CN108252667B - 一种组合式套管头防磨衬套取出工具 - Google Patents
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Abstract
一种组合式套管头防磨衬套取出工具，采用一个管接头零件搭配多个不同外径的取套部件，取套部件由不同外径的取套主体分别与卡扣销、紧定螺钉联接而成；管接头通过下端的螺柱体分别与各个取套主体的中心螺纹孔相联接，并采用装在取套主体中的一根径向紧定螺钉和管接头上的一个封闭式凹槽进行固定；在取套主体的圆周边上，均布着3～4个用螺纹联接的卡扣销；以达到用一套取出工具，就能取出所用套管头中不同外径防磨衬套的目的，使其具有广泛的通用性和互换性。从而避免了取出工具整体被废弃，多根相同管接头重复生产的情况，大大减轻了产品的体积和重量，节约了大量的能源、材料和生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及石油机械、钻采设备作业过程中的辅助工具。
背景技术
套管头是石油机械、井口设备的基础部件，承担着固定井位、引导钻机打井、悬挂井下多层套管和联接井上其它设备的作用。由于钻井是一个复杂而较长的作业过程，为防止进出套管头的钻头、钻杆和套管等钢铁大件，碰伤或磨损其精密的内腔孔，影响其后套管悬挂器的安装；因此，在套管头的内腔孔中，均会安装使用防磨衬套。但由于油气的种类不同、井深不同、井况不同、压力不同，致使套管头的规格型号、层级数量、各层套管的外径乃至防磨衬套的外径也不相同；如果使用的是双级或多级套管头，则会在同一井口上分别安装使用两个以上不同外径的防磨衬套。
目前使用的套管头防磨衬套和取出工具，都是逐一对应的配置，即一种外径尺寸的防磨衬套须配套一种取出工具。常用的套管头通径和防磨衬套的外径尺寸有7～8种，所以配套的取出工具也有7～8种，互不通用；加之各生产企业的套管头防磨衬套设计形状和尺寸各不相同，所以，就更不通用；常会造成钻井现场的防磨衬套和取出工具大量堆积，加上防磨衬套和取出工具的体积较大、钢铁笨重，使其保管和使用十分麻烦。于是就形成了将使用后的防磨衬套和性能良好的取出工具，一起作为废铁处理的习惯；在安装使用新的套管头时，再让各生产企业重新提供全套的防磨衬套和取出工具，年复一年，造成了极大的人力、物力的浪费。另外，各种不同外径的取出工具，一般都有相同的联接钻杆的管接头，但因为取套主体的外径不同，所以不得不重复生产，这也是造成金属材料浪费和增加企业负担的因素之一。
发明内容
本发明在于针对上述问题，采用标准化技术，对现有的产品结构进行组合设计，以实现用一套取出工具，取出多种不同外径的防磨衬套，并使其具有方便保存和重复使用的优点，以达到节约社会资源、降低生产和采油成本的目的。
本发明的取出工具，采用管接头零件和取套部件相结合的组合结构，其特色之处是：一个管接头零件搭配多个不同外径的取套部件，取套部件由不同外径的取套主体分别与卡扣销、紧定螺钉联接而成；管接头通过下端的螺柱体分别与各个取套主体的中心螺纹孔相联接，并采用装在取套主体中的一根径向紧定螺钉和管接头上的一个封闭式凹槽进行固定；在取套主体的圆周边上，均布着3～4个用螺纹联接的卡扣销。
由于本发明采用一个管接头零件搭配多个取套部件的组合结构，达到了用一套取出工具，就能取出所用套管头中不同外径防磨衬套的目的；减少了以前在成堆的取出工具中对号寻找的麻烦，也避免了取出工具整体被废弃的情况。该组合结构还避免了多根相同管接头的重复生产，大大减轻了产品的重量，节约了因重复生产浪费的人力、材料和能源。统一尺寸的取套部件中心的螺纹孔，更有利于用一根芯棒串联起多个取套部件，以方便取出工具的包装、保管、运输和使用。管接头和取套部件采用螺纹联接、紧定螺钉固定，具有联接可靠、拆装方便，避免了零件的散失。在各取套部件中，采用统一外形尺寸、规格型号和螺纹联接的卡扣销及紧定螺钉，使其具有广泛的互换性，便于生产、使用和维修。本发明在降低成本、节约资源的同时，也有利于钻井队养成对取出工具的长期保管和重复使用的良好习惯。
附图说明
图1为本发明采用较大外径取套主体的总体结构全剖视示意图；
图2为图1采用较大外径取套主体的总体结构俯视示意图；
图3为本发明采用最小外径取套主体的总体结构全剖视示意图；
图4为本发明与取出工具配套的防磨衬套结构全剖视示意图。
图中标号所示的零部件名称如下：
1、管接头，2、取套主体，3、卡扣销，4、紧定螺钉，5、防磨衬套，6、挡板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1、图2、图3中，取出工具由管接头零件和取套部件所组成，取套部件由取套主体2、卡扣销3、紧定螺钉4三种零件所组成；其基本组合形式是：一种钻杆管接头1零件，配置多个不同外径的取套部件；正常情况下，取套部件的数量与该钻杆所用的套管头内常用的套管悬挂器数量相等，并可根据客户的需求，酌情增减。
管接头1为同一外径的空心圆柱体零件，其下端是有外螺纹的螺柱体，用与各个不同外径取套主体2的中心螺纹孔相联接；在其螺柱体的中上部，加工有一个轴向的封闭式凹槽，用与取套主体2中径向的紧定螺钉4配合固定；在管接头1的中心，上端是一个带导向口的大直径锥形螺纹孔，用于联接钻杆；中间是退刀槽，下端是圆柱形通孔，以便排泄钻杆中的液体和泥沙。
取套主体2为一扁平的空心圆柱体，在其圆柱体周边的中上方均布着3～4个径向螺纹孔，用于安装卡扣销3；在其圆柱体周边的下方是30°～45°的倒角，以便引导其进入防磨衬套的内孔；在其圆柱体的上平面和任意的两个径向螺纹孔之间，由外向内开有一个半通式的凹槽，在凹槽的圆孤侧壁上钻有一个径向螺纹通孔，用于安装紧定螺钉4；在其圆柱体的中心，是贯通的大直径螺纹孔，用与管接头相联接；在其圆柱体的上平面和侧面，还永久性地刻有对应的悬挂套管的通径符号，以便使用时对号选取。取套主体2的外径D，有多种不同的尺寸，以便对应不同外径的防磨衬套和套管头的通径；当外径D加工成最小尺寸Dmin时，其尺寸B为基础壁厚，其圆柱体周边上的3～4个径向螺纹孔均加工成通孔，其圆柱体平面上的一个半通式凹槽自行消失。卡扣销3，一端是扁平的圆柱体，一端是螺杆头，两者之间是过渡的退刀槽；在扁平圆柱体端面的中心，加工有一个六角形的盲孔；以便用六角形扳手插入六角形盲孔中，将其螺杆头拧入取套主体2的径向螺纹孔中。紧定螺钉4为“内六角圆柱端紧定螺钉”，其一端是一段直径较小的圆柱体，其余是同一直径的螺柱体；在螺柱体端面的中心，加工有一个六角形盲孔，以便用六角形扳手拆装。本发明的卡扣销3的螺杆头和紧定螺钉4的螺柱体，采用同一直径和同一牙形的螺纹，以便用同一种刀具切削加工。
图4中，防磨衬套5为上粗下细不同外径的空心圆柱体，在上方直径较粗的圆柱体表面，加工有一道锥形凹槽，以便其装入套管头后，用套管头中均布的锁紧螺钉轴向固定；在防磨衬套5的中心是大直径的圆柱形通孔，在通孔的上口边是30°～45°的大倒角，以便于取出工具的进入；在通孔的中上部切有一条直角边的环形凹槽，在环形凹槽的上方均布着3～4个与之相通、槽宽相等的轴向凹槽，每个轴向凹槽的上口两边均加工有45°的大倒角，以便取出工具上均布的卡扣销3滑入槽中；另外，在任意一个轴向凹槽右侧的环形凹槽中，焊有一块扁铁做的挡板6，以防卡扣销3滑出。
本发明所有不同直径的取套部件中，所用的卡扣销3和紧定螺钉4零件，均采用各自相同的外形尺寸、规格型号和联接螺纹；所有不同直径的防磨衬套5中，其环形凹槽、轴向凹槽的槽宽和槽深均相等，以保证取出工具的通用性。
使用时，将防磨衬套5安装在套管头的内腔孔中，用套管头中径向均布的锁紧螺钉轴向固定；工作时，防磨衬套5的中心孔承受来自钻头、钻杆和套管等钢铁大件碰撞或磨擦。当需要取出防磨衬套5时，先选择对应的取套部件与管接头零件联接成一体，再将取出工具安装到钻杆上；慢慢地放下钻杆，将取出工具对准套管头的内腔孔，转动钻杆，使取出工具上均布的3～4个卡扣销3，通过防磨衬套5中均布的3～4个轴向凹槽，滑入环形凹槽之中；再继续顺时针转动钻杆，使取出工具上的卡扣销3碰到防磨衬套5中的挡板6后，退出套管头中固定防磨衬套5的锁紧螺钉，向上提升钻杆，使防磨衬套5和取出工具一起从上方离开套管头的内腔孔。
Claims (4)
1.一种组合式套管头防磨衬套取出工具，采用管接头零件和取套部件相结合的组合结构，其特征是：一个管接头零件搭配多个不同外径的取套部件，取套部件由不同外径的取套主体分别与卡扣销、紧定螺钉联接而成；管接头通过下端的螺柱体分别与各个取套主体的中心螺纹孔相联接，并采用装在取套主体中的一根径向紧定螺钉和管接头上的一个封闭式凹槽进行固定；在取套主体的圆周边上，均布着3～4个用螺纹联接的卡扣销；
取套主体为一扁平的空心圆柱体，在其圆柱体周边的中上方均布着3～4个径向螺纹孔，在其圆柱体周边的下方是30°～45°的倒角；在其圆柱体的上平面和任意的两个径向螺纹孔之间，由外向内开有一个半通式的凹槽，在凹槽的圆孤侧壁上钻有一个径向螺纹通孔；在其圆柱体的中心，是贯通的大直径螺纹孔；在其圆柱体的上平面和侧面，还永久性地刻有对应的悬挂套管的通径符号；
取套主体的外径D，有多种不同的尺寸；当外径D加工成最小尺寸Dmin时，其尺寸B为基础壁厚，其圆柱体周边上的3～4个径向螺纹孔均加工成通孔，其圆柱体上平面上的一个半通式凹槽自行消失。
2.根据权利要求1所述的组合式套管头防磨衬套取出工具，其特征是：管接头为同一外径的空心圆柱体零件，其下端是有外螺纹的螺柱体，在其螺柱体的中上部，加工有一个轴向的封闭式凹槽；在管接头的中心，上端是一个带导向口的大直径锥形螺纹孔，中间是退刀槽，下端是圆柱形通孔。
3.根据权利要求1所述的组合式套管头防磨衬套取出工具，其特征是：卡扣销3，一端是扁平的圆柱体，一端是螺杆头，两者之间是过渡的退刀槽；在扁平圆柱体端面的中心，加工有一个六角形的盲孔。
4.根据权利要求1所述的组合式套管头防磨衬套取出工具，其特征是：所有不同直径的取套部件中，所用的卡扣销和紧定螺钉零件，均采用各自相同的外形尺寸、规格型号和联接螺纹；所有不同直径的防磨衬套中，其环形凹槽、轴向凹槽的槽宽和槽深均相等。
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