专利名称：一种钻具水眼自动投球装置的制作方法
技术领域：
一种钻具水眼自动投球装置技术领域[0001]本实用新型是一种用于石油、天然气钻井取心作业或其它作业时钻具水眼自动投 球装置。
背景技术：
[0002]石油、天然气勘探过程中，钻井取心施工作业或其它(开窗、下尾管等)作业，需要 在钻具水眼内投掷钢球，以便实现钻井取心的割心或其它作业的蹩压，有时钻具是不能提 起的，需要从立管或水龙头(顶驱)卸丝堵人工投掷。人工投掷钢球的作业费时、费力，且 钻具在一定时间内不动存在卡钻的风险。发明内容[0003]为克服人工投掷钢球费时、费力、且存在卡钻风险的问题，一种钻具水眼自动投球 装置仅利用停泵操作就能自动将钢球投入钻具水眼，最大限度的缩短投球时间，保证施工 的连续性。本发明的目的就是为油田现场施工提供快捷、方便的一种钻具水眼自动投球装置。[0004]一种钻具水眼自动投球装置所采用的设计方案是本发明由本体、钢球、弹簧、密 封圈、挡球套、活塞总成、活塞挡板、活塞限位螺杆、活塞锁定螺杆九个部件组成。本体为圆 筒形两端加工有管螺纹，径向管壁加工有外圆内锥的异型孔，与本体中心孔相通，锥形孔部 分安装活塞总成，圆形部分与活塞挡板螺纹连接；挡球套安装于本体内部，由活塞总成端部 横板的销钉限位。挡球套成圆筒状，上端部侧面加工一圆孔，其相对侧面加工一坡口槽，圆 孔与活塞总成的销钉连接。活塞总成一端呈圆锥形，圆锥形部分安装密封圈，另一端呈圆柱 形，圆柱端面的横板安装有销钉，活塞总成锥形部分中心加工成圆孔，弹簧安装于圆孔内。 活塞挡板呈圆柱状，外圆加工普通螺纹，中心加工不等径的孔，活塞限位螺杆穿过活塞挡板 的圆孔、弹簧与活塞总成以螺纹的方法连接，活塞锁定螺杆以螺纹方式与活塞限位螺杆连 接。[0005]本实用新型的优点是结构紧凑、操作方便、安全可靠。本体能与钻杆连接，根据工 艺要求适时的连接于钻杆上；密封件液力助封，能承受高压；活塞锁定螺杆机械锁定活塞 总成，无论开泵或停泵，活塞总成不会移动且将钢球限位，但不影响钻井液的循环；开泵正 常后卸掉活塞锁定螺杆，活塞总成由开泵状态到停泵状态自动将钢球投入钻具水眼，钢球 投入钻具后可再次开泵。投球操作能够实现作业的连续性，特别适合取心施工使用。
[0006]图1 一种钻具水眼自动投球装置示意图[0007]1.本体2.活塞总成3.活塞挡板[0008]4.活塞锁定螺杆 5.活塞限位螺杆 6.弹簧[0009]7.密封圈8.钢球9.挡球套具体实施方式
[0010]根据图1对本实用新型作进一步描述。[0011]一种钻具水眼自动投球装置由本体1、活塞总成2、活塞挡板3、活塞锁定螺杆4、活 塞限位螺杆5、弹簧6、密封圈7、钢球8、挡球套9九部件组成。[0012]本体1两端可与钻杆螺纹连接，下完立柱后连接在钻具上。本体1的内径容纳钢球 8，挡球套9固定钢球8，活塞总成2锁定挡球套9，活塞锁定螺杆4机械锁定活塞总成2，不 需投球时四者将钢球8限位；此时活塞锁定螺杆4能使活塞总成2无论开泵或停泵都不会 移动。卸去活塞锁定螺杆4时，活塞总成2在开泵状态下承受的钻具水眼内外的压力大于 弹簧6的作用力，此合力使活塞总成2将挡球套9锁定；停泵操作时，钻具水眼内的压力减 小，弹簧6的作用力大于活塞总成2承受的钻具水眼内的钻井液静液压力，弹簧6的作用力 克服钻井液静液压力推动活塞总成2向钻具水眼中心移动一定距离，活塞总成2将挡球套9 解锁，挡球套9在重力作用下下移，钢球8在重力作用下进入钻具水眼，实现投球动作。再 次开泵活塞总成2在钻井液压力的推动下恢复原位，液体压力推动活塞总成密封钻井液。
权利要求1.一种钻具水眼自动投球装置由本体(1)、活塞总成O)、活塞挡板(3)、活塞锁定螺杆 (4)、活塞限位螺杆(5)、弹簧(6)、密封圈(7)、钢球(8)、挡球套(9)组成，其特征在于本体 (1)为圆筒形两端加工有管螺纹，径向管壁加工有外圆内锥的异型孔，与本体(1)中心孔相 通，锥形孔部分安装活塞总成O)，圆形部分与活塞挡板C3)螺纹连接；挡球套(9)安装于 本体(1)内部，由活塞总成(2)端部横板的销钉限位。
2.根据权利要求1所述的一种钻具水眼自动投球装置，其特征在于挡球套(9)成圆 筒状，上端部侧面加工一圆孔，其相对侧面加工一坡口槽，圆孔与活塞总成O)的销钉连 接。
3.根据权利要求1所述的一种钻具水眼自动投球装置，其特征在于活塞总成(2)— 端呈圆锥形，圆锥形部分安装密封圈(7)；另一端呈圆柱形，圆柱端面的横板安装有销钉; 活塞总成(2)锥形部分中心加工成圆孔，弹簧(6)安装于圆孔内。
4.根据权利要求1所述的一种钻具水眼自动投球装置，其特征在于活塞挡板(3)呈 圆柱状，外圆加工普通螺纹，中心加工不等径的孔，活塞限位螺杆(5)穿过活塞挡板(3)的 圆孔、弹簧(6)与活塞总成O)以螺纹的方法连接，活塞锁定螺杆以螺纹方式与活塞限 位螺杆(5)连接。
专利摘要一种钻具水眼自动投球装置，主要由本体、活塞总成、活塞挡板、活塞锁定螺杆、活塞限位螺杆、弹簧、密封圈、钢球、挡球套九部件组成。本体容纳钢球、挡球套固定钢球，活塞总成锁定挡球套，活塞锁定螺杆机械锁定活塞总成，不需投球时四者将钢球限位，但不影响钻井液的循环；投球的前一道工序卸去活塞锁定螺杆，停泵操作自动将钢球投入钻具水眼。这种钻具水眼自动投球装置，利用停泵操作就能自动投球，省时、省力、安全、可靠、能够实现作业的连续性，特别适合取心施工使用。
文档编号E21B33/12GK201818275SQ201020566990
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月19日 优先权日2010年10月19日
发明者周洪国, 朱杰然 申请人:中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院, 中国石油化工集团公司