一种高抗扭防卡套捞一体化工具的制作方法

本发明涉及套铣打捞工具，尤其涉及一种高抗扭防卡套捞一体化工具。

背景技术：

底部钻具组合如钻头、钻铤等发生卡钻的故障后，前期一般会采取高扭矩扭转、强力提拉、快速下砸、大力震击或浸浴等手段处理。这样将导致落鱼中的联接螺纹紧扣扭矩进一步增大，严重时钻具接头可发生胀扣或断裂脱落。另外，活动、震击或浸浴解卡时，可能诱发井壁失稳，形成掉块或局部井眼扩径。

在通过上述手段未能解除卡钻故障时，需要套铣解卡后再打捞。如落鱼段较长，一次性套铣解卡的作业风险极高，需要通过倒扣的办法将部分落鱼取出后，再继续续套铣和打捞剩余落鱼。

在作业过程中，受地层特点和前期处理的影响，可能发生以下两种异常情况。一是鱼顶附近裸眼存在扩径，在套铣后落鱼活动，鱼顶进入井眼扩径部位造成鱼顶丢失。打捞前需要下入壁钩将鱼顶拔出，或打捞作业中采用单弯、双弯或可变肘节等钻具组合，以捕获鱼顶。二是鱼顶上部井壁出现垮塌，套铣后起钻过程中，起下钻产生的激动压力再次诱发掉块，造成鱼顶被掩埋。后续打捞作业时，打捞工具需要进行繁复的冲砂作业，情况严重的无法使鱼顶裸露，致使打捞作业失败。无论出现哪种情况，均可能需要再次进行套铣后，才能顺利捕获鱼顶实施打捞。增加故障处理周期。因此，针对存在井径扩大严重、井壁不稳定等复杂井况下的长段落鱼，宜采用套铣打捞一体化工艺，实施分段套铣和倒扣打捞落鱼，以有效避免鱼顶丢失或掩埋两种异常情况的发生，有助于提高这类故障的处理效率。

通过查阅文献，套捞一体工艺管柱中，打捞结构一般采用内捞工具，多为可退式打捞矛、公锥及倒扣捞矛等，贝克、斯伦贝谢等油服公司针对其入井的专门工具，设计、配套有跟随磨铣、套铣等工艺的专门内捞工具。除公锥、倒扣捞矛外，其余打捞工具只具有打捞功能，不具备对落鱼倒扣从而实现分段打捞的功能。而这两类具有倒扣功能的工具中，由于倒扣捞矛受套铣打捞一体化工具尺寸限制，其芯轴、卡瓦等尺寸小，抗扭、抗拉等机械性能无法满足高上扣扭矩的落鱼的倒扣分段。

因此，打捞工具最佳选型为高强度公锥。如针对7”钻铤的大头公锥螺纹部位抗扭可达到265kn.m，直径φ70部位左右可达到40kn.m。

如直接在套铣管内直接接内公锥，作业过程中可能出现公锥接触鱼顶且套铣进尺缓慢的情况。如套铣速度低于公锥造扣时对管柱下行速度的要求，将导致公锥造扣部位的磨损，致使不能实现挤压造扣。另一种情况是套铣过程同时完成造扣后，由于铣鞋底部未能离开套铣位置，再加上前期解卡处理带来高的上扣扭矩，可能出现倒不开扣的情况，表现出整个套铣打捞一体管柱遇卡，此时将极难处理。或由于套铣管柱底部铣鞋在卡点处铣管外部发生卡钻，可能不能实施倒扣作业。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种能防止损坏鱼顶或磨损公锥的高抗扭防卡套捞一体化工具。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种高抗扭防卡套捞一体化工具，包括：

上接头，其包括沿其上下方向延伸并贯穿其上、下端面的第一内孔，第一内孔的内壁设置沿其上下方向延伸的内花键；

外筒，其上端与上接头的下端连接，其下端设有第一外螺纹，其下端位于第一外螺纹上方的部位设置贯穿其侧壁的通孔；

芯轴，其上端由下至上依次穿装于外筒的内孔、第一内孔内并能沿上下方向往复移动，其上端外壁设有与内花键配合的外花键，其穿装于外筒的内孔内的部位的外壁设有沿其上下方向延伸的长槽；

销钉，其一端穿过通孔伸入长槽内；

其中，销钉伸入长槽内的那端相对于长槽下端的端壁的距离等于公锥造扣所需行程，公锥造扣完成后外花键位于外花键与内花键啮合位置的上方。

还包括滑牙套总成，滑牙套总成包括：

滑牙套，其套装固定于芯轴位于外筒内的部位外，其与外筒的内壁相向的面具有安装槽；

滑牙块，其安装于安装槽内并能在安装槽的底面与安装槽的开口之间往复移动，其与外筒的内壁相向的面具有第一偏锯齿螺纹，第一偏锯齿螺纹能够伸出安装槽的开口；

弹性件，其设置于安装槽的底面与滑牙块之间；

第二偏锯齿螺纹，其设置于外筒的内壁，其能与第一偏锯齿螺纹啮合；

其中，公锥造扣完成后第一偏锯齿螺纹位于第二偏锯齿螺纹的上方。

所述安装槽为t形槽，滑牙块的横断面呈t形。

所述弹性件为板簧。

所述板簧为圆弧状板件，具有弹性。

所述第一内孔的内壁位于内花键上方的位置设有凸起的限位抬肩。

所述内花键的上端设有圆角。

所述外花键的下端设有圆角。

所述通孔为螺纹孔，销钉与通孔旋合。

还包括：

承载螺母，其旋合于芯轴位于外筒内的部位外，其位于滑牙套总成的下方；

承载台肩，其设置于外筒的内壁位于第二偏锯齿螺纹下方的部位并凸起。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明配合公锥使用，具有补偿公锥造扣所需行程，能防止损坏鱼顶或磨损公锥。采用销钉限定套铣时公锥造扣扭矩及钻压，能防止损坏鱼顶或磨损公锥。采用花键副传递扭矩，具有与钻具抗扭强度相当的高抗扭特性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1沿a-a的截面图（图中不包括芯轴、外筒）。

图3为图1沿b-b的截面图。

图4为图1c处本发明滑牙套总成的放大结构示意图。

图5为图1d处第二偏锯齿螺纹的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种高抗扭防卡套捞一体化工具，包括芯轴1、外筒2、上接头7、销钉8。

一并参见图2，上接头7包括沿其上下方向延伸并贯穿其上、下端面的第一内孔71，第一内孔71的内壁设置沿上接头7上下方向延伸的内花键72，内花键72位于第一内孔71下端的内壁较佳。上接头7大致呈圆筒结构，第一内孔71的上端内壁设有内螺纹，内螺纹用于与上部钻具连接。

外筒2为圆筒结构，外筒2的上端与上接头7的下端连接，比如外筒2的上端通过螺纹副与上接头7的下端连接。外筒2的下端设有第一外螺纹21，第一外螺纹21用于与套铣管柱连接。外筒2的下端位于第一外螺纹21上方的部位设置贯穿外筒2的侧壁的通孔22。

一并参见图3，芯轴1包括沿其上下方向延伸并贯穿其上、下端面的第二内孔11，这样芯轴1形成中空杆件结构。芯轴1下端设有用于与打捞工具相连的第二外螺纹12，芯轴1的上端由下至上依次穿装于外筒2的内孔、第一内孔71内并能沿上下方向往复移动，芯轴1的上端外壁设有与内花键72配合的外花键13，芯轴1穿装于外筒2的内孔内的部位的外壁设有沿芯轴1上下方向延伸的长槽14。

销钉8的一端穿过通孔22伸入长槽14内。销钉8伸入长槽14内的那端相对于长槽14下端的端壁的距离等于公锥造扣所需行程，公锥造扣完成后外花键13位于外花键13与内花键72啮合位置的上方。

在一些实施例中，参见图1、4、5，本发明还包括滑牙套总成，滑牙套总成包括弹性件4、滑牙块5、滑牙套6、第二偏锯齿螺纹23。

滑牙套6套装固定于芯轴1位于外筒2内的部位外，比如，滑牙套6通过螺纹副套装固定于芯轴1位于外筒2内的部位外。滑牙套6与外筒2的内壁相向的面具有安装槽61。

滑牙块5安装于安装槽61内并能在安装槽61的底面与安装槽61的开口之间往复移动，滑牙块5与外筒2的内壁相向的面具有第一偏锯齿螺纹51，第一偏锯齿螺纹51能够伸出安装槽61的开口。

弹性件4设置于安装槽61的底面与滑牙块5之间。弹性件4可以但不限于为板簧。图4呈现的实施例中，板簧为圆弧状板件，具有弹性，板簧的外弧抵靠于安装槽61的底面，滑牙块5与安装槽61的底面相向的面具有凹槽52，板簧抵靠于凹槽52内，用于限制板簧位置。

第二偏锯齿螺纹23设置于外筒2的内壁，其能与第一偏锯齿螺纹51啮合；公锥造扣完成后第一偏锯齿螺纹51位于第二偏锯齿螺纹23的上方。

在一些实施例中，安装槽61为t形槽，滑牙块5的横断面呈t形，以防止滑牙块5从安装槽61脱出。

在一些实施例中，第一内孔71的内壁位于内花键72上方的位置设有凸起的限位抬肩73。

在一些实施例中，内花键72的上端设有圆角，以方便引导外花键13进入啮合位置。

在一些实施例中，外花键13的下端设有圆角，以方便引导外花键13进入啮合位置。

在一些实施例中，通孔22为螺纹孔，销钉8与通孔旋合，以便于安装销钉8。

在一些实施例中，本发明还包括承载螺母3、承载台肩24。承载螺母3旋合于芯轴1位于外筒2内的部位外，其位于滑牙套总成的下方。承载台肩24设置于外筒2的内壁位于第二偏锯齿螺纹23下方的部位，承载台肩24凸起于该部位。

本发明工作原理：

本发明组装完成后，芯轴1下端连接公锥，外筒2的下端连接套铣管，上接头7的上端连接钻具入井，此时套铣管底部距公锥距离不小于欲分段倒扣打捞的落鱼段长度。在套铣至公锥与鱼顶接触时，鱼顶将推公锥及芯轴1向上移动。当销钉8与芯轴1上的长槽14最下端接触时，外筒2通过销钉8及芯轴1对公锥向落鱼施加正压力，公锥开进行造扣。继续套铣，公锥继续造扣，此时公锥造扣所需行程由芯轴上长槽补偿。

当造扣到一定程度后，所需的造扣扭矩增大，此时产生的反扭矩将剪断销钉8，芯轴1相对于外筒2沿外筒2轴向上行，直至芯轴1上端与上接头7的限位台肩73接触，直至套铣无明显反扭矩无进尺。

停止套铣，上提钻具，由于芯轴1经公锥造扣与落鱼连接而处于相对固定状态，芯轴1将沿外筒2相对下行，芯轴1上的外花键13经内花键72上端的圆角引导进入啮合位置。同时滑牙总成上的第一偏锯齿螺纹51与外筒2的第二偏锯齿螺纹23接触并压缩弹性件4，第一偏锯齿螺纹51滑入第二偏锯齿螺纹23后，弹性件4弹性恢复，第一偏锯齿螺纹51、第二偏锯齿螺纹23啮合。继续上提一定行程，花键副（内花键72、外花键13构成花键副）与偏锯齿螺纹副（第一偏锯齿螺纹51、第二偏锯齿螺纹23构成偏锯齿螺纹副）逐渐完成啮合，直至承载螺母3与外筒2的承载台肩24接触。此时，由于偏锯齿螺纹的逆向锁紧特性阻止芯轴1沿外筒2相对上行，和承载台肩24经承载螺母3阻卡芯轴1下行，同时花键副处于完全啮合状态，芯轴1完全锁紧，可以承担拉力、压力及扭矩，从而可实施增大扭矩造扣、倒扣、上下活动落鱼等作业。

本发明中套铣和打捞两部分结构具有一定行程，套铣过程中可以活动套铣管柱。本发明在抓获落鱼后，仍可以正常套铣。本发明在套铣完成后实施造扣、倒扣作业时，能确保套铣管底部离开套铣井底，防止套铣管卡钻。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。