专利名称：水力倒扣器的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种石油井下倒扣打捞的水力倒扣器，主要用于石油井下倒扣打捞钻杆、套管和油管。
目前油田使用的机械式倒扣器是行星齿轮传动，由于外径尺寸所限，齿轮的模数很小，因此机械式倒扣器的缺点强度低，工作扭矩小(最大7.8kN.m)，不能倒钻杆扣和套管扣，其次，结构复杂难加工，造价高。
本实用新型的目的是提供一种水力倒扣器克服机械式倒扣器强度低、工作扭矩小、不能倒钻杆扣和套管扣的缺点，克服机械式倒扣器结构复杂、难加工、造价高的缺点。
本实用新型的目的是这样实现的设置上接头1和联接套8，分别装在缸筒5的上下两端，阀体2在缸筒5内，紧靠上接头1，换向阀3在阀体2内；设置一带控制杆4的活塞6，使控制杆4向上装在缸筒5内，它把缸筒5分为上腔26和下腔27，下腔27内装一回程弹簧7，用以上推活塞6，缸筒5下端设有通孔18，这就构成了活塞往复运动机构，当高压钻井液由上接头1进入时，换向阀3在下位置，高压钻井液通过阀体2上的配流孔20进入上腔26，推动活塞6向下作冲程运动，下腔27内的钻井液由下通孔18排出，当上控制槽19运动到控制孔21时，高压钻井液进入换向阀3的下侧，推动换向阀3向上移动到上端位置，此时，换向阀3关闭配流孔20，把配流孔20与上通孔17联通，此时，上腔26失去高压钻井液，于是，回程弹簧7推动活塞6往上运动，控制杆4把换向阀3下侧的钻井液封闭起来，进入回程，上腔26内的钻井液由配流孔20和上通孔17排出，下腔27内的真空由下通孔18进入钻井液补充。当下控制槽22向上运动到控制孔21时，由于换向阀3的自重作用向下运动挤出换向阀3下侧的钻井液，移动到下端位置，完成了回程。联接套8下端联下壳体13，下壳体13体内上装螺旋母11，下装转动套12，中心是活塞棒9，活塞棒9外园上有左旋键槽和直键槽23，螺旋母11内孔有左旋键24与活塞棒9上左旋键槽配合，转动套12内孔有直键与活塞棒9上的直键槽23配合，螺旋母11的外园上有4个偏心槽，每个槽内有一个滚柱10，活塞棒9向下运动时，滚柱10在偏心槽的浅侧卡住旋螺母11不能正转，此时螺旋母11的左旋键控制活塞棒9反转，所以活塞棒9又带动转动套12反转，这样便完成反转倒扣动作。当活塞棒9回程时，滚柱10靠偏心槽的深侧，滚柱10卡不住螺旋母11，因此活塞棒9上的左旋键槽带动螺旋母反转，活塞棒9只作回程运动，并不转动。
为克服落鱼在倒扣时的扭转变形力的影响，设置一上端有左向锯形齿的防退套14和弹簧15，二者都套装在转动套12上，转动套12下端装下接头16，它压缩弹簧15使之产生弹力上推防退套14使其上端的锯形齿与下壳体下端的锯形齿啮合，防退套14与转动套12用花键联接，保证防退套14与转动套12一起转动，但可上下滑动，因此当转动套12倒扣反转时，转动套12受倒扣落鱼扭转变形力的作用正转时，防退套14在弹簧15的推动下使上下锯形齿啮合，防止了转动套12的正转(上扣)。
由于利用高压钻井液驱动活塞6作冲程运动，采用大断面并带有大螺旋升角键槽的活塞棒9与螺旋母11、滚柱10构成回转机构，因此，该水力倒扣器结构简单，驱动力大，强度高，工作扭矩大(90kN.m)。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1 是本实用新型的实施例。
图2 是本实用新型实施例的往复运动机构。
图3 是
图1的A－A剖面。
图4 是本实用新型实施例的防退机构。
图中1.上接头2.阀体3.换向阀4.控制杆5.缸筒6.活塞7.回程弹簧8.联接套9.活塞棒10.滚柱11.螺旋母12.转动套13.下壳体14.防退套15.弹簧16.下接头17.上通孔18.下通孔19.上控制槽20.配流孔21.控制孔22.下控制槽23.直键槽24.螺旋键25.锯形齿26.上腔27.下腔。
图1中，活塞6上有一控制杆4，其上下两端各有一控制槽19和22，上下运动时控制换向阀3上下来回移动，换向阀3的往复改变位置，使上腔26交替地进入高压钻井液和排出钻井液，最终使活塞6产生往复运动。活塞6下端有活塞棒9，往下穿过螺旋母11，其外园上有2个左旋键槽和2个直键槽，分别与螺旋母11的左旋键24，和转动套12的直键相配合，螺旋母11的外园上有4个偏心槽，每个偏心槽内有一个滚柱10，其工作原理同超越离合器，滚柱10控制螺旋母11只反向转动，螺旋母11又控制活塞棒9反向转动，活塞棒9依次带动转动套12、下接头16反向转动。
转动套12的外部上装一防退套14，二者有花键配合，下装一弹簧15；防退套14上端是左向锯形齿，由弹簧15的弹力作用使其与下壳体13下端的锯形齿相啮合，转动套12反转时，上下锯形齿相对滑动，当对下接头施加一正转扭矩时，防退套14与下壳体13的锯形齿啮合阻止了防退套14、转动套12、下接头16正向转动。
上接头1、缸筒5、联接套8、转动套12、下壳体13、与下接头16均为40CrMnMo制成，控制杆4、活塞5、活塞棒9三者为一体和螺旋母11均为40GrNiMo制成。
图2a所示为本实用新型实施例的往复运动机构，活塞6冲程运动，从上部来的高压钻井液通过配流孔20进入上腔26，推动活塞6克服工作阻力和回程弹簧15的阻力开始冲程，下腔27的钻井液由下通孔18排出，当上控制槽19下行与控制孔21联通时，高压钻井液进入换向阀3的下侧，推动换向阀3向上移动到上侧位置，此时配流孔20被换向阀3关闭，活塞6停止冲程。
图2b所示为本实用新型实施例的往复运动机构活塞6回程运动，此时，上腔26失去了高压钻井液的作用，回程弹簧7就往上推动活塞6开始回程，换向阀3下侧的钻井液被控制杆4封闭起来，上腔26的钻井液通过配流孔20和上通孔17排出，下腔27的真空由下通孔18进入钻井液补充。当下控制槽22移动到把控制孔21与上腔26联通时，换向阀3受其自重作用下移，挤出其下侧原封闭的钻井液到下侧位置，下侧的钻井液由控制孔21与上腔26内的钻井液一起排出，此时，回程结束又开始冲程。
图3所示为本实用新型实施例的A－A剖面一反向转动机构，活塞棒9的外园上有2个左旋键槽和2个直键槽23，分别与螺旋母11的左旋键24和转动套12的直键相啮合，螺旋母11的外园上有4个弧形偏心槽，每个槽内有一个滚柱10，当活塞6冲程时，左旋键的作用，使滚柱10偏向偏心槽的浅侧，它立即卡住螺旋母11不能正转，活塞6继续冲程，螺旋母11的左旋键24控制活塞棒9反向转动。当活塞6回程时，由于活塞6的惯性作用，活塞棒9的左旋键槽又驱动螺旋母11作为反向转动，此时滚柱10偏向偏心槽的深侧，卡不住螺旋母11，因此螺旋母11反转而活塞不转动。当活塞连续作往复运动时，则转动套12，带动下接头16就不停地作脉动式的反向倒扣转动。
图4所示为本实用新型实施例的防退机构，活塞棒9外园上的2个直键槽与转动套12的2个直键相配合，转动套12外上装一防退套14，它与转动套12用花键联接，下装一弹簧15，防退套14上端有一圈左向锯形齿，与下壳体13下端的锯形齿25被弹簧15推动相啮合，下接头用螺纹联接在转动套12下端，且压缩弹簧15，因此，对防退套14产生一往上的弹性推力，当转动套12反向转动时，下壳体13下端的锯形齿25向下推动防退套14，使防退14的锯形齿与下壳体13下端的锯形齿25相对离开产生滑动，此类似棘轮机构，当转动套12停止转动时，防退套14上端的锯形齿立即与下壳体13下端的锯形齿25相啮合，当给转动套12一正向转动力矩，防退套14通过下壳体13的作用阻止住转动套12正向转动。
权利要求1.一种石油井下水力倒扣器，在缸筒5上端联接上接头1，下端联接联接套8，内部靠上接头1装一阀体2，阀体2内装一换向阀3，中间装一活塞6，下部装一回程弹簧7；活塞棒9向下穿过回程弹簧7，螺旋母11和转动套12，下壳体13上联联接套8，下端有锯形齿25，并把螺旋母11和转动套12固定在其内；防退套14上端的锯形齿与下壳体13下端的锯形齿相啮合，转动套12下端联接下接头，把弹簧15和防退套14固定在转动套12上，其特征是阀体2、换向阀3、缸筒5、控制杆4、回程弹簧7、控制活塞6作冲程和回程运动的控制机构和活塞棒9、螺旋母11、滚柱10控制活塞6反向转动的反转机构。控制杆4上下两端各有一控制槽19和22，缸筒5的下端有通孔18；螺旋母11的外园上有几个弧形偏心槽，内孔有左旋键24；活塞棒9的外园上有大螺旋升角左旋键槽和直键槽。
专利摘要一种石油井下水力倒扣器，主要用于石油井下倒扣打捞钻杆、套管和油管，它利用高压钻井液通过换向阀、控制杆上的上下控制槽和回程弹簧的作用，使活塞作上下往复运动；利用螺旋母和其外圆上的弧形偏心槽及其槽内的滚柱的作用，在活塞冲程时即产生强力反转运动，带动转动套和下接头一起反向转动，可产生足够大的倒扣扭矩；利用弹簧推压防退套使防退套的锯形齿与下壳体的锯形齿相啮合，防止倒开扣前落鱼扭转变形力作用造成上扣转动。该实用新型没有齿轮，较易制造，造价较低。
文档编号E21B31/12GK2126309SQ91224158
公开日1992年12月30日 申请日期1991年9月4日 优先权日1991年9月4日
发明者焦玉贞 申请人:焦玉贞