专利名称：套管钻井井底工具同步锁定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及井下作业工具领域，具体是一种套管钻井井底工具同步锁定装置。
背景技术：
利用套管代替钻杆作钻柱向钻头传递扭矩和输送液体能量时，在套管的下面连接可钻式钻头，在一只钻头完成钻井作业后进行固井作业。若需要继续向深部进行钻井作业，则把可钻式钻头钻掉继续钻进。但由于钻头的寿命所限，该种套管钻井方式仅适用于表层套管，对于中深井钻井作业无法实现，在钻进过程中需要更换钻头，因而与钻头连接的移动件和固定件之间需要钻井井底工具同步锁定。目前的锁定方式都是周向和纵向分步锁定，结构复杂，座底套管内通径小，领眼钻头需要特殊设计，而且领眼钻头小，扩眼器的扩眼任务重，施工成本高
发明内容
·本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种结构紧凑、周向和纵向同步锁定、解锁的套管钻井井底工具同步锁定装置。本发明是通过以下技术方案实现的
包括上接头、座底套管连接组成的中空腔，以及设置在中空腔内的锁定和解锁机构，其特征是锁定和解锁机构包括打捞头、解锁筒、锁定套、锁定块、锁定块销轴、锁定块本体、支撑簧、下接头；其中，锁定套连接在座底套管内；打捞头采用打捞头与上扶正块连接的组合结构或者是打捞头与上扶正块一体结构，上扶正块上部设有与中空腔滑动配合的凸沿，上扶正块下部与解锁筒上部连接；解锁筒中部轴向开设两个对称的直槽，解锁筒下部径向开设两个对称的长槽，在解锁筒下部内套锁定块本体；锁定块本体上端开设径向轴孔，下端连接分水接头；锁定块为两个锁定块组合的V形结构，在其对合端设有轴孔，锁定块销轴由内到外依次穿过锁定块、锁定块本体的轴孔后，锁定块销轴两个伸出端与解锁筒的长槽形成轴向滑动配合，支撑簧设在两个锁定块之间，两个锁定块的开口端伸出解锁套的直槽后与锁定套构成锁定配合。锁定套与锁定块的锁定配合包括如下方式一是锁定套下端部设有偶数个沿轴向对称的凹槽，锁定块的开口端与凹槽插接配合；二是锁定套下端部设有偶数个沿轴向对称的凸头，锁定块的开口端外周边轴向开设凹槽，锁定套的凸头与锁定块的凹槽插接配合；三是锁定块的开口端外周边轴向开设凹槽，锁定套与座底套管的连接通过键槽和键体配合后伸出的健体与锁定块的凹槽构成插接配合。锁定套靠在上接头的下端面上；两个锁定块之间设有的支撑簧为扭簧，下接头为分水接头。扭簧套装在锁定块销轴上，其两端分别作用在锁定块开口端。本发明的有益效果是实现对井底可回收装置的轴向(纵向)和旋转(周向)同步锁定，结构简单，安全可靠；增大了座底套管的内通径，领眼钻头便可选择标准钻头；锁定总成前后都有扶正块，增加了锁定总成的稳定性；在座底套管上单独设计了锁定套，采用耐磨材料和闻强度钢，减小了与锁定块接触时的损伤，从而提闻套管钻井井底可回收工具串的整体使用寿命，节约套管钻井成本。
图I是本发明的套管钻井井底工具同步锁定装置结构示意图。图2是图I中A-A剖视图。图中1.上接头，2.打捞头，3.上扶正块，4.解锁筒，5.锁定套，6.锁定块，7.锁定块销轴，8.锁定块本体，9.分水接头，10.座底套管，11.扭簧，12.轴用弹性挡圈。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步详细说明。本装置的主体构成包括上接头I、座底套管连10接组成的中空腔，以及设置在中空腔内的锁定和解锁机构。锁定和解锁机构包括打捞头2、解锁筒4、锁定套5、锁定块6、锁定块销轴7、锁定块本体8、扭簧7、分水接头9 (特殊作业时优选使用，一般作业使用普通接头即可)。其中，锁定套5直接焊接或通过销键连接在座底套管10内。打捞头采用打捞头2与上扶正块3螺纹连接的组合结构(也可是是打捞头与上扶正块一体结构)，上扶正块3上部设有与中空腔滑动配合的凸沿，上扶正块3下部与解锁筒4上部螺纹连接。解锁筒4中部轴向开设两个对称的直槽，解锁筒4下部径向开设两个对称的长槽(长槽的两个端部优 选半圆形)，在解锁筒4下部内套锁定块本体8。锁定块本体8上端开设径向轴孔，下端连接分水接头9 ;锁定块6为两个锁定块组合的V形结构(类似手钳钳口结构)，在其对合端设有轴孔，锁定块销轴7由内到外依次穿过锁定块6、锁定块本体8的轴孔后，锁定块销轴7两个伸出端与解锁筒4的长槽形成轴向滑动配合，通过解锁套4相对锁定块销轴7的相对移动，实现解锁。扭簧(也可以采用直簧或者板簧)11设在两个锁定块6之间，两个锁定块6的开口端伸出解锁套4的直槽后与锁定套5构成锁定配合。锁定套5与锁定块6的锁定配合包括如下方式一是锁定套5下端部设有四个沿轴向对称的凹槽，锁定块6的开口端直接插入锁定套5的凹槽内，形成纵向和周向双重锁定配合。二是锁定套5下端部设有六个沿轴向对称的凸头，锁定块6的开口端外周边轴向开设凹槽，锁定套5的凸头与锁定块6的凹槽插接配合后形成纵向和周向双重锁定配合；三是锁定块6的开口端外周边轴向开设凹槽，锁定套5与座底套管10的连接通过键槽和键体配合后，露出的健体与锁定块6的凹槽构成插接配合后，同样形成纵向和周向双重锁定配合。当然基于上述方案的提示，还可以产生其他的配合方式，不一一列举。为了便于组装，锁定套5靠在上接头的下端面上；扭簧套装在锁定块销轴上，其两端分别作用在锁定块开口端；锁定块销轴7是靠轴用弹性挡圈12来实现轴向限位的。当采用本发明进行套管钻井作业时，分水接头9下端通过螺纹和其它钻具连接在一起。座底套管10和锁定套5在下钻时装配好，锁定套5上端靠在上接头I的台肩上。当进行套管钻井时，套管钻井井底工具同步锁定装置与工具串组成整套可回收装置，当可回收工具串中的分水接头9的台肩到达坐底套管10定位台肩时，锁定块在扭簧11的作用下张开完成纵向锁定，当加压旋转钻井时，锁定块6自动锁定到锁紧套5上，从而实现工具的纵向和周向的同步锁定，起到传递扭矩和防止整套可回收装置上窜的作用。钻进结束时，上提打捞头2，带动解锁筒4上行，锁定块6开口端收缩，释放锁定，回收整套可回收装置，套管钻井作业结束。 利用本发明安装在套管钻井井底可回收装置上，实现在套管钻井中对可回收装置的同步锁定和解锁回收。
权利要求
1.套管钻井井底工具同步锁定装置，包括上接头、座底套管连接组成的中空腔，以及设置在中空腔内的锁定和解锁机构，其特征是锁定和解锁机构包括打捞头、解锁筒、锁定套、锁定块、锁定块销轴、锁定块本体、支撑簧、下接头；其中，锁定套连接在座底套管内；打捞头采用打捞头与上扶正块连接的组合结构或者是打捞头与上扶正块一体结构，上扶正块上部设有与中空腔滑动配合的凸沿，上扶正块下部与解锁筒上部连接；解锁筒中部轴向开设两个对称的直槽，解锁筒下部径向开设两个对称的长槽，在解锁筒下部内套锁定块本体；锁定块本体上端开设径向轴孔，下端连接分水接头；锁定块为两个锁定块组合的V形结构，在其对合端设有轴孔，锁定块销轴由内到外依次穿过锁定块、锁定块本体的轴孔后，锁定块销轴两个伸出端与解锁筒的长槽形成轴向滑动配合，支撑簧设在两个锁定块之间，两个锁定块的开口端伸出解锁套的直槽后与锁定套构成锁定配合。
2.根据权利要求I所述的套管钻井井底工具同步锁定装置，其特征是锁定套与锁定块的锁定配合包括如下方式一是锁定套下端部设有偶数个沿轴向对称的凹槽，锁定块的开口端与凹槽插接配合；二是锁定套下端部设有偶数个沿轴向对称的凸头，锁定块的开口端外周边轴向开设凹槽，锁定套的凸头与锁定块的凹槽插接配合；三是锁定块的开口端外周··边轴向开设凹槽，锁定套与座底套管的连接通过键槽和键体配合后伸出的健体与锁定块的凹槽构成插接配合。
3.根据权利要求I或2所述的套管钻井井底工具同步锁定装置，其特征是锁定套靠在上接头的下端面上；两个锁定块之间设有的支撑簧为扭簧；下接头为分水接头。
4.根据权利要求3所述的套管钻井井底工具同步锁定装置，其特征是扭簧套装在锁定块销轴上，其两端分别作用在锁定块开口端。
全文摘要
本发明公开了一种套管钻井井底工具同步锁定装置。包括上接头、座底套管连接组成的中空腔，以及设置在中空腔内的锁定和解锁机构，其中，锁定和解锁机构包括打捞头、解锁筒、锁定套、锁定块、锁定块销轴、锁定块本体、支撑簧、下接头。本发明的有益效果是实现对井底可回收装置的轴向(纵向)和旋转(周向)同步锁定，结构简单，安全可靠；增大了座底套管的内通径，领眼钻头便可选择标准钻头；锁定总成前后都有扶正块，增加了锁定总成的稳定性；在座底套管上单独设计了锁定套，采用耐磨材料和高强度钢，减小了与锁定块接触时的损伤，从而提高套管钻井井底可回收工具串的整体使用寿命，节约套管钻井成本。
文档编号E21B23/01GK102953699SQ20111025496
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月31日 优先权日2011年8月31日
发明者裴学良, 朱杰然, 许俊良, 张俊杰, 赵宗锋, 张辉, 王朝平, 于文涛, 刘峰 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院