CN104832111A - 多功能钻井用管柱接头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能钻井用管柱接头，其包括：一上接头，该上接头的外壁具有若干接头凸块，每一接头凸块均包括一防反转凸块和一负荷键，该防反转凸块与该负荷键之间形成一卡槽，该防反转凸块和该负荷键的底端相连并呈一体结构；一下接头，该下接头的内壁具有若干悬挂凸块,任意两个相邻的悬挂凸块之间形成内槽位，该悬挂凸块的下部与下接头内腔之间具有转动空间，该上接头的接头凸块能够在该转动空间内旋转并上提，使得该悬挂凸块能够卡入该卡槽内，该防反转凸块和该负荷键能够紧贴在该悬挂凸块上并防止该悬挂凸块旋转；该接头具有快速装卸、耐高压、减震及防卡等多功能。

Description

多功能钻井用管柱接头

技术领域

本发明涉及一种钻具接头，特别涉及一种石油化工装置领域的钻具接头，该接头具有快速、高压、减震及防卡功能，能促进起下钻速度的提高，促进安全生产，减少跳钻引起的对钻头、钻具的损害，延长钻具的检修周期，增加钻具使用寿命，降低钻具资金的投入，可用于“超高压钻井”也可用于常规泵压钻井，是钻具连接方法的一次革命之举。

背景技术

现有钻具接头是单一用于钻具单根连接用的工具，起到连接长度和循环流体之用，可使井身延续到需要的长度，其连接方法靠螺纹，密封靠螺纹和两个单根之间的台阶压紧。

但是，其缺点是：螺纹连接速度慢，卸开速度也慢，需转动1800度；螺纹上紧需要大扭矩；且密封能力弱，经常发现刺漏现象，超高压条件下更容易发生；接卸钻柱时费时费力。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种多功能钻井用管柱接头，该接头能够提高起下钻的速度，促进生产的安全，减少跳钻引起的对钻头、钻具的损害，延长钻具的检修周期，增加钻具使用寿命，降低钻具资金的投入。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种多功能钻井用管柱接头，其包括：

一上接头，该上接头的外壁具有若干接头凸块，每一接头凸块均包括一防反转凸块和一负荷键，该防反转凸块与该负荷键之间形成一卡槽，该防反转凸块和该负荷键的底端相连并呈一体结构；

一下接头，该下接头的内壁具有若干悬挂凸块,任意两个相邻的悬挂凸块之间形成内槽位，该悬挂凸块的下部与下接头内腔之间具有转动空间，该上接头的接头凸块能够在该转动空间内旋转并上提，使得该悬挂凸块能够卡入该卡槽内，该防反转凸块和该负荷键能够紧贴在该悬挂凸块上并防止该悬挂凸块旋转。

所述的多功能钻井用管柱接头，该多功能钻井用管柱接头还包括一固定装置，该固定装置包括一锁套和一锁销；该锁套通过螺纹连接套设在该上接头，该锁套上具有三个孔心不在同一纵切面上的固定孔：第一孔、第二孔和第三孔，该锁销嵌设在上接头的一销孔内，该锁销的锁头能够凸出于固定孔并将该锁套卡固在上接头的不同位置。

所述的多功能钻井用管柱接头，该第一孔与该第三孔在该锁套的同一母线上，该第二孔位于与该第一孔所在母线180°对称的另一母线上，且该第二孔的孔心位于该第一孔和第三孔之间。

所述的多功能钻井用管柱接头，该下接头的插孔的底端形成一底部，该下接头的上端孔口处形成一上台面，该锁套相对于该下接头的上端孔口处形成一下台面。

所述的多功能钻井用管柱接头，该上接头的接头凸块对准该下接头的内槽位下放，此时向上旋该锁套使锁销突出于该第一孔，该上接头插入到该下接头孔内的底部后，该下接头的上台面与该锁套的下台面相贴合，该上接头的接头凸块在该转动空间内旋转并上提，使得该悬挂凸块卡入该卡槽内，该防反转凸块和该负荷键能够紧贴在该悬挂凸块上并防止该悬挂凸块旋转。

所述的多功能钻井用管柱接头，该下接头的下端处还具有一对称的接卸卡孔，该接卸卡孔用于卡哈夫卡防止管柱从井中掉落。

所述的多功能钻井用管柱接头，该上接头的上端还具有一旋转棒孔，该旋转棒孔用来协助该上接头旋转并上提。

所述的多功能钻井用管柱接头，该销孔内具有一弹性件使得该锁销能够在该销孔内伸缩；该销孔内还具有一密封环防止该锁销弹出。

所述的多功能钻井用管柱接头，该上接头的插孔上端和该下接头的插头下端均设有锥度丝扣，该锥度丝扣用于连接上下的钻头、钻杆或钻铤；该上接头和下接头的插头外圆处以及插孔内壁处均还设有密封环槽，该密封环槽内均设有一密封圈。

与现有技术相比，采用上述技术方案的本发明的优点在于：

1)该钻具接头不再采用传统的螺纹连接，而是采用悬挂连接，悬挂的抗剪切力能力大于需要承载能力时，就满足了工程的要求；通过悬挂连接承托、平衡拉力，因此转动力矩小，不需要强力大扭矩上紧，只要上接头插入下接头到位，每次只用井口用专用扳手转动60度即可对接或卸开；上提上接头产生上提压持作用，负荷下因有防反转凸块，不会出现倒转倒开；设有专用锁套，为防止发生反转起保险作用，定位上下接头关系。由于是台阶受力，上接头正旋60度，上提即可承受需要的负荷，接卸速度快，起下钻速度快，省时省力；在上下接头间有一定自由活动间隙，此间隙对钻具防卡和减震，发挥良好作用。

2)工具的密封能力靠上下接头相互套入之间的密封件，在多道密封圈条件下密封能力强，密封能力达200MPa以上。

3)钻铤有本接头的下接头，中间有专用卡紧的对称钻孔，用哈夫卡子卡紧，取代安全卡瓦省时省力且很安全。

4)每柱钻杆都有活动间隙，可以防止卡钻尤其粘吸卡钻，其他卡钻也由于钻具上下活动范围大而容易解卡；钻头跳钻不会引起共震，造成对钻头和钻具的伤害；每个接头都有一定纵向的活动间隙，可吸收跳钻引起的震动，起到一定减震的功能，不会造成因跳钻而产生的共震的捶击现象，伤害钻头和钻具；钻具受力面不容易损坏，钻具使用寿命长。

附图说明

图1为本发明的整体结构轴向剖视图；

图2为本发明的接头凸块插入内槽位的轴向剖面展开示意图；

图3为本发明的接头凸块旋转60°未上提的轴向剖面展开示意图；

图4为本发明的接头凸块旋转60°后上提20mm的轴向剖面展开示意图；

图5为本发明的接头凸块插入接位槽的径向剖面示意图；

图6为本发明的接头凸块旋转60°径向剖面示意图；

图7为本发明的固定装置的放大示意图。

附图标记说明：1-上接头；11-接头凸块；111-防反转凸块；112-负荷键；113-卡槽；14-销孔；141-弹性件；142-密封环；2-下接头；21-悬挂凸块；22-内槽位；23-上台面；24-底部；25-转动空间；3-固定装置；31-锁套；311-第一孔；312-第二孔；313-第三孔；314-下台面；32-锁销；4-插头；5-插孔；6-锥度丝扣；7-密封环槽；71-密封圈；8-接卸卡孔；9-旋转棒孔。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。

如图1所示，为本发明多功能钻井用管柱接头的剖面图，该接头包括：一上接头1，一下接头2，一固定装置3。

其中，如图2至图6所示，该上接头1的外壁具有若干接头凸块11，在本发明中，接头凸块11的数量为3个，并均匀分布在上接头1的内壁圆周上，每个接头凸块11为占圆周周长的75°，该接头凸块11还包括一防反转凸块111和一负荷键112，该防反转凸块111与该负荷键112之间形成一卡槽113；该防反转凸块111和该负荷键112的底端相连并呈一体结构；

其中，该防反转凸块111高20mm，该防反转凸块111占圆周周长的15°，该负荷键112的长度大于该防反转凸块111的长度，该负荷键112占圆周周长的15°，该卡槽113占圆周周长的45°。

该下接头2的内壁具有若干悬挂凸块21,在本发明中，悬挂凸块21的数量为3个，并均匀分布在下接头1的内壁圆周上，任意两个相邻的该悬挂凸块21之间形成内槽位22，其中，该悬挂凸块21占圆周周长的45°，该悬挂凸块21的下部与下接头2内腔之间具有转动空间25，该上接头1的接头凸块11能够在该转动空间25内旋转60°并上提20mm，使得该悬挂凸块21能够卡入该卡槽113内，该防反转凸块和该负荷键能够紧贴在该悬挂凸块上并防止该悬挂凸块旋转。

如图7所示，该固定装置3包括一锁套31和一锁销32；该锁套31通过螺纹连接套设在该上接头1的中部，在本发明中，该螺纹连接的方式为梯形螺纹，该锁套31上具有三个孔心不在同一纵切面上的固定孔：第一孔311、第二孔312和第三孔313，该锁销32嵌设在上接头1的一销孔14内，该销孔14内具有一弹性件141使得该锁销32能够在该销孔14内伸缩；该销孔14内还具有一密封环142防止该锁销32弹出；该锁销32的锁头凸出于固定孔并将该锁套31卡固在上接头1的不同的位置并防止旋转。

其中，该第一孔311与该第三孔313在该锁套31的同一母线上，且该第一孔311与该第三孔313的孔心间距为20mm，该第二孔312位于与该第一孔311所在母线180°对称的另一母线上，且该第二孔312的孔心位于该第一孔311和第三孔313之间并各相距10mm。

该上接头1和该下接头2均具有插头4和插孔5，该上接头1的插孔5上端和该下接头2的插头4下端均设有锥度丝扣6，该锥度丝扣6用于连接上下的钻头、钻杆或钻铤；该上接头1和下接头2的插头4和插孔5内壁处均还设有若干密封环槽7，每一该密封环槽7内均设有一密封圈71,该处的密封环槽7以及配合密封圈71的使用，目的在于能够防止浆液刺漏现象的发生。

该下接头2的插孔5的底端形成一底部24，该下接头2的上端孔口处形成一上台面23，该锁套31相对于该下接头2的上端孔口处形成一下台面314；该下接头2的下端处还具有一对称的接卸卡孔8，该接卸卡孔8用于卡哈夫卡防止管柱从钻井中掉落；

该上接头1的接头凸块11对准该下接头2的内槽位22下放，此时向上旋该锁套31使锁销32突出于该第一孔311，该上接头1插入到该下接头2孔内的底部24后，该下接头2的上台面与该锁套31的下台面314相贴合，该上接头1的接头凸块11进入该下接头2的转动空间25内，该上接头1的上端还具有一旋转棒孔9，该旋转棒孔9用来协助该上接头1在转动空间25内旋转60°，该悬挂凸块21对准该卡槽113，用该旋转棒孔9用来协助该上接头1上提20mm，该悬挂凸块21卡入该卡槽113内，此时该下接头2的上台面与该锁套31下台面314相距20mm；当该悬挂凸块21卡入该卡槽113内时，该防反转凸块111和该负荷键112能够紧贴在该悬挂凸块21上并防止该悬挂凸块21径向旋转，此时再次旋转锁套31，使锁销32突出于该第二孔312，此时该下接头2的上台面与该锁套31下台面314相距10mm；。

此时，该上接头1和该下接头2之间不再具有径向的相对运动，但是在轴向上能够具有一定的活动间隙，从而防止了钻柱同井壁之间的相互粘吸，也会由于钻具接头上下活动范围大而容易解卡，因此也不会引起钻头跳钻引起的共振，从而防止对钻头和钻具造成伤害。

使用本发明的钻具接头，该钻具接头不再采用传统的螺纹连接，而是采用悬挂连接，悬挂的抗剪切力能力大于需要承载能力时，就满足了工程的要求；通过悬挂连接承托、平衡拉力，因此转动力矩小，不需要强力大扭矩上紧，只要上接头插入下接头到位，每次只用井口用专用扳手转动60度即可对接或卸开；上提上接头产生上提压持作用，负荷下因有防反转凸块111，不会出现倒转倒开；设有专用锁套31，为防止发生反转起保险作用，定位上下接头关系。由于是台阶受力，上接头1正旋60度，上提即可承受需要的负荷，接卸速度快，起下钻速度快，省时省力。

同时，工具的密封能力靠上下接头相互套入之间的密封环槽7和密封圈71，在多道密封圈71条件下密封能力强，密封能力能够达200MPa以上；每个接头都有一定纵向的活动间隙，可吸收跳钻引起的震动，起到一定减震的功能，不会造成因跳钻而产生的共震的捶击现象，伤害钻头和钻具；钻具受力面不容易损坏，钻具使用寿命长。

但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种多功能钻井用管柱接头，其特征在于，其包括：

一上接头，该上接头的外壁具有若干接头凸块，每一接头凸块均包括一防反转凸块和一负荷键，该防反转凸块与该负荷键之间形成一卡槽，该防反转凸块和该负荷键的底端相连并呈一体结构；

一下接头，该下接头的内壁具有若干悬挂凸块,任意两个相邻的悬挂凸块之间形成内槽位，该悬挂凸块的下部与下接头内腔之间具有转动空间，该上接头的接头凸块能够在该转动空间内旋转并上提，使得该悬挂凸块能够卡入该卡槽内，该防反转凸块和该负荷键能够紧贴在该悬挂凸块上并防止该悬挂凸块旋转。

2.根据权利要求1所述的多功能钻井用管柱接头，其特征在于，该多功能钻井用管柱接头还包括一固定装置，该固定装置包括一锁套和一锁销；该锁套通过螺纹连接套设在该上接头，该锁套上具有三个孔心不在同一纵切面上的固定孔：第一孔、第二孔和第三孔，该锁销嵌设在上接头的一销孔内，该锁销的锁头能够凸出于固定孔并将该锁套卡固在上接头的不同位置。

3.根据权利要求2所述的多功能钻井用管柱接头，其特征在于，该第一孔与该第三孔在该锁套的同一母线上，该第二孔位于与该第一孔所在母线180°对称的另一母线上，且该第二孔的孔心位于该第一孔和第三孔之间。

4.根据权利要求3所述的多功能钻井用管柱接头，其特征在于，该下接头的插孔的底端形成一底部，该下接头的上端孔口处形成一上台面，该锁套相对于该下接头的上端孔口处形成一下台面。

5.根据权利要求4所述的多功能钻井用管柱接头，其特征在于，该上接头的接头凸块对准该下接头的内槽位下放，此时向上旋该锁套使锁销突出于该第一孔，该上接头插入到该下接头孔内的底部后，该下接头的上台面与该锁套的下台面相贴合，该上接头的接头凸块在该转动空间内旋转并上提，使得该悬挂凸块卡入该卡槽内，该防反转凸块和该负荷键能够紧贴在该悬挂凸块上并防止该悬挂凸块旋转。

6.根据权利要求1所述的多功能钻井用管柱接头，其特征在于，该下接头的下端处还具有一对称的接卸卡孔，该接卸卡孔用于卡哈夫卡防止管柱从井中掉落。

7.根据权利要求1所述的多功能钻井用管柱接头，其特征在于，该上接头的上端还具有一旋转棒孔，该旋转棒孔用来协助该上接头旋转并上提。

8.根据权利要求2所述的多功能钻井用管柱接头，其特征在于，该销孔内具有一弹性件使得该锁销能够在该销孔内伸缩；该销孔内还具有一密封环防止该锁销弹出。

9.根据权利要求1所述的多功能钻井用管柱接头，其特征在于，该上接头的插孔上端和该下接头的插头下端均设有锥度丝扣，该锥度丝扣用于连接上下的钻头、钻杆或钻铤；该上接头和下接头的插头外圆处以及插孔内壁处均还设有密封环槽，该密封环槽内均设有一密封圈。