一种螺杆钻具三卡瓦偏心打捞筒的制作方法

本技术涉及钻探打捞的一种螺杆钻具打捞工具，特别是涉及一种螺杆钻具断落事故的三卡瓦偏心打捞筒。

背景技术：

1、随着我国钻井市场中定向井、水平井、特殊工艺井比例大幅提升，螺杆钻具在钻井过程中的应用日益广泛，螺杆钻具断落等井下事故时有发生，影响钻井效率。由大量文献资料及现场数据可知，螺纹疲劳损坏、应力集中和防脱总成失效是造成螺杆钻具断落的主要原因，螺杆钻具断落事故主要有五种形式，分别为螺杆钻具外筒壳体断扣、传动轴折断、万向轴断裂、外筒壳体脱扣和转子断裂抽芯。

2、打捞成功的关键在于使用与落鱼（即井下断落的螺杆钻具）相配套的打捞工具及工艺，由于螺杆钻具断落形成的落鱼本身可转，导致其能承受的扭矩较小，通过钻具加压造扣打捞的效果不佳，通常是采用卡瓦打捞筒，通过外捞的咬合方式进行打捞。例如，实用新型专利“一种可退式双卡瓦打捞筒”（授权公众号cn213016267u，授权日期2021.04.20）和实用新型专利“多功能螺杆钻具打捞工具”（授权公众号cn201908599u，授权日期2011.07.27），对于螺杆钻具外筒壳体断扣、传动轴折断和万向轴断裂事故形成的圆柱形落鱼，打捞效果较理想。

3、但是，对于螺杆钻具外筒壳体脱扣和转子断裂抽芯事故形成的落鱼，使用上述打捞工具作业时适用性不足、打捞成功率低，主要有三个方面的问题。

4、1.落鱼较难扶正。落鱼由转子、万向节、传动轴和钻头组成，落鱼整体细长、上轻下重，且万向轴活瓣以上均为柔性结构，落鱼紧贴井壁，使用常规引鞋不易扶正。

5、2.卡瓦的有效夹持面积不足。上述卡瓦打捞筒在打捞圆柱形落鱼时，夹持面积为整体圆柱外表面，有效夹持面积较大，但在打捞螺旋外齿轮的转子落鱼时，其啮合齿形结构导致有效接触面积较小、夹持面不均匀，易发生夹持失效或上提滑脱现象。

6、3.针对轻质落鱼的有效打捞力不足。实际应用中，卡瓦材料、螺牙类型和有效夹持面积基本已确定，打捞力只与落鱼在卡瓦内表面的压力分量有关，即打捞力大小由落鱼自重决定，而螺杆钻具落鱼均较轻，上述卡瓦打捞筒无法通过落鱼自重产生足够的打捞力，导致打捞失败率高。

技术实现思路

1、发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种螺杆钻具三卡瓦偏心打捞筒，可快速的扶正落鱼，增加三个卡瓦的有效夹持面积，并通过上卡瓦、中卡瓦和下卡瓦的偏心排布结构，实现以简单提拉方式产生更强的综合挤压夹持作用力，有效提升轻质落鱼的打捞成功率，有效保障钻井事故打捞的低成本、高效益和简单易用性，是适用于螺杆钻具外筒壳体脱扣和转子断裂抽芯事故的专用打捞工具。

2、技术方案：为实现上述目的，本实用新型的一种螺杆钻具三卡瓦偏心打捞筒，主要由壁钩、内锥面铣齿、下卡瓦、中卡瓦、上卡瓦、捞筒和安全接头组成。

3、所述壁钩为外扩型，外壁与垂线的外扩夹角为5度，壁钩与捞筒采用螺纹顺序连接。

4、所述内锥面铣齿焊接在捞筒下端，内锥面铣齿与壁钩相接。

5、所述下卡瓦为圆筒状篮状卡瓦，外部为完整的宽锯齿左旋螺纹，内部环空捞牙为多头左旋锯齿形螺牙，下端开有键槽，纵向开有等分胀缩槽，共有6个卡瓦牙块，夹角60度均匀分布。

6、进一步地，下卡瓦为内倾结构，上端偏向捞筒轴心，下端偏向捞筒壁，卡瓦轴心线与水平面的夹角为85度，在沿下卡瓦锥形导向面滑动时，卡瓦内环空轴线始终垂直于水平面。

7、进一步地，包括中卡瓦与上卡瓦，所述中卡瓦、上卡瓦的结构和所述下卡瓦的结构相同。

8、所述下控制环由控制卡套和指形键焊接而成，通过下控制环的指形键与下卡瓦键槽配合。

9、进一步地，包括中控制环与上控制环，所述中控制环、上控制环的结构与所述下控制环的结构相同。

10、进一步地，所述下卡瓦、中卡瓦和上卡瓦的空间布局为空间偏心结构，三组卡瓦内环空轴心的轴向投影点始终共圆，圆心为捞筒轴心，三组卡瓦内环空轴心投影点与捞筒轴心投影点的连线互成120度。

11、所述安全接头上部与钻杆采用螺纹顺序连接，下部与捞筒采用螺纹顺序连接。

12、有益效果：本实用新型的一种螺杆钻具三卡瓦偏心打捞筒，其有益效果如下。

13、1.可以快速的扶正整体细长、上轻下重的落鱼，大大提高打捞作业的工作效率。

14、2.满足啮合齿形结构落鱼打捞的工况需求和技术要求，能够对落鱼实现三个不同卡位的卡紧打捞，有效增加夹持面积，极大提高打捞作业的打捞力。

15、3.针对轻质落鱼打捞设计，采用三卡瓦空间偏心结构，通过卡瓦共轭环空的收缩作用，产生更强的综合挤压夹持作用力，为螺杆钻具断落事故的高效打捞做业提供了一种安全可靠性较高的打捞工具。

16、4.以直接提拉的方式即可实现轻质落鱼打捞，工具整体易用、结构简单，有效降低打捞工具二次事故率，利于现场推广应用。

技术特征：

1.一种螺杆钻具三卡瓦偏心打捞筒，其特征在于，主要由壁钩(1)、内锥面铣齿(4)、下卡瓦(8)、中卡瓦(11)、上卡瓦(14)、捞筒(2)和安全接头(3)组成，打捞筒上端设有安全接头(3)能够与钻具可拆卸连接，打捞筒下端设有壁钩(1)可快速的扶正落鱼；内锥面铣齿(4)下端与壁钩(1)上端相接；打捞筒内部由上到下分别由上卡瓦(14)、中卡瓦(11)和下卡瓦(8)依次连接组成，三组卡瓦均为打捞夹持工具；上卡瓦(14)、中卡瓦(11)和下卡瓦(8)的空间布局为空间偏心结构，三组卡瓦均可沿锥形导向面滑动，各个锥形导向面上端和下端还设置有卡瓦限位器，当三组卡瓦沿锥形导向面向下滑动时，产生综合挤压作用力更好地夹持落鱼。

2.根据权利要求1所述的一种螺杆钻具三卡瓦偏心打捞筒，其特征在于，所述壁钩(1)为外扩型，外壁与垂线的外扩夹角为5度。

3.根据权利要求1所述的一种螺杆钻具三卡瓦偏心打捞筒，其特征在于，所述下卡瓦(8)为圆筒状篮状卡瓦，外部为完整的宽锯齿左旋螺纹，内部环空捞牙为多头左旋锯齿形螺牙(21)，下端开有下卡瓦键槽(6)，纵向开有等分胀缩槽(7)，共分为六个卡瓦牙块，夹角呈60度均匀分布。

4.根据权利要求3所述的一种螺杆钻具三卡瓦偏心打捞筒，其特征在于，所述下卡瓦(8)为内倾结构，上端偏向捞筒轴心，下端偏向捞筒壁，卡瓦轴心线(23)与水平面的夹角为85度，在沿下卡瓦锥形导向面(20)滑动时，卡瓦内环空轴线(24)始终垂直于水平面。

5.根据权利要求4所述的一种螺杆钻具三卡瓦偏心打捞筒，其特征在于，包括中卡瓦(11)与上卡瓦(14)，所述中卡瓦(11)、上卡瓦(14)的结构和所述下卡瓦(8)的结构相同。

6.根据权利要求5所述的一种螺杆钻具三卡瓦偏心打捞筒，其特征在于，所述下卡瓦(8)、中卡瓦(11)和上卡瓦(14)的空间布局为空间偏心结构，三组卡瓦内环空轴心的轴向投影点m、轴向投影点q和轴向投影点n始终共圆，圆心为捞筒轴心o，三组卡瓦内环空轴心投影点与捞筒轴心投影点的连线om、连线oq、连线on互成120度。

技术总结
本技术公开了一种螺杆钻具三卡瓦偏心打捞筒，它主要由壁钩、内锥面铣齿、下卡瓦、中卡瓦、上卡瓦、捞筒和安全接头组成。下卡瓦、中卡瓦和上卡瓦均为圆筒状篮状卡瓦，均为内倾结构，在沿锥形导向面滑动时，卡瓦内环空轴线始终垂直于水平面；下卡瓦、中卡瓦和上卡瓦的布局为空间偏心结构，三组卡瓦内环空轴心的轴向投影点共圆，圆心为捞筒轴心，三组卡瓦内环空轴心投影点与捞筒轴心投影点的连线互成120度。本技术适用于螺杆钻具外筒壳体脱扣和转子断裂抽芯事故的快速打捞，通过增加三个卡瓦的有效夹持面积，利用上卡瓦、中卡瓦和下卡瓦的偏心排布结构，实现以简单提拉方式产生更强的综合挤压夹持作用力，有效提升轻质落鱼的打捞成功率。

技术研发人员：麻坦
受保护的技术使用者：麻坦
技术研发日：20221218
技术公布日：2024/1/13