CN109505545A - 一种新型丢手装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型丢手装置，包括上接头、止推瓣、功能滑套、外密封筒、锁爪和下落杆；上接头和外密封筒均设有中空内腔；止推瓣、功能滑套、锁爪和下落杆均设置在中空内腔内；止推瓣一端抵接在上接头内腔端面上，另一端穿过功能滑套顶端面抵接在锁爪端面上；锁爪包括至少两个爪体，锁爪可在第一状态和第二状态之间切换，第一状态下，爪体卡接在下落杆上，第二状态下，爪体之间形成预定间隙以供下落杆脱落。本发明提供的新型丢手装置通过设置具有径向扩张结构的锁爪以及与锁爪配合的套筒，无需剪切销钉而用限位台阶固定下接头，从而大幅提高液压丢手操作的成功率，该新型丢手装置结构紧凑，操作成功率较高，能够有效提高作业效率。

Description

一种新型丢手装置

技术领域

本发明涉及油气开采井下工具领域，特别是涉及一种新型丢手装置。

背景技术

丢手工具是在完井工艺中一种常用的井下工具，主要用于固井作业和压裂作业。钻井上通常以安全接头的形式出现，在固井和采油等方面通常叫做丢手工具或自动脱挂结构。在完井工艺中，时常需要将一部分完井管柱起出井筒，另一部分完井管柱留在井筒中。为了实现这些工艺的要求，在施工过程中需要使用到丢手装置，以达到脱开下部管柱，提出上部管柱到井口，实现上下部分分离的工作。随着水平井的增多，特别是长水平段裸眼气井的分段压裂工艺，需采用钻杆将井下裸眼封隔器及分段压裂工具串下入井内，采用常规的压裂丢手工具不仅无法实现回接压裂作业，而且下入的工艺管柱与送入管柱脱开的成功率较低，影响开采效率。

现有的丢手装置普遍采用旋转或者上提管柱的方式，使得丢手工具上下接头之间的剪切销钉剪断以完成丢手动作。上下接头之间的作用力靠销钉连接，剪切销钉在受到外界冲击载荷时容易变形或者被剪断，且剪断之后的销钉在丢手工具内部会影响丢手成功率。

发明内容

基于此，有必要针对上述提到的至少一个问题，提供一种新型丢手装置。

一种新型丢手装置，包括上接头、止推瓣、功能滑套、外密封筒、锁爪和下落杆；所述上接头和所述外密封筒均设有中空内腔，所述上接头与所述外密封筒可拆卸连接；所述止推瓣、所述功能滑套、所述锁爪和所述下落杆均设置在所述中空内腔内；所述止推瓣一端抵接在所述上接头内腔端面上，另一端穿过所述功能滑套顶端面抵接在所述锁爪端面上；所述锁爪包括至少两个爪体，所述锁爪可在第一状态和第二状态之间切换，所述第一状态下，所述爪体卡接在所述下落杆上，所述第二状态下，所述爪体之间形成预定间隙以供所述下落杆脱落。

在其中一个实施例中，还包括设置在所述中空内腔中的套筒和弹性部，以及与所述下落杆可拆卸连接的下止推座；所述爪体与所述套筒抵接；所述爪体与所述套筒的抵接面为斜端面，所述套筒上的抵接端面是所述爪体上抵接端面的一部分；所述第一状态下，所述爪体的外侧端面与所述中空内腔的腔壁间隔预定空隙；所述套筒的一部分插设在所述功能滑套内，所述弹性部用于为套筒与所述功能滑套之间的相对运动提供弹力。

进一步的，所述弹性部包括弹簧和弹簧座，所述弹簧座设有带有通孔的内腔，所述套筒套设在所述内腔内并沿所述通孔延伸至所述弹簧座端面外，所述弹簧套设在所述套筒上，所述弹簧一端抵接在所述功能滑套底端面上，另一端抵接在所述通孔附近的内腔端面上。

更进一步的，所述套筒上设有若干凹槽，所述凹槽一侧端面为倾斜端面，所述功能滑套与所述套筒抵接的内腔壁上设有若干环槽，所述环槽与所述凹槽的位置相匹配，其中一个所述环槽和所述凹槽形成的空间内设有弹性体，所述弹性体的横截面形状为直角梯形。

更进一步的，所述弹簧座与所述外密封筒连接处的弹簧座内腔壁上设置有多个密封槽，所述密封槽内设有密封圈。

在其中一个实施例中，所述止推瓣包括四个层叠梁杆，所述层叠梁杆包括第一杆体和第二杆体，所述第一杆体和第二杆体一部分层叠贴合。

在其中一个实施例中，所述锁爪包括4个爪体，所述爪体围绕在所述下落杆周围。

在其中一个实施例中，所述功能滑套顶端面上还设有可控阀门，所述可控阀门用于控制所述功能滑套的内腔与所述上接头的中空内腔的连通与封闭。

在其中一个实施例中，所述可控阀门包括设置在所述功能滑套上的弧面凹槽和密封球，所述弧面凹槽的底端设有通孔，所述密封球可贴合在所述弧面凹槽内。

本发明提供的新型丢手装置通过设置具有径向扩张结构的锁爪以及与锁爪配合的套筒，无需剪切销钉而用限位台阶固定下接头，从而大幅提高液压丢手操作的成功率，该新型丢手装置结构紧凑，操作成功率较高，能够有效提高作业效率。

附图说明

图1为本发明一实施例中新型丢手装置的剖面结构图；

图2为本发明一实施例中锁爪的结构示意图；

图3为本发明一实施例中套筒的局部结构示意图；

图4为本发明一实施例中止推瓣的结构示意图；

图5为本发明一实施例中止推瓣与功能滑套的装配结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明一实施例中提供了一种新型丢手装置，如图1和图2所示，至少包括上接头100、止推瓣200、功能滑套300、外密封筒400、锁爪500和下落杆600，当然还包括常用丢手装置的其他部分，如下止推座900、下接头910等。其中上接头100和外密封筒400均设有中空内腔，并且上接头100与外密封筒400可拆卸连接，例如可通过螺纹结构或者卡扣结构连接起来，优选螺纹结构，其更具有密封性。止推瓣200、功能滑套300、锁爪500和下落杆600均设置在中空内腔内，也即这些元器件被封装在上接头100和外密封筒400内。其中止推瓣200一端抵接在上接头100内腔端面上，另一端穿过功能滑套300顶端面抵接在锁爪500端面上，止推瓣200起到传递力的作用，将来自于上接头100的压力或推力传递到锁爪500上，该锁爪500包括至少两个爪体510，优选的，可采用四个爪体510，该四个爪体510绕设在下落杆600周围。并且，特别需要强调的，锁爪500可在第一状态和第二状态之间切换，在第一状态下，爪体510卡接在下落杆600上，即爪体510的轮廓形状与下落杆600上某部分的轮廓形状相匹配，在第一状态下，锁爪500处于收紧状态，锁爪500锁止在下落杆600上，而在第二状态下，爪体510之间形成预定间隙以供下落杆600脱落，也即此时锁爪500张开，其张开形成的空间大于等于下落杆600的最大尺寸，下落杆600即可从中脱落，并且与下落杆600连接的其他部件也因此分离，实现上下接头的分离，完成丢手操作。此过程中无须压裂某些结构或者剪断某些部件，分离十分方便快捷，能够有效提高操作便利度，并提高作业效率。

作为一个优选的方案，如图1、图2和图3所示，还包括设置在中空内腔中的套筒700和弹性部，以及与下落杆600可拆卸连接的下止推座800700。爪体510与套筒700抵接，并且爪体510与套筒700的抵接面为斜端面，该斜端面的倾斜角度优选为60°，套筒700上的抵接端面710是所述爪体510上抵接端面511的一部分，以此为爪体510相对于套筒700的运动提供空间。在第一状态下，爪体510的外侧端面与中空内腔的腔壁间隔预定空隙，即锁爪500的最大直径小于用于装设锁爪500的功能滑套300内腔的最大直径，并且可扩展的距离应当大于等于下落杆600上最大直径与最小直径之差。套筒700的一部分插设在功能滑套300内，即套筒700与功能滑套300同轴心设置，套筒700与功能滑套300可相对运动，通常情况下，套筒700保持相对静止，而功能滑套300运动，其中弹性部用于为套筒700与功能滑套300之间的相对运动提供弹力。当来自外界的液流被功能滑套300顶端面阻挡，功能滑套300上产生推力，功能滑套300将推力传递到弹性部，弹性部将推力传递到套筒700，由于套筒700与锁爪500的连接面是倾斜面，因此该推力推动锁爪500向径向移动，从而张开，切换到第二状态下。进一步优选的，其中的弹性部包括弹簧和弹簧座，弹簧座设有带有通孔的内腔，所述套筒700套设在所述内腔内并沿所述通孔延伸至所述弹簧座端面外，弹簧套设在套筒700上，并且一部分与套筒700连接，所述弹簧一端抵接在所述功能滑套300底端面上，另一端抵接在所述通孔附近的内腔端面上。更进一步优选的，所述套筒700上设有若干凹槽，所述凹槽一侧端面为倾斜端面，所述功能滑套300与所述套筒700抵接的内腔壁上设有若干环槽，所述环槽与所述凹槽的位置相匹配，其中一个所述环槽和所述凹槽形成的空间内设有弹性体，所述弹性体的横截面形状为直角梯形。当功能滑套300移动时，会使原本相对应的凹槽和环槽发生错位，由于弹性体的横截面形状为直角梯形，因此可发生弹性收缩，被限制在环槽内，直到该环槽与另一个凹槽匹配，此时锁爪500可被持续保持在第二状态。另外，弹簧座与所述外密封筒400连接处的弹簧座内腔壁上设置有多个密封槽，该密封槽内设有密封圈。

作为一个优选的方案，如图4和图5所示，止推瓣200包括四个层叠梁杆，该层叠梁杆包括第一杆体210和第二杆体220，第一杆体210和第二杆体220一部分层叠贴合。杆体的形状并不限为长方体形，为便于与圆柱体型的功能滑套300配合，可设置为截面为扇形的形状。

作为一个优选的方案，所述功能滑套300顶端面上还设有可控阀门，所述可控阀门用于控制所述功能滑套300的内腔与所述上接头100的中空内腔的连通与封闭。可控阀门可采取电控阀门，通过电信号的形式向其发送指令，待条件成熟，使其打开或者关闭，实现丢手操作。当然，也可以采取机械结构，例如可控阀门包括设置在功能滑套300上的弧面凹槽310和密封球320，弧面凹槽310的底端设有通孔，密封球320可贴合在弧面凹槽内。当需要封闭功能滑套300上的通孔，实施丢手操作时，可放入密封球320到弧面凹槽310内，封堵通孔，在功能滑套300顶端面形成液流推力。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种新型丢手装置，其特征在于，包括上接头、止推瓣、功能滑套、外密封筒、锁爪和下落杆；所述上接头和所述外密封筒均设有中空内腔，所述上接头与所述外密封筒可拆卸连接；所述止推瓣、所述功能滑套、所述锁爪和所述下落杆均设置在所述中空内腔内；所述止推瓣一端抵接在所述上接头内腔端面上，另一端穿过所述功能滑套顶端面抵接在所述锁爪端面上；所述锁爪包括至少两个爪体，所述锁爪可在第一状态和第二状态之间切换，所述第一状态下，所述爪体卡接在所述下落杆上，所述第二状态下，所述爪体之间形成预定间隙以供所述下落杆脱落。

2.根据权利要求1所述的新型丢手装置，其特征在于，还包括设置在所述中空内腔中的套筒和弹性部，以及与所述下落杆可拆卸连接的下止推座；所述爪体与所述套筒抵接；所述爪体与所述套筒的抵接面为斜端面，所述套筒上的抵接端面是所述爪体上抵接端面的一部分；所述第一状态下，所述爪体的外侧端面与所述中空内腔的腔壁间隔预定空隙；所述套筒的一部分插设在所述功能滑套内，所述弹性部用于为套筒与所述功能滑套之间的相对运动提供弹力。

3.根据权利要求2所述的新型丢手装置，其特征在于，所述弹性部包括弹簧和弹簧座，所述弹簧座设有带有通孔的内腔，所述套筒套设在所述内腔内并沿所述通孔延伸至所述弹簧座端面外，所述弹簧套设在所述套筒上，所述弹簧一端抵接在所述功能滑套底端面上，另一端抵接在所述通孔附近的内腔端面上。

4.根据权利要求3所述的新型丢手装置，其特征在于，所述套筒上设有若干凹槽，所述凹槽一侧端面为倾斜端面，所述功能滑套与所述套筒抵接的内腔壁上设有若干环槽，所述环槽与所述凹槽的位置相匹配，其中一个所述环槽和所述凹槽形成的空间内设有弹性体，所述弹性体的横截面形状为直角梯形。

5.根据权利要求3所述的新型丢手装置，其特征在于，所述弹簧座与所述外密封筒连接处的弹簧座内腔壁上设置有多个密封槽，所述密封槽内设有密封圈。

6.根据权利要求1所述的新型丢手装置，其特征在于，所述止推瓣包括四个层叠梁杆，所述层叠梁杆包括第一杆体和第二杆体，所述第一杆体和第二杆体一部分层叠贴合。

7.根据权利要求1所述的新型丢手装置，其特征在于，所述锁爪包括4个爪体，所述爪体围绕在所述下落杆周围。

8.根据权利要求1所述的新型丢手装置，其特征在于，所述功能滑套顶端面上还设有可控阀门，所述可控阀门用于控制所述功能滑套的内腔与所述上接头的中空内腔的连通与封闭。

9.根据权利要求7所述的新型丢手装置，其特征在于，所述可控阀门包括设置在所述功能滑套上的弧面凹槽和密封球，所述弧面凹槽的底端设有通孔，所述密封球可贴合在所述弧面凹槽内。