CN109057737A - 一种可反复操作的井下打捞装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种井下打捞装置，具体是一种可反复操作的井下打捞装置。上接头下方的外壳体内通过内凸台和轴向固定套筒装有活塞缸，活塞缸上方的外壳体内通过复位弹簧装有球篮，活塞缸下方的外壳体内通过压紧螺母和角接触轴承装有旋转夹紧转盘，导向接头上活动安装有抓手，旋转夹紧转盘与抓手连接。该打捞装置结构简单可靠，通过采用投球的方式改变冲击流道，从而使其钻进液冲击旋转夹紧转盘正向转动或反向转动，进而带动抓手闭合或开启，由此实现抓手的反复夹持操作，大大提高了打捞的可靠性和效率；解决了现有井下打捞工具效率、可靠性和成功率低，打捞成本高的问题，特别适用于井内剩余钻具打捞使用。

Description

一种可反复操作的井下打捞装置

技术领域

本发明涉及一种井下打捞装置，具体是一种可反复操作的井下打捞装置。

背景技术

在石油钻井工程中，由于某些钻井区域地层较深无法确定地层的结构，这时需要对地层试探性地钻进以获取岩石样本，很多时候工程师对地质工况设计与实际工况不相符，致使某些井段发生阻卡；当发生卡钻、钻杆断裂钻头掉落等井下事故后，无法及时将井内剩余钻具起出，造成钻头、冲击器等重要钻具被埋，造成很大财产的损失；目前市场上也有很多的打捞工具，但是能够在不起出打捞工具的情况下于井下进行反复夹持操作的打捞工具少之又少，由于可反复操作工具的缺少使得井下工具打捞的效率、可靠性和成功率大大降低，很大程度上增加了打捞的成本。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种结构简单可靠，可反复进行夹持操作，以提高打捞可靠性和成功率的可反复操作的井下打捞装置。

本发明的技术方案是：

一种可反复操作的井下打捞装置，包括外壳体、导向接头、上接头、球篮和活塞缸，外壳体的一端螺纹安装有上接头，外壳体的另一端螺纹安装有导向接头，其特征在于：上接头下方的外壳体内通过内凸台和轴向固定套筒装有活塞缸，活塞缸上方的外壳体内通过复位弹簧装有球篮，活塞缸下方的外壳体内通过压紧螺母和角接触轴承装有旋转夹紧转盘，导向接头上活动安装有抓手，旋转夹紧转盘与抓手连接，所述的旋转夹紧转盘一侧的外壳体上设置有正向冲击流道，正向冲击流道与活塞缸连通，球篮上端一侧的外壳体上设置反向冲击流道口，旋转夹紧转盘另一侧的外壳体上设置有反向冲击流道，反向冲击流道与反向冲击流道口连通。

所述的正向冲击流道和反向冲击流道内分别设置有溢流阀。

所述的溢流阀由阀座、阀盖、滑动阀芯和压缩弹簧构成，阀座上通过紧固螺钉安装有阀盖，阀座内通过压缩弹簧装有滑动阀芯。

所述的阀座上设置有溢流通孔，滑动阀芯上设置有连通孔，连通孔与溢流通孔间歇连通，所述的阀盖上设置有进液孔。

所述的外壳体由上壳体和下壳体构成，上壳体和下壳体相互螺纹连接，上壳体和下壳体之间通过定位销固定。

所述的球篮为锥形管状体，球篮内设置有格栅状的隔板。

所述的隔板上方的球篮上径向滑动安装有封堵球支撑座，封堵球支撑座由三个扇形板围合构成，各扇形板上分别设置有坡面凸台，封堵球支撑座下方的外壳体上设置有支撑座凹。

所述的球篮下端端头与活塞缸插入滑动密封连接。

所述的旋转夹紧转盘为T型体，由旋转柱和底盘构成，旋转柱和底盘上分别设置有相互连通的中心孔，底盘顶部固装有旋转柱，旋转柱的圆周上均布有冲击凹口，冲击凹口与中心孔连通，冲击凹口的一侧设置有正向冲击叶片，正向冲击叶片下方的旋转柱的圆周上均布有反向冲击叶片，底盘的底部设置有连续螺旋槽。

所述的导向接头为筒状体，导向接头的一端设置有锥形的导向口，导向口上方的导向接头上设置有堵板，堵板的中心部位设置有液流孔，液流孔外围的堵板上均布有滑孔，滑孔内滑动安装有抓手。

所述的抓手呈L型，抓手的底部设置有钩爪，抓手的顶部设置有抓手齿，抓手通过抓手齿与连续螺旋槽的配合与旋转夹紧转盘滑动连接。

本发明的有益效果是：

该可反复操作的井下打捞装置结构简单可靠，通过采用投球的方式改变冲击流道，从而使其钻进液冲击旋转夹紧转盘正向转动或反向转动，进而带动抓手闭合或开启，由此实现抓手的反复夹持操作，大大提高了打捞的可靠性和效率；解决了现有井下打捞工具效率、可靠性和成功率低，打捞成本高的问题，特别适用于井内剩余钻具打捞使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中的A处放大结构示意图；

图3为图1中的B处放大结构示意图；

图4为图1中的A—A向截面结构示意图；

图5为本发明的溢流阀的结构示意图；

图6为本发明的导向接头的结构示意图；

图7为本发明的导向接头的剖视结构示意图；

图8为本发明的旋转夹紧转盘的结构示意图。

图中：1、导向接头，2、上接头，3、球篮，4、活塞缸，5、上壳体，6、下壳体，7、定位销，8、轴向固定套筒，9、复位弹簧，10、隔板，11、封堵球支撑座，12、支撑座凹，13、压紧螺母，14、角接触轴承，15、旋转夹紧转盘，16、旋转柱，17、底盘，18、冲击凹口，19、正向冲击叶片，20、反向冲击叶片，21、连续螺旋槽，22、导向口，23、堵板，24、液流孔，25、滑孔，26、抓手，27、正向冲击流道，28、反向冲击流道口，29、反向冲击流道，30、溢流阀，31、阀座，32、阀盖，33、滑动阀芯，34、压缩弹簧，35、紧固螺钉，36、溢流通孔，37、连通孔，38、进液孔，39、封堵球。

具体实施方式

该可反复操作的井下打捞装置包括外壳体、导向接头1、上接头2、球篮3和活塞缸4。外壳体由上壳体5和下壳体6构成，上壳体5和下壳体6相互螺纹连接，上壳体5和下壳体6之间通过定位销7固定，以增加连接的牢固性以及两者之间连接的准确性。外壳体的一端螺纹安装有上接头2，外壳体外壳体的另一端螺纹安装有导向接头1，上接头2下方的上壳体5的底部端头内设置有内凸台，内凸台上通过轴向固定套筒8装有活塞缸4，活塞缸4上方的上壳体5内通过复位弹簧9装有球篮3，球篮3为锥形管状体，球篮3下端端头与活塞缸4插入滑动密封连接。球篮3内设置有格栅状的隔板10。隔板10上方的球篮3上径向滑动安装有封堵球支撑座11，封堵球支撑座11由三个扇形板围合构成，各扇形板上分别设置有坡面凸台，封堵球支撑座11下方的上壳体5内壁上设置有支撑座凹12。支撑座凹12用以工作中为封堵球支撑座11提供径向移动空间，同时对球篮3进行轴向移动限位。

活塞缸4下方的下壳体6内通过压紧螺母13和角接触轴承14装有旋转夹紧转盘15，旋转夹紧转盘15为T型体，由旋转柱16和底盘17构成，旋转柱16和底盘17上分别设置有相互连通的中心孔，底盘17顶部固装有旋转柱16，旋转柱16的圆周上均布有冲击凹口18，冲击凹口18与中心孔连通，冲击凹口18的一侧设置有正向冲击叶片19，正向冲击叶片19下方的旋转柱16的圆周上均布有反向冲击叶片20，底盘17的底部设置有连续螺旋槽21。

该井下打捞装置的导向接头1为筒状体，导向接头1的一端设置有锥形的导向口22，导向口22上方的导向接头1上设置有堵板23，堵板23的中心部位设置有液流孔24，液流孔24外围的堵板23上呈放射状均布有滑孔25，滑孔25内滑动安装有抓手26。抓手26呈L型，抓手26的底部设置有钩爪，抓手26的顶部设置有抓手齿，抓手26通过抓手齿与连续螺旋槽21的配合与旋转夹紧转盘15滑动连接。工作中旋转夹紧转盘15正向转动时，抓手26的抓手齿在连续螺旋槽21内滑动，从而带动抓手26沿滑孔25移动，由此使抓手26相互闭合（合拢），旋转夹紧转盘15反向转动时，通过连续螺旋槽21带动抓手26沿滑孔25向外移动，由此使抓手26相互分开（开启）。

旋转夹紧转盘15一侧的上壳体5上设置有正向冲击流道27，正向冲击流道的一端与活塞缸4连通，正向冲击流道的另一端与旋转夹紧转盘15上的正向冲击叶片19对应；球篮3上端一侧的上壳体5上设置反向冲击流道口28，旋转夹紧转盘15另一侧的上壳体5和下壳体6上设置有相互连通的反向冲击流道29，反向冲击流道29一端与反向冲击流道口28连通；反向冲击流道29另一端与旋转夹紧转盘15上的反向冲击叶片20对应。工作中，钻进液经反向冲击流道29冲击反向冲击叶片20可使旋转夹紧转盘15反向转动，钻进液经正向冲击流道27冲击正向冲击叶片19可使旋转夹紧转盘15正向转动。

正向冲击流道27和反向冲击流道29内分别设置有溢流阀30。

溢流阀30由阀座31、阀盖32、滑动阀芯33和压缩弹簧34构成，阀座31上通过紧固螺钉35安装有阀盖32，阀盖32上设置有进液孔38。阀座31内通过压缩弹簧34装有滑动阀芯33；阀座31上设置有溢流通孔36，滑动阀芯33上设置有连通孔37，连通孔37与溢流通孔36间歇连通。

该井下打捞装置通过钻进液经正向冲击流道27冲击正向冲击叶片19可使旋转夹紧转盘15正向转动，由此使抓手26相互闭合，通过钻进液经反向冲击流道29可使旋转夹紧转盘15反向转动，由此使抓手26相互分开，进而实现抓手26的反复夹持操作，由此大大提高了打捞的可靠性和效率；解决了现有井下打捞工具打捞效率、可靠性和成功率低，打捞成本高的问题，其具体工作过程为：

该井下打捞装置打捞井下工具时，首先将该打捞装置下到井深相应的位置处，此时该打捞装置的抓手26处于张开的状态，球篮3处于对反向冲击流道口28封堵状态，反向冲击流道29处于封闭状态，正向冲击流道27处于开启状态，待打捞的井下工具由导向口22进入导向接头1内，位于抓手26之间；通入钻井液后，钻井液从上接头2的中心流道进入，流经球篮3的中心流道流入活塞缸4。

进入活塞缸4后的钻井液经正向冲击流道27冲击旋转夹紧转盘15的正向冲击叶片19，使旋转夹紧转盘15正向转动，完成冲击的钻井液经18排出，其中，当正向冲击流道27中的钻井液压力过大时，部分钻井液经进液孔38冲压溢流阀30的滑动阀芯33，迫使其下行，从而使连通孔37与溢流通孔36连通，排出部分钻井液实现泄压。

旋转夹紧转盘15正向转动的过程中，由于抓手26通过抓手齿与连续螺旋槽21的配合与旋转夹紧转盘15滑动连接。旋转夹紧转盘15正向转动时，抓手26的抓手齿在连续螺旋槽21内滑动，从而带动抓手26沿滑孔25移动，由此使抓手26相互闭合，实现对待打捞的井下工具的夹持，并由旋转夹紧转盘15下端面上的连续螺旋槽21配合抓手齿进行自锁，此时关闭钻井液，上提该打捞装置，若地面压力表显示数相比设定值较小，表明抓手26没有完全抓住待打捞的井下工具，必须重新对待打捞的井下工具进行夹持。

重新对待打捞的井下工具进行夹持，首先经上接头2投入一个封堵球39，投入的封堵球39进入球篮3被封堵球支撑座11卡住形成密封，此时通入钻井液，钻井液在封堵球支撑座11以上部分形成憋压，随着钻井液的不断进入，压力增大，推动球篮3下行并压缩复位弹簧9，由此使球篮3的下端头在活塞缸4中不断插入。

球篮3下行过程中，球篮3对反向冲击流道口28的封堵状态逐步解除，反向冲击流道口28露出，钻井液经反向冲击流道口28进入反向冲击流道29，从而冲击旋转夹紧转盘15上的反向冲击叶片20，使旋转夹紧转盘15反向转动，完成冲击的钻井液经18排出，其中，当反向冲击流道29中的钻井液压力过大时，部分钻井液经进液孔38冲压溢流阀30的滑动阀芯33，迫使其下行，从而使连通孔37与溢流通孔36连通，排出部分钻井液实现泄压。旋转夹紧转盘15反向转动时，通过连续螺旋槽21带动抓手26沿滑孔25向外移动，由此使抓手26相互分开。

球篮3下行到位后，球篮3上的封堵球支撑座11正好运行至冲击凹口18出，在封堵球39的下压作用下，封堵球支撑座11的三个扇形板分别径向向外移动，封堵球支撑座11中心部位的空洞直径变大，当空洞直径大于封堵球39的直径时，封堵球39掉落于隔板10上，此时封堵球支撑座11以上部分的憋压状态解除，在复位弹簧9作用下球篮3上行复位，回复初始状态，即，该打捞装置的抓手26处于张开的状态，球篮3处于对反向冲击流道口28封堵状态，反向冲击流道29处于封闭状态，正向冲击流道27处于开启状态。

该打捞装置回复初始状态后，即可进行再次打捞操作；重复上面的打捞步骤后，若地面压力表显示示数依然比较小，则继续重复上面的投球操作，实现多次反复的操作，直到地面压力表显示示数变大，表明抓手26已经抓牢待打捞工具，可进行进一步的打捞作业；提出打捞工具后拆开该打捞装置可对封堵球39进行回收。

该打捞装置结构简单可靠，通过采用投球的方式改变冲击流道，从而使其钻进液冲击旋转夹紧转盘15正向转动或反向转动，进而带动抓手26闭合或开启，由此实现抓手26的反复夹持操作，大大提高了打捞的可靠性和效率；解决了现有井下打捞工具效率、可靠性和成功率低，打捞成本高的问题，特别适用于井内剩余钻具打捞使用。

Claims (10)

1.一种可反复操作的井下打捞装置，包括外壳体、导向接头（1）、上接头（2）、球篮（3）和活塞缸（4），外壳体的一端螺纹安装有上接头（2），外壳体的另一端螺纹安装有导向接头（1），其特征在于：上接头（2）下方的外壳体内通过内凸台和轴向固定套筒（8）装有活塞缸（4），活塞缸（4）上方的外壳体内通过复位弹簧（9）装有球篮（3），活塞缸（4）下方的外壳体内通过压紧螺母（13）和角接触轴承（14）装有旋转夹紧转盘（15），导向接头（1）上活动安装有抓手（26），旋转夹紧转盘（15）与抓手（26）连接，所述的旋转夹紧转盘（15）一侧的外壳体上设置有正向冲击流道（27），正向冲击流道（27）与活塞缸（4）连通，球篮（3）上端一侧的外壳体上设置反向冲击流道口（28），旋转夹紧转盘（15）另一侧的外壳体上设置有反向冲击流道（29），反向冲击流道（29）与反向冲击流道口（28）连通。

2.根据权利要求1所述的一种可反复操作的井下打捞装置，其特征在于：所述的正向冲击流道（27）和反向冲击流道（29）内分别设置有溢流阀（30）。

3.根据权利要求2所述的一种可反复操作的井下打捞装置，其特征在于：所述的溢流阀（30）由阀座（31）、阀盖（32）、滑动阀芯（33）和压缩弹簧（34）构成，阀座（31）上通过紧固螺钉（35）安装有阀盖（32），阀座（31）内通过压缩弹簧（34）装有滑动阀芯（33）。

4.根据权利要求3所述的一种可反复操作的井下打捞装置，其特征在于：所述的阀座（31）上设置有溢流通孔（36），滑动阀芯（33）上设置有连通孔（37），连通孔（37）与溢流通孔（36）间歇连通，所述的阀盖（32）上设置有进液孔（38）。

5.根据权利要求1所述的一种可反复操作的井下打捞装置，其特征在于：所述的外壳体由上壳体（5）和下壳体（6）构成，上壳体（5）和下壳体（6）相互螺纹连接，上壳体（5）和下壳体（6）之间通过定位销（7）固定。

6.根据权利要求1所述的一种可反复操作的井下打捞装置，其特征在于：所述的球篮（3）为锥形管状体，球篮（3）内设置有格栅状的隔板（10）。

7.根据权利要求6所述的一种可反复操作的井下打捞装置，其特征在于：所述的隔板（10）上方的球篮（3）上径向滑动安装有封堵球支撑座（11），封堵球支撑（11）座由三个扇形板围合构成，各扇形板上分别设置有坡面凸台，封堵球支撑座（11）下方的外壳体上设置有支撑座凹（12），球篮（3）下端端头与活塞缸（4）插入滑动密封连接。

8.根据权利要求1所述的一种可反复操作的井下打捞装置，其特征在于：所述的旋转夹紧转盘（15）为T型体，由旋转柱（16）和底盘（17）构成，旋转柱（16）和底盘上分别设置有相互连通的中心孔，底盘（17）顶部固装有旋转柱（16），旋转柱（16）的圆周上均布有冲击凹口（18），冲击凹口（18）与中心孔连通，冲击凹口（18）的一侧设置有正向冲击叶片（19），正向冲击叶片（19）下方的旋转柱（16）的圆周上均布有反向冲击叶片（20），底盘（17）的底部设置有连续螺旋槽（21）。

9.根据权利要求1所述的一种可反复操作的井下打捞装置，其特征在于：所述的导向接头（1）为筒状体，导向接头（1）的一端设置有锥形的导向口（22），导向口（22）上方的导向接头（1）上设置有堵板（23），堵板（23）的中心部位设置有液流孔（24），液流孔（24）外围的堵板（23）上均布有滑孔（25），滑孔（25）内滑动安装有抓手（26）。

10.根据权利要求9所述的一种可反复操作的井下打捞装置，其特征在于：所述的抓手（26）呈L型，抓手（26）的底部设置有钩爪，抓手（26）的顶部设置有抓手齿，抓手（26）通过抓手齿与连续螺旋槽（21）的配合与旋转夹紧转盘（15）滑动连接。