紋連接導球套，導球套與其下側的中心軸變徑接頭可相對移動，中心軸變徑接頭螺紋連接中心延伸管，在外筒和中心軸上分別對應設置有數個外筒鎖定球窩和中心軸鎖定球窩，外筒和中心軸通過鎖定球鎖定，在鎖定解鎖機構中部的外壁上設有不少於一圈的解鎖環形槽，鎖定解鎖機構頂部制有臺階並螺紋連接有卡簧鎖緊套，在送入工具頂部接頭上開有卡簧槽，卡簧壓緊於該卡簧槽內。
2.根據權利要求1所述的可鑽進薄壁尾管應急機械脫手裝置，其特徵在於所述鎖定解鎖機構設計呈圓筒狀，解鎖環形槽下側開有止回銷釘孔，止回銷釘通過止回銷釘彈簧和止回銷釘壓帽壓縮在止回銷釘孔內。
3.根據權利要求1所述的可鑽進薄壁尾管應急機械脫手裝置，其特徵在於所述外筒鎖定球窩和中心軸鎖定球窩設計呈錐形，所述鎖定球的球心設置在中心軸本體上。
4.根據權利要求1所述的可鑽進薄壁尾管應急機械脫手裝置，其特徵在於中心軸安全螺紋一側開有剪釘銷孔，中心軸對應於鎖定解鎖機構止回銷釘孔的上側開有止回銷釘槽。
專利摘要本實用新型涉及一種可鑽進薄壁尾管應急機械脫手裝置，可與相應的尾管液壓脫手方式組合，作為其應急備用方案。本實用新型主要包括外筒、外筒延伸筒、中軸、送入工具頂部接頭，外筒通過外筒棘爪與中心軸扭矩傳遞槽楔合併限位，外筒頂部裝有扶正套，在中心軸內通過剪釘和剪釘銷孔固裝有鎖定解鎖機構，該鎖定解鎖機構下端通過螺紋連接導球套，外筒和中心軸上分別對應設置有數個鎖定球窩，並通過鎖定球鎖定，在鎖定解鎖機構中部的外壁上設有不少於一圈的解鎖環形槽，鎖定解鎖機構頂部制有臺階並螺紋連接有卡簧鎖緊套，在送入工具頂部接頭上開有卡簧槽，卡簧壓緊於該卡簧槽內。其優點是下入過程中可旋轉、上提下放並循環；當發生卡尾管複雜情況或由於其它原因使相應的尾管液壓脫手方式無法實現尾管脫手時，可實現尾管應急機械脫手，且不影響後續固井作業；外筒壁厚與尾管壁厚相近，四級多底分支井主井眼溝通時留在主井眼內的尾管串易於套銑溝通下部井筒；操作簡便、製造成本低以及安全可靠。
文檔編號E21B23/00GK2856383SQ20062002523
公開日2007年1月10日 申請日期2006年1月23日 優先權日2006年1月23日
發明者楊立平, 鄧建明, 樸慶利, 孫東徵, 張濱海, 趙景芳, 徐榮強, 韓豐欣, 黃毓祥 申請人:中國海洋石油總公司, 中海石油基地有限責任公司