CN104895552A - 随钻测量仪器应急安全释放装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了随钻测量仪器应急安全释放装置，包括壳体、下接头，所述壳体内壁开设锯形宽内螺纹，所述下接头外壁开设锯形宽外螺纹，所述下接头通过锯形宽外螺纹旋扣式连接于壳体的锯形宽内螺纹上，通过壳体和下接头的相对正反向旋转完成上扣连接或脱扣失连，所述壳体内部还安装有一个防止下接头自动脱扣于壳体的锁止装置。当井内底部钻具（动力钻具和钻头）发生卡钻需要起出地质导向仪时，可以很容易地从它本体联接螺纹处倒开，起出公接头以上钻具和仪器。在井下倒扣或重新对扣都十分容易和可靠。在正常钻进过程中，它则成为一个井下工具，工作可靠性强，它的内外径也与相连接的管柱一致，所以在管柱的水眼内进行作业并无妨碍。
Description
技术领域
本发明涉及用于地质导向仪的辅助工具，具体地说是一种随钻测量仪器应急安全释放装置。
背景技术
地质导向仪FEWD/LWD是水平井钻井的一种重要工具，它为地质工作者判断地层和油层特点提供了重要依据，近几年由于水平井的施工越来越多，地质导向仪FEWD/LWD发挥着越来越重要的作用，但是由于水平井施工难度大，风险高，偶尔出现卡钻等井下复杂情况，部分井由于井况复杂，打捞难度大，打捞施工时间长，损失较大，导致部分地质导向仪FEWD/LWD落井无法打捞的情况，且地质导向仪FEWD/LWD价格昂贵（国产的800万，进口的1600万），部分井的卡钻发生在动力钻具和钻头上面。所以亟需开发一种解决此类问题的工具，而现在钻井行业还没有相关地质导向仪的安全释放装置。
发明内容
本发明的目的在于提供随钻测量仪器应急安全释放装置，可以在发生卡钻时顺利从工具底部退开，从而保全地质导向仪的安全，达到降低损失和缩短处理时间的目的，具有巨大的经济效益和社会效益。
为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，随钻测量仪器应急安全释放装置，包括壳体、下接头，所述壳体内壁开设锯形宽内螺纹，所述下接头外壁开设锯形宽外螺纹，所述下接头通过锯形宽外螺纹旋扣式连接于壳体的锯形宽内螺纹上，通过壳体和下接头的相对正反向旋转完成上扣连接或脱扣失连，所述壳体内部还安装有一个防止下接头自动脱扣于壳体的锁止装置。
所述锁止装置主要包括芯轴总成，芯轴总成包括芯轴、花键体、活塞，在芯轴的前端外侧套有活塞，活塞能随芯轴伸入或抽出于下接头的内腔，并且活塞外壁与下接头内腔为密封状态，位于活塞的后方的为花键体，花键体同样套在芯轴上，在壳体内部内壁开设有轴向的滑槽，所述滑槽与花键体的形状相一致，保证花键体能在滑槽内轴向移动，所述下接头上端开设有同滑槽相一致的牙嵌，保证花键体在滑槽继续下滑至牙嵌内，这样花键体就同时和滑槽及牙嵌啮合，防止下接头自动旋转脱扣于壳体。
所述壳体和下接头连接后由壳体外壁沿半径线向下接头内腔钻设一个泥浆孔，根据泥浆孔位置，加工下接头上端牙嵌保证花键体同时和滑槽及牙嵌啮合。
所述花键体上端设置一个同样套在芯轴上的压帽，压帽使花键体在芯轴上固定。
所述压帽的上端设置有一弹簧，弹簧的上端顶在芯轴上端开设的圆环挡台上。
所述弹簧的下端还连接有一个弹簧座，在弹簧座的位置径向往壳体上开设一用来装设销钉的通孔，所述弹簧座的轴向移动受制于销钉的径向阻挡。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
随钻地质导向仪（FEWD/LWD）应急安全释放装置，是连接在动力钻具和地质导向仪之间的一种应急安全释放装置。当卡钻发生在动力钻具和钻头上面，该工具可以在发生卡钻时顺利从工具底部退开，从而保全地质导向仪的安全，达到降低损失和缩短处理时间的目的。在井下倒扣或重新对扣都十分容易和可靠。钻柱在正常工作中，它则成为一个钻具，它的内外径也与相连接的管柱一致，所以在管柱的水眼内进行作业并无妨碍。该工具既要满足随钻过程中工具的抗拉、抗扭和抗内压等各项强度要求，同时要满足在需要时可以顺利退开的目的，装置底部接头本体采用特殊宽锯形螺纹联接，设计有巧妙的拉紧结构。
公接头上部和母接头下部为钻杆接头螺纹，与管柱或仪器直接连接，内外径和相连接的管柱相等，能承受大载荷如拉力、扭力、冲击力和较高的泥浆循环泵压力；在正常钻进中工具中芯轴受环空压差作用压缩弹簧下行并与宽齿接头上端齿啮合，以防止宽齿接头倒扣；当应急安全释放装置下部钻头或扶正器遇卡且难于解卡时，停止泥浆循环且施加10-20KN的压力，倒扣扭矩按照上扣扭矩的40～60%操作即可倒开；在井下倒扣或重新对扣速度要比钻杆或油管接头要快，且螺纹的找中性要好。
本发明具有以下优点：1、本发明结构简单，不影响正常钻井的技术参数。2、本发明在发生井下复杂情况需要释放时能及时、顺利释放，保证工具上部地质导向仪的安全。3、本发明在井下倒扣或重新对扣都十分容易和可靠。
附图说明
图1为本发明的随钻测量仪器应急安全释放装置在啮合时的结构示意图；
图2为本发明的随钻测量仪器应急安全释放装置在脱开时的结构示意图；
图3为壳体结构图；
图4为图3的A-A剖视图；
图5为下接头结构图；
图6为图5的B-B剖视图；
图7为心轴总成结构图；
图8为花键体结构图；
图9为图8的花键体的横截面图。
图中：1、壳体；2、下接头；3、芯轴；4、弹簧；5、弹簧座；6销钉；7、压帽；8、花键体；9、活塞。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
如图1-9所示，随钻测量仪器应急安全释放装置，包括壳体1、下接头2，所述壳体内壁开设锯形宽内螺纹，所述下接头外壁开设锯形宽外螺纹，所述下接头通过锯形宽外螺纹旋扣式连接于壳体的锯形宽内螺纹上，通过壳体和下接头的相对正反向旋转完成上扣连接或脱扣失连，所述壳体内部还安装有一个防止下接头自动脱扣于壳体的锁止装置。所述锁止装置主要包括芯轴总成，芯轴总成包括芯轴3、花键体8、活塞9，在芯轴的前端外侧套有活塞，活塞能随芯轴伸入或抽出于下接头的内腔，并且活塞外壁与下接头内腔为密封状态，位于活塞的后方的为花键体，花键体同样套在芯轴上，在壳体内部内壁开设有轴向的滑槽，所述滑槽与花键体的形状相一致，保证花键体能在滑槽内轴向移动，所述下接头上端开设有同滑槽相一致的牙嵌，保证花键体在滑槽继续下滑至牙嵌内，这样花键体就同时和滑槽及牙嵌啮合，防止下接头自动旋转脱扣于壳体1。所述壳体和下接头连接后由壳体外壁沿半径线向下接头内腔钻设一个泥浆孔21，根据泥浆孔位置，加工下接头上端牙嵌保证花键体同时和滑槽及牙嵌啮合。所述花键体上端设置一个同样套在芯轴上的压帽7，压帽使花键体在芯轴上固定。所述压帽的上端设置有一弹簧4，弹簧的上端顶在芯轴上端开设的圆环挡台上。所述弹簧的下端还连接有一个弹簧座5，在弹簧座的位置径向往壳体上开设一用来装设销钉6的通孔，所述弹簧座的轴向移动受制于销钉的径向阻挡。
随钻地质导向仪安全释放装置底部接头本体采用特殊宽锯形螺纹联接，设计有巧妙的拉紧结构，联接时只需施加一定的扭矩即构成一刚体，当井下钻具遇卡需应急脱扣时，从地面上给予大于联接扭矩40%以上，且方向相反的扭矩，即可轻松脱扣；由于本装置在井下正常工作时有一锁止装置，因此是不会自动脱扣的。
1、装配好壳体1、下接头2后，钻泥浆孔21，使之与壳体花键位置固定，再卸开，根据泥浆孔位置，加工下接头左端牙嵌，这就保证壳体、花键体8和下接头2牙嵌的完全啮合。
2、花键体8的外花键能与壳体内花键、下接头牙嵌同时啮合。
3、停泵情况下，在弹簧4的作用下，心轴总成在最左端，花键体与下接头牙嵌脱开，壳体1与下接头2能相互转动，由于它们是AJ型安全接头结构，加压下很容易退扣。
4、开泵情况下，心轴左端、内部压力钻具内压为P1，活塞右端压力为环空压力P2，由于P1＞P2，心轴右行，直至花键体8的花键与下接头2的牙嵌完全啮合，此时壳体1、花键体8、下接头2相互啮合，壳体1与下接头2周向固定，不能相互转动，即保证了正常钻井过程中壳体1、下接头2不能退扣，保证井下安全。
随钻地质导向仪（FEWD/LWD）应急安全释放装置，是连接在动力钻具和地质导向仪之间的一种应急安全释放装置。当井内底部钻具（动力钻具和钻头）发生卡钻需要起出地质导向仪时，可以很容易地从它本体联接螺纹处倒开，起出公接头以上钻具和仪器。在井下倒扣或重新对扣都十分容易和可靠。在正常钻进过程中，它则成为一个井下工具，工作可靠性强，它的内外径也与相连接的管柱一致，所以在管柱的水眼内进行作业并无妨碍。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。
Claims (6)
1.随钻测量仪器应急安全释放装置，其特征在于，包括壳体、下接头，所述壳体内壁开设锯形宽内螺纹，所述下接头外壁开设锯形宽外螺纹，所述下接头通过锯形宽外螺纹旋扣式连接于壳体的锯形宽内螺纹上，通过壳体和下接头的相对正反向旋转完成上扣连接或脱扣失连，所述壳体内部还安装有一个防止下接头自动脱扣于壳体的锁止装置。
2.根据权利要求1所述的随钻测量仪器应急安全释放装置，其特征在于，所述锁止装置主要包括芯轴总成，芯轴总成包括芯轴、花键体、活塞，在芯轴的前端外侧套有活塞，活塞能随芯轴伸入或抽出于下接头的内腔，并且活塞外壁与下接头内腔为密封状态，位于活塞的后方的为花键体，花键体同样套在芯轴上，在壳体内部内壁开设有轴向的滑槽，所述滑槽与花键体的形状相一致，保证花键体能在滑槽内轴向移动，所述下接头上端开设有同滑槽相一致的牙嵌，保证花键体在滑槽继续下滑至牙嵌内，这样花键体就同时和滑槽及牙嵌啮合，防止下接头自动旋转脱扣于壳体。
3.根据权利要求2所述的随钻测量仪器应急安全释放装置，其特征在于，所述壳体和下接头连接后由壳体外壁沿半径线向下接头内腔钻设一个泥浆孔，根据泥浆孔位置，加工下接头上端牙嵌保证花键体同时和滑槽及牙嵌啮合。
4.根据权利要求2所述的随钻测量仪器应急安全释放装置，其特征在于，所述花键体上端设置一个同样套在芯轴上的压帽，压帽使花键体在芯轴上固定。
5.根据权利要求4所述的随钻测量仪器应急安全释放装置，其特征在于，所述压帽的上端设置有一弹簧，弹簧的上端顶在芯轴上端开设的圆环挡台上。
6.根据权利要求5所述的随钻测量仪器应急安全释放装置，其特征在于，所述弹簧的下端还连接有一个弹簧座，在弹簧座的位置径向往壳体上开设一用来装设销钉的通孔，所述弹簧座的轴向移动受制于销钉的径向阻挡。
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