CN103321600A - 一种液压启动的倒扣丢手机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液压启动的倒扣丢手机构，本发明的送入短节与丢手短节连接，丢手短节与送入短节之间形成有环空，密封套设置在丢手短节与送入短节之间，活塞设置在环空腔内，活塞与丢手短节花键连接，送入短节与活塞花键连接，且活塞由剪钉定位并固定在丢手短节上，送入短节上开有第一通孔，第一通孔分别与送入短节的内孔和活塞上部的环空腔连通，丢手短节上开有第二通孔，第二通孔分别与活塞下部的环空腔和套管环空连通。本发明能够克服常规左旋螺纹倒扣丢手机构在工具入井过程中及作业完成之前地面不能正转管柱的缺陷，也克服了现有机械与液压双作用丢手工具存在剪钉意外被剪断，工具提前丢手的问题，可靠性更高，适应范围更广。
Description
技术领域
本发明涉及一种丢手机构，尤其涉及一种液压启动的倒扣丢手机构，属于井下工具。
背景技术
钻井及井下作业中，某些作业工具通过送入管柱送至作业位置，作业完成后继续留在井中，送入管柱则通过丢手机构和井下工具脱开而起出地面。
目前常用是左旋螺纹倒扣机构实现工具丢手，该机构操作简便，已在工程实践中大量应用。例如，中国专利“CN201120415989.4” 公开的是石油工业使用的一种井下管柱双作用丢手装置，公开日为2012年07月11日，包括丢手接头，在丢手接头的本体上设有泄压孔，其内腔装有球座，丢手接头与球座通过定压销钉连接。当倒扣丢手失败时，通过投入钢球实现液压丢手。再如，中国专利“CN201220664891.7”公开一种液压转倒扣丢手工具，公开日为2013年05月22日，其包括上接头、定位座套、丢手球座和连接套，上接头的内部有上接头管腔，上接头下部通过左旋螺纹与定位座套上部连接在一起，定位座套内部有定位座腔，定位座腔内部固定安装有能够通过憋压下移的丢手球座。
上述现有技术，同时设置倒扣丢手和液压丢手，目的在于提高丢手工具的可靠性。但该类倒扣机构也存在一个缺点，即工具入井过程中及作业完成之前，地面不能正转活动管柱，否则会提前倒扣丢手，造成井下事故。
为了解决上述缺点，中国专利“CN200720177711.1”公开了一种机械与液压双作用丢手工具，公开日为2008年06月25日，其外筒总成的本体内腔设计有一环形凹槽，与送入工具的爪套相配合。下滑套与下接头采用滑动间隙配合，下滑套内腔台阶与下接头形成液压腔，中心杆上设计有一定数量的径向通孔与该液压腔相连通；剪钉将上滑套与中滑套固定在一起，上滑套的外表面设计有台阶，爪套的内腔台阶与之形成配合，剪钉将中滑套固定在中心杆上；外筒总成和送入工具总成之间设计有防转机构。通过工具结构上的改进，实现了可通过机械或者液压两种方式进行丢手作业，解决了因完井管串不允许旋转等特殊原因不能采用常规倒扣方式进行丢手的问题，同时通过采用卡块与本体的特殊配合结构，防止两者之间的相对转动。但该专利在实际应用中还存在如下不足：一、尾管悬挂在矛爪台阶上，其重力在轴向有一个分力，该分力会直接作用在剪钉上，若尾管重量较大，会存在剪钉被提前剪断的风险；二、该专利所述的机械脱手方式，通过下压管柱剪断剪钉实现矛爪和外筒总成脱离实现尾管丢手，但在尾管下行遇阻的情况下，可能会造成剪钉剪断，使尾管串提前丢手，造成井下事故；三、下入管柱过程中，内外压差作用在液压腔19内，若出现循环受阻，导致内外压差过大时，也会使剪钉剪断，使尾管提前丢手。出现以上三种情况的主要原因是，设计的剪钉一直处于不稳定的受力状态，存在意外被剪断的可能，会造成严重的井下事故。
发明内容
本发明的目的在于克服常规左旋螺纹倒扣丢手机构在工具入井过程中及作业完成之前地面不能正转管柱的缺陷，以及克服现有机械与液压双作用丢手工具存在剪钉意外被剪断导致提前丢手的问题，提供一种液压启动的倒扣丢手机构，在工具入井过程中及作业完成之前可以地面正转管柱，设置的剪钉由设定的压力剪断，管柱重量及下入阻力由左旋螺纹承受，剪钉不受力，工具不会提前丢手；异常情况下，若循环压较大，剪钉提前被剪断，工具仍由左旋螺纹连接，也不会提前丢手，功能更可靠，安全性更高。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种液压启动的倒扣丢手机构，其特征在于：包括送入短节、密封套、活塞和丢手短节，所述送入短节与丢手短节连接，丢手短节与送入短节之间形成有环空，密封套设置在丢手短节与送入短节之间将环空密封形成环空腔，活塞设置在环空腔内，活塞与丢手短节花键连接，送入短节与活塞花键连接，且活塞由剪钉定位并固定在丢手短节上，送入短节上开有第一通孔，第一通孔分别与送入短节的内孔和活塞上部的环空腔连通，丢手短节上开有第二通孔，第二通孔分别与活塞下部的环空腔和套管环空连通。
所述送入短节下端与丢手短节采用左旋螺纹连接，左旋螺纹的上下两端设置有“O”形密封圈。
所述活塞的内孔下端和活塞的外壁上均设置有花键，井下工具入井过程中，活塞内孔的花键与送入短节外壁上设置的花键啮合，活塞外壁上的花键与丢手短节内孔上设置的花键啮合。
所述剪钉的剪断压力大于循环时活塞两端的压差。
所述丢手短节内壁上设置有台阶，送入短节、丢手短节、密封套和台阶围合形成环空腔。
采用本发明的优点在于：
一、本发明连接于送入管柱和井下工具之间，在工具入井过程中及作业完成之前，地面可正转管柱，倒扣机构不会提前丢手；需要丢手时，开泵，泵压至一定压力，倒扣机构方可启动，此时地面正转管柱才能完成倒扣丢手，克服了常规倒扣丢手机构在工具送入过程中地面不能正转管柱的局限，适应范围更广。
二、本发明中，所述送入短节下端与丢手短节采用左旋螺纹连接，左旋螺纹的上下两端设置有“O”形密封圈，可防止井内液体或其他杂质进入螺纹配合，影响倒扣的可靠性。
三、本发明中，所述活塞的内孔下端和活塞的外壁上均设置有花键，井下工具入井过程中，活塞内孔的花键与送入短节外壁上设置的花键啮合，活塞外壁上的花键与丢手短节内孔上设置的花键啮合；此状态下，地面正转管柱，送入短节可将扭矩通过活塞传递给丢手短节，井下工具会随着管柱一起正转，不会提前倒扣丢手。
四、本发明中，所述剪钉的剪断压力大于循环时活塞两端的压差，工具入井过程开泵循环，剪钉不会被剪断，保证了活塞不会下行，送入短节仍被活塞的花键锁住，此时正转管柱，井下工具会随着管柱一起正转，也不会倒扣丢手。
五、本发明中，所述丢手短节内壁上设置有台阶，送入短节、丢手短节、密封套和台阶围合形成环空腔，活塞设置在环空腔内，保证了活塞的可靠性，进而证了丢手的可靠性，并且采用台阶结构便于对运动时的活塞进行限位。
六、本发明与中国专利“CN200720177711.1”相比，具有的优点为：该机构设置的剪钉由设定的压力剪断，管柱重量及下入阻力由左旋螺纹承受，剪钉不受力，工具不会提前丢手；异常情况下，若循环压较大，剪钉提前被剪断，工具仍由左旋螺纹连接，也不会提前丢手，安全性更高。
附图说明
图1为本发明结构示意图
图中标记为：1、送入短节；2、密封套； 3、紧定螺钉；4、“O”形密封圈；5、活塞；6、剪钉；7、丢手短节；8、花键；A、第一通孔；B、第二通孔。
具体实施方式
实施例1
一种液压启动的倒扣丢手机构，包括送入短节、密封套、活塞和丢手短节，所述送入短节1与丢手短节7连接，丢手短节7与送入短节1之间形成有环空，密封套2设置在丢手短节7与送入短节1之间将环空密封形成环空腔，活塞5设置在环空腔内，活塞5与丢手短节7花键连接，送入短节1与活塞5花键连接，且活塞5由剪钉6定位并固定在丢手短节7上，送入短节1上开有第一通孔A，第一通孔A分别与送入短节1的内孔和活塞上部的环空腔连通，丢手短节7上开有第二通孔B，第二通孔B分别与活塞5下部的环空腔和套管环空连通。
本发明的优选实施方式为，所述送入短节1下端与丢手短节7采用左旋螺纹连接，左旋螺纹的上下两端设置有“O”形密封圈4。
本发明的又一优选实施方式为，所述活塞5的内孔下端和活塞5的外壁上均设置有花键8，井下工具入井过程中，活塞5内孔的花键与送入短节1外壁上设置的花键8啮合，活塞5外壁上的花键8与丢手短节7内孔上设置的花键8啮合。
本发明的又一优选实施方式为，所述剪钉6的剪断压力大于循环时活塞5两端的压差。
本发明的又一优选实施方式为，所述丢手短节7内壁上设置有台阶，送入短节、丢手短节、密封套和台阶围合形成环空腔。即送入短节和丢手短节之间、密封套和台阶之间形成环空腔。
实施例2
本实施例对本发明做详细说明：
一种液压启动的倒扣丢手机构，包括送入短节1、密封套2、紧定螺钉3、“O”形密封圈4、活塞5、剪钉6、丢手短节7等。送入短节1与丢手短节7采用左旋螺纹连接，送入短节1上开有第一通孔A。送入短节1与丢手短节7的环空装有活塞5，密封套2通过螺纹和丢手短节7连接。活塞5外圆与丢手短节7内孔采用花键8连接，送入短节1外圆与活塞5内孔采用花键连接。活塞5由剪钉6定位并固定在丢手短节7上，在活塞5上下两端压差的作用下，活塞向下运动可将剪钉6剪断，剪钉剪断压差的大小可由剪钉6的大小和数量来控制。丢手短节7中部开有和井下工具及套管环空连通的第二通孔B。丢手短节7下端连接坐封锚定类工具。
进一步地，所述送入短节1下端与丢手短节7采用左旋螺纹连接，螺纹上下两端设置有“O”形密封圈4，可防止井内液体或其他杂质进入螺纹配合，影响倒扣的可靠性。
进一步地，在送入短节1与丢手短节7的左旋螺纹上端设置了活塞5，活塞5下端内孔和外圆均加工有花键，井下工具入井过程中，活塞5内孔花键与送入短节1外圆花键8啮合，活塞5外圆花键与丢手短节7内孔花键啮合，此状态下，地面正转管柱，送入短节1可将扭矩通过活塞5传递给丢手短节7，井下工具会随着管柱一起正转，不会提前倒扣丢手。
本发明的工作原理如下：
1、工具入井过程及作业完成之前
由于活塞5内孔花键与送入短节1外圆花键8啮合，活塞5外圆花键与丢手短节7）内孔花键啮合，此状态下，地面正转管柱，送入短节1可将扭矩通过活塞5传递给丢手短节7，带动井下工具随着管柱一起正转，不会提前倒扣丢手。工具入井过程开泵循环，由于剪钉6剪断压力大于循环时活塞5两端的压差，剪钉不会被剪断，活塞5不会下行，送入短节1仍被活塞5的花键锁住，此时正转管柱，井下工具会随着管柱一起正转，也不会倒扣丢手。
2、倒扣丢手
工具下至预定位置，开泵，液体压力通过送入短节1的第一通孔A进入活塞5上部的高压环空腔内，当液体压力升压至工具坐封锚定压力（此压力大于剪钉剪断压力）后，工具坐封锚定作业完成。在此过程中，剪钉6被剪断，液体推动活塞5下行直至顶住丢手短节7的上台阶，活塞下部的压力通过第二通孔B向外传递，此时活塞5内花键与送入短节1外花键完全脱开，送入短节1失去了周向锁紧力，此时地面正转管串，送入短节1与丢手短节7左旋螺纹脱开，可完成井下工具倒扣丢手。继续上提，起出送入管串。
本发明的上述实施例只是为清楚说明本发明的举例，而并非对本发明实施方式的限制。
Claims (5)
1.一种液压启动的倒扣丢手机构，其特征在于：包括送入短节（1）、密封套（2）、活塞（5）和丢手短节（7），所述送入短节（1）与丢手短节（7）连接，丢手短节（7）与送入短节（1）之间形成有环空，密封套（2）设置在丢手短节（7）与送入短节（1）之间将环空密封形成环空腔，活塞（5）设置在环空腔内，活塞（5）与丢手短节（7）花键连接，送入短节（1）与活塞（5）花键连接，且活塞（5）由剪钉（6）定位并固定在丢手短节（7）上，送入短节（1）上开有第一通孔（A），第一通孔（A）分别与送入短节（1）的内孔和活塞（5）上部的环空腔连通，丢手短节（7）上开有第二通孔（B），第二通孔（B）分别与活塞（5）下部的环空腔和套管环空连通。
2.根据权利要求1所述的一种液压启动的倒扣丢手机构，其特征在于：所述送入短节（1）下端与丢手短节（7）采用左旋螺纹连接，左旋螺纹的上下两端设置有“O”形密封圈（4）。
3.根据权利要求1或2所述的一种液压启动的倒扣丢手机构，其特征在于：所述活塞（5）的内孔下端和活塞的外壁上均设置有花键（8），井下工具入井过程中，活塞（5）内孔的花键与送入短节（1）外壁上设置的花键啮合，活塞（5）外壁上的花键与丢手短节（7）内孔上设置的花键啮合。
4.根据权利要求1或2所述的一种液压启动的倒扣丢手机构，其特征在于：所述剪钉（6）的剪断压力大于循环时活塞（8）两端的压差。
5.根据权利要求3所述的一种液压启动的倒扣丢手机构，其特征在于：所述丢手短节（7）内壁上设置有台阶，送入短节（1）、丢手短节（7）、密封套（2）和台阶围合形成环空腔。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160504 Termination date: 20200620 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |