一种套管旋转离合器的制作方法

本实用新型涉及一种固井用井下工具，尤其涉及一种套管旋转离合器。

背景技术：

在大斜度井、大位移井和水平井中，由于下入摩阻大常常出现套管下入不到位的问题。旋转下入技术是在管串下入过程中利用顶驱等设备驱动整个管串旋转，将原本向上的摩擦阻力转化成沿周向和轴向的两个分力，从而大大减小下入摩阻，提高了大斜度井和大位移井的套管下入成功率。然而现有的旋转下入技术仍然存在着以下缺点：

(1)旋转下入技术需要驱动整个管串旋转，对于管串较长、小间隙井或井眼轨迹复杂的井，常常出现旋转扭矩过大，导致无法正常旋转，从而影响旋转下入技术的应用；

(2)对于水平井旋转下入技术存在一定的局限性，水平段套管旋转扭矩较大无法实现旋转，同时对于超深水平井，水平段以上管串发生屈曲，导致钻压无法加到水平段上，从而无法下入到设计深度。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提出一种套管旋转离合器，旨在能够实现当下部套管旋转扭矩过大时，可以只旋转离合器上部的管串，而不旋转下部管串，从而达到既保护了下部管串，又能通过上部管串的旋转增加下压力，提高管串在大斜度井、大位移井和水平井中的下入成功率。

为实现上述目的，本实用新型提出一种套管旋转离合器，其特征在于，包括：

上接头，用于与上部管串相连；

旋转本体，与所述上接头相连；所述旋转本体的外表面设有第一扭矩齿；

扭矩套，套设在所述旋转本体的外部，且与所述上接头以可断开部件进行连接；所述扭矩套的第一端设有与所述第一扭锯齿相配合的第二扭锯齿；

限制部件，设置在所述扭矩套与所述旋转本体之间；

所述扭矩套上设有与所述限制部件相匹配的作用台面，所述作用台面位于所述限制部件的下方，用于在所述扭矩套上移时与所述限制部件相接触使所述第一扭锯齿与第二扭锯齿完全脱离；

下接头，与所述扭矩套相连；所述下接头用于连接下部管串。

可选地，所述可断开部件为剪钉。

可选地，所述限制部件为推力轴承。

可选地，所述推力轴承靠近所述上接头的端面。

可选地，所述第一扭矩齿位于所述旋转本体的中部，所述旋转本体远离所述上接头的一端与所述下接头相接触。

可选地，所述下接头与所述旋转本体之间安装有滚针轴承。

可选地，所述下接头与所述旋转本体之间设有密封圈。

可选地，所述旋转本体为圆筒状，所述第一扭矩齿均匀分布在所述旋转本体的外表面，且所述第一扭矩齿的根部具有限位台阶面。

可选地，所述第一扭矩齿或所述第二扭锯齿为矩形扭矩齿。

可选地，所述扭矩套的外表面设有螺纹，所述螺纹位于所述第二扭锯齿的上方，用于连接所述下接头。

本实用新型提出的套管旋转离合器，可以实现离合器上部管串和下部管串整体或部分旋转的转换，当旋转阻力不大时可通过旋转整个管串，减小管串的下入摩阻，而当下部旋转扭矩较大而无法实现全部管串旋转时，可以实现只让离合器上部管串旋转而下部管串不旋转，从而通过上部管串的旋转增加传递到下部管串的钻压，提高管串在大斜度井、大位移井和水平井中的下入成功率。

附图说明

图1为本实用新型实施例的套管旋转离合器的结构示意图

图2为本实用新型实施例的套管旋转离合器的旋转本体上的第一扭矩齿与扭矩套上的第二扭矩齿的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的套管旋转离合器的扭矩套不再旋转的状态示意图；

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图3所示，本实用新型提供一种套管旋转离合器，包括上接头1、旋转本体5、扭矩套4以及下接头7。

其中，上接头1，用于与上部管串相连；旋转本体5，与上接头1相连；旋转本体5的外表面设有第一扭矩齿8；扭矩套4，套设在旋转本体5的外部，且与上接头1以可断开部件2进行连接；扭矩套4的第一端设有与第一扭锯齿8相配合的第二扭锯齿9；限制部件3，设置在扭矩套4与旋转本体5之间；扭矩套4上设有与限制部件相匹配的作用台面10，作用台面10位于限制部件3的下方，用于在扭矩套4上移时与限制部件3相接触使第一扭锯齿8与第二扭锯齿9完全脱离；下接头7，与扭矩套4相连；下接头7用于连接下部管串。在具体实施时，该可断开部件2为剪钉；该限制部件3可以为推力轴承，推力轴承可以靠近上接头1的端面设置。

当旋转本体5上的第一扭矩齿8与扭矩套4上的第二扭矩齿9完全啮合时如图1所示，可以传递旋转扭矩。由于本实用新型提供的套管旋转离合器是连接在整个管柱的中部的，当管柱处于直井段或下入摩阻较小时，套管旋转离合器处于拉伸状态，此时第一扭矩齿8与第二扭矩齿9相互啮合，可以通过井口驱动整个管串旋转，从而进一步减小下入摩阻。

当管柱进入斜井段，若下入摩阻未超过可断开部件2的预设值；若该可断开部件2为剪钉，则该预设值为该剪钉的剪切值，且旋转扭矩在安全扭矩以内时，第一扭矩齿8与第二扭矩齿9仍然处于啮合状态，可继续通过旋转减小摩阻。当旋转扭矩超过安全扭矩值时，则停止旋转，下压钻具，但摩阻超过剪钉剪切值时，可断开部件2断开，下接头7与扭矩套4上移，直到扭矩套4的作用台面与限制部件3接触，此时第一扭矩齿8与第二扭矩齿9脱离如图3所示，不再能够传递旋转扭矩，而下部管柱摩阻产生的向上的作用力，作用在限制部件3上。这样可以通过井口驱动上部管串和旋转离合器的上接头、旋转本体旋转，而下部管柱和下接头、扭矩套不旋转。这样就可以保护离合器下部的套管，同时可以通过旋转离合器上部管柱减小摩阻，从而将更大的钻压施加到下部管串上，保证下部管串能够下入到设计深度。

本实施例中，旋转本体5为圆筒状，第一扭矩齿8均匀分布在旋转本体5的外表面，例如是旋转本体5的中部的外表面上；第一扭矩齿8突出于旋转本体5的外表面设置，且第一扭矩齿8的根部具有限位台阶面12。在具体实施时，第一扭矩齿8可以为矩形扭矩齿，此时，与其相啮合的第二扭锯齿9也为矩形扭矩齿。

在本实用新型的另一实施例中，旋转本体5远离上接头1的一端可以与下接头7相接触，为了有效降低旋转摩阻，在下接头7与旋转本体5之间可以安装有滚针轴承6。为了保证管内的密封及旋转后的密封可靠性，还可以在下接头7与旋转本体5之间设置密封圈11。

本实施例中，扭矩套4的外表面设有螺纹，该螺纹位于第二扭锯齿9的上方，用于连接下接头7。

本实用新型提供的套管旋转离合器，其旋转本体5的外表面加工有第一扭矩齿8，扭矩套4从上端套在旋转本体5外部，扭矩套4的外表面加工有螺纹，螺纹前端加工有与第一扭矩齿8相配合的第二扭矩齿9。上接头1与旋转本体5可以通过螺纹连接，扭矩套4可以通过剪钉与上接头1固定，扭矩套4和旋转本体之间安装有推力轴承3。下接头7从旋转本体5下端套入，并与扭矩套4上的螺纹连接，下接头7下部连接下部管串，并通过扭矩套4将下部载荷传递到旋转本体5上。下接头7与旋转本体5之间安装有滚针轴承6，这样可以有效降低旋转摩阻。并且在下接头和旋转本体之间安装有密封圈11，保证管内的密封及旋转后的密封可靠性。

本实用新型提供的套管旋转离合器，当其处于拉伸状态时，扭矩套和本体上的第一扭矩齿和第二扭矩齿相互啮合，可以通过井口驱动整个管柱旋转，而当管旋转离合器处于压缩状态时，第一扭矩齿和第二扭矩齿相互脱离，从而实现管旋转离合器上部管柱可旋转，而下部管柱不能旋转的目的。本实用新型应用于管串下入过程中，当旋转阻力不大时可通过旋转整个管串，减小管串的下入摩阻，而当下部旋转扭矩较大而无法实现全部管串旋转时，可以通过上部管串的旋转增加传递到下部管串的钻压，提高管串在大斜度井、大位移井和水平井中的下入成功率。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。