防砂管柱专用安全装置的制作方法

本实用新型涉及一种安全装置，特别涉及一种防砂管柱专用安全装置，属于采油设施技术领域。

背景技术：

防砂筛管使用一段时间后，往往锈蚀比较严重，有时很难将其起出，通常在筛管上方安装安全接头。传统的安全接头由上接头、下接头和密封圈组成。上接头上端有与管柱相连接的内螺纹，下半部有宽锯齿外螺纹。在此两部分之间的外圆柱面上有“八字形”凸凹结构。下接头下端有与管柱相连接的外螺纹，内有宽锯齿内螺纹，在下接头的上端面有与上接头相配合的“八字形”凸凹结构。上下接头之间是通过螺纹连接，用来传递正反扭矩；而其上面的“八字形”凸凹结构是产生预拉力并保持恒定的锁紧装置。在丢脱时，首先对安全接头施加一定的下击力和反扭矩，使之脱开。

传统安全接头由于采用螺纹连接，且施加的扭矩与管柱螺纹方向相反，扭距传递困难，常常出现退不开的现象。此外，传统的安全接头往往设有球座，球座下端为喉口，通过投入钢球坐封在喉口处，产生憋压将剪钉剪断。喉口处的内径很小，无法供冲砂用的冲管通过，导致冲管无法延伸至防砂筛管的下方，将井底的砂砾冲起悬浮。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种防砂管柱专用安全装置，可供冲管沿其轴线穿过，需要丢手时，脱开轻便且成功率高。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种防砂管柱专用安全装置，包括安全接头，所述安全接头的上端与油管相旋接，所述安全接头的下端与防砂筛管相旋接，所述防砂筛管的下端旋接有接箍，所述油管的中心设有冲砂用的冲管，所述冲管沿轴线向下依次穿过所述安全接头和防砂筛管插入所述接箍的中心承插口中，所述安全接头包括上接头和下接头，所述下接头的上端设有下接头筒体，所述下接头筒体的内腔安装有滑套，所述滑套的内径大于所述冲管的外径，所述滑套的下端外壁通过剪钉固定在所述下接头筒体上，所述上接头的下部插入于所述下接头筒体中且旋转后与下接头筒体的内壁相嵌合，所述上接头的下端通过花键与所述滑套的上端相插接。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：组装时，先把滑套放入下接头筒体中，再将上接头的下端插入下接头筒体内腔，然后旋转上接头使上接头的下部与下接头筒体的内壁相嵌合，这样上接头与下接头筒体之间既可以承受轴向拉力，又可以传递扭矩；接着滑套向上顶起，使滑套的上端与上接头的下端通过花键相连接，然后通过剪钉将滑套固定在下接头筒体上，由此滑套限制了上接头的转动并提供扭矩；接着在安全接头下方旋接防砂筛管，在安装接头上方旋接油管；下到井下后，冲管下端插入防砂筛管下方的承插口中。当上提管柱无法将筛管拔出时，安全接头的剪钉被剪断，然后滑套下滑与上接头脱离，此时反向转动上接头使之与下接头筒体内壁脱离嵌合，然后上接头即可向上抽出，实现丢手。由于上接头与下接头筒体之间未采用螺纹连接，而是采用相互嵌合，相互的结合力很小，丢手成功率高。

作为本实用新型的改进，所述上接头的中段设有上接头外台阶，所述上接头外台阶压在下接头筒体的上端口上，所述上接头外台阶以下的部位直径逐段缩小；所述下接头筒体的内腔自上而下设有多个孔径逐节缩小的下接头筒体台阶孔。上接头外台阶可以对上接头插入下接头筒体的深度进行轴向定位，上接头外台阶压在下接头筒体的上端口上时，即可进行旋转，实现嵌合；上接头和下接头筒体自上而下逐节缩径一方面便于车削加工，另一方面也便于各段之间的相互配合。

作为本实用新型的进一步改进，所述上接头外台阶下方的上接头大直径段的外周均匀设有三块上接头凸块，各上接头凸块的圆心角分别为40°，所述下接头筒体上端的第一下接头筒体台阶孔的内壁对称设有与上接头凸块相适配的l形嵌槽，各l形嵌槽的上端开口且上部的圆心角为40°，各l形嵌槽下部的圆心角为80°，各l形嵌槽的总高度是上接头凸块高度的两倍，且各上接头凸块分别嵌于相应l形嵌槽的根部。各上接头凸块分别从l形嵌槽上端的开口处插入，向下滑行相当于上接头凸块的高度后到达l形嵌槽的底部，然后旋转40°，使上接头凸块完全嵌入l形嵌槽的根部。由于l形嵌槽的总高度是上接头凸块的两倍，圆心角也是上接头凸块的两倍，上接头凸块嵌到位以后，其顶部完全与l形嵌槽下部的顶壁重合，轴向定位和径向定位均十分可靠，且传递拉力和扭矩的能力非常大。丢手时，上接头反向旋转40°，上提管柱即可实现脱离。

作为本实用新型的进一步改进，所述上接头大直径段的下方设有上接头密封段，所述上接头密封段的圆周上设有至少两道上接头密封槽，所述上接头密封槽中嵌装有上接头密封圈贴合在第二下接头筒体台阶孔的内壁。上接头密封圈可实现上接头与下接头筒体之间的可靠密封，且加工、安装均能方便，上接头密封圈插入第二下接头筒体台阶孔前不会受到下接头筒体内壁的刮蹭。

作为本实用新型的进一步改进，所述上接头密封段的下端连接有上接头小直径段，所述上接头小直径段插接于第三下接头筒体台阶孔的上部，且上接头小直径段的外周对称设有三个向内凹陷且下端开口的上接头插槽，所述上接头插槽与所述上接头凸块在圆周上的相位相互错开；所述滑套的上部设有滑套大直径段，所述滑套大直径段位于第三下接头筒体台阶孔的中部且两者间隙配合，所述滑套大直径段的上端口外周对称设有三个向上伸出的滑套插榫，各滑套插榫对应插接在相应的上接头插槽中；各滑套插榫的圆心角分别为40°，各上接头插槽的圆心角分别为80°。各滑套插榫对应插接在上接头插槽中形成花键配合，滑套插榫的内壁抵靠在上接头插槽的底壁上，保证滑套上端与上接头的下端共轴线，滑套插榫的侧壁与上接头插槽的侧壁接触传递扭矩，上接头插槽与上接头凸块在圆周上的相位相互错开便于加工。上接头插槽的圆心角与l形嵌槽下部的圆心角相等，滑套插榫的圆心角与上接头凸块的圆心角相等，使得上接头凸块嵌入l形嵌槽根部的同时，滑套插榫的侧壁与上接头插槽的侧壁相贴合，同步到达传递扭矩的状态。

作为本实用新型的进一步改进，所述滑套大直径段的外圆周对称设有三个沿轴向贯通的滑套滑槽，各滑套滑槽的圆心角分别为40°且与所述滑套插榫在周向的相位相互错开；所述第三下接头筒体台阶孔的上部内壁对称设有三个向内凸出的下接头筒体凸块，各下接头筒体凸块的圆心角分别为40°且对应嵌于相应的滑套滑槽中。剪钉剪断前，下接头筒体凸块嵌于滑套滑槽中使得滑套与下接头筒体之间实现径向定位并可以传递扭矩；滑套滑槽与滑套插榫在周向的相位相互错开可以避免滑套插榫的根部受到削弱。剪钉剪断后，下接头筒体凸块与滑套滑槽的配合使得滑套沿轴向向下滑落。

作为本实用新型的进一步改进，所述滑套大直径段的下方连接有滑套小直径段，所述滑套小直径段的上部位于所述第三下接头筒体台阶孔中，所述滑套小直径段的中部以下位于第四下接头筒体台阶孔中，所述滑套小直径段的中部设有至少两道滑套密封槽，所述滑套密封槽中分别嵌装有滑套密封圈，所述滑套密封圈贴合在第四下接头筒体台阶孔的内壁。滑套小直径段的上部位于第三下接头筒体台阶孔中使得滑套大直径段的底部比第三下接头筒体台阶孔的台阶高出一段距离，为丢手时，滑套大直径段的下滑及滑套插榫的脱开提供了空间。滑套密封圈实现了滑套与下接头筒体内壁的密封，且与上部的下接头筒体内壁无刮蹭。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型防砂管柱专用安全装置的结构示意图。

图2为图1中安全接头的主视图。

图3为图2中上接头的剖视图；

图3-1为图3中沿a-a的剖视图；

图3-2为图3中沿b-b的剖视图。

图4为图2中上接头的立体图。

图5为图2中下接头筒体的剖视图；

图5-1为图5中沿c-c的剖视图；

图5-2为图5中沿d-d的剖视图；

图5-3为图5中沿e-e的剖视图。

图6为图2中下接头筒体的立体剖视图。

图7为图2中滑套的剖视图；

图7-1为图7中沿f-f的剖视图。

图8为图2中滑套的立体图。

图中：1.上接头；1a.上接头外台阶；1b.上接头大直径段；1b1.上接头凸块；1c.上接头密封段；1c1.上接头密封槽；1c2.上接头密封圈；1d.上接头小直径段；1d1.上接头插槽；1e.锥形母螺纹；2.下接头筒体；2a.第一下接头筒体台阶孔；2a1.l形嵌槽；2b.第二下接头筒体台阶孔；2c.第三下接头筒体台阶孔；2c1.下接头筒体凸块；2d.第四下接头筒体台阶孔；2d1.剪钉螺孔；2e.第五下接头筒体台阶孔；3.下接头；3a.锥形公螺纹；4.滑套；4a.滑套插榫；4b.滑套大直径段；4b1.滑套滑槽；4c.滑套小直径段；4c1.滑套密封槽；4c2.滑套密封圈；4c3.剪钉沉孔；5.剪钉；6.油管；7.防砂筛管；8.接箍；8a.中心承插口；9.冲管。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的防砂管柱专用安全装置包括安全接头，安全接头的上端与油管6相旋接，安全接头的下端与防砂筛管7相旋接，油管6的中心设有冲砂用的冲管9，冲管9沿轴线向下依次穿过安全接头和防砂筛管7，插入接箍8的中心承插口8a中，接箍8上端的母螺纹与防砂筛管7的下端相旋接。

如图2至图8所示，安全接头包括上接头1和下接头3，上接头1的上部内腔设有与油管6相旋接的锥形母螺纹1e，下接头3的外端设有与防砂筛管7相旋接的锥形公螺纹3a。上接头1和下接头3的中心孔共轴线且相互贯通，下接头3的上端设有下接头筒体2，下接头筒体2的内腔安装有可沿下接头筒体2内壁轴向滑动的滑套4，滑套4的下端外壁通过剪钉5固定在下接头筒体2上，上接头1的下部插入于下接头筒体2中且旋转后与下接头筒体2的内壁相嵌合，上接头1的下端通过花键与滑套4的上端相插接。

组装时，先把滑套4放入下接头筒体2中，再将上接头1的下端插入下接头筒体2内腔，然后旋转上接头1使上接头1的下部与下接头筒体2的内壁相嵌合，这样上接头1与下接头筒体2之间既可以承受轴向拉力，又可以传递扭矩；接着滑套4向上顶起，使滑套4的上端与上接头1的下端通过花键相连接，然后旋接剪钉5直至其内端头嵌入滑套4的剪钉沉孔4c3中，将滑套4固定在下接头筒体2上，由此滑套4限制了上接头1的转动并提供扭矩。接着在安全接头下方旋接防砂筛管7，在安装接头上方旋接油管6；下到井下后，冲管9下端插入防砂筛管7下方接箍8的中心承插口8a中。

上提油管6达到预定的力如防砂筛管7仍不能被起出，则剪钉5被剪断，滑套4下滑与上接头1脱离，此时反向转动上接头1使之与下接头筒体2内壁脱离嵌合，然后上接头1即可向上抽出，实现丢手。由于上接头1与下接头筒体2之间未采用螺纹连接，而是采用相互嵌合，相互的结合力很小，丢手成功率高。

上接头1的中段设有上接头外台阶1a，上接头外台阶1a压在下接头筒体2的上端口上，上接头外台阶1a以下的部位直径逐段缩小；下接头筒体2的内腔自上而下设有多个孔径逐节缩小的下接头筒体台阶孔。上接头外台阶1a可以对上接头1插入下接头筒体2的深度进行轴向定位，上接头外台阶1a压在下接头筒体2的上端口上时，即可进行旋转，实现嵌合；上接头1和下接头筒体2自上而下逐节缩径一方面便于车削加工，另一方面也便于各段之间的相互配合。

上接头外台阶1a下方的上接头大直径段1b的外周均匀设有三块上接头凸块1b1，各上接头凸块1b1的圆心角分别为40°，下接头筒体2上端的第一下接头筒体台阶孔2a的内壁对称设有与上接头凸块1b1相适配的l形嵌槽2a1，各l形嵌槽2a1的上端开口且上部的圆心角为40°，各l形嵌槽2a1下部的圆心角为80°，各l形嵌槽2a1的总高度是上接头凸块1b1高度的两倍，且各上接头凸块1b1分别嵌于相应l形嵌槽2a1的根部。

各上接头凸块1b1分别从l形嵌槽2a1上端的开口处插入，向下滑行相当于上接头凸块1b1的高度后到达l形嵌槽2a1的底部，然后旋转40°，使上接头凸块1b1完全嵌入l形嵌槽2a1的根部。由于l形嵌槽2a1的总高度是上接头凸块1b1的两倍，圆心角也是上接头凸块1b1的两倍，上接头凸块1b1嵌到位以后，其顶部完全与l形嵌槽2a1下部的顶壁重合，轴向定位和径向定位均十分可靠，且传递拉力和扭矩的能力非常大。丢手时，上接头1反向旋转40°，上提油管6即可实现脱离。

上接头大直径段1b的下方设有上接头密封段1c，上接头密封段1c的圆周上设有至少两道上接头密封槽1c1，上接头密封槽1c1中嵌装有上接头密封圈1c2贴合在第二下接头筒体台阶孔2b的内壁。上接头密封圈1c2可实现上接头1与下接头筒体2之间的可靠密封，且加工、安装均能方便，上接头密封圈1c2插入第二下接头筒体台阶孔2b前不会受到下接头筒体2内壁的刮蹭。

上接头密封段1c的下端连接有上接头小直径段1d，上接头小直径段1d插接于第三下接头筒体台阶孔2c的上部，且上接头小直径段1d的外周对称设有三个向内凹陷且下端开口的上接头插槽1d1，上接头插槽1d1与上接头凸块1b1在圆周上的相位相互错开；滑套4的上部设有滑套大直径段4b，滑套大直径段4b位于第三下接头筒体台阶孔2c的中部且两者间隙配合，滑套大直径段4b的上端口外周对称设有三个向上伸出的滑套插榫4a，各滑套插榫4a对应插接在相应的上接头插槽1d1中；各滑套插榫4a的圆心角分别为40°，各上接头插槽1d1的圆心角分别为80°。

各滑套插榫4a对应插接在上接头插槽1d1中形成花键配合，滑套插榫4a的内壁抵靠在上接头插槽1d1的底壁上，保证滑套4上端与上接头1的下端共轴线，滑套插榫4a的侧壁与上接头插槽1d1的侧壁接触传递扭矩，上接头插槽1d1与上接头凸块1b1在圆周上的相位相互错开便于加工。上接头插槽1d1的圆心角与l形嵌槽2a1下部的圆心角相等，滑套插榫4a的圆心角与上接头凸块1b1的圆心角相等，使得上接头凸块1b1嵌入l形嵌槽2a1根部的同时，滑套插榫4a的侧壁与上接头插槽1d1的侧壁相贴合，同步到达传递扭矩的状态。

滑套大直径段4b的外圆周对称设有三个沿轴向贯通的滑套滑槽4b1，各滑套滑槽4b1的圆心角分别为40°且与滑套插榫4a在周向的相位相互错开；第三下接头筒体台阶孔2c的上部内壁对称设有三个向内凸出的下接头筒体凸块2c1，各下接头筒体凸块2c1的圆心角分别为40°且对应嵌于相应的滑套滑槽4b1中。剪钉5剪断前，下接头筒体凸块2c1嵌于滑套滑槽4b1中使得滑套4与下接头筒体2之间实现径向定位并可以传递扭矩；滑套滑槽4b1与滑套插榫4a在周向的相位相互错开可以避免滑套插榫4a的根部受到削弱。剪钉5剪断后，下接头筒体凸块2c1与滑套滑槽4b1的配合使得滑套4沿轴向向下滑落。

滑套大直径段4b的下方连接有滑套小直径段4c，滑套小直径段4c的上部位于第三下接头筒体台阶孔2c中，滑套小直径段4c的中部以下位于第四下接头筒体台阶孔2d中，滑套小直径段4c的中部设有至少两道滑套密封槽4c1，滑套密封槽4c1中分别嵌装有滑套密封圈4c2，滑套密封圈4c2贴合在第四下接头筒体台阶孔2d的内壁。滑套小直径段4c的上部位于第三下接头筒体台阶孔2c中使得滑套大直径段4b的底部比第三下接头筒体台阶孔2c的台阶高出一段距离，为丢手时，滑套大直径段4b的下滑及滑套插榫4a的脱开提供了空间。滑套密封圈4c2实现了滑套4与下接头筒体2内壁的密封，且与上部的下接头筒体2内壁无刮蹭。

当滑套大直径段4b的下台阶抵靠在第四下接头筒体台阶孔2d的上台阶上时，滑套插榫4a的顶部脱离上接头插槽1d1；第四下接头筒体台阶孔2d的下方设有第五下接头筒体台阶孔2e。剪钉5剪断，滑套4下滑后，滑套插榫4a与上接头插槽1d1脱离，即可反向转动上接头40°，然后上提油管6，实现脱离。第四下接头筒体台阶孔2d的下方设有内径更小的第五下接头筒体台阶孔2e作为下接头3的中心孔，可以避免滑套4滑入防砂筛管7。

以上仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。