CN112696166B - 一种井下落物打捞器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种井下落物打捞器，包括：筒体；上接头，连接在筒体上部；卡瓦，设在筒体内，卡瓦内壁上设有卡牙；压板，设在筒体内且位于卡瓦上方；螺旋弹簧，设在上接头和压板之间；压板上设有导杆，螺旋弹簧套在导杆外，导杆上端向上穿入上接头中，上接头内设有导杆穿孔，上接头上还设有供拆卸杆从径向插入的插孔，插孔与导杆穿孔连通，导杆上设有与拆卸杆配合的配合结构。有益效果：拆卸杆向上提拉时，导杆带着压板向上移动，解除对卡瓦的压紧，使卡瓦向上复位并张开，与落物上的打捞头分离，本发明避免了在筒体上设置滑槽，保证筒体的结构强度不受影响；拆卸杆未连接在打捞器上，不会增加打捞器的横向尺寸，保证打捞器的适应能力也不受影响。

Description

一种井下落物打捞器

技术领域

本发明涉及一种井下落物打捞器。

背景技术

目前，国内油气井开展压力测试、井内腐蚀挂片监测时常用井内悬挂器，其上部的打捞头主要为锥体（如图1所示）、半球体（如图2所示）、圆柱体（如图3所示）类型结构，它们都具有一个台阶面，分别是锥体台阶面1、半球体台阶面2、圆柱体台阶面3,因此需要特殊的打捞装置勾住台阶面才能打捞出井。此外，油田作业过程中经常出现断裂抽油杆、抽油泵泵芯等物坠落井底，造成井下事故，为避免影响产油量，也需要利用打捞装置对这些落物进行打捞。

授权公告号为CN201428409Y的中国实用新型专利公开了一种快速分拆打捞器，包括筒体和螺纹连接在筒体上部的压紧接头，筒体内通过挂接滑块连接有卡瓦片，挂接滑块和压紧接头之间设置有压缩弹簧，挂接滑块的径向上设有销孔，销孔中插有滑动杆，筒体上设置有滑槽，滑动杆沿筒体上的滑槽滑动。使用时，落物在筒体底部的引导下进入筒体内并向上顶推卡瓦片，使卡瓦片向上移动并张开，落物进入卡瓦片中之后被卡住，然后上提管柱即可将落物捞出。当需要将落物和打捞器分离开时，扣住挂接滑块的滑动杆并上提，在克服弹簧力之后，上提打捞器即可实现打捞器与落物的快速分离。

上述打捞器虽然可以实现落物的快速分离，但是需要在筒体上设置滑槽，以供滑动杆穿过筒体和挂接滑块，这样对筒体的结构强度是有影响的，尤其是筒体作为承担落物重量的承力件，比较容易发生变形，影响筒体的使用寿命。此外，为了方便上提滑动杆，滑动杆的端部需要伸出筒体外一部分，这样就增加了打捞器的横向尺寸，使得打捞器无法下入直径比较小的井内，降低了打捞器的适应能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种方便实现落物和打捞器分离、且不影响筒体结构强度以及打捞器适应能力的井下落物打捞器。

为实现上述目的，本发明中的井下落物打捞器采用如下技术方案：

一种井下落物打捞器，包括：

筒体，轴线沿上下方向延伸，筒体下端面为自下而上逐渐向内倾斜以引导落物上的打捞头进入筒体内部的锥形引导面；

上接头，连接在筒体的上部，上接头上设置有用于与打捞管柱相连接的连接结构；

卡瓦，有至少两瓣且设置在筒体内，卡瓦的内壁上设置有用于卡住打捞头的卡牙，卡瓦的底部外侧壁与筒体的底部内壁之间通过自上而下逐渐向内倾斜的锥面相互配合；

压板，设置在筒体内且位于卡瓦的上方，用于向下压紧卡瓦；

螺旋弹簧，设置在上接头和压板之间，用于受压缩后对压板提供向下的弹性作用力；

压板的上端面上设置有向上延伸的导杆，所述螺旋弹簧套设在导杆的外部，导杆的上端向上穿入上接头中，上接头内设置有导杆穿孔，上接头上还设置有供外部拆卸杆从径向插入且在插入后能够相对于上接头上下移动的插孔，插孔与导杆穿孔连通以供拆卸杆插入导杆穿孔中，导杆上与插孔相对应的部位设有用于与所述拆卸杆配合、以在拆卸杆向上的提拉作用力下向上移动的配合结构。

上述井下落物打捞器的技术方案的有益效果在于：压板上端面上的导杆向上穿入上接头中，并且上接头上还设置有供外部拆卸杆从径向插入的插孔，由于插孔和导杆穿孔连通，因此拆卸杆可以通过插孔插入导杆穿孔中，而导杆上与插孔相对应的部位设有配合结构，该配合结构能够与拆卸杆配合，在拆卸杆向上的提拉作用力下向上移动，这样就可以由导杆带着压板向上移动，从而向上压缩螺旋弹簧，同时使压板解除对卡瓦的压紧，使得卡瓦可以沿着筒体底部内壁的锥面向上复位并张开，从而与落物上的打捞头分离，即可实现打捞器和落物的分离。

本发明通过设置导杆以及在导杆上设置配合结构，同时将插孔设置在上接头上，避免了在筒体上设置滑槽，因此可以保证筒体的结构强度不受影响；而且只有在需要将落物和打捞器分离的时候，才将拆卸杆从外部插入插孔和导杆穿孔中，并与导杆上的配合结构配合，通过向上提拉拆卸杆，使导杆随之向上移动，解除压板对卡瓦的压紧作用，也就是说，拆卸杆没有连接在打捞器上，这样就不会增加打捞器的横向尺寸，保证了打捞器的适应能力也不受影响。

进一步的，为了方便从拆卸杆的两端施力，进而更加容易的将导杆上移，所述插孔有两个，两个插孔位于同一径向上。

进一步的，为了方便上接头和筒体之间的连接，同时方便上接头的装配以及插孔的设置，上接头与筒体螺纹连接，上接头上设有方便旋拧上接头的六棱柱结构，两个插孔分别设置在六棱柱结构相对的两个侧面上。

进一步的，为了方便导杆的加工制造以及配合结构的设置，导杆包括导杆本体、固定在导杆本体上端的直径小于导杆本体的连杆、固定在连杆上端的顶板，所述配合结构由顶板的底面构成。

进一步的，为了避免卡瓦顶端在受压时向内变形，压板的底部设置有与卡瓦顶部的内壁相接触以引导卡瓦变形的接触体。

附图说明

图1为现有技术中锥体打捞头的结构示意图；

图2为现有技术中半球体打捞头的结构示意图；

图3为现有技术中圆柱体打捞头的结构示意图；

图4为本发明中的井下落物打捞器在打捞井下落物之前的结构示意图；

图5为本发明中的井下落物打捞器在与被卡死的井下落物分离时的结构示意图。

图中：1.锥体台阶面；2.半球体台阶面；3.圆柱体台阶面；10.筒体；11.上锥面；12.锥形引导面；20.卡瓦；30.上接头；31.上部柱体；32.六棱柱体；33.下部柱体；34.圆杆；35.锥台；36.导杆穿孔；37.插孔；40.螺旋弹簧；50.导杆；51.导杆本体；52.连杆；53.顶板；60.压板；70.接触体。

具体实施方式

本发明中井下落物打捞器的一个实施例如图4所示，本实施例中的井下落物打捞器用于打捞悬挂器，井下落物打捞器包括轴线沿上下方向延伸的筒体10，筒体10的上下两端具有开口。筒体10的上端螺纹连接有上接头30，上接头30自上而下依次包括上部柱体31、六棱柱体32、下部柱体33、圆杆34、锥台35，其中上部柱体31和下部柱体33均为圆柱体，且外表面上均加工有外螺纹，上部柱体31用于与上部的打捞管柱相连接，从而构成上接头30上用于与打捞管柱相连接的连接结构。下部柱体33伸入筒体10内部，且与筒体10螺纹连接。

筒体10内设置有卡瓦20，卡瓦20的内壁上设置有用于卡住打捞头的卡牙，本实施例中的卡瓦20有三瓣，各瓣卡瓦之间分体设置。卡瓦20的底部外侧壁与筒体10的底部内壁之间通过自上而下逐渐向内倾斜的锥面相互配合，也即筒体10底部设置有朝上的上锥面11，卡瓦20的底部设置朝下的下锥面，上锥面11和下锥面均自上而下逐渐向内倾斜，并且锥度相同。此外，筒体10的下端面为自下而上逐渐向内倾斜以引导悬挂器上的打捞头进入筒体10内部的锥形引导面12。

筒体10内还设置有压板60，压板60位于卡瓦20的上方，用于向下压紧卡瓦20，使卡瓦20下移，并使卡瓦20底部的下锥面与筒体10的上锥面11之间锥面配合，进而使卡牙处于收缩状态，如图4所示。为了在压板60向下压紧卡瓦20时避免卡瓦20向内变形，在压板60的底部设置有与卡瓦20顶部的内壁相接触以引导卡瓦20变形的接触体70，接触体70为圆柱体，插入到各个卡瓦的顶部之间。

上接头30和压板60之间设置有螺旋弹簧40，螺旋弹簧40用于受压缩后对压板60提供向下的弹性作用力，以压紧卡瓦20。压板60的上端面上固定有向上延伸的导杆50，导杆50包括轴线沿上下方向延伸的导杆本体51、固定在导杆本体51上端的直径小于导杆本体51的连杆52、固定在连杆52上端的顶板53。其中，导杆本体51的上端向上穿过锥台35和圆杆34，并穿入到下部柱体33中，并且连杆52和顶板53穿过下部柱体33并伸入到六棱柱体32内，因此六棱柱体32、下部柱体33、圆杆34以及锥台35内设置有上下贯通的导杆穿孔36。

六棱柱体32是为了方便旋拧上接头30，方便将上接头30螺纹连接在筒体10上。此外，在井下落物打捞器未打捞时以及捞住悬挂器后，顶板53与上部柱体31之间都具有一定的间距，为了方便卸下悬挂器，在六棱柱体32的两个相对的侧壁上设置有供外部拆卸杆从径向插入的插孔37，两插孔37位于同一径向上，且均与六棱柱体32内的导杆穿孔连通，以使拆卸杆可以完全贯穿六棱柱体32。此外，两侧插孔37还均是沿上下方向延伸的长孔，使得拆卸杆有上下活动的空间，能够相对于六棱柱体32上下移动，并且顶板53所在的位置刚好与插孔的位置相对应。

使用时，采用两根拆卸杆穿过六棱柱体32，两根拆卸杆分别位于连杆52的两侧，用手对拆卸杆的两端施加向上的提拉作用力，拆卸杆与顶板53的底面配合，带动顶板53向上移动，因此顶板53的底面构成了导杆上与拆卸杆配合的配合结构，在顶板53上移的同时，压板60也随之上移，从而解除对卡瓦20的压紧，使得卡瓦20可以沿着筒体底部内壁的锥面向上复位并张开，从而使卡牙能够与打捞头分离。

螺旋弹簧40套设在导杆本体51的外部，螺旋弹簧40的底端顶压在压板60上，锥台35具有自上而下逐渐向内倾斜的锥台外锥面，锥台外锥面供螺旋弹簧40的上端套设并顶压，使螺旋弹簧40能够向卡瓦提供最大的弹性压紧力，锥台35的最大外径大于螺旋弹簧的内径。整个打捞器组装好以后，螺旋弹簧40即处于预压缩状态，从而对压板60施加向下的压力，使压板60向下压紧卡瓦20，并使卡瓦20的卡牙处于收缩状态，如图4和图1所示，此时卡牙之间的最小间距a小于打捞头的台阶面直径b。

为了方便在悬挂器卡死时对其进行释放，本发明中将圆杆34的外径设置成小于螺旋弹簧40的内径，圆杆34上下延伸并具有一定的长度，同时锥台35的最大外径与螺旋弹簧40的内径之间具有一个设定的直径差，该直径差能够使螺旋弹簧40在受到的向上顶推力大于一定值时发生径向变形、从而部分越过锥台35并套设在圆杆34的外部，也就是说，可以有一部分圈数的螺旋弹簧转移到圆杆34的外部，如图5所示，这样套设在导杆本体51外部的弹簧的圈数就变少了，从而可以解除对压板60的压力，进而可以使卡瓦上移、卡牙张开，此时卡牙之间的最小间距a＇大于打捞头的台阶面直径b。

本发明中井下落物打捞器的组装过程是：

首先将卡瓦20自上而下装入筒体10内，然后将螺旋弹簧40套设在导杆50外部，并将导杆50、压板60以及接触体70自上而下装入筒体10内，最后将上接头30螺纹连接在筒体10上端，连接时需将导杆穿孔36对准导杆，使导杆穿入上接头30内，连接后螺旋弹簧40的上端套设并顶压在锥台外锥面上。

本发明中井下落物打捞器的工作原理是：

使用时，将打捞器通过上部柱体31与上部的打捞管柱相连接，然后将打捞器随打捞管柱下入井内，当打捞器到达悬挂器的位置时，悬挂器的打捞头在锥形引导面12的引导下进入筒体10内，然后打捞头向上顶推卡瓦20，使卡瓦20向上移动，此时螺旋弹簧40被进一步压缩，同时卡瓦20复位、卡牙张开，打捞头进入卡瓦20内部，而后卡瓦20在螺旋弹簧40的作用力下向下移动，卡牙卡住打捞头上的台阶面，随后上提管柱即可将悬挂器起出，在此过程中，在悬挂器的重力作用下，卡牙紧紧卡住打捞头，起到自动锁死的效果。

上述过程与现有技术是一样的，不同之处有两个方面，一是当悬挂器被卡住而无法提出时，通过上部的打捞管柱对打捞器急速施加向下的作用力，即下砸打捞头，从而使打捞头向上急速冲击接触体70和压板60，进而使螺旋弹簧40瞬间受到较大的向上顶推力，由于锥台35的最大外径与螺旋弹簧40的内径之间具有一个设定的直径差，因此当向上的顶推力足够大时，就可以使螺旋弹簧40产生径向变形，从而越过锥台35并套设在圆杆34的外部，如图5所示，这样通过多次下砸打捞头就可以使一部分圈数的弹簧套设在圆杆34的外部，这样套设在导杆本体51外部的弹簧的圈数就变少了，压板60不再具备紧紧下压卡瓦20的能力，因此卡瓦20就会张开，与打捞头脱离，实现对悬挂器的释放。

悬挂器释放后，将打捞器起出，为了使打捞器能够重复使用，首先需要将上接头30从筒体10上拆下，此时一部分螺旋弹簧还带在圆杆34和锥台35上，然后利用螺旋弹簧40的螺旋线特性，旋转上接头30，使锥台35在螺旋弹簧40圈与圈之间的间隙内旋转移动，即可将锥台35旋转出来，实现与螺旋弹簧40的分离。因此，本发明的井下落物打捞器不仅可以满足必要时的释放要求，而且螺旋弹簧40与锥台35和导杆本体51配合，安装十分方便，另外在拆卸时旋转上接头30，即可将锥台旋出螺旋弹簧，拆卸也十分方便，方便了打捞器的重复使用。

本发明的井下落物打捞器与现有技术的另一个不同之处是：当悬挂器被正常起出后，由于整个工具串长度较大，吊装移动不便，可以先将悬挂器卸下，此时利用两根拆卸杆穿过六棱柱体32，用手对拆卸杆的两端施加向上的提拉作用力，拆卸杆与顶板53的底面挡止配合，带动顶板53向上移动，进而带动下方的压板60和接触体70同步向上移动，从而解除对卡瓦20的压紧，卡牙可以处于张开状态，从而能够与打捞头分离。

在井下落物打捞器的其他实施例中，井下落物打捞器也可以用于打捞其他的井下落物，例如断裂抽油杆、抽油泵泵芯等物，只要井下落物上带有如图1~图3所示的打捞头即可。

在井下打捞装置的其他实施例中，下砸打捞头时，也可以是所有的螺旋弹簧均越过锥台并套设在圆杆外部，此时弹性压紧力也是消失的。

在井下落物打捞器的其他实施例中，当螺旋弹簧的长度比较长，即使经过下砸打捞头使一部分圈数的螺旋弹簧套设在了圆杆的外部，但是剩余的螺旋弹簧圈数仍然比较多，对卡瓦仍然有向下的压紧力，但是该压紧力比较小，远远小于卡瓦的弹性变形回复力，使得卡瓦可以克服这一部分压紧力，向上移动复位并张开，实现井下落物的释放。

在井下落物打捞器的其他实施例中，上接头也可以不包括圆杆和锥台，此时螺旋弹簧的上端直接顶压在上接头的下部柱体上，这时为了在井下落物被卡住时，实现对落物的释放，可以将筒体下端的上锥面和锥形引导面这一部分设置成分体形式，通过剪断销钉连接在筒体上，这样当上提拉力大于一定值，就可以拉断剪断销钉，从而使这一部分与筒体脱离，实现对落物的释放。

在井下落物打捞器的其他实施例中，压板的底部也可以不设置接触体，压板直接下压卡瓦。

在井下落物打捞器的其他实施例中，导杆也可以仅由导杆本体构成，此时可以在导杆本体上加工出一个缩颈槽，缩颈槽的台阶面构成与拆卸杆配合的配合结构，或者是直接在导杆本体上加工一个径向贯穿的穿孔，拆卸杆直接穿过该穿孔，此时该穿孔构成与拆卸杆配合的配合结构。

在井下落物打捞器的其他实施例中，当上接头与筒体螺纹连接时，上接头上也可以不设置六棱柱结构，例如上接头整体都是圆柱体结构，此时插孔直接加工在圆柱体上，或者上接头上即使设置有六棱柱结构，也可以不将插孔加工在六棱柱结构上，而是加工在上接头的其他部位。

在井下落物打捞器的其他实施例中，上接头和筒体之间也可以不是螺纹连接，例如可以通过螺钉连接，此时可以在筒体上设置径向延伸的螺钉穿孔，并在上接头上设置径向延伸的螺纹孔，螺钉穿过螺钉穿孔后与上接头上的螺纹孔配合，从而将上接头固定在筒体上，并且为了确保固定效果，可以多设置几个螺钉。

在井下落物打捞器的其他实施例中，上接头上的插孔也可以不是上下延伸的长孔，而是直径大于拆卸杆的圆孔，从而使拆卸杆可以有上下移动的空间。

在井下落物打捞器的其他实施例中，上接头上的插孔也可以只有一个。

在井下落物打捞器的其他实施例中，上接头上用于与打捞管柱相连接的连接结构也可以不是外螺纹，例如可以是内螺纹，或者是通过螺钉连接，此时连接结构为径向延伸的螺纹孔。

在井下落物打捞器的其他实施例中，卡瓦也可以只有两瓣，当然还可以是四瓣或者更多。

在井下落物打捞器的其他实施例中，各卡瓦也可以不是分体设置，例如各个卡瓦的上端通过一个环连接在一起。

Claims (5)

1.一种井下落物打捞器，包括：

筒体，轴线沿上下方向延伸，筒体下端面为自下而上逐渐向内倾斜以引导落物上的打捞头进入筒体内部的锥形引导面；

上接头，连接在筒体的上部，上接头上设置有用于与打捞管柱相连接的连接结构；

卡瓦，有至少两瓣且设置在筒体内，卡瓦的内壁上设置有用于卡住打捞头的卡牙，卡瓦的底部外侧壁与筒体的底部内壁之间通过自上而下逐渐向内倾斜的锥面相互配合；

压板，设置在筒体内且位于卡瓦的上方，用于向下压紧卡瓦；

螺旋弹簧，设置在上接头和压板之间，用于受压缩后对压板提供向下的弹性作用力；

其特征在于：

压板的上端面上设置有向上延伸的导杆，所述螺旋弹簧套设在导杆的外部，导杆的上端向上穿入上接头中，上接头内设置有导杆穿孔，上接头上还设置有供外部拆卸杆从径向插入且在插入后能够相对于上接头上下移动的插孔，插孔与导杆穿孔连通以供拆卸杆插入导杆穿孔中，导杆上与插孔相对应的部位设有用于与所述拆卸杆配合、以在拆卸杆向上的提拉作用力下向上移动的配合结构，所述上接头自上而下包括有上部柱体、六棱柱体、下部柱体、圆杆和锥台，所述圆杆的外径小于螺旋弹簧的内径，圆杆上下延伸并具有一定的长度，所述锥台的最大外径与螺旋弹簧的内径之间具有一个设定的直径差，该直径差能够使螺旋弹簧在受到的向上顶推力大于一定值时发生径向变形、从而部分越过锥台并套设在圆杆的外部。

2.根据权利要求1所述的井下落物打捞器，其特征在于：所述插孔有两个，两个插孔位于同一径向上。

3.根据权利要求2所述的井下落物打捞器，其特征在于：上接头与筒体螺纹连接，两个插孔分别设置在六棱柱结构相对的两个侧面上。

4.根据权利要求1~3任意一项所述的井下落物打捞器，其特征在于：导杆包括导杆本体、固定在导杆本体上端的直径小于导杆本体的连杆、固定在连杆上端的顶板，所述配合结构由顶板的底面构成。

5.根据权利要求1~3任意一项所述的井下落物打捞器，其特征在于：压板的底部设置有与卡瓦顶部的内壁相接触以引导卡瓦变形的接触体。

Images