丢手装置和包括其的钻井管柱的制作方法

本发明涉及石油天然气技术领域，具体涉及一种丢手装置和包括其的钻井管柱。

背景技术：

随着钻井完井一体化工艺的发展，在钻井完成后，下部钻杆与上部钻杆分离，而下部钻杆可以被置于井下作为下部完井管柱。但是，在实际施工操作过程中，很难实现下部钻杆与上部钻杆分离。从而，发明一种既能满足钻进需求又能满足丢手需要的丢手装置是丞待解决的技术问题。

技术实现要素：

针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种丢手装置和包括其的钻井管柱。该丢手装置可直接连接在钻杆上，满足钻进需要，同时能方便地实现丢手操作，为下部钻杆作为下部完井管柱的钻井完井一体化提供了技术支持。

根据本发明的第一方面，提出了一种丢手装置，包括：

筒状的上接头，

部分套接式设置在上接头的下端的筒状的下接头，

设置在上接头和下接头之间的周向布设的齿接组件，

其中，在第一工作状态下，下接头构造为与上接头固定连接，且齿接组件作用，在第二工作状态下，下接头构造为与上接头解除固定，且齿接组件作用失效。

在一个实施例中，齿接组件具有：

周向上间隔式设置在上接头的外壁上的多个第一齿，

周向上间隔式设置在下接头的内壁上的多个第二齿，

上接头的下端套接在下接头的上端内腔中后，第一齿与第二齿凹凸匹配式啮合。

在一个实施例中，各第一齿和各第二齿的齿高与相对应的齿底边的比均为0.3-1。

在一个实施例中，在上接头与下接头搭接处的两者之间设置锁定组件，锁定组件包括：

锁定块，锁定块嵌入到设置在下接头的内壁上的凹槽中，并径向贯穿上接头的壁，

用于限定锁定块的支撑套，支撑套套设在上接头的内腔中，

能使得支撑套选择性相对于上接头固定的剪切销。

在一个实施例中，在支撑套的内壁上设置球座。

在一个实施例中，锁定组件还包括设置在支撑套和上接头之间的内套，内套套设在上接头的内腔中且其下端面抵接于设置在上接头的内壁上的第一台阶面上，剪切销设置在内套和支撑套之间。

在一个实施例中，在凹槽的底壁和锁定块之间设置弹性件。

在一个实施例中，锁定块的上端面与外壁面之间和下端面与外壁面之间均设置有引导斜面。

在一个实施例中，在上接头的下端设置用于承接支撑套的承接篮。

根据本发明的第二方面，提出了一种钻井管柱，包括上述的丢失装置。

与现有技术相比，本发明的优点在于，该丢手装置的上接头和下接头之间设置有齿接组件，在将该丢失装置设置在钻杆上时，能传递大扭矩。另外，在不同工作状态下，上接头和下接头能选择性固定连接或者分离，从而实现丢手操作。由此，该丢手装置能为钻井完井一体化工艺提供设备支持。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：

图1显示了根据本发明的一个实施例的丢手装置；

图2为来自图1的b-b剖面图；

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步说明。

图1显示了根据本发明的丢手装置100。如图1所示，该丢手装置100包括上接头1、下接头2和齿接组件。其中，上接头1呈筒状，上端用于和钻杆连接。下接头2部分套接式设置在上接头1的下端，自身为筒状结构，其下端用于和钻杆连接。齿接组件设置在上接头1和下接头2之间，并沿着周向布设以限定两者相对的周向运动。在第一工作状态下，下接头2与上接头1固定连接，此时，齿接组件作用以使得该丢手装置100能传递大扭矩，并不影响钻进施工操作。在第二工作状态下，下接头2与上接头1轴向分离，齿接组件作用失效，此时，可以将上接头1提出井筒，而下接头2留在井筒中作为完井管柱的一部分。上述结构使得丢手装置100在随钻过程中能传递大扭矩，保证钻井作业顺利实施，并能实现丢手操作，为钻井完井一体化工艺提供设备支持。

在一个实施例中，如图2所示，齿接组件具有多个第一齿11和多个第二齿21。其中，多个第一齿11周向间隔式设置在上接头1的外壁上。而多个第二齿21周向间隔式设置在下接头2的内壁上。在上接头1的下端延伸套接到下接头2的内腔后，第一齿11和第二齿21能凹凸匹配式啮合。这种配合限定了下接头2和上接头1的周向运动，也就是，在钻进过程中，下接头2会跟随上接头1一起旋转。第一齿11的径向截面形状可以为三角形还可以为梯形。优选地，各第一齿11的齿高尺寸与相对应的齿底边的尺寸的比为0.3-1，例如为0.5。相对应地，第二齿21的齿形和外形尺寸与第一齿11匹配。上述设置能保证上接头1和下接头2之间齿接强度，从而保证该丢手装置100能传递巨大的钻井扭矩。

在一个实施例中，上接头1的下端插入下接头2的内腔中并向下延伸。在上接头1和下接头2之间设置锁定组件，用于在钻进过程中固定上接头1和下接头2，而在需要丢手过程中，解除上接头1和下接头2的固定，使得上接头1能相对于下接头2移动。

锁定组件包括锁定块3、支撑套4、剪切销5和内套6。其中，锁定块3径向贯穿上接头1的壁，部分嵌入到设置在下接头2的内壁上的凹槽22内。该锁定块3起到了固定上接头1和下接头2的作用，同时，这种设置有助于钻进扭矩的传递而保证丢手装置100的工作安全性。为保证锁定块3的固定，支撑套4套设在上接头1的内腔中，用于限定锁定块3的径向位移，从而保证上接头1和下接头2的稳定的固定位置。内套6设置在支撑套4和上接头1之间。在上接头1的内壁上设置第一台阶面12。内套6套设在上接头1的内腔中，其下端面抵接在第一台阶面12处，其上端面被上部钻杆接头抵接而轴向固定。剪切销5将内套6和支撑套4连接，以限定支撑套4相对于上接头1的位置。上述结构简单，易于安装。在丢手之前，通过内套6、支撑套4和剪切销5的互相作用限定了锁定块3的位置，从而保证了上接头1和下接头2的固定连接。在外力作用下，剪切销5可以被剪断使得支撑套4下移。此时，锁定块3失去了锁定，在上提上接头1的时候，锁定块3能径向向内运动，解除上接头1和下接头2的固定。继续上提上接头1，可以使得上接头1离开下接头2并实现丢手作业。

可以通过液压方式，促动剪切销5剪断。具体地，在支撑套4的内壁上设置球座7。优选地，球座7可以构造为设置在支撑套4的内壁和上端面之间的弧状凹面。在丢手过程中，从地面向钻杆内投球200，球200在下落过程中与球座7配合，从而封堵丢手装置100的内腔。此时，可以从井口打压，压力增加以最终将剪切销5剪断。之后，由于失去限定，支撑套4和球200下移，从而解除对锁定块3的限定。

优选地，在锁定块3与凹槽22的底壁之间设置弹性件(图中未示出)。该弹性件可以为弹簧。该弹性件可以固定设置在锁定块3的外侧。安装锁定块3后，通过支撑套4为锁定块3施加径向压力，从而弹性件受压缩。而在支撑套4下移后，解除了锁定块3的径向限定，在弹性件自身弹力作用下，锁定块3带动弹性件径向向内运动，有助于顺利地解除上接头1和下接头2的锁定状态。

优选地，锁定块3的上端面与外壁面之间和下端面与外壁面之间均设置有引导斜面31。该引导斜面31有助于锁定块3顺利地由凹槽22内脱出，解除上接头1和下接头2的锁定状态。

在下接头1的下端设置承接蓝8，该承接蓝8位于下接头2的内腔中，用于承接掉落的支撑套4和球200。结构上，承接蓝8为筒状，其内腔与上接头1保持贯通。在承接蓝8的下端内壁上设置径向凸出台81，用于限定支撑套4进一步下移。在承接蓝8的外壁上设置内外连通的连通孔82，在支撑套4和球300坐落在凸出台81上后，通过连通孔82连通了丢手装置100的内外腔，从而完成泄压。该承接蓝8与下接头1可以是整体式结构也可以是分体式结构。

该丢手装置100还设置有密封件9，以保证相应连部件之间的密封。例如，在上接头1和下接头2之间设置有密封件9，以保证丢手装置100的内腔与外界的密封。同样地，在支撑套4和上接头1之间也设置密封件9，以保证投球后丢手装置100的内腔的憋压效果。

本申请还涉及钻井管柱(图中未示出)，该钻井管柱包括上述的丢手装置100，丢手装置100的上接头1和下接头2分别与钻杆相连。在钻井过程中，丢手装置100作为钻杆的一部分，能传递扭矩。在钻井完成后，丢手装置100运作进行丢手操作，下接头2和之下的其它部件被留在井筒中作为完井管柱的一部分。由此，该丢手装置100能有助于实现钻井完井一体化工艺要求。

本申请中，所述的“第一工作状态”是指丢手装置100未进行丢手，上接头1和下接头2固定连接的状态，而所述的“第二工作状态”是指丢手装置100进行丢手，上接头1和下接头2解除固定连接的状态。

本申请中，方位用语“上”、“下”均以丢手装置100的实际工作方位为参照。

以上仅为本发明的优选实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。