一种安全接头的制作方法

本实用新型涉及油气开采技术领域，特别涉及一种安全接头。

背景技术：

安全接头是连接在井内管柱上的一种易于脱扣、对扣的安全工具。它安装在管柱需要脱开的位置，可同管柱一起传送扭矩和承受各种复合应力，当井内发生故障时通过作业人员在井口操作可完成作业管柱的脱扣、对扣，为预防及解除井下事故提供保障。

目前的安全接头多采用倒开反扣或者剪断剪钉的方式来实现安全接头的分离。

在实现本实用新型的过程中，设计人发现现有技术至少存在以下问题：

在水平井和大斜度井中，采用倒开反扣实现安全接头与作业管柱的分离时，扭矩不容易传递到安全接头，易导致丢手失败；采用剪断剪钉的方式实现安全接头与作业管柱的分离时，工具在入井过程中如遇到碰撞，剪钉极易提前剪断，从而导致安全接头与作业管柱提前分离。这两种实现安全接头与作业管柱分离的方式可靠性较差，影响施工质量，会对油井油气的井下作业造成极大的麻烦。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种安全接头，可应用于水平井和大斜度井中，通过锁块将安全接头的中心管与下接头进行连接，连接较为牢固，不会导致安全接头与作业管柱提前分离，可靠性高。

具体而言，包括以下的技术方案：

本实用新型提供了一种安全接头，包括上接头、中心管、外筒、下接头和锁块，其中，

所述上接头的第一端与所述中心管的第一端连接，所述外筒套设在所述中心管上；

所述中心管的管壁上设置有出液孔，所述出液孔适于所述中心管内的液体流出；所述外筒适于被从所述出液孔流出的液体推动向所述中心管的第一端的方向运动；

所述中心管的外壁上开设有第一凹槽，所述下接头的第一端附近的筒壁开设有开孔，所述锁块通过所述开孔卡在所述第一凹槽和所述外筒的内壁之间从而限制所述中心管和所述下接头的相对运动，并在所述外筒向所述中心管的第一端的方向运动时，移至所述第一凹槽之外以使所述中心管与所述下接头分离。

可选择地，所述中心管的外壁和所述外筒的内壁形成空腔，所述空腔的上表面为所述外筒的内壁的一部分，所述空腔的下表面为所述中心管的外壁的一部分，所述空腔与所述出液孔连通。

可选择地，所述中心管的第一端与所述第一凹槽之间的外壁上开设有第二凹槽，所述外筒的筒壁上开设有第一螺纹孔，配套的剪钉通过所述第二凹槽和所述第一螺纹孔将所述中心管和所述外筒连接。

可选择地，所述中心管的所述第一凹槽与第二端之间的外壁上开设有第三凹槽，所述下接头的筒壁上开设有第二螺纹孔，配套的剪钉通过所述第三凹槽和所述第二螺纹孔将所述中心管和所述下接头连接。

可选择地，所述中心管的第一端与所述出液孔之间的外壁上开设有第一环形开口槽，所述第一环形开口槽内设置有密封圈。

可选择地，所述中心管的所述第二凹槽与所述出液孔之间的外壁上开设有第二环形开口槽，所述第二环形开口槽内设置有密封圈。

可选择地，所述上接头的第一端附近的外壁上设置有第一卡齿，所述外筒的第一端附近的内壁上设置有与所述第一卡齿啮合的第二卡齿，当所述外筒向所述中心管的第一端的方向运动时，所述第一卡齿和所述第二卡齿啮合，从而限制所述外筒和所述上接头的相对运动。

可选择地，所述上接头的第二端附近的内壁上设置有螺纹。

可选择地，所述下接头的第二端附近的内壁上设置有螺纹。

可选择地，所述出液孔的数量为两个或两个以上，两个或两个以上的出液孔均匀分布在与所述中心管的轴线垂直的截面圆周上。

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果是：

使用本实用新型提供的安全接头时，首先将上接头的第二端和下接头的第二端分别与管柱连接，下入井内，此时锁块通过下接头的开孔卡在第一凹槽和外筒的内壁之间，限制了中心管和下接头的相对运动。当需要分离安全接头的中心管与下接头时，封堵下接头和管柱的连接处，向中心管内注入液体，从而液体从出液孔流出，并推动外筒向中心管的第一端的方向运动，进而锁块移至第一凹槽之外，下接头即从安全接头上分离出来。本实用新型提供的安全接头通过向中心管内注入液体来实现下接头和中心管的分离，在水平井和大斜度井中适用，并且在液体推动外筒向中心管的第一端的方向运动之前，通过锁块将中心管和下接头连接，因此不会发生中心管和下接头提前分离的情况，可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例中一种安全接头的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例中安全接头的下接头与中心管分离时的示意图。

图中的附图标记分别表示：

1、上接头；2、第一卡齿；3、第二卡齿；4、中心管；5、密封圈；6、出液孔；7、外筒；8、密封圈；9、第一螺纹孔；10、剪钉；11、第二凹槽；12、锁块；13、第三凹槽；14、剪钉；15、第二螺纹孔；16、下接头。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型一实施例提供了一种安全接头，如图1所示，包括上接头1、中心管4、外筒7、下接头16和锁块12，其中，上接头1的第一端与中心管4的第一端连接，外筒7套设在中心管4上；中心管4的管壁上设置有出液孔6，出液孔6适于中心管4内的液体流出；外筒7适于被从出液孔6流出的液体推动向中心管4的第一端的方向运动；中心管4的外壁上开设有第一凹槽，下接头16的第一端附近的筒壁开设有开孔，锁块12通过开孔卡在第一凹槽和外筒7的内壁之间，从而限制中心管4和下接头16的相对运动，并在外筒7向中心管4的第一端的方向运动时，移至第一凹槽之外以使中心管4与下接头16分离，如图2所示，为安全接头的下接头16与中心管4分离时的示意图。

使用本实施例提供的安全接头时，首先将上接头1的第二端和下接头16的第二端分别与管柱连接，下入井内。此时锁块12通过下接头16的开孔卡在第一凹槽和外筒7的内壁之间，限制了中心管4和下接头16的相对运动。当需要分离安全接头的中心管4与下接头16时，封堵下接头16和管柱的连接处，向中心管4内注入液体，液体从出液孔6流出，并推动外筒7向中心管4的第一端的方向运动，进而锁块12移至第一凹槽之外，下接头16即从安全接头上分离出来。本实施例提供的安全接头在水平井和大斜度井中可使用，并且在中心管4和下接头16分离之前，通过锁块12进行连接，连接较为牢固，不会发生提前分离的情况，可靠性较高。

在图1和图2中，为了更清楚的表现内部结构，对安全接头的右半部分进行了剖开显示。

作为本实施例的一种改进，中心管4的外壁和外筒7的内壁形成空腔，空腔的上表面为外筒7的内壁的一部分，空腔的下表面为中心管4的外壁的一部分，空腔与出液孔6连通。这样，注入中心管4内的液体从出液孔6流到空腔内，并对空腔的上表面施加向上的作用力，从而推动外筒7向中心管的第一端的方向运动。

作为本实施例的一种改进，如图1所示，中心管4的第一端与出液孔6之间的外壁上开设有第一环形开口槽，第一环形开口槽内设置有密封圈5。

作为本实施例的一种改进，如图1所示，中心管4的第二凹槽11与出液孔6之间的外壁上开设有第二环形开口槽，第二环形开口槽内设置有密封圈8。

以上两种改进可保证中心管4与外筒7在第一环形凹槽和第二环形凹槽之间的空隙密封良好，从而从出液孔6流出的液体不能流出密封圈5和密封圈8之间的空隙，只能流到中心管4的外壁和外筒7的内壁形成的空腔，进而流体推动空腔的上表面使外筒7向中心管4的第一端的方向运动。

在本实施例中，如图1所示，外筒7的下端附近的一段的内径大于该段上部的内径。在安全接头与油管装配好时，锁块12卡在第一凹槽与外筒7的直径较小的一段的内壁之间，锁块12的一端紧紧顶住第一凹槽的内壁，另一端紧紧顶住外筒7的内壁，此时锁块12不能沿垂直于中心管轴线的方向运动，限制了中心管4和下接头16的相对运动。当外筒7向中心管4的第一端运动时，外筒7的内径较大的一段与第一凹槽的位置相对应，此时外筒的内壁与第一凹槽之间的距离变大，锁块12可沿垂直于中心管轴线的方向运动，晃动第一接头1，第一接头1的晃动带动中心管4晃动，进而锁块12移出第一凹槽内，则中心管4和下接头16分离，可发生相对运动。

作为本实施例的一种改进，如图1所示，中心管4的外壁上还开设有第二凹槽11，外筒7的筒壁上开设有第一螺纹孔9，配套的剪钉10通过第二凹槽11和第一螺纹孔9将中心管4和外筒7连接。这样，在安全接头与油管装配时，将中心管4和外筒7通过剪钉进行连接，可保证中心管4和外筒7连接较为牢固。在分离安全接头的中心管4与下接头16时，从出液孔6流出的液体推动外筒7向中心管4的第一端运动，剪钉10被剪断，外筒7可顺利向中心管4的第一端的方向运动。

作为本实施例的一种改进，如图1所示，中心管4的第一凹槽与第二端之间的外壁上开设有第三凹槽13，下接头16的筒壁上开设有第二螺纹孔15，配套的剪钉14通过第三凹槽13和第二螺纹孔15将中心管4和下接头16连接。这样，在安全接头与油管装配时，通过剪钉14将中心管4和下接头16连接，可保证连接较为牢固。在分离安全接头的中心管4与下接头16时，锁块12从第一凹槽内移出后，再拉动上接头1，使剪钉14剪断，从而可实现中心管4和下接头16的分离。

作为本实施例的一种改进，如图1所示，上接头1的第一端附近的外壁上设置有第一卡齿2，外筒7的第一端附近的内壁上设置有与第一卡齿2啮合的第二卡齿3，当外筒7向中心管4的第一端方向运动时，第一卡齿2和第二卡齿3啮合，以限制外筒7和所上接头1的相对运动。在外筒7向中心管4的第一端方向运动后，第一卡齿2和第二卡齿3相互啮合，如图2所示，从而使外筒7固定，限制了其与中心管4的相对运动，这样，外筒7不能向中心管4的第二端运动，从而锁块12可顺利从中心管4上的第一凹槽内移出。

作为本实施例的一种改进，上接头1的第二端附近的内壁上设置有螺纹。在将安全接头与管柱进行连接时，安全接头的一端通过上接头1的内螺纹与管柱进行连接。

作为本实施例的一种改进，下接头16的第二端附近的内壁上设置有螺纹。在将安全接头与管柱进行连接时，安全接头的另一端通过下接头16的内螺纹与管柱进行连接。

作为本实施例的一种改进，出液孔6的数量为两个或两个以上，两个或两个以上的出液孔6均匀分布在与中心管4的轴线垂直的截面圆周上。这样可保证中心管4在垂直于轴线的截面圆周上受力均匀，避免因为受力不均匀引起中心管4不能平稳工作的问题。

作为本实施例的一种改进，中心管4上的第一凹槽、锁块12和下接头16上的开孔的数量相同，为两个或两个以上，两个或两个以上的第一凹槽均匀分布在与中心管4的轴线垂直的截面圆周上，两个或两个以上的开孔均匀分布在与下接头16的轴线垂直的截面圆周上。在将安全接头与油管装配好下入井内时，每一个锁块均通过开孔卡在第一凹槽和外筒7的内壁之间，这样可保证中心管4在垂直于轴线的截面圆周上受力均匀，安全接头可平稳工作。

本实施例提供的安全接头，在油气田开发中的直井、大位移井及水平井中均适用，但不限于此。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本实用新型的技术方案，并不用以限制本实用新型。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。