CN118088063A - 管柱快速连接工具 - Google Patents

Abstract

本发明为一种管柱快速连接工具，包括倒锥芯轴结构，所述倒锥芯轴结构上设置轴向贯通的中心孔，所述倒锥芯轴结构上有外径自第一端向第二端呈渐缩设置的倒锥部，所述倒锥芯轴结构能滑动地套设于涨缩套结构内，所述涨缩套结构的第一端设置多个能在所述倒锥部作用下径向涨缩的锥面瓣体，各所述锥面瓣体的外壁上能拆卸地连接卡瓦板，所述卡瓦板能贴合卡止于套管的内壁上；所述倒锥芯轴结构的第二端套设有螺纹止推部，所述螺纹止推部用于推动所述倒锥芯轴结构运动。本发明能快速直插式连接锁紧套管，改变了传统的循环头与套管螺纹连接方式，大大提高了井口工具的抢装速度，提升了现场井控安全的可靠性，保障现场井控安全。

Description

管柱快速连接工具

技术领域

本发明涉及石油行业的钻井装备技术领域，尤其涉及一种管柱快速连接工具。

背景技术

井控安全是油田最大的效益。在钻试修等各作业环节需配套可靠的井控工具，提供安全的作业环境，使井口随时可控，才能保证油田井控安全。目前油田特殊工艺环境下，井控配套工具方面存在下尾管作业溢流关井工用具还不能完全满足控制井控风险的要求。在下尾管、筛管作业以及组合钻具作业时，通常井内无内防喷工具，地面防喷器也无合适胶芯，存在严重井控风险；现场常规操作下尾管、筛管出现溢流时，抢接旋塞阀和循环头，但工具重量和高度增加等问题加剧了抢接工作的困难，出现溢流时经常造成多次抢接失败。

目前，现场下套管工况下的溢流快速处理手段有限，常规井控工具操作繁琐、费时费力，无法保障井口防喷工具连接的快速可靠。现有技术中，针对下套管工况溢流处理的主要方法是抢接套管循环头+连接放喷单根，循环头与套管螺纹抢装连接时较为费时，对现场人员要求较高，操作安全性和便捷性较低。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种管柱快速连接工具，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管柱快速连接工具，倒锥芯轴结构和涨缩套结构配合，使本发明能快速直插式连接锁紧套管，改变了传统的循环头与套管螺纹连接方式，大大提高了井口工具的抢装速度，提升了现场井控安全的可靠性，保障现场井控安全。

本发明的目的是这样实现的，一种管柱快速连接工具，包括倒锥芯轴结构，所述倒锥芯轴结构上设置轴向贯通的中心孔，所述倒锥芯轴结构上有外径自第一端向第二端呈渐缩设置的倒锥部，所述倒锥芯轴结构能滑动地套设于涨缩套结构内，所述涨缩套结构的第一端设置多个能在所述倒锥部作用下径向涨缩的锥面瓣体，各所述锥面瓣体的外壁上能拆卸地连接卡瓦板，所述卡瓦板能贴合卡止于套管的内壁上；所述倒锥芯轴结构的第二端套设有螺纹止推部，所述螺纹止推部用于推动所述倒锥芯轴结构运动。

在本发明的一较佳实施方式中，所述涨缩套结构的外部套设有安全保护结构，所述安全保护结构包括能轴向移动的伸缩保护套，所述伸缩保护套的内壁和所述涨缩套结构的外壁之间呈间隔设置；所述伸缩保护套的第一端设置能径向涨缩的锁舌，所述锁舌能径向收缩卡止套管的外壁。

在本发明的一较佳实施方式中，所述螺纹止推部包括止推螺母和两个半环止推套，两个所述半环止推套对扣连接于所述涨缩套结构的第二端；两个所述半环止推套的内壁上设置内凹环槽，所述止推螺母的第一端能旋转且能滑动地套设于所述内凹环槽内；所述伸缩保护套能滑动地套设于两个所述半环止推套的外侧。

在本发明的一较佳实施方式中，两个所述半环止推套的第一端套设弹簧挡环，两个所述半环止推套的第二端设置外径呈增大设置的第一台阶部，所述弹簧挡环和所述第一台阶部之间构成止推套滑槽，所述止推套滑槽内滑动套设限位螺塞，所述弹簧挡环和所述限位螺塞之间设置压缩弹簧，所述伸缩保护套的第二端套设于所述限位螺塞上。

在本发明的一较佳实施方式中，所述伸缩保护套内设置直径呈减小设置的第二台阶部，所述第二台阶部能抵靠于两个所述半环止推套的第二端的端面上。

在本发明的一较佳实施方式中，所述伸缩保护套上设置锁舌安装孔，所述锁舌能滑动地设置于所述锁舌安装孔内；各所述锁舌的外壁上设置环形槽，所述环形槽内设置环形弹簧。

在本发明的一较佳实施方式中，所述倒锥芯轴结构的第一端连接导向密封部。

在本发明的一较佳实施方式中，所述导向密封部包括密封连接于所述倒锥芯轴结构的第一端的导向头，所述导向头远离所述倒锥部的一端外壁上设置导向锥面。

在本发明的一较佳实施方式中，所述导向密封部还包括密封皮碗结构，所述密封皮碗结构设置于所述倒锥部和所述导向锥面之间，所述密封皮碗结构的外壁能密封抵靠套管的内壁。

在本发明的一较佳实施方式中，所述倒锥芯轴结构的第二端设置连接杆，所述连接杆内设置锥螺纹孔，所述锥螺纹孔与所述中心孔呈贯通设置。

由上所述，本发明的管柱快速连接工具具有如下有益效果：

本发明的管柱快速连接工具，是应用在下尾管、筛管作业中的井控工具，倒锥芯轴结构和涨缩套结构配合，使本发明能快速直插式连接锁紧套管，改变了传统的循环头与套管螺纹连接方式；螺纹止推部解决工具卡紧问题，本发明可适用于各常规尺寸套管，轴向承载力大；涨缩套结构的卡瓦板与套管内壁紧密贴合，产生足够的轴向摩擦力达到涨缩套结构紧密连接套管的目的；安全保护结构起到安全保护作用，伸缩保护套的锁舌自外部卡止套管，在涨缩套结构的卡瓦板失效时，不至于让套管滑动脱落，有效解决失效掉落的问题；本发明大大提高了井口工具的抢装速度，提升了现场井控安全的可靠性，保障现场井控安全；本发明结构简易，操作便捷，无需专业工具，可实现快速与下部套管连接，不使用时可直接摆放在鼠洞或者坡道上，不占用井场与钻台空间。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

其中：

图1：为本发明的管柱快速连接工具的非工作状态示意图。

图2：为本发明的管柱快速连接工具的工作状态示意图。

图3：为图1中A-A剖视图。

图4：为图2中C-C剖视图。

图5：为图1中B-B剖视图。

图中：

1、倒锥芯轴结构；10、中心孔；11、倒锥部；

2、涨缩套结构；21、锥面瓣体；22、卡瓦板；

3、螺纹止推部；31、止推螺母；32、半环止推套；33、内凹环槽；34、弹簧挡环；35、第一台阶部；

4、安全保护结构；41、伸缩保护套；42、锁舌；43、限位螺塞；44、压缩弹簧；45、第二台阶部；46、环形弹簧；

5、导向密封部；51、导向头；511、导向锥面；52、密封皮碗结构；

6、连接杆；60、锥螺纹孔；

7、套管。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”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。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。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。

如图1至图5所示，本发明提供一种管柱快速连接工具，包括倒锥芯轴结构1，倒锥芯轴结构1上设置轴向贯通的中心孔10，倒锥芯轴结构1上有外径自第一端向第二端呈渐缩设置的倒锥部11，倒锥芯轴结构1能滑动地套设于涨缩套结构2内，涨缩套结构2的第一端设置多个能在倒锥部作用下径向涨缩的锥面瓣体21，在本发明的一具体实施例中，锥面瓣体21为八瓣；各锥面瓣体的外壁上能拆卸地连接卡瓦板22，卡瓦板22能贴合卡止于套管7的内壁上；倒锥芯轴结构1的第二端套设有螺纹止推部3，螺纹止推部3用于推动倒锥芯轴结构1运动。

采用内卡式结构，即倒锥芯轴结构1及涨缩套结构2能直接插入套管内，如图2所示，倒锥芯轴结构1的倒锥部上提过程中径向撑开锥面瓣体21，使得锥面瓣体21外侧的卡瓦板22贴合卡止于套管的内壁上，实现锁紧。故本发明是应用了快速直插式连接锁紧方法，改变了传统的循环头与套管螺纹连接方式，与常规井控工具相比，使用本发明，大大提高了井口工具的抢装速度，提升了现场井控安全的可靠性。

本发明的管柱快速连接工具，是应用在下尾管、筛管作业中的井控工具，倒锥芯轴结构和涨缩套结构配合，使本发明能快速直插式连接锁紧套管，改变了传统的循环头与套管螺纹连接方式；螺纹止推部解决工具卡紧问题，本发明可适用于各常规尺寸套管，轴向承载力大；本发明大大提高了井口工具的抢装速度，提升了现场井控安全的可靠性，保障现场井控安全；本发明结构简易，操作便捷，无需专业工具，可实现快速与下部套管连接，不使用时可直接摆放在鼠洞或者坡道上，不占用井场与钻台空间。

进一步，如图1、图2所示，涨缩套结构2的外部套设有安全保护结构4，安全保护结构4包括能轴向移动的伸缩保护套41，伸缩保护套41的内壁和涨缩套结构2的外壁之间呈间隔设置，从而构成套管的容置环空，执行直插作业时，套管7的端部被套设于该容置环空；伸缩保护套41的第一端设置能径向涨缩的锁舌42，锁舌42能径向收缩卡止套管7的外壁。安全保护结构4的初始状态时，锁舌42状态如图3所示；安全保护结构4工作状态下，锁舌42径向收缩，如图4所示。

涨缩套结构2的卡瓦板22(卡瓦板22外壁有齿状部)与套管内壁紧密贴合，产生足够的轴向摩擦力达到涨缩套结构2紧密连接套管的目的；安全保护结构4起到安全保护作用，伸缩保护套41的锁舌42自外部卡止套管，在涨缩套结构2的卡瓦板22失效时，不至于让套管滑动脱落，有效解决失效掉落的问题。

进一步，如图1、图2所示，螺纹止推部3包括止推螺母31和两个半环止推套32，两个半环止推套32对扣连接于涨缩套结构2的第二端；两个半环止推套32的内壁上设置内凹环槽33，止推螺母31的第一端能旋转且能滑动地套设于内凹环槽33内；伸缩保护套41能滑动地套设于两个半环止推套的外侧。

进一步，如图1、图2所示，两个半环止推套32的第一端套设弹簧挡环34，两个半环止推套32的第二端设置外径呈增大设置的第一台阶部35，弹簧挡环34和第一台阶部35之间构成止推套滑槽，止推套滑槽内滑动套设限位螺塞43，弹簧挡环34和限位螺塞43之间设置压缩弹簧44，伸缩保护套41的第二端套设于限位螺塞43上。

进一步，如图1、图2所示，伸缩保护套41内设置直径呈减小设置的第二台阶部45，第二台阶部45能抵靠于两个半环止推套32的第二端的端面上，形成伸缩保护套41的轴向限位。

进一步，如图1、图2、图3、图4所示，伸缩保护套41上设置锁舌安装孔，锁舌42能滑动地设置于锁舌安装孔内；各锁舌42的外壁上设置环形槽，环形槽内设置环形弹簧46。在本实施方式中，各锁舌42上设置锁舌滑槽孔，伸缩保护套41上连接穿过锁舌安装孔的锁舌穿杆，锁舌滑槽孔能滑动套设于锁舌穿杆，避免锁舌脱落。

进一步，如图1、图2所示，倒锥芯轴结构1的第一端连接导向密封部5。

进一步，如图1、图2所示，导向密封部5包括密封连接于倒锥芯轴结构1的第一端的导向头51，导向头51远离倒锥部的一端外壁上设置导向锥面511。

进一步，如图1、图2所示，导向密封部5还包括密封皮碗结构52，密封皮碗结构52设置于倒锥部11和导向锥面511之间，密封皮碗结构52的外壁能密封抵靠套管的内壁。密封皮碗结构52耐压性能好，有效解决套管内壁密封问题。

进一步，如图1、图2所示，倒锥芯轴结构1的第二端设置连接杆6，连接杆6内设置锥螺纹孔60，锥螺纹孔60与中心孔10呈贯通设置。

本发明的管柱快速连接工具的一具体实施例工作过程如下：

先将管柱快速连接工具与防喷钻杆(现有技术)连接好，放置在钻台(现有技术)上；当发生溢流时，更换钻杆吊卡(现有技术)，将连接好的防喷钻杆单根吊起，将管柱快速连接工具快速插入套管7；随后人工旋转止推螺母31一圈，推动倒锥芯轴结构1朝其第二端(图1中向左)运动，

倒锥芯轴结构1的倒锥部径向撑开锥面瓣体21，使得锥面瓣体21外侧的卡瓦板22紧密贴合于套管的内壁上，产生足够的轴向摩擦力达到锁紧连接套管的目的；

随后上提管柱100mm，观察悬重，验证锁紧是否可靠；将伸缩保护套41旋转30°，弹簧下推伸缩保护套41至锁舌弹出卡止套管的外壁，完成安全保护，有效防止套管滑动脱落；

上提管柱快速连接工具，拆除钻杆吊卡，再将防喷钻杆单根下入井口，迅速关闭防喷器和旋塞(现有技术)，完成内外环空关井。

由上所述，本发明的管柱快速连接工具具有如下有益效果：

本发明的管柱快速连接工具，是应用在下尾管、筛管作业中的井控工具，倒锥芯轴结构和涨缩套结构配合，使本发明能快速直插式连接锁紧套管，改变了传统的循环头与套管螺纹连接方式；螺纹止推部解决工具卡紧问题，本发明可适用于各常规尺寸套管，轴向承载力大；涨缩套结构的卡瓦板与套管内壁紧密贴合，产生足够的轴向摩擦力达到涨缩套结构紧密连接套管的目的；安全保护结构起到安全保护作用，伸缩保护套的锁舌自外部卡止套管，在涨缩套结构的卡瓦板失效时，不至于让套管滑动脱落，有效解决失效掉落的问题；本发明大大提高了井口工具的抢装速度，提升了现场井控安全的可靠性，保障现场井控安全；本发明结构简易，操作便捷，无需专业工具，可实现快速与下部套管连接，不使用时可直接摆放在鼠洞或者坡道上，不占用井场与钻台空间。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种管柱快速连接工具，其特征在于，包括倒锥芯轴结构，所述倒锥芯轴结构上设置轴向贯通的中心孔，所述倒锥芯轴结构上有外径自第一端向第二端呈渐缩设置的倒锥部，所述倒锥芯轴结构能滑动地套设于涨缩套结构内，所述涨缩套结构的第一端设置多个能在所述倒锥部作用下径向涨缩的锥面瓣体，各所述锥面瓣体的外壁上能拆卸地连接卡瓦板，所述卡瓦板能贴合卡止于套管的内壁上；所述倒锥芯轴结构的第二端套设有螺纹止推部，所述螺纹止推部用于推动所述倒锥芯轴结构运动。

2.如权利要求1所述的管柱快速连接工具，其特征在于，所述涨缩套结构的外部套设有安全保护结构，所述安全保护结构包括能轴向移动的伸缩保护套，所述伸缩保护套的内壁和所述涨缩套结构的外壁之间呈间隔设置；所述伸缩保护套的第一端设置能径向涨缩的锁舌，所述锁舌能径向收缩卡止套管的外壁。

3.如权利要求2所述的管柱快速连接工具，其特征在于，所述螺纹止推部包括止推螺母和两个半环止推套，两个所述半环止推套对扣连接于所述涨缩套结构的第二端；两个所述半环止推套的内壁上设置内凹环槽，所述止推螺母的第一端能旋转且能滑动地套设于所述内凹环槽内；所述伸缩保护套能滑动地套设于两个所述半环止推套的外侧。

4.如权利要求3所述的管柱快速连接工具，其特征在于，两个所述半环止推套的第一端套设弹簧挡环，两个所述半环止推套的第二端设置外径呈增大设置的第一台阶部，所述弹簧挡环和所述第一台阶部之间构成止推套滑槽，所述止推套滑槽内滑动套设限位螺塞，所述弹簧挡环和所述限位螺塞之间设置压缩弹簧，所述伸缩保护套的第二端套设于所述限位螺塞上。

5.如权利要求3所述的管柱快速连接工具，其特征在于，所述伸缩保护套内设置直径呈减小设置的第二台阶部，所述第二台阶部能抵靠于两个所述半环止推套的第二端的端面上。

6.如权利要求3所述的管柱快速连接工具，其特征在于，所述伸缩保护套上设置锁舌安装孔，所述锁舌能滑动地设置于所述锁舌安装孔内；各所述锁舌的外壁上设置环形槽，所述环形槽内设置环形弹簧。

7.如权利要求2所述的管柱快速连接工具，其特征在于，所述倒锥芯轴结构的第一端连接导向密封部。

8.如权利要求7所述的管柱快速连接工具，其特征在于，所述导向密封部包括密封连接于所述倒锥芯轴结构的第一端的导向头，所述导向头远离所述倒锥部的一端外壁上设置导向锥面。

9.如权利要求8所述的管柱快速连接工具，其特征在于，所述导向密封部还包括密封皮碗结构，所述密封皮碗结构设置于所述倒锥部和所述导向锥面之间，所述密封皮碗结构的外壁能密封抵靠套管的内壁。

10.如权利要求2所述的管柱快速连接工具，其特征在于，所述倒锥芯轴结构的第二端设置连接杆，所述连接杆内设置锥螺纹孔，所述锥螺纹孔与所述中心孔呈贯通设置。