一种带台阶落鱼的打捞方法及所用的打捞筒的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种带台阶落鱼的打捞方法及所用的打捞筒。该方法是在进行打捞作业时，通过设在筒体内壁上的卡键限制球座组件沿上小下大的筒体内孔下行，完成打捞作业；当需要释放带台阶落鱼时，通过弹性旋转座解除卡键对球座组件的限制，使球座组件可以沿上小下大的筒体内孔下行完成扩张动作释放带台阶落鱼。本发明颠覆了现有三球打捞筒必须靠剪断剪销或者投球打压等方式进行释放落鱼的方法。只需通过简单的下放、上提即可实现打捞和释放的目的，操作简单。该结构的抗拉强度为筒体的最大抗拉强度，远远大于原剪销的抗拉强度，减少了在打捞过程中出现新事故的几率，性能可靠。使整个打捞过程更加简单、流畅、可靠、省时、省钱。
【专利说明】一种带台阶落鱼的打捞方法及所用的打捞筒
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种带台阶落鱼的打捞方法及所用的打捞筒，属于钻井打捞工具【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着石油及天然气开采技术的不断发展，钻井深度不断加深，这就造成井下事故更加频繁和复杂化。在固井过程中出现套管断裂事故是比较普遍的，由于井下事故对钻井、固井、修井的工作影响很大，危害也很深，若处理不当，不仅耗时长，损失大，甚至导致油气井报废，所以套管打捞工具是每口井必备的工具。
[0003]三球打捞筒是目前较常用的打捞工具，三球打捞筒包括筒体，筒体的内孔为上小下大的锥孔；筒体内设有沿圆周均布的3个球座，球座经剪销与筒体铆接，球座上设有斜孔，斜孔内设有钢球和弹簧，斜孔的下孔径小于钢球的直径，斜孔上口设有螺堵。打捞作业时，通过钻柱将三球打捞筒放至井下，钢球卡住接箍下沿将带接箍的套管(俗称落鱼)捞出，当带接箍的套管卡死无法捞起需释放落鱼时，必需加大提拉吨位达到造成剪销被剪断，使得球座沿筒体下行并径向张大，才可以释放掉带接箍的套管。
[0004]现有的三球打捞筒存在以下缺陷:
1、打捞筒使用过后，剪销已经变形或者被剪断，必须更换新的剪销才可以再次使用:由于剪销直径是按规定剪切力设计好的且与外筒和球座过盈配合连接在一起，所以不能在原孔处重新装入剪销使用，必须需重新钻孔更新，大多数井队现场没有加工设备只能运回维修基地，增加许多不必要的运输和维修费用。
[0005]2、当一次打捞不成功时，只能上提捞筒剪断剪销退出打捞作业，重下其他打捞工具进行打捞，不但增加了起下钻次数，浪费时间和费用，而且增加了打捞难度和发生新事故的几率。
[0006]3、现有的三球打捞筒不能配合震击器使用，因为剪销不能承受震击器巨大的冲击力，所以只能用于打捞未被卡死的带接箍的套管。
[0007]4、性能不稳定:因为剪销的剪断吨位受到材料、热处理、粗糙度、配合公差、受力情况等影响，往往很难达到设计要求。
[0008]5、剪销设计难度大:剪销设计过大会导致打捞不起落鱼需要退出时不能剪断，无法退出工具，剪销设计过小会导致落鱼未捞起剪销已被剪断。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于，提供一种带台阶落鱼的打捞方法及所用的打捞筒。用于带接箍的套管、油管或有台阶的断杆(或统称为落鱼)的打捞，以克服现有三球打捞筒存在的不足。
[0010]本发明的技术方案:
一种带台阶落鱼的打捞方法，该方法是在进行打捞作业时，通过设在筒体内壁上的卡键限制球座组件沿上小下大的筒体内孔下行，完成打捞作业；当需要释放带台阶落鱼时，通过弹性旋转座解除卡键对球座组件的限制，使球座组件可以沿上小下大的筒体内孔下行完成扩张动作释放带台阶落鱼。
[0011]前述方法中，所述带台阶落鱼是断落在井下的带接箍套管或油管，或带台阶的钻杆或井下测量仪器或工具。
[0012]前述方法中，所述通过设在筒体内壁上的卡键限制球座组件沿上小下大的筒体内孔下行中所述的球座组件，包括在筒体内沿圆周均布的3个球座，每个球座底部均设有棘齿；筒体的内壁上设有沿圆周均布的3个卡键，卡键顶端为斜面，打捞作业上提钻时，卡键的斜面与棘齿配合，通过卡键顶着球座组件与筒体同步向上移动，以实现限制球座组件沿筒体内孔下行的目的。
[0013]前述方法中，所述通过弹性旋转座解除卡键对球座组件的限制中所述的弹性旋转座，包括在筒体内沿圆周均布的3个旋转座，3个旋转座下方设有复位弹簧；当需要释放带台阶落鱼时，先下放钻柱，当钻柱下行时，3个旋转座在复位弹簧的作用下顶着球座组件不能与筒体同步下行，而筒体内壁上的卡键则随着筒体一起下行，当卡键解除了对球座组件的限制后，旋转座上斜齿带动球座组件旋转，使卡键刚好位于两球座之间的间隙处；然后上提钻柱，卡键从两球座之间的间隙上行，使球座组件脱离卡键的限制相对筒体向下移动至筒体的大直径段，完成扩张动作释放带台阶落鱼。
[0014]前述方法所用的打捞筒，包括筒体，筒体的内孔为上小下大的锥孔；筒体内设有沿圆周均布的3个球座，球座上设有斜孔，斜孔内设有钢球和弹簧，斜孔的下孔径小于钢球的直径，斜孔上口设有螺堵；所述球座下方的筒体内设有与球座对应的3个旋转座，3个旋转座下方设有复位弹簧，复位弹簧底部设有与筒体螺接的弹簧座；3个旋转座间隙处的筒体内壁设有卡键。
[0015]前述打捞筒中，所述卡键顶端为斜面。
[0016]前述打捞筒中，所述球座底部设有棘齿。
[0017]前述打捞筒中，所述旋转座的顶部设有斜齿。
[0018]前述打捞筒中，所述筒体顶部的内孔中设有限位凸台。
[0019]前述打捞筒中，所述筒体上端经上接头与吊环接头螺接。
[0020]与现有技术相比，本发明具有以下优点:拆装及维修方便，可直接在井台上进行，节省了大量的运输费用和时间。可多次使用:使用过后只需简单清洗，如有损坏，更换零部件方便，无需专用工具，焊接等。可与震击器配合使用:当落鱼卡死在井底时，可启动震击器进行解卡操作，大大增加打捞成功率和打捞效率。操作简单:只需通过简单的下放、上提即可实现打捞和释放的目的。性能可靠:该结构的抗拉强度为筒体的最大抗拉强度，远远大于原剪销的抗拉强度，减少了在打捞过程中出现新事故的几率。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本发明的结构示意图；
图2是现有三球打捞筒的局部结构示意图；
图3是带台阶落鱼的示意图；
图4是用三球打捞筒打捞带台阶落鱼的示意图； 图5是本发明的钢球卡在接箍下沿时的示意图；
图6是卡键卡在球座的棘齿中的示意图；
图7是旋转座将球座推离卡键时的示意图；
图8是卡键通过两球座之间的间隙上行的示意图。
[0022]图中的标记为:1_吊环接头、2_限位凸台、3_上接头、4_卡键、5_筒体、6_弹簧座、7-复位弹簧、8-旋转座、9-球座、10-钢球、11-弹簧、12-螺堵、13-斜孔、14-棘齿、15-斜齿、16-剪销、17-接箍、18-套管。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。
[0024]一种带台阶落鱼的打捞方法，如图1所示，该方法是在进行打捞作业时，通过设在筒体5内壁上的卡键4限制球座组件沿上小下大的筒体5内孔下行，完成打捞作业；当需要释放带台阶落鱼时，通过弹性旋转座解除卡键4对球座组件的限制，使球座组件可以沿上小下大的筒体5内孔下行完成扩张动作释放带台阶落鱼。所述带台阶落鱼是断落在井下的带接箍套管或油管，或带台阶的钻杆或井下测量仪器或工具。所述通过设在筒体5内壁上的卡键4限制球座组件沿上小下大的筒体5内孔下行中所述的球座组件，包括在筒体5内沿圆周均布的3个球座9，每个球座9底部均设有棘齿14 ;筒体5的内壁上设有沿圆周均布的3个卡键4，卡键4顶端为斜面，打捞作业上提钻时，卡键4的斜面与棘齿14配合，通过卡键4顶着球座组件与筒体5同步向上移动，以实现限制球座组件沿筒体5内孔下行的目的。所述通过弹性旋转座解除卡键4对球座组件的限制中所述的弹性旋转座，包括在筒体5内沿圆周均布的3个旋转座8，3个旋转座8下方设有复位弹簧7 ;当需要释放带台阶落鱼时，先下放钻柱，当钻柱下行时，3个旋转座8在复位弹簧7的作用下顶着球座组件不能与筒体5同步下行，而筒体5内壁上的卡键4则随着筒体5—起下行，当卡键4解除了对球座组件的限制后，旋转座8上斜齿15带动球座组件旋转，使卡键4刚好位于两球座9之间的间隙处；然后上提钻柱，卡键4从两球座9之间的间隙上行，使球座组件脱离卡键4的限制相对筒体5向下移动至筒体5的大直径段，完成扩张动作释放带台阶落鱼。
[0025]前述方法所用的打捞筒，如图1所示。包括筒体5，筒体5的内孔为上小下大的锥孔；筒体5内设有沿圆周均布的3个球座9，球座9上设有斜孔13，斜孔13内设有钢球10和弹簧11，斜孔13的下孔径小于钢球10的直径，斜孔13上口设有螺堵12 ;所述球座9底部设有棘齿14，球座9下方的筒体5内设有与球座9对应的3个旋转座8，旋转座8的顶部设有斜齿15。3个旋转座8下方设有复位弹簧7，复位弹簧7底部设有与筒体5螺接的弹簧座6 ;3个旋转座8间隙处的筒体5内壁设有卡键4，卡键4顶端为斜面。所述筒体5顶部的内孔中设有限位凸台16。筒体5上端经上接头3与吊环接头I螺接。
[0026]本发明的主要改进说明
本发明主要是对现有三球打捞筒的改进，图2是现有三球打捞筒的局部结构示意图，包括筒体5，筒体5的内孔为上小下大的锥孔；筒体5内设有沿圆周均布的3个球座9，球座9经剪销16与筒体铆接，球座9上设有斜孔13，斜孔13内设有钢球10和弹簧11，斜孔13的下孔径小于钢球10的直径。三球打捞筒主要用于打捞如图3所示的断在井下的带台阶落鱼。打捞作业时，如图4所示，通过钻柱将三球打捞筒放至井下，当筒体5套住套管18向下移动时，钢球10先接触到接箍17的上沿，由于接箍施加在钢球10上的作用力向上，可以将钢球10推入斜孔13内，顺利下行至接箍17的下沿。但当筒体5如图4中的箭头所示向上移动时，由于施加在钢球10上的力是向下的，钢球10不能缩回斜孔13中，钢球10卡住接箍17下沿将带接箍的套管捞出，当带接箍的套管卡死无法捞起需释放落鱼时，必需加大提拉吨位达到造成剪销16被剪断，使得球座9沿筒体5下行至大直径段，球座9径向张大才可以释放掉带接箍的套管。现有的存在以下缺陷:打捞筒使用过后，剪销已经变形或者被剪断，必须更换新的剪销才可以再次使用:由于剪销直径是按规定剪切力设计好的且与外筒和球座过盈配合连接在一起，所以不能在原孔处重新装入剪销使用，必须需重新钻孔更新，大多数井队现场没有加工设备只能运回维修基地，增加许多不必要的运输和维修费用。当一次打捞不成功时，只能上提捞筒剪断剪销退出打捞作业，重下其他打捞工具进行打捞，不但增加了起下钻次数，浪费时间和费用，而且增加了打捞难度和发生新事故的几率。现有的三球打捞筒不能配合震击器使用，因为剪销不能承受震击器巨大的冲击力，所以只能用于打捞未被卡死的带接箍的套管。性能不稳定:因为剪销的剪断吨位受到材料、热处理、粗糙度、配合公差、受力情况等影响，往往很难达到设计要求。剪销设计难度大:剪销设计过大会导致打捞不起落鱼需要退出时不能剪断，无法退出工具，剪销设计过小会导致落鱼未捞起剪销已被剪断。
[0027]本发明是针对现有三球打捞筒的上述缺陷进行的改进。具体作了如图1所示的如下改进:
1、取消了现有的剪销16，在筒体5内壁上焊接有三个均布的卡键4，卡键4顶部为斜面。
[0028]2、将现有球座9的底部加工成棘齿14形状。
[0029]3、在球座9下方增设了三个沿圆周均布的旋转座8，旋转座8顶部加工成斜齿15状。
[0030]4、在旋转座8下方增设了复位弹簧7，复位弹簧7底部经弹簧座与筒体5下端旋接。
[0031]经过上述改进后，颠覆了现有三球打捞筒必须靠剪断剪销或者投球打压等进行释放落鱼的方法，使整个打捞过程更加简单、流畅、可靠、省时、省钱。
[0032]本发明的工作过程及原理
当带有台阶的落鱼断在井底时，通过钻柱下入本发明的打捞筒，如图5所示，当打捞筒从上至下放入井内时，钢球10先遇接箍17上边缘接触，钢球10会被顶入球座9的斜孔13内，越过接箍17后钢球10会自动弹出卡住接箍17下边缘。此时上提钻柱，焊接在于筒体5上的卡键4随着筒体上行，卡键4顶部的斜面与球座9底部的棘齿14的斜面接触后，分力促使球座9旋转，如图6所示，卡键4卡在球座9的棘齿14中，球座9受到落鱼的限制不能向上走，继续上提打捞筒即可捞出落鱼。
[0033]当落鱼无法捞出，需要退出打捞筒时，如图7所示，只需下放打捞筒，此时复位弹簧7的回弹力会向上推旋转座8，旋转座8向上将球座9推出卡键4，并且使球座9旋转至图8状态；然后再上提打捞筒，卡键4与筒体5上行，卡键4进入两球座9之间的间隙，继续上提打捞筒，球座9相对筒体5向下走，由于筒体5带有锥度，球座9下行过程会胀大，从而释放落鱼。如果释放后想再次打捞，无需取出钻柱，只要按上述步骤重复操作即可。如果落鱼卡的太紧，可以使用震击器将震松后再进行打捞。因此本发明的打捞筒可以打捞许多原有打捞筒无法打捞的落鱼，使井下事故得以更快的解决。
【权利要求】
1.一种带台阶落鱼的打捞方法，其特征在于:该方法是在进行打捞作业时，通过设在筒体内壁上的卡键限制球座组件沿上小下大的筒体内孔下行，完成打捞作业；当需要释放带台阶落鱼时，通过弹性旋转座解除卡键对球座组件的限制，使球座组件可以沿上小下大的筒体内孔下行完成扩张动作释放带台阶落鱼。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于:所述带台阶落鱼是断落在井下的带接箍套管或油管，或带台阶的钻杆或井下测量仪器或工具。
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于:所述通过设在筒体内壁上的卡键限制球座组件沿上小下大的筒体内孔下行中所述的球座组件，包括在筒体内沿圆周均布的3个球座，每个球座底部均设有棘齿；筒体的内壁上设有沿圆周均布的3个卡键，卡键顶端为斜面，打捞作业上提钻时，卡键的斜面与棘齿配合，通过卡键顶着球座组件与筒体同步向上移动，以实现限制球座组件沿筒体内孔下行的目的。
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于:所述通过弹性旋转座解除卡键对球座组件的限制中所述的弹性旋转座，包括在筒体内沿圆周均布的3个旋转座，3个旋转座下方设有复位弹簧；当需要释放带台阶落鱼时，先下放钻柱，当钻柱下行时，3个旋转座在复位弹簧的作用下顶着球座组件不能与筒体同步下行，而筒体内壁上的卡键则随着筒体一起下行，当卡键解除了对球座组件的限制后，旋转座上斜齿带动球座组件旋转，使卡键刚好位于两球座之间的间隙处；然后上提钻柱，卡键从两球座之间的间隙上行，使球座组件脱离卡键的限制相对筒体向下移动至筒体的大直径段，完成扩张动作释放带台阶落鱼。
5.一种根据权利要求1、2、3或4所述方法所用的打捞筒，包括筒体(5)，筒体(5)的内孔为上小下大的锥孔；筒体(5)内设有沿圆周均布的3个球座(9)，球座(9)上设有斜孔(13)，斜孔(13)内设有钢球(10)和弹簧(11 )，斜孔(13)的下孔径小于钢球(10)的直径，斜孔(13 )上口设有螺堵(12 );其特征在于:所述球座(9 )下方的筒体(5 )内设有与球座(9 )对应的3个旋转座(8)，3个旋转座(8)下方设有复位弹簧(7)，复位弹簧(7)底部设有与筒体(5)螺接的弹簧座(6) ;3个旋转座(8)间隙处的筒体(5)内壁设有卡键(4)。
6.根据权利要求5所述打捞筒，其特征在于:所述卡键(4)顶端为斜面。
7.根据权利要求5所述打捞筒，其特征在于:所述球座(9)底部设有棘齿(14)。
8.根据权利要求5所述打捞筒，其特征在于:所述旋转座(8)的顶部设有斜齿(15)。
9.根据权利要求5所述打捞筒，其特征在于:所述筒体(5)顶部的内孔中设有限位凸台(2)。
10.根据权利要求5所述打捞筒，其特征在于:所述筒体(5)上端经上接头(3)与吊环接头(I)螺接。
【文档编号】E21B31/18GK103775016SQ201210489655
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年11月27日 优先权日:2012年11月27日
【发明者】洪德强, 郑波强, 黄佐泽, 谢威, 彭官洪, 胡卫宇, 郑廷碧, 万文才 申请人:贵州高峰石油机械股份有限公司