一种取心工具安全接头的制作方法

本实用新型涉及石油与天然气钻井工程取心领域，特别涉及一种取心工具的安全接头。

背景技术：

钻井取心是在钻井过程中使用特殊的取心工具把地下岩石成块地取到地面上来。这种成块的岩石叫做岩心，通过它可以测定岩石的各种性质，直观地研究地下构造和岩石沉积环境，了解其中的流体性质等。常规取心工具主要由安全接头、旋转总成、差值短节、外筒、内筒、岩心爪组合件、取心钻头和辅助工具等部分组成。取心工具采用高强度厚壁无缝钢管作外筒，强度高、稳定性好，有利于提高岩心收获率、单筒进尺和延长取心钻头使用寿命。

安全接头按其公接头和母接头的连接方式可分为螺纹连接型和键连接型，其中螺纹连接型包括锯齿螺纹连接、梯形螺纹连接和矩形螺纹连接。螺纹连接型安全接头的卸松扭矩为上紧扭矩的40％-60％，因此，若取心工具在井下被卡住时，可从安全接头螺纹处倒开，起出内筒和岩心。正常钻井取心作业过程中该安全接头起到连接取心工具内外筒及传递钻进扭矩的作用。当取心钻进过程中遇卡钻事故时，无法实现取心工具旋转或上提时，可逆时针旋转钻柱，卸开安全接头，起出内筒和岩心。但是，当钻杆正向转动时，安全接头的外螺纹接头和内螺纹接头之间会连接的非常紧密，致使反向转动以卸开安全接头时无法水利卸开。当正向扭转钻柱过紧时，安全接头的螺纹会出现胶合、咬伤或压溃变形等现象，降低安全接头的使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种既能保证正向钻进时扭矩传递、又能使反向卸扣时安全接头顺利高效卸开、可以减少螺纹损伤的取心工具安全接头。

为实现上述技术目的，采用以下技术方案：

一种取心工具安全接头，包括外螺纹接头和内螺纹接头，所述外螺纹接头与内螺纹接头通过梯形螺纹相连接，所述外螺纹接头设有台阶面，所述台阶面与内螺纹接头的端面、外螺纹接头的外表面形成腔体，所述腔体内安装有摩擦环，所述摩擦环的两端面上均设置有单向摩擦齿。

作为本实用新型的优选方案，所述腔体和摩擦环的截面均为梯形，所述摩擦环的内表面的宽度大于摩擦环外表面的宽度。

作为本实用新型的优选方案，所述外螺纹接头上设置有定位槽，所述定位槽内由内到外安装有弹簧和销，所述摩擦环的内表面设置有销孔，所述销与销孔配合连接。

作为本实用新型的优选方案，所述外螺纹接头上设置有密封槽，所述密封槽为两组且分别设置于外螺纹接头的梯形螺纹两端外，所述密封槽内安装有O型密封圈。

本实用新型的有益效果如下：

1、外螺纹接头与内螺纹接头通过梯形螺纹相连接，并且外螺纹接头设有台阶面，台阶面与内螺纹接头的端面、外螺纹接头的外表面形成腔体，腔体内安装有摩擦环。当取心正向钻进时，摩擦环两端面上的单向摩擦齿会分别与外螺纹接头台阶面、内螺纹接头的端面间产生很大的摩擦力，保证扭矩的传递。而当取心钻进过程中遇卡钻时，逆时针旋转钻柱，摩擦环两端面分别与外界的摩擦力自然消失，从而，反向扭矩无法继续向下传递。反向扭矩将作用在外螺纹接头与内螺纹接头的梯形螺纹之上，达到卸开该梯形螺纹的目地。增设端面有单向摩擦齿的摩擦环，能保证正向钻进时扭矩的传递，又能使钻杆反向转动时安全接头顺利、高效地卸扣，同时，也避免了螺纹会出现胶合、咬伤或压溃变形等情况。

2、腔体和摩擦环的截面均为梯形，并且摩擦环的内表面的宽度大于摩擦环外表面的宽度。这样，保证了摩擦环被限制在腔体内，不会因为外螺纹接头、内螺纹接头对其的挤压而脱出腔体，保证正常工作。

3、外螺纹接头上设置有定位槽，定位槽内由内到外安装有弹簧和销，摩擦环的内表面设置有销孔，销与销孔配合连接。销的设置能起到固定摩擦环的作用，弹簧的作用能进一步增大正向钻进时摩擦环的摩擦力，保证摩擦环发挥作用。

4、外螺纹接头上设置有密封槽，密封槽为两组且分别设置于梯形螺纹的两端外，密封槽内安装有O型密封圈。O型密封圈能防止液体和气体介质进入螺纹区域使螺纹被卡住。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是局部结构图；

图3摩擦环端面的局部结构图。

图中1-外螺纹接头，2-内螺纹接头，3-腔体，4-摩擦环，11-定位槽，5-弹簧，6-销，7-O型密封圈，41-单向摩擦齿。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术实用新型及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一

一种取心工具安全接头，包括外螺纹接头1和内螺纹接头2，所述外螺纹接头1与内螺纹接头2通过梯形螺纹相连接，所述外螺纹接头1设有台阶面，所述台阶面与内螺纹接头2的端面、外螺纹接头1的外表面形成腔体3，所述腔体3内安装有摩擦环4，所述摩擦环4的两端面上均设置有单向摩擦齿41。

外螺纹接头1与内螺纹接头2通过梯形螺纹相连接，并且外螺纹接头1设有台阶面，台阶面与内螺纹接头2的端面、外螺纹接头1的外表面形成腔体3，腔体3内安装有摩擦环4。当取心正向钻进时，摩擦环4两端面上的单向摩擦齿41会分别与外螺纹接头1的台阶面、内螺纹接头2的端面间产生很大的摩擦力，保证扭矩的传递。而当取心钻进过程中遇卡钻时，逆时针旋转钻柱，摩擦环4两端面分别与外界的摩擦力自然消失，从而，反向扭矩无法继续向下传递。反向扭矩将作用在外螺纹接头1与内螺纹接头2的梯形螺纹之上，达到卸开该梯形螺纹的目地。增设端面有单向摩擦齿41的摩擦环4，能保证正向钻进时扭矩的传递，又能使钻杆反向转动时安全接头顺利、高效地卸扣，同时，也避免了螺纹会出现胶合、咬伤或压溃变形等情况。

实施例二

一种取心工具安全接头，包括外螺纹接头1和内螺纹接头2，所述外螺纹接头1与内螺纹接头2通过梯形螺纹相连接，所述外螺纹接头1设有台阶面，所述台阶面与内螺纹接头2的端面、外螺纹接头1的外表面形成腔体3，所述腔体3内安装有摩擦环4，所述摩擦环4的两端面上均设置有单向摩擦齿41。

外螺纹接头1与内螺纹接头2通过梯形螺纹相连接，并且外螺纹接头1设有台阶面，台阶面与内螺纹接头2的端面、外螺纹接头1的外表面形成腔体3，腔体3内安装有摩擦环4。当取心正向钻进时，摩擦环4两端面上的单向摩擦齿41会分别与外螺纹接头1的台阶面、内螺纹接头2的端面间产生很大的摩擦力，保证扭矩的传递。而当取心钻进过程中遇卡钻时，逆时针旋转钻柱，摩擦环4两端面分别与外界的摩擦力自然消失，从而，反向扭矩无法继续向下传递。反向扭矩将作用在外螺纹接头1与内螺纹接头2的梯形螺纹之上，达到卸开该梯形螺纹的目地。增设端面有单向摩擦齿41的摩擦环4，能保证正向钻进时扭矩的传递，又能使钻杆反向转动时安全接头顺利、高效地卸扣，同时，也避免了螺纹会出现胶合、咬伤或压溃变形等情况。

所述腔体3和摩擦环4的截面均为梯形，所述摩擦环4的内表面的宽度大于摩擦环4外表面的宽度。这样，保证了摩擦环4被限制在腔体3内，不会因为外螺纹接头1、内螺纹接头2对其的挤压而脱出腔体3，保证正常工作。

实施例三

一种取心工具安全接头，包括外螺纹接头1和内螺纹接头2，所述外螺纹接头1与内螺纹接头2通过梯形螺纹相连接，所述外螺纹接头1设有台阶面，所述台阶面与内螺纹接头2的端面、外螺纹接头1的外表面形成腔体3，所述腔体3内安装有摩擦环4，所述摩擦环4的两端面上均设置有单向摩擦齿41。

外螺纹接头1与内螺纹接头2通过梯形螺纹相连接，并且外螺纹接头1设有台阶面，台阶面与内螺纹接头2的端面、外螺纹接头1的外表面形成腔体3，腔体3内安装有摩擦环4。当取心正向钻进时，摩擦环4两端面上的单向摩擦齿41会分别与外螺纹接头1的台阶面、内螺纹接头2的端面间产生很大的摩擦力，保证扭矩的传递。而当取心钻进过程中遇卡钻时，逆时针旋转钻柱，摩擦环4两端面分别与外界的摩擦力自然消失，从而，反向扭矩无法继续向下传递。反向扭矩将作用在外螺纹接头1与内螺纹接头2的梯形螺纹之上，达到卸开该梯形螺纹的目地。增设端面有单向摩擦齿41的摩擦环4，能保证正向钻进时扭矩的传递，又能使钻杆反向转动时安全接头顺利、高效地卸扣，同时，也避免了螺纹会出现胶合、咬伤或压溃变形等情况。

所述腔体3和摩擦环4的截面均为梯形，所述摩擦环4的内表面的宽度大于摩擦环4外表面的宽度。这样，保证了摩擦环4被限制在腔体3内，不会因为外螺纹接头1、内螺纹接头2对其的挤压而脱出腔体3，保证正常工作。

所述外螺纹接头1上设置有定位槽11，所述定位槽11内由内到外安装有弹簧5和销6，所述摩擦环4的内表面设置有销孔，所述销6与销孔配合连接。销6的设置能起到固定摩擦环4的作用，弹簧5的作用能进一步增大正向钻进摩擦环4的摩擦力，保证摩擦环4发挥作用。

实施例四

一种取心工具安全接头，包括外螺纹接头1和内螺纹接头2，所述外螺纹接头1与内螺纹接头2通过梯形螺纹相连接，所述外螺纹接头1设有台阶面，所述台阶面与内螺纹接头2的端面、外螺纹接头1的外表面形成腔体3，所述腔体3内安装有摩擦环4，所述摩擦环4的两端面上均设置有单向摩擦齿41。

外螺纹接头1与内螺纹接头2通过梯形螺纹相连接，并且外螺纹接头1设有台阶面，台阶面与内螺纹接头2的端面、外螺纹接头1的外表面形成腔体3，腔体3内安装有摩擦环4。当取心正向钻进时，摩擦环4两端面上的单向摩擦齿41会分别与外螺纹接头1的台阶面、内螺纹接头2的端面间产生很大的摩擦力，保证扭矩的传递。而当取心钻进过程中遇卡钻时，逆时针旋转钻柱，摩擦环4两端面分别与外界的摩擦力自然消失，从而，反向扭矩无法继续向下传递。反向扭矩将作用在外螺纹接头1与内螺纹接头2的梯形螺纹之上，达到卸开该梯形螺纹的目地。增设端面有单向摩擦齿41的摩擦环4，能保证正向钻进时扭矩的传递，又能使钻杆反向转动时安全接头顺利、高效地卸扣，同时，也避免了螺纹会出现胶合、咬伤或压溃变形等情况。

所述外螺纹接头1上设置有密封槽，所述密封槽为两组且分别设置于外螺纹接头(1)的梯形螺纹两端外，所述密封槽内安装有O型密封圈7。O型密封圈7能防止液体和气体介质进入螺纹区域使螺纹被卡住。