CN102359354A - 井下钻具打捞器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地质勘探设备，即一种井下钻具打捞器。这种打捞器的主体也是一支细长的拉杆(1)，其特征在于：所说的拉杆(1)的下端装有一支插头(2)，插头(2)上设有一段表面为锥面的涨芯(6)，涨芯(6)至少配装两片涨片(4)，每片涨片(4)均为一侧直立、另一侧为锥面的弧形板，涨片(4)的锥面与涨芯(6)的锥面相配合，且可相对滑动，涨片(4)的直立面与被打捞的钻杆相配合。本发明的有益效果是：定位准确，快速接合，接合力足够强大，打捞成功率高，并容易退出，且具有结构简单、造价低廉、坚固耐用等特点，为解决断裂钻杆的打捞难题提供了一种行之有效的工具。

Description

井下钻具打捞器

技术领域

本发明涉及一种地质勘探设备，即一种井下钻具打捞器。

背景技术

在水文地质勘探的钻井作业中，钻杆断裂等故障会时有发生，故障发生后，一般都要用打捞器具把断裂钻杆取出，否则，不仅要扔掉断钻，所钻的井孔也要报废，损失很大。目前最常用的打捞器具是在一拉杆前端装设丝锥，伸入井内后丝锥在断裂钻杆上端口旋入攻丝，使打捞拉杆和断裂钻杆连接，再向上提吊。这种方式存在着定位不准、对接时间长、接合强度不足等问题，成功率较低。在打捞失败时，连接的螺纹多已损坏，丝锥退出比较困难，有时连打捞器械也无法取出而放弃。

发明内容

本发明的目的是提供一种定位准确、对接迅速、接合力足够强大、打捞成功率高，且打捞器具容易退出的井下钻具打捞器。

上述目的是由以下技术方案实现的：研制一种井下钻具打捞器，这种打捞器的主体也是一支细长的拉杆，其特点是：所说的拉杆的下端装有一支插头，插头上设有一段表面为锥面的涨芯，涨芯配装有至少两片涨片，每片涨片均为一侧直立、另一侧为锥面的弧形板，涨片的锥面与涨芯的锥面相配合，且可相对滑动，涨片的直立面与被打捞的钻杆相配合。工作时，涨片随涨芯下行而与断裂钻杆插接，又随涨芯上拉而压紧断裂钻杆，并且越拉越紧，直至拉出。

所说的插头呈柱状，中部有一段直径由上向下递增的锥台状涨芯，涨芯上面是一段圆柱状调节杆，涨芯下面是直径渐小的圆锥状导尖，调节杆穿装吊盘，吊盘下面通过凹槽挂接两片或两片以上的涨片，涨片分布在涨芯的周围，各个涨片均为弧面板，弧面板内侧是与涨芯锥面相配合的锥面，涨片可沿涨芯表面上下滑动，涨片的外侧是与被打捞钻杆内径相配合的直立弧面。

所说的拉杆下端设有端盖，端盖上设有螺孔，插头上部的调节杆设有与端盖螺孔相配合的外螺纹。

所说的调节杆上部套有档圈，挡圈上面设有与调节杆上段螺纹相配合的螺母。

所说的涨片外围开有卡槽，卡槽里面装有弹性卡环，卡环一侧设有开口。

所说的吊盘与拉杆之间设有轴承。

所说的涨片外表面设有防滑齿。

所说的拉杆下面连接的插头是一支下端开口的管，其管内孔呈上粗下细的锥孔，使管壁形成锥面的涨芯，管下端面是斜面，周边形成呈尖锋状的导尖，管内设有两片或两片以上的涨片，各个涨片均为弧面板，弧面板的内侧是与被打捞钻杆的外径相配合的直立弧面，外侧是与涨芯锥面相配合的锥面，涨片分布在涨芯的周围，可沿涨芯表面上下滑动。

所说管状插头的上底开有中心孔，孔内配有可滑动的立轴，立轴下面设有吊盘，吊盘周围与涨片内上侧的挂接槽相插接。

所说的拉杆下面连接的插头是两个套装的管件，外面的管件上有中孔与拉杆滑动配合，管下部内侧是锥面张芯，管下端外周为尖锋状导尖，里面的管件上端与拉杆固连，下端开口，管内有螺纹，且配装一支螺杆状立轴，立轴下面固连吊盘，吊盘挂连两片或多片涨片，各个涨片均为弧面板，涨片内侧是与被打捞钻杆的外径相配合的直立弧面，涨片外侧是与涨芯锥面相配合的锥面，涨片分布在涨芯的周围，可沿涨芯表面上下滑动。

本发明的有益效果是：定位准确，快速接合，接合力足够强大，打捞成功率高，并容易退出，且具有结构简单、造价低廉、坚固耐用等特点，为解决断裂钻杆的打捞难题提供了一种行之有效的工具。

附图说明

图1是第一种实施例的主视图；

图2是第一种实施例的部件插头的主视图；

图3是第一种实施例的部件涨片的主视图；

图4是第一种实施例的部件涨片的俯视图；

图5是第一种实施例的工作状态示意图；

图6是第二种实施例的主视图；

图7是第二种实施例的部件插头的主视图；

图8是第二种实施例的部件涨片的主视图；

图9是第二种实施例的部件涨片的俯视图；

图10是第二种实施例的部件卡环的俯视图；

图11是第二种实施例的工作状态示意图；

图12是第三种实施例的主视图；

图13是第三种实施例的部件插头的主视图；

图14是第三种实施例的部件吊盘的主视图；

图15是第三种实施例的部件吊盘的俯视图；

图16是第三种实施例的部件涨片的主视图；

图17是第三种实施例的部件涨片的俯视图；

图18是第三种实施例的工作状态示意图；

图19是第四种实施例的主视图；

图20是第四种实施例的部件插头的主视图；

图21是第四种实施例的部件插头张芯的主视图；

图22是第四种实施例的部件吊盘的主视图；

图23是第四种实施例的部件吊盘的俯视图；

图24是第四种实施例的部件涨片的主视图；

图25是第四种实施例的部件涨片的俯视图；

图26是第四种实施例的工作状态示意图。

图中可见：拉杆1，插头2，吊盘3，涨片4，调节杆5，涨芯6，导尖7，吊挂部8，断钻杆9，井孔10，螺母11，挡圈12，端盖13，轴承14，卡环15，防滑齿16，卡环槽17，开口18，中心孔19，立轴20。

具体实施方式

第一种实施例：如图1所示，这种打捞器的主体是一支拉杆1，拉杆1的下端装有一支柱状插头2，结合图2空间，插头2中部有一段由上向下直径渐大的锥形涨芯6，涨芯6外围至少配装有两片涨片4。结合图3、4可见，每片涨片4均为外侧直立、内侧为锥面的弧形板，涨片4的锥面与涨芯6的锥面相配合，涨片4的外侧与断钻杆9的内径相配合，涨片4上端铰链在一个吊盘3，吊盘3的中孔套在插头上段的圆柱状调节杆5上，且可上下滑动。涨芯6下面是一段直径渐小的锥状导尖7。工作时，结合图5可见，涨片4随涨芯6下行，在导尖7引导下插入断裂钻杆9，又随涨芯6上拉而压紧断钻杆9的内壁，并且越拉越紧，直至拉出。

第二种实施例：如图6所示，这种打捞器的主体是一支拉杆1，拉杆1下端通过螺纹连接的一个端盖13，端盖13通过螺孔安装一个插头2。结合图7可见，插头3的上段是一个带有外螺纹的调节杆5，调节杆5下面是一段上细下粗的锥台状涨芯6，涨芯6下面是一段直径渐小的锥状导尖7。插头2就是通过调节杆5与钻杆端盖13的螺孔配合的，在调节杆5的上部，套装有一个外径大于调节杆5的挡圈12，挡圈12的上面用一个六角开槽螺母11锁定。在端盖13的下面，调节杆5套装一片滑动轴承14和一个吊盘3，吊盘3的下面设有挂钩状凹槽，凹槽里面容纳涨片4上部的板状吊挂部8。结合图8、9可见，涨片4有三片，每一片都是一片弧状板，弧状板的的外侧直立，内侧均有一弧形斜面，各个涨片4对接后成为一个内椎楔形管。涨片3的外表面设有多条防滑齿16，并开有一道卡环槽17。卡环槽17里面配装一个卡环15，结合图10可见，卡环15一侧设有开口18，卡环15是一种直径可变的弹性环。

使用时，按图11所示，将打捞器下入井孔10，到达断钻杆9的上端。由于导尖7呈锥状，即使插头3偏差较大，哪怕插头2已经贴靠了井壁，导尖7仍与断钻杆9的上端口相对，可以迅速进入断钻杆9的内孔，并引导整个插头2下行。由于此时涨片4处于涨芯6的上部，且有卡环15束缚，直径较小，能够顺利进入断钻杆9，直到断钻杆9上端触碰涨片4上部的凸缘时，下行才能停止。随后地面上的人就可以开动卷扬机，上提拉杆1，带动插头2上移，因吊盘3与插头2的调节杆5为滑动配合，并不随插头2上行，使涨片4与涨芯6形成相对滑动，迫使涨片4向周围扩张，紧压在断钻杆9的内壁上。随着拉杆1的上拉涨片4对断钻杆9内壁的压力越来越大，只要不超过各个构件的强度极限，就可以拉动断钻杆9上移，直至完全拔出地面。由有关材料力学知识可知，上述构件的强度极限是非常大的，或者说可以按照所需的强度制造打捞器，加之设置相适应的卷扬机，拔取任何断钻杆9都是可能的。

在打捞过程中，如果因意外原因而中止打捞，或打捞成功时需要打捞器脱离断钻杆9，只要将拉杆1向上旋转，使端盖，13与轴承14之间拉开一定距离，然后再下压拉杆1，借助拉杆1的重力即可使涨芯6下移，涨片4立即内缩，即可脱离断钻杆9而将整个打捞器具抽出。

显然，上述构件还有许多可变通的形式，例如：省略拉杆上段的挡圈12和螺母13也可以工作，只是可靠性差一点。涨片4外围的卡环15也可以用橡皮套代替，可能是寿命短一点。吊盘3与拉杆1之间可以没有轴承14，只是灵活性差一点。涨片4的外表面可以没有防滑齿16，摩擦力可能小一些。涨片4不一定就是三片，可以是两片或多片。等等，都可以工作，都应属于等同的技术方案。

第三种实施例：如图12所示，这种打捞器是第一种实施例的另一种类型，其结构原理和工作原理没有根本的变化，但两者的工作方式却不相同。其最大的差别是：第一种实施例的涨片4卡在断钻杆9的内壁，压力方向是由内向外。而本实施例的涨片4是夹在断钻杆9的外围，压力方向是由外向内，有关构件也由此出现差异。结合图13可见，拉杆1下面的插头2是一支下端开口的管，管的内孔是上粗下细的锥孔，使管壁形成锥面涨芯6，管壁下端面是内高外低的斜面，周边形成断面呈尖角状的导尖7。结合图14、15可见，管状插头的上底开有中心孔19，孔内配有可滑动的立轴20，立轴20下面设有圆板状吊盘3，吊盘3周围与涨片4内上部的槽状吊挂部8相插接。结合图16、17可见，管内设有两片或两片以上的涨片4，各个涨片4均为弧面板，弧面板内侧直立，而外侧是与涨芯6的锥面相配合的斜面，涨片4分布在涨芯6的周围。由于吊盘3可随立轴20上下平移，涨片4即可沿涨芯6表面上下滑动。当涨片4上滑时，其内径增大，反之缩小。

使用时，按图18所示，将打捞器下入井孔10，到达断钻杆9的上端。由于插头2的管下端有尖锋状的导尖7，即使插头3偏差较大，哪怕插头2已经贴靠了井壁，插头2仍与断钻杆9的上端口相对，可以迅速套在断钻杆9的外围。其中的涨片4下端也设有导向斜面，能够顺利插套在断钻杆9的外围。即使开始时位置有偏差，经适当上移内径扩大后也能自动调整到正确位置。直到断钻杆9上端触碰立轴20底部，立轴20上端到达最顶点时，下行才能停止。随后地面上的人就可以开动机器，上提打捞器拉杆1，带动插头2上移。因吊盘3上的立轴20与最心孔19为滑动配合，涨片4并不随插头2上行，而与涨芯6形成相对滑动，迫使涨片4向内收缩，紧压在断钻杆9的外壁上。随着拉杆1的上拉涨片4对断钻杆9外壁的压力越来越大，直至完全拔出地面。

第四种实施例：图19所示的打捞器是第三种实施例的改进类型，拉杆下面连接的插头2也是下端开口的管，所不同的是：这种管件是两个套装的管件。外面的管件上有中孔与拉杆1滑动配合，管内侧下部是锥面张芯6，管下端外周为尖锋状导尖7；里面的管件相当于前例的端盖13，上端与拉杆1固连，下端开口，管内有螺纹，且配装一支螺杆状立轴20，立轴20下面固连吊盘3，吊盘3挂连两片或多片涨片4，各个涨片4均为弧面板，内侧是与断钻杆外径配合的直立弧面，外侧是与涨芯6的锥面相配合的锥面。涨片4分布在涨芯6的内周，涨片4的内侧设防滑齿16和卡环槽17，所配的卡环15也是有开口的弹性环，其作用是向外支撑涨片4。当转动拉杆1时，涨片4可在立轴20的带动下沿涨芯6表面上下滑动。

工作时，结合图26可见，也是把拉杆1和插头2下放到井孔10内，由于插头2及涨片4的内径大于断钻杆9的外径，加之下缘斜面导尖的导向作用，能很准确的套入断钻杆9的外面，然后转动拉杆1，令涨芯6上移而压紧涨片4，再上提拉杆1，即可将断钻杆9拉出。

当打捞中止或打捞完成时，旋转拉杆1，使端盖13沿立轴20下移，即可推动涨芯6下移，松开涨片4，再上提拉杆1即可使整个器具脱离断钻杆9。

Claims (10)

1.一种井下钻具打捞器，这种打捞器的主体也是一支细长的拉杆(1)，其特征在于：所说的拉杆(1)的下端装有一支插头(2)，插头(2)上设有一段表面为锥面的涨芯(6)，涨芯(6)至少配装两片涨片(4)，每片涨片(4)均为一侧直立、另一侧为锥面的弧形板，涨片(4)的锥面与涨芯(6)的锥面相配合，且可相对滑动，涨片(4)的直立面与被打捞的钻杆相配合。

2.根据权利要求1所述的井下钻具打捞器，其特征在于：所说的插头(2)呈柱状，中部有一段直径由上向下递增的锥台状涨芯(6)，涨芯(6)上面是一段圆柱状调节杆(5)，涨芯(6)下面是直径渐小的圆锥状导尖(7)，调节杆(5)穿装吊盘(3)，吊盘(3)下面通过凹槽挂接两片或两片以上的涨片(4)，涨片(4)分布在涨芯(6)的周围，各个涨片(4)均为弧面板，涨片(4)的外侧是与被打捞钻杆的内径相配合的直立弧面，内侧是与涨芯(6)的锥面相配合的锥面，涨片(4)可沿涨芯(6)表面上下滑动。

3.根据权利要求2所述的井下钻具打捞器，其特征在于：所说的拉杆(1)下端设有端盖(13)，端盖(13)上设有螺孔，插头(2)上部的调节杆(5)设有与端盖(13)螺孔相配合的外螺纹。

4.根据权利要求2所述的井下钻具打捞器，其特征在于：所说的调节杆(1)上部套有档圈(12)，挡圈(12)上面设有与调节杆(5)上段螺纹相配合的螺母。

5.根据权利要求2所述的井下钻具打捞器，其特征在于：所说的涨片(4)外围开有卡环槽(17)，卡环槽(17)面装有弹性卡环(15)，卡环(15)一侧设有开口(18)。

6.根据权利要求2所述的井下钻具打捞器，其特征在于：所说的吊盘(3)与拉杆(1)之间设有轴承(14)。

7.根据权利要求1所述的井下钻具打捞器，其特征在于：所说的涨片(4)的外表面设有防滑齿(16)。

8.根据权利要求1所述的井下钻具打捞器，其特征在于：所说的拉杆(1)下面连接的插头(2)是一支下端开口的管，其管内孔是上粗下细的锥孔，使管壁形成锥面的涨芯(6)，管下端面是斜面，周边形成呈尖锋状的导尖(7)，管内设有两片或两片以上的涨片(4)，各个涨(4)均为弧面板，涨片(4)的内侧是与被打捞钻杆外径相配合的直立弧面，外侧是与涨芯(6)的锥面相配合的锥面，涨片(4)分布在涨芯(6)的内周，可沿涨芯(6)表面上下滑动。

9.根据权利要求8所述的井下钻具打捞器，其特征在于：所说管状插头(2)的上底开有中心孔(19)，孔内配有可滑动的立轴(20)，立轴(20)下面设有吊盘(3)，吊盘(3)周围与涨片(4)内上侧的挂接槽相插接。

10.根据权利要求1所述的井下钻具打捞器，其特征在于：所说的拉杆(1)下面连接的插头(2)是两个套装的管件，外面的管件上有中孔与拉杆(1)滑动配合，管下部内侧是锥面张芯(6)，管下端外周为尖锋状导尖(7)，里面的管件上端与拉杆(1)固连，下端开口，管内有螺纹，且配装一支螺杆状立轴(20)，立轴(20)下面固连吊盘(3)，吊盘(3)挂连两片或多片涨片(4)，各个涨片(4)均为弧面板，涨片(4)的内侧是与被打捞钻杆的外径相配合的直立面，涨片(4)的外侧是与涨芯(6)的锥面相配合的锥面，涨片(4)分布在涨芯(6)的内周，可沿涨芯(6)表面上下滑动。

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