CN115492547A - 一种安装钻完井井口的工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安装钻完井井口的工具，包括芯轴、驱动液压缸、推力液压缸和驱动套筒，芯轴包括芯轴内筒和芯轴外筒，芯轴外筒套设于芯轴内筒外，驱动液压缸包括驱动液压缸筒和驱动活塞杆，驱动液压缸筒固定连接在芯轴内筒上，芯轴外筒轴向上移能够带动驱动活塞杆轴向上移；推力液压缸包括推力液压缸筒和推力活塞杆，推力液压缸筒固定连接在驱动液压缸筒上，推力活塞杆下端与驱动套筒上端连接，推力液压腔与驱动液压腔通过流道连通；当驱动活塞杆轴向上移时，驱动活塞杆挤压驱动液压腔内液体通过流道进入推力液压腔，驱动推力活塞杆与驱动套筒一起轴向下移。本发明能够将低压井口头以及高压井口头锁紧在一起，提高操作便利性。

Description

一种安装钻完井井口的工具

技术领域

本发明涉及海洋钻井作业工具技术领域，特别是涉及一种安装钻完井井口的工具。

背景技术

海洋石油天然气的勘探开发，需要用到钻完井井口设备，这些设备在钻完井作业过程中主要起到的作用是稳定井口，给后面的生产系统提供稳固的支撑和提供稳定的流道。一般在油气生产过程中需要安装支撑作用的低压井口头以及提供高压安全通道的高压井口头，低压井口头带有大尺寸的导管，高压井口头同样带有尺寸小一点的表层套管，高压井口头和低压井口头使用锁紧机构连接锁定。一般现有的井口设备主要是使用在500米以下的浅水区域，通常使用普通的C型锁环锁紧就可以满足要求，但是在深水作业，就需要一种强度更高的锁紧装置进行锁紧，以达到稳定作用，这种锁紧方式就需要有专门用于推动锁紧装置的工具完成。这种专用工具一般采用机械方式或者液压方式，机械方式需要较大的过提力，液压方式需要水下机器人进行协助，操作较不方便。现有的这种工具，无论是机械式还是液压式，都存在操作困难的问题，因此，有必要设计一种安装工具，将低压井口头以及高压井口头锁紧在一起，提高操作便利性。

发明内容

本发明的目的是提供一种安装钻完井井口的工具，以解决上述现有技术存在的问题，能够将低压井口头以及高压井口头锁紧在一起，提高操作便利性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种安装钻完井井口的工具，包括芯轴、驱动液压缸、推力液压缸和驱动套筒，所述芯轴包括芯轴内筒和芯轴外筒，所述芯轴外筒套设于所述芯轴内筒外，所述芯轴外筒能够相对于所述芯轴内筒轴向运动，并能够传递扭矩至所述芯轴内筒，所述芯轴内筒下端用于与井口送入工具连接，能够传递扭矩至所述井口送入工具，所述井口送入工具旋转能够与高压井口头连接或分离；

所述驱动液压缸包括驱动液压缸筒和驱动活塞杆，所述驱动液压缸筒固定连接在所述芯轴内筒上，所述驱动活塞杆滑动设置于所述驱动液压缸筒内，所述芯轴外筒轴向上移能够带动所述驱动活塞杆轴向上移；

所述推力液压缸包括推力液压缸筒和推力活塞杆，所述推力液压缸筒固定连接在所述驱动液压缸筒上，所述推力活塞杆滑动设置于所述推力液压缸筒内，所述推力活塞杆下端与所述驱动套筒上端连接，所述推力液压缸的推力液压腔与所述驱动液压缸的驱动液压腔通过流道连通；

当所述驱动活塞杆轴向上移时，所述驱动活塞杆挤压所述驱动液压腔内液体通过所述流道进入所述推力液压腔，驱动所述推力活塞杆与所述驱动套筒一起轴向下移，以便通过所述驱动套筒向下挤压锁紧装置将高压井口头与低压井口头锁紧。

优选地，所述驱动活塞杆在所述驱动液压腔内的轴向受力面积小于所述推力活塞杆在所述推力液压腔内的轴向受力面积。

优选地，所述驱动液压缸筒固定套设于所述芯轴内筒外，所述驱动活塞杆套设于所述芯轴外筒外，所述驱动活塞杆上端设有向内凸出的第一台阶，所述芯轴外筒下端设有向外凸出的第二台阶，所述第一台阶和所述第二台阶在轴向上相互限位，以便通过所述芯轴外筒能够带动所述驱动活塞杆轴向上移。

优选地，所述推力液压缸筒固定套设于所述驱动液压缸筒外，所述推力活塞杆套设于所述驱动液压缸筒外并能够与所述驱动液压缸筒轴向相对滑动，所述流道设置于所述驱动液压缸筒内，所述流道的上端连通所述驱动液压腔的顶部空间，下端连通所述推力液压腔的顶部空间。

优选地，所述芯轴内筒外壁上设有J形滑槽，所述J形滑槽包括短槽、长槽和横槽，所述短槽和所述长槽沿所述芯轴内筒轴向设置，所述横槽沿所述芯轴内筒周向设置，所述短槽和所述长槽的下端通过所述横槽连接；所述芯轴外筒内壁上固定设有周向限位滑块，所述周向限位滑块滑动设置于所述J形滑槽内。

优选地，所述芯轴内筒底部设有外螺纹，用于与所述井口送入工具螺纹连接；所述芯轴外筒顶部设有内螺纹，用于与钻杆螺纹连接。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供一种安装钻完井井口的工具，在芯轴内筒下端与井口送入工具连接，并将高压井口头与井口送入工具连接，当把高压井口头送入到低压井口头的位置后就需要进行对高压井口头与低压井口头进行锁紧，此时，上提芯轴外筒，芯轴外筒会带动驱动活塞杆向上运动，同时挤压驱动液压腔内的液体通过流道进入推力液压腔，利用液体压强的特性，推力液压腔内的液体在同样的压力作用下推动推力活塞杆，进而推动驱动套筒向下运动，同时向下挤压高压井口头上的锁紧装置，实现高压井口头与低压井口头锁紧的目的，锁紧作业只需上提芯轴外筒即可实现，不需要额外的辅助设备便可以实现功能，操作十分简便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的安装钻完井井口的工具的结构示意图；

图2为图1中A部分的局部放大示意图；

图3为图1中B部分的局部放大示意图；

图中：1-芯轴、11-芯轴内筒、12-芯轴外筒、13-第二台阶、2-驱动液压缸、21-驱动液压缸筒、22-驱动活塞杆、23-驱动液压腔、24-流道、25-第一台阶、3-推力液压缸、31-推力液压缸筒、32-推力活塞杆、33-推力液压腔、4-驱动套筒、5-井口送入工具、6-高压井口头、7-锁紧装置、8-低压井口头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种安装钻完井井口的工具，以解决现有技术存在的问题，能够将低压井口头以及高压井口头锁紧在一起，提高操作便利性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-图3所示，本实施例提供一种安装钻完井井口的工具，包括芯轴1、驱动液压缸2、推力液压缸3和驱动套筒4，芯轴1包括芯轴内筒11和芯轴外筒12，芯轴外筒12套设于芯轴内筒11外，芯轴外筒12能够相对于芯轴内筒11轴向运动，并能够传递扭矩至芯轴内筒11，芯轴内筒11下端用于与井口送入工具5连接，能够传递扭矩至井口送入工具5，井口送入工具5旋转能够与高压井口头6连接或分离；

驱动液压缸2包括驱动液压缸筒21和驱动活塞杆22，驱动液压缸筒21固定连接在芯轴内筒11上，驱动活塞杆22滑动设置于驱动液压缸筒21内，芯轴外筒12轴向上移能够带动驱动活塞杆22轴向上移；

推力液压缸3包括推力液压缸筒31和推力活塞杆32，推力液压缸筒31固定连接在驱动液压缸筒21上，推力活塞杆32滑动设置于推力液压缸筒31内，推力活塞杆32下端与驱动套筒4上端连接，推力液压缸3的推力液压腔33与驱动液压缸2的驱动液压腔23通过流道24连通；

当驱动活塞杆22轴向上移时，驱动活塞杆22挤压驱动液压腔23内液体通过流道24进入推力液压腔33，驱动推力活塞杆32与驱动套筒4一起轴向下移，以便通过驱动套筒4向下挤压锁紧装置7将高压井口头6与低压井口头8锁紧。

使用时，在芯轴内筒11下端与井口送入工具5连接，并将高压井口头6与井口送入工具5连接，当把高压井口头6送入到低压井口头8的位置后就需要进行对高压井口头6与低压井口头8进行锁紧，此时，上提芯轴外筒12，芯轴外筒12会带动驱动活塞杆22向上运动，同时挤压驱动液压腔23内的液体通过流道24进入推力液压腔33，利用液体压强的特性，推力液压腔33内的液体在同样的压力作用下推动推力活塞杆32，进而推动驱动套筒4向下运动，同时向下挤压高压井口头6上的锁紧装置7，实现高压井口头6与低压井口头8锁紧的目的，锁紧作业只需上提芯轴外筒12即可实现，不需要额外的辅助设备便可以实现功能，操作十分简便，在海上作业过程中避免了旋转下压等容易出现危险操作的动作，提高了作业安全性。

其中，锁紧装置7包括压环71和锁环72，驱动套筒4向下挤压压环71，压环71推动锁环72的背面，径向推动锁环72锁紧到低压井口头8的锁环槽81内，由于压环71与锁环72有专门的配合面角度，可以实现预紧的作用。这样通过本装置就可以实现高压井口头6与低压井口头8锁定在一起，从而实现钻完井作业过程中作用在高压井口头6上的各种载荷有效地传递到低压井口头8，利用大尺寸的低压井口头8及其大尺寸延伸管进行支撑，完成安全的作业任务。

本实施例中，驱动活塞杆22在驱动液压腔23内的轴向受力面积小于推力活塞杆32在推力液压腔33内的轴向受力面积。推力液压腔33内的液体在同样的压力作用下推动作用面积更大的推力活塞杆32，能够产生更大的推力推动驱动套筒4向下运动。两个液压腔相互作用完成力的增大作用，使得在芯轴外筒12上提供较小的力，就可以在驱动套筒4实现较大的推力。

本实施例中，驱动液压缸筒21固定套设于芯轴内筒11外，驱动活塞杆22套设于芯轴外筒12外，驱动活塞杆22上端设有向内凸出的第一台阶25，芯轴外筒12下端设有向外凸出的第二台阶13，第一台阶25和第二台阶13在轴向上相互限位，以便通过芯轴外筒12能够带动驱动活塞杆22轴向上移。结构紧凑，便于通过芯轴内筒11带动驱动活塞杆22上移。

本实施例中，推力液压缸筒31固定套设于驱动液压缸筒21外，推力活塞杆32套设于驱动液压缸筒21外并能够与驱动液压缸筒21轴向相对滑动，流道24设置于驱动液压缸筒21内，流道24的上端连通驱动液压腔23的顶部空间，下端连通推力液压腔33的顶部空间。使得液体通过流道24能够从驱动液压腔23流入推力液压腔33内，从而提供向下的推力。

本实施例中，芯轴内筒11外壁上设有J形滑槽，J形滑槽包括短槽、长槽和横槽，短槽和长槽沿芯轴内筒11轴向设置，横槽沿芯轴内筒11周向设置，短槽和长槽的下端通过横槽连接；芯轴外筒12内壁上固定设有周向限位滑块，周向限位滑块滑动设置于J形滑槽内。当需要上提芯轴外筒12时，将周向限位滑块由短槽通过横槽滑动至长槽中，使周向限位滑块可沿长槽轴向滑动一段距离，进而能够将芯轴外筒12上提。其中，可将横槽的弧度设为π/8，旋转时，将芯轴外筒12向右旋转1/8圈即可将周向限位滑块由短槽滑动至长槽中。

本实施例中，芯轴内筒11底部设有外螺纹，用于与井口送入工具5螺纹连接；芯轴外筒12顶部设有内螺纹，用于与钻杆螺纹连接。便于进行拆装。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种安装钻完井井口的工具，其特征在于：包括芯轴、驱动液压缸、推力液压缸和驱动套筒，所述芯轴包括芯轴内筒和芯轴外筒，所述芯轴外筒套设于所述芯轴内筒外，所述芯轴外筒能够相对于所述芯轴内筒轴向运动，并能够传递扭矩至所述芯轴内筒，所述芯轴内筒下端用于与井口送入工具连接，能够传递扭矩至所述井口送入工具，所述井口送入工具旋转能够与高压井口头连接或分离；

所述驱动液压缸包括驱动液压缸筒和驱动活塞杆，所述驱动液压缸筒固定连接在所述芯轴内筒上，所述驱动活塞杆滑动设置于所述驱动液压缸筒内，所述芯轴外筒轴向上移能够带动所述驱动活塞杆轴向上移；

所述推力液压缸包括推力液压缸筒和推力活塞杆，所述推力液压缸筒固定连接在所述驱动液压缸筒上，所述推力活塞杆滑动设置于所述推力液压缸筒内，所述推力活塞杆下端与所述驱动套筒上端连接，所述推力液压缸的推力液压腔与所述驱动液压缸的驱动液压腔通过流道连通；

当所述驱动活塞杆轴向上移时，所述驱动活塞杆挤压所述驱动液压腔内液体通过所述流道进入所述推力液压腔，驱动所述推力活塞杆与所述驱动套筒一起轴向下移，以便通过所述驱动套筒向下挤压锁紧装置将高压井口头与低压井口头锁紧。

2.根据权利要求1所述的安装钻完井井口的工具，其特征在于：所述驱动活塞杆在所述驱动液压腔内的轴向受力面积小于所述推力活塞杆在所述推力液压腔内的轴向受力面积。

3.根据权利要求1所述的安装钻完井井口的工具，其特征在于：所述驱动液压缸筒固定套设于所述芯轴内筒外，所述驱动活塞杆套设于所述芯轴外筒外，所述驱动活塞杆上端设有向内凸出的第一台阶，所述芯轴外筒下端设有向外凸出的第二台阶，所述第一台阶和所述第二台阶在轴向上相互限位，以便通过所述芯轴外筒能够带动所述驱动活塞杆轴向上移。

4.根据权利要求1所述的安装钻完井井口的工具，其特征在于：所述推力液压缸筒固定套设于所述驱动液压缸筒外，所述推力活塞杆套设于所述驱动液压缸筒外并能够与所述驱动液压缸筒轴向相对滑动，所述流道设置于所述驱动液压缸筒内，所述流道的上端连通所述驱动液压腔的顶部空间，下端连通所述推力液压腔的顶部空间。

5.根据权利要求1所述的安装钻完井井口的工具，其特征在于：所述芯轴内筒外壁上设有J形滑槽，所述J形滑槽包括短槽、长槽和横槽，所述短槽和所述长槽沿所述芯轴内筒轴向设置，所述横槽沿所述芯轴内筒周向设置，所述短槽和所述长槽的下端通过所述横槽连接；所述芯轴外筒内壁上固定设有周向限位滑块，所述周向限位滑块滑动设置于所述J形滑槽内。

6.根据权利要求1所述的安装钻完井井口的工具，其特征在于：所述芯轴内筒底部设有外螺纹，用于与所述井口送入工具螺纹连接；所述芯轴外筒顶部设有内螺纹，用于与钻杆螺纹连接。

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