丢手装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及油气田固井技术领域，尤其涉及一种用于井下的丢手装置。
【背景技术】
[0002]在固井过程中，丢手装置是旋转尾管悬挂器的关键部件之一。丢手装置能否顺利地将尾管送到井内的设计位置和能否在悬挂后顺利地丢手，以及能否在尾管入井和固井过程中顺利地旋转尾管，都是检验其性能的关键指标。
[0003]目前，现有的丢手装置都采用反扣正转丢手。该丢手装置在丢手时，需要通过正转钻具来带动丢手装置的螺母正转，从而解除其与尾管悬挂器之间的螺纹连接，实现丢手作业。该丢手装置在运送尾管悬挂器的过程中遇到阻碍后，就需要通过其促动尾管悬挂器旋转来消除阻碍，以便其能够把尾管悬挂器送达到设计位置。然而，这种旋转消阻的方法会导致丢手装置在还没有把尾管悬挂器送至设计位置就提前完成了丢手，使得后续的固井作业无法进行。
【发明内容】
[0004]为了解决上述部分或全部技术问题，本发明的目的是提供一种丢手装置，其可以有效地避免出现提前丢手。
[0005]本发明提供了一种丢手装置，包括:芯管组件，芯管组件包括中心管和设在中心管的上游端的管式接头，在管式接头的外周壁上设有传动件；套接在中心管和管式接头外并通过剪切构件固定于管式接头的第一外套，第一外套包括开设在周壁上的用于容纳传动件的促旋轨道孔；套在中心管外并通过插拔式促旋结构与第一外套对接的第二外套；用于阻止第二外套沿轴向脱离第一外套的卡接组件。其中，芯管组件构造成能够在外力的作用下促使剪切构件失效，并带动传动件沿第一外套的促旋轨道孔的走向运动，使得第二外套作用于卡接组件解除对第二外套的限制。
[0006]在一个实施例中，促旋轨道孔包括沿周向分布的弧形中间部，以及从弧形中间部的两端分别沿两个相反的轴向延伸的两个边部。
[0007]在一个实施例中，卡接组件包括:形成在中心管的外壁上的环形槽；设在中心管与第一外套之间的滑套，滑套包括滑套本体和多个从滑套本体上朝下游方向延伸的弹性颈部，以及设在弹性颈部的下游端处并用于与形成在第二外套的内壁上的卡接凹槽相配合的卡接凸起，其中在滑套本体与中心管之间设有容纳在滑套的内壁内的卡位环；设在管式接头与滑套之间的弹性件；设在中心管的下游端处设有用于支撑滑套的卡接凸起的支撑件。其中，滑套构造成能够被第二外套促动而带动卡位环进入到中心管的环形槽内，并且还能够在外力再次作用芯管组件而使中心管相对于第一和第二外套朝上游运动后，通过受限于环形槽内的卡位环来促使卡接凸起脱离支撑件和所述卡接凹槽。
[0008]在一个实施例中，在由滑套的弹性颈部和卡接凸起形成的整体与中心管之间形成了供该整体沿径向向内弯曲的接受空间。
[0009]在一个实施例中，该丢手装置还包括设在接受空间内的推动套，在推动套与中心管之间形成有用于促动推动套朝上游运动的憋压腔，中心管包括设在周壁上并与憋压腔连通的通孔。
[0010]在一个实施例中，推动套的轴向尺寸短于接受空间的轴向尺寸。
[0011]在一个实施例中，支撑件为套接在中心管的下游端的支撑套，支撑套具有用于支撑形成于滑套的卡接凸起的径向底端处的斜面的环状锥形面。
[0012]在一个实施例中，推动套通过剪钉固定在中心管外。
[0013]在一个实施例中，插拔式促旋结构包括从第一外套的外壁上沿径向向外延伸的第一齿组，以及形成于第二外套上并用于沿轴向插入到第一齿组内的第二齿组。
[0014]在一个实施例中，卡位环构造成当卡接凸起处于所述卡接凹槽内时，该卡位环到环形槽的距离大于促旋轨道孔的处于上游的所述边部和弧形中间部共占的轴向尺寸且小于促旋轨道孔所占的轴向尺寸。
[0015]在本申请中，所述上游定义为靠近井口的方向，而下游定义为远离井口的方向。此夕卜，在没有任何限定和说明的情况下，所述轴向和径向分别指芯管组件的轴向和径向。
[0016]根据本发明的丢手装置，通过传动件与促旋轨道孔的相互配合以及剪切构件的作用，实现了芯管组件带动第一外套的转动，又通过插拔式促旋结构实现了第一与第二外套的同步旋转，由此可以有效地消除运送尾管悬挂器时所遇到的阻碍。另外，根据本发明的丢手装置采用了液压式和机动式两种丢手方式，使得了丢手作业的执行变得更加可靠安全，更程度地避免了因丢手失败而导致的油井作废。
[0017]根据本发明的丢手装置的结构简单紧凑、加工方便、组装容易、实用安全高效，从而便于推广应用。
【附图说明】
[0018]在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中:
[0019]图1为根据本发明的丢手装置的立体图；
[0020]图2为根据本发明的丢手装置的轴向剖视图；
[0021]图3显示了根据本发明的丢手装置的第一外套；以及
[0022]图4显示了根据本发明的丢手装置的滑套。
[0023]在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
【具体实施方式】
[0024]下面将结合附图对本发明作进一步说明。
[0025]根据本发明的丢手装置的主要用途是把尾管悬挂器送入到设定位置后丢掉。如图1和2所示，根据本发明的丢手装置10包括芯管组件2。该芯管组件2包括中心管201以及分别设置在中心管201的两端的管式接头202和支撑件203。优选地，管式接头202和支撑件203分别通过螺纹结构套接在中心管201的上游端和下游端外。管式接头202包括设在其本体的外壁上的传动件201a。该传动件201a优选为销钉，例如通过螺纹结构固定在管式接头202的本体内。
[0026]根据本发明，该丢手装置10还包括套接在由中心管201和管式接头202形成的管体外的第一外套3。第一外套3通过剪切构件5固定于管式接头202。剪切构件5优选为沿径向依次穿过第一外套3和管式接头202的剪钉。第一外套3包括开设在周壁上的促旋轨道孔301。其中，第一外套3能够在套接于芯管组件2后把传动件201a布置到促旋轨道孔301内。在该丢手装置10运送尾管悬挂器的过程中遇到阻碍后，可以通过外力、例如钻具来旋转芯管组件2消除阻碍，在这过程中，中心管201和管式接头202形成的管体能够通过传动件201a与促旋轨道孔301的相互作用来促使第一外套3带动第二外套4 (下面进行详述)做同步旋转，从而消除运送尾管悬挂器时遇到的阻碍。
[0027]为了避免旋转过程中出现提前丢手的问题，促旋轨道孔301可构造成Z或S形孔。在图3所示的实施例中，该促旋轨道孔301大致构造成了 Z形孔，其包括沿周向分布的弧形中间部301b，以及从弧形中间部301b的两端处沿相反的两个轴向方向延伸的两个边部301ao
[0028]根据本发明，该丢手装置10可还包括套在中心管201外并通过插拔式促旋结构与第一外套3相连的第二外套4。在一个实施例中，插拔式促旋结构包括从第一外套的外壁上沿径向向外延伸的第一齿组303，以及形成于第二外套上并用于沿轴向插入到第一齿组401内的第二齿组。此外，插拔式促旋结构也选择为类似于花键式结构或内外啮合的齿形结构。该插拔式促旋结构不仅可以实现第一外套3与第二外套4的同步旋转，而且可以允许第二外套4沿轴向方向脱离第一外套3，以便实现丢手作业。
[0029]为了能够有效地控制第二外套4的脱离，丢手装置10还包括卡接组件6。卡接组件6用于阻止第二外套4沿轴向脱离第一外套3。当芯管组件2被外力作用而促使剪切构件5失效时，其将带动传动件201a沿促旋轨道孔301的走向(例如Z形)运动，使得第二外套4促使卡接组件6解除对第二外套4的限制，从而允许第二外套4沿轴向脱离第一外套3，实现丢手作业。
[0030]根据本发明，卡接组件6包括设在中心管201与第一外套3之间的滑套601。如图4所示，滑套601包括滑套本体601a和多个从滑套本体601a上朝下游方向延伸的弹性颈部601b，以及设置在各弹性颈部601b的下游端的卡接凸起601c。滑套601可由刚性材料制成。其中，卡接凸起601c优选地构造成其轴向截面图为扇形或梯形。
[0031]在该实施例中，第二外套4包括开设在内壁上的卡接凹槽402。卡接凹槽402能够允许卡接凸起601c进入，并建立起卡接关系。也就是说，卡接组件6的卡接凸起601c在进入到卡接凹槽402内后能够卡接住第二外套4。在由弹性颈部601b和卡接凸起601c形成的整体与中心管201之间形成了大致环形的接受空间606。接受空间606可供由弹性颈部601b和卡接凸起601c形成的整体沿径向向内弯曲，以便解除卡接凸起601c与卡接凹槽402之间的卡接关系。
[0032]卡接组件6还包括形成在中心管201的外壁上的环形槽602，以及设在滑套本体601a与中心管201之间的卡位环603。该卡位环603优选为由弹簧钢制成的弹性套圈，其例如设置在滑套601的内壁的凹槽内，使得滑套601可以带动卡位环603在中心管201的外壁上沿轴向来回移动。为了方便卡位环603的安装，滑套601可构造成能够彼此拆分的两部分。
[0033]另外，卡接组件