可导向式液压丢手工具的制作方法

本发明涉及丢手工具技术领域，具体涉及石油钻井、完井作业用的可导向式液压丢手工具。

背景技术：

随着完井技术的不断发展，对同一完井工具的功能和安全性要求越来越高。目前海洋钻井深井逐年增多，为了解决管柱不易下入和修井机吨位小的问题，经常下入井下脱手工具。现有井下脱手工具在中途遇阻后不能实现下压正转或反转操作，对管柱的顺利下入带来了极大的不便。同时，在脱手分采管柱中，若没有进行管柱回接，只有起出原管柱才能进行滑套开关或投、捞堵塞器的施工，导致作业成本大大增加；若进行管柱回接，则大大增加了油管、回接筒等器材的器材费及作业时间。因此，各作业现场都一直在积极寻求安全性高、结构简单、功能齐全的导向脱手工具。目前国内外所使用的井下脱手工具大都结构较复杂、后继打捞作业较困难，时效性不高。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供结构设计合理、操作使用方便的可导向式液压丢手工具。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

可导向式液压丢手工具，包括外套管、上体组件、下体组件；所述上体组件包括筒状的上体、通过径向布置的剪切销钉安装在上体密封面内的中心有通孔的球座、与所述上体的下部螺纹连接的球座捕捉器，所述球座的外圆面与所述上体密封面密封配合；所述下体组件包括筒状的下体、与所述下体的下部螺纹连接的密封筒、与所述密封筒螺纹连接的下接头；所述外套筒与下体螺纹连接，所述上体装配于所述下体中并与所述下体通过径向布置在锥形的球定位孔中的连接球连接；所述球座上端具有锥形密封面，以使投入的密封球在高压作用下将所述通孔自上端密封；外部压力值大于所述剪切销钉的剪切值时，，所述球座及连接球先后落下由所述球座捕捉器捕捉，所述上体组件可自所述外套管的上端脱离。

所述锥形的球定位孔包括形成在所述上体的筒壁上的上体定位孔与形成所述下体的筒壁上的下体定位孔，所述上体装配于所述下体中后，所述上体定位孔与下体定位孔在孔心重合而形成所述锥形定定位孔。

所述上体的筒壁上加工有上体销钉孔，所述下体的筒壁上加工有下体销钉孔，所述下体销钉孔与上体销钉孔的中心轴线重合且所述下体销钉孔的直径大于所述上体销钉孔的直径，所述球座的外圆面上加工有销钉定位槽；所述剪切销钉穿过所述下体销钉孔而安装在所述上体销钉孔中并插入所述销钉定位槽中。

所述球座捕捉器的本体为一个上端敞口的筒体，所述筒体的筒壁上加工有捕捉器循环泄压孔，所述筒体的底部设有带有筛孔的底板。

所述下体的筒壁上加工有下体循环泄压孔，所述下体循环泄压孔与捕捉器循环泄压孔通过下体组件与上体组件间形成的腔体相通。

所述上体露出于所述外套管外的外露部的外径通过锥面过渡缩径形成缩径部，所述缩径部的内螺纹与所述球座捕捉器螺纹连接，所述球座捕捉器与缩径部的外径相同并均小于所述密封筒的内径。

所述外套管的内壁上形成有外套筒环状台阶面，所述上体的外壁上形成有上体环状台阶面，所述下体由所述外套筒所覆盖的覆盖部位于所述外套筒环状台阶面与上体环状台阶面之间并与所述上体、外套管之间通过o形密封圈形成密封。

所述上体密封面的上端形成有环形限位台阶，在限制所述球座的向上轴向移动。

所述球座通过上下两道o形密封圈与所述上体密封面形成双密封。

所述上体内上部加工有用于连接钻具的内螺纹，所述下接头的外部加工用于连接丢手管柱的外螺纹。

本发明结构设计合理、操作使用方便，能实现下压正转或反转的功能，通过投密封球憋后通过打压，将球座销钉剪切，使球座下移，同时连接球被释放，上提上体，如此上体组件与下体组件、外套筒分开，实现了安全快速脱手。

附图说明

图1是可导向式液压丢手工具的示意图；

图2是图1中的局部示意图；

图3是可导向式液压丢手工具的脱手示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1-3所示，可导向式液压丢手工具，包括外套管1、上体组件、下体组件；所述上体组件包括筒状的上体2、通过径向布置的剪切销钉5安装在上体密封面内的中心有通孔70的球座7、与所述上体的下部螺纹连接的球座捕捉器8(球座捕捉器上有外螺纹，上体的下部是内螺纹)，所述球座的外圆面与所述上体内孔的上体密封面密封配合；所述下体组件包括筒状的下体4、与所述下体的下部螺纹连接的密封筒9(密封筒上有外螺纹，下体的下部是内螺纹)、与所述密封筒螺纹连接的下接头(下接头上有外螺纹，密封筒下部是内螺纹)；所述外套筒与下体螺纹连接(下体上有外螺纹，外套筒下部是内螺纹)，所述上体2装配于所述下体4中，并与所述下体通过径向布置在锥形的球定位孔中的连接球6连接；所述球座上端具有锥形密封面71，以使投入的密封球3在高压作用下将所述通孔70自上端密封；外部压力值大于所述剪切销钉5的剪切值时，所述球座7落下由球座捕捉器捕捉，所述连接球由于失去球座对其的限制而落下，落在球座上端，所述上体组件可自所述外套管的上端脱离。

其中，所述锥形的球定位孔包括形成在所述上体的筒壁上的锥形状的上体定位孔22与形成所述下体的筒壁上的锥形状的下体定位孔42，所述上体装配于所述下体中后，所述上体定位孔与下体定位孔在孔心重合而形成所述锥形定定位孔。所述连接球为多个，锥形的球定位孔为多个，间隔布置，所述连接球分别定位放在所述锥形状的球定位孔中。优选的，所述连接球为六个。

所述剪切销钉为两个以上，均匀布置在沿径向方向设置的销钉孔中。

其中，所述上体的筒壁上加工有上体销钉孔23，所述下体的筒壁上加工有下体销钉孔43，所述下体销钉孔与上体销钉孔的中心轴线重合且所述下体销钉孔的直径大于所述上体销钉孔的直径，所述球座的外圆面上加工有销钉定位槽72；所述剪切销钉5穿过所述下体销钉孔，而安装在所述上体销钉孔中，并插入所述销钉定位槽中，以实现将所述球座固定在所述上体的上体密封面中，并与上体密封面形成密封的结构。

所述剪切销钉与所述上体销钉孔23为螺纹连接。

其中，所述球座捕捉器8的本体为一个上端敞口的筒体，所述筒体的筒壁上加工有捕捉器循环泄压孔81，用于球座落下后使来自球座上方的工作压力泄压，所述筒体的底部设有带有筛孔80的底板，用以捕捉落下的球座以及连接球。

进一步的，所述下体4的筒壁上加工有下体循环泄压孔41，所述下体循环泄压孔与捕捉器循环泄压孔通过下体组件与上体组件间形成的腔体相通。当所述球座由所述球座捕捉器捕捉并与球座捕捉器的底部接后，所述捕捉器循环泄压孔及下体循环泄压孔露出，可以实现快速的泄压。

进一步的，所述上体露出于所述外套管外的外露部的外径通过锥面过渡缩径形成缩径部21，所述缩径部的内螺纹与所述球座捕捉器的外螺纹连接，所述球座捕捉器与缩径部的外径相同并均小于所述密封筒的内径，从而在下体组件与上体组件间形成非密封的空腔结构15，以使所述下体循环泄压孔与捕捉器循环泄压孔相连通。

其中，所述外套管的内壁上形成有外套筒环状台阶面44，所述上体的外壁上形成有上体环状台阶面24，所述下体由所述外套筒所覆盖的覆盖部40位于所述外套筒环状台阶面与上体环状台阶面之间，覆盖部40与所述上体、外套管之间通过o形密封圈形成密封，包括上道密封圈12以及下道密封圈13，且覆盖部40的上端在所述外套筒与上体之间形成缝隙11。

其中，所述上体密封面为圆形面，形成于所述上体的内孔中，其上端形成有环形限位台阶(未示出)，以限制所述球座的向上轴向移动。

其中，所述球座通过上下两道o形密封圈14与所述上体密封面形成双密封。

其中，所述上体2内上部加工有用于连接钻具的内螺纹20，形成在锥形接口的内壁上，所述下接头10为y形接头，其外部加工用于连接丢手管柱的外螺纹101，形成在下接问的锥形状连接部的外壁上。

在油气井作业中，将上体的上端连接钻具，下体接头连接丢手管柱，下至井下预定位置后，将密封球投入钻杆内，开泵向钻柱泵高压，密封球在压力的作用下落入球座的密封锥面，由于球座的密封圈与上体密封面形成密封，压力继续上升，当压力超过剪切销钉的剪切值，球座落入球座捕捉器内，压力从球座捕捉器的循环泄压孔释放，球座落入球座捕捉器后，连接球失去支撑和限位，落入球座捕捉器内，上提上体，上体组件与下体组件、外套筒分开，实现脱手。

本发明的有益效果如下：

1)实现了下压正转或反转的功能：丢手管柱下入时，由于可导向式液压丢手工具的上体组件与下体组件采用连接球连接，并利用球座限制钢球移动，实现了下压正转或反转。

2)实现了安全快速脱手：投密封球憋后通过打压，将球座销钉剪切，使球座下移，同时连接球被释放，上提上体，上体组件与下体组件、外套筒分开，即可实现快速脱离。

3)针对钢丝作业：可导向式液压丢手工具的最大外径与套管间隙较小，在下接头下部安装大直径变扣，解决了在未回接情况下进行钢丝作业的问题。

4)可快速回接：为满足同井抽注需要，可导向式液压丢手工具的下部带有密封筒，可以实现快速回接。

5)针对打捞作业：

(1)增大了工具内径，在可导向式液压丢手工具的下部留有一定空间，可以接住掉落的电缆护罩，且不影响打捞作业；

(2)工具上部留有打捞头，可以使用打捞矛进行快速打捞作业；

(3)下体的下部侧壁有循环泄压孔，打捞时若不能将工具轻松提出，抓住后可进行大排量循环泄压。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。