CN112761538A - 一种旋转固井用传扭接头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转固井用传扭接头，包括主管（2），其特征在于：所述主管（2），其外部键连接传扭套（3），下部通过第一螺纹连接短节（4）；所述传扭套（3）下部键连接所述短节（4）；所述短节（4）的下部通过第二螺纹与套管连接；所述键连接及所述第二螺纹，用于将施加于所述主管（2）的旋转固井扭矩传递给所述套管；解决现有联顶节在固井结束后只能切割破拆的问题。

Description

一种旋转固井用传扭接头

技术领域

本发明涉及旋转固井时使用的一种传扭工具。

背景技术

油田在旋转固井时，需要旋转水泥头通过联顶节与套管连接，在注水泥浆和顶替期间，旋转水泥头利用顶部驱动系统或者转盘通过联顶节带动套管旋转，使环空流体在圆周分布上流动均匀，增加流体对界面的冲洗，提高顶替效率。

该联顶节具体为一根长管，其下端通过套管螺纹与套管连接。因联顶节与套管之间的套管螺纹承担着带动套管旋转的传扭任务，所以此处的套管螺纹要能够承受一定的阻力扭矩才能完成所述传扭任务，满足相应的传扭性能要求，为此，此处的套管螺纹在钢级、壁厚及扣型上都要达到一定的标准要求，显然，这样的套管螺纹较仅起到连接作用的普通螺纹的连接紧密程度要高，以致拆卸这样的套管螺纹时也是更加费劲的。

而且，在旋转固井时，此处的套管螺纹为锥管螺纹，在旋转套管过程中会受到井下各种阻力的作用，为了与阻力矩相平衡，会出现越旋转越紧的自动上紧现象。

而旋转固井完毕后，需要拆除联顶节及以上设备。基于上述原因，则意味着想要拆除的时候，因此处的卸扣扭矩值已经大增，可能造成此处的卸扣扭矩大于井内其他部位螺纹连接处的卸扣扭矩。此时，若采用套管驱动系统配套设备，通过反向旋转的方式进行拆除，则有可能出现非但不能达到把联顶节与套管头之间的套管螺纹连接解除的目的，反而把本不该拆卸的井内其他部位的螺纹连接拆除，造成不必要的麻烦和损失。

为此，只能采用切割的方式破拆联顶节，解除联顶节与套管之间的连接。而切割方式破拆联顶节，一方面联顶节完全被破坏，造成浪费；第二方面，破拆操作过程中，如果井内有可燃气体，则会有燃爆危险；第三方面，破拆方式是一种比较低级的野蛮操作，而且破拆效率低。

还有一种情况，就是有些井在井口使用了井控装置（包括防喷器、四通等），固井后需要将井控装置拆除。因联顶节从井控装置的中心穿过，所以若要拆除井控装置只能先将联顶节从井控装置中心取出。

如此，在拆除联顶节的过程中还需要将井控装置吊装起来，以形成一定的空隙方便切割，操作空间小，切割不方便，从而影响施工进度，也存在一定的安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种旋转固井用传扭接头，解决现有联顶节在固井结束后只能切割破拆的问题。

为实现上述发明目的，所述的一种旋转固井用传扭接头，包括主管，其特征在于：

所述主管，其外部键连接传扭套，下部通过第一螺纹连接短节；

所述传扭套下部键连接所述短节；

所述短节的下部通过第二螺纹与井下的套管连接；

所述键连接及所述第二螺纹，用于将施加于所述主管上的旋转固井扭矩传递给所述套管。

进一步地，所述键连接通过键零件或键传扭结构进行连接。

进一步地，所述键传扭结构由相互配合的凸棱结构及凹槽结构组成。

进一步地，所述主管及所述短节的外壁上分别设置所述凸棱结构；

所述传扭套的内壁上设置所述凹槽结构。

进一步地，所述主管连接锁紧套；

所述锁紧套，用于将所述传扭套锁紧固定在所述主管上。

进一步地，所述短节的外壁上设置导向斜面；

所述导向斜面与井控装置中防喷器的胶心锥孔相应，以导引所述短节通过所述防喷器时避免损坏所述胶心锥孔。

本发明具有如下有益效果：

本发明的旋转固井用传扭接头，以相当于联顶节作用的主管为基础，在主管外通过键传扭结构连接传扭套，传扭套继续通过键传扭结构连接短节，且主管下端与短节上端通过第一螺纹连接，短节下部与套管通过第二螺纹连接。

如此，在进行旋转固定的过程中，在旋转水泥头利用顶部驱动系统或者转盘通过主管带动套管旋转时，驱动系统或者转盘向主管施加的旋转扭矩则首先通过上述两个键传扭结构传递给短节，而短节继续通过第二螺纹传递给套管。

在上述过程中，主管与短节之间的第一螺纹并不参与传扭过程，即第一螺纹只是起到连接作用，且因其并不参与旋转固井传扭，以致第一螺纹连接处较第二螺纹连接处及井内同样参与传扭的其他部位的螺纹连接处的卸扣扭矩值低很多，所以，旋转固井完毕需要拆卸该传扭接头时，第一螺纹连接只需普通的管钳类工具就可以拆除，而根本不会把井内其他部位的螺纹连接拆除。

而且，键传扭所能传递的扭矩值远远大于螺纹的传扭值，所以本申请采用键传扭的传递效果更好，传扭效果更高。

另外，传扭套与主管及短节的键传扭结构容易被拆卸也是本领域的公知常识。

所以，本申请的传扭接头很好的解决了现有联顶节在固井结束后只能切割破拆以致造成浪费、施工效率低或引发安全事故等问题。

附图说明

通过以下参考附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点更为清楚，在附图中：

图1是本发明实施例一的旋转固井用传扭接头的结构示意图；

图2是图1中的A-A视图；

图3是图1中的B-B视图；

图4本发明实施例的旋转固井用传扭接头的应用示意图；

图5是图4中拆除锁紧套及传扭套的结构示意图；

图6是图5中拆除主管后的结构示意图；

图7是图6中拆除井控装置后的结构示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是值得说明的是，本发明并不限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本发明。

此外，本领域普通技术人员应当理解，所提供的附图只是为了说明本发明的目的、特征和优点，附图并不是实际按照比例绘制的。

同时，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。

图1是本发明实施例一的旋转固井用传扭接头的结构示意图；图2是图1中的A-A视图；图3是图1中的B-B视图；在图1-3中，本实施例的旋转固井用传扭接头，包括主管2，所述主管2外部键连接传扭套3，下部通过第一螺纹22连接短节4，并通过上部螺纹21连接顶部驱动系统或者转盘；所述传扭套3下部键连接所述短节4，所述短节4的下部通过第二螺纹24与井下的套管连接；所述键连接及所述第二螺纹24，用于将施加于所述主管2的旋转固井扭矩传递给所述套管。

因第二螺纹24要参与旋转固井扭矩的传递，根据套管规范要求，第二螺纹24至少要达到最佳上扣扭矩，甚至要达到最大上扣扭矩。而第一螺纹22只是起到连接主管2与短节4并密封的作用，对其要求最小的扭矩连接即可，所以很容易拆卸。

本实施例的旋转固井用传扭接头，以相当于联顶节作用的主管2为基础，在主管2外通过键连接传扭套3，传扭套3继续通过键连接短节4，且主管2下端与短节4上端通过第一螺纹22连接，短节4下部与井下的套管通过第二螺纹24连接。

如此，在进行旋转固定的过程中，在旋转水泥头利用顶部驱动系统或者转盘通过主管22带动井下的套管旋转时，驱动系统或者转盘向主管施加的旋转扭矩则首先通过上述两个键连接结构传递给短节4，而短节4继续通过第二螺纹24传递给井下的套管。

在上述过程中，主管2与短节4之间的第一螺纹22并不参与传扭过程，即第一螺纹22只是起到连接及密封作用，且因其并不参与旋转固井传扭，以致第一螺纹22连接处较第二螺纹24连接处及井内同样参与传扭的其他部位的螺纹连接处的卸扣扭矩值低很多，所以，旋转固井完毕需要拆卸该传扭接头时，第一螺纹22连接只需普通的管钳类工具就可以拆除，而根本不会把井内其他部位的螺纹连接拆除。

而且，键传扭所能传递的扭矩值远远大于螺纹的传扭值，所以本申请采用键传扭的传递效果更好，传扭效果更高。

另外，传扭套3与主管2及短节4的键连接容易被拆卸也是本领域的公知常识。

所以，本实施例的传扭接头很好的解决了现有联顶节在固井结束后只能切割破拆以致造成浪费、施工效率低或引发安全事故等问题。

在图1中，所述键连接可以通过键零件或键传扭结构实现。而优选使用键传扭结构。

在图2及图3中，所述键传扭结构可以由相互配合的凸棱结构及凹槽结构组成。优选地，在所述主管2的外壁上设置第一凸棱结构23，并在所述短节4的外壁上设置第二凸棱结构41，而在所述传扭套3的内壁上设置所述凹槽结构。所述凹槽结构与所述第一凸棱结构23及第二凸棱结构41配合组成键传扭结构。

在图1中，所述主管2外还螺纹连接锁紧套1，所述锁紧套1的作用是将所述传扭套3锁紧固定在所述主管2上，避免在旋转固井传扭过程中，所述传扭套3在所述主管2上发生轴向窜动，引发所述传扭套3脱离所述主管2及短节4，从而失去传扭功能。

在图1中，所述短节4的外壁上设置导向斜面42，所述导向斜面42与井控装置中防喷器的胶心锥孔相应，所述导向斜面42的作用是导引传扭接头通过所述防喷器时避免损坏所述胶心锥孔。

具体地，结合附图对本实施例的传扭接头的工作过程进行说明，以进一步说明本申请技术方案的有益效果：

图4本发明实施例的旋转固井用传扭接头的应用示意图；结合图4所示，将本实施例的传扭接头应用在具有井控装置的井口上，井控装置包括防喷器200、单闸板防喷器300及四通400，井控装置位于钻台100下方，传扭接头穿过井控装置的中心，其中，短节4与井下的套管通过第二螺纹24连接，主管2的上部螺纹21连接顶部驱动系统或者转盘。

在注水泥浆和顶替期间，旋转水泥头利用顶部驱动系统或者转盘通过主管2，进一步通过键连接的传扭套3及与传扭套3键连接的短节4带动井下的套管旋转，使环空流体在圆周分布上流动均匀，增加流体对界面的冲洗.

旋转固井结束后，在钻台100上，首先，拆除主管2与顶部驱动系统或者转盘之间的上部螺纹21连接，并用管钳倒开锁紧套2的螺纹连接，卸掉锁紧套2与主管2之间的螺纹连接，解除对主管2的上部束缚。

然后，在钻台100上，用绳套勒紧传扭套3，利用钻机的提升系统，上提传扭套3，使传扭套3上的凹槽结构从主管2上的第一凸轮结构23及短节4上的第二凸轮结构41抽离，从而拆掉传扭套3，此时，传扭接头的零部件中只剩下主管2及短节4还继续连接在井下的套管上，具体如附图5的结构所示。

最后，用套管钳或类似工具旋转主管2，使主管2与短节4之间的第一螺纹22连接解除，继续利用钻机的提升系统，上提主管2，即将主管2也从井下的套管连接上拆除，只剩下短节4继续与井下的套管连接，此时，若要继续拆除井控装置，则从附图6的结构所示可以看出，没有了主管2的横向阻拦，而且短节4并不会妨害四通400两端的法兰盘上的螺栓连接拆卸，所以，拆卸井控装置变得很容易，拆除掉井控装置后的结构如图7所示。

井控装置被拆除后，短节4暴露在外，为了保护短节4的螺纹，在短节4上螺纹连接护丝，至此，整个传扭接头的拆卸完毕。

可以看出，在整个拆卸过程中，只需使用常用的套管钳类工具及本身旋转固井使用的固有设备，如钻机提升系统，即可完成拆卸任务，拆卸效率高，整个操作过程安全可靠，不存在安全风险，也没有零部件的损毁，避免了浪费现象的发生，所以，本实施例的传扭接头具有良好的实用性。

以上所述实施例仅为表达本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对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、同等替换、改进等，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 (6)

1.一种旋转固井用传扭接头，包括主管（2），其特征在于：

所述主管（2），其外部键连接传扭套（3），下部通过第一螺纹（22）连接短节（4）；

所述传扭套（3）下部键连接所述短节（4）；

所述短节（4）的下部通过第二螺纹（24）与井下的套管连接；

所述键连接及所述第二螺纹（24），用于将施加于所述主管（2）上的旋转固井扭矩传递给所述套管。

2.根据权利要求1所述的旋转固井用传扭接头，其特征在于：

所述键连接通过键零件或键传扭结构进行连接。

3.根据权利要求2所述的旋转固井用传扭接头，其特征在于：

所述键传扭结构由相互配合的凸棱结构及凹槽结构组成。

4.根据权利要求3所述的旋转固井用传扭接头，其特征在于：

所述主管（2）及所述短节（4）的外壁上分别设置所述凸棱结构；

所述传扭套（3）的内壁上设置所述凹槽结构。

5.根据权利要求1-4任一项所述的旋转固井用传扭接头，其特征在于：

所述主管（2）连接锁紧套（1）；

所述锁紧套（1），用于将所述传扭套（3）锁紧固定在所述主管（2）上。

6.根据权利要求5所述的旋转固井用传扭接头，其特征在于：

所述短节（4）的外壁上设置导向斜面（42）；

所述导向斜面（42）与井控装置中防喷器的胶心锥孔相应，以导引所述短节（4）通过所述防喷器时避免损坏所述胶心锥孔。

Images