一种钻井防碰工具的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及采油装置技术领域，特别涉及石油钻井作业中的钻井防碰工具。
【背景技术】
[0002]目前，大多数陆上油田开发进入中后期，丛式井组和老区加密井越来越多，钻井防碰事故时有发生，给油田开发带来巨大的损失，目前所采用的防碰技术，主要可分为两类，即主动防碰技术和计算防碰技术。主动防碰技术主要依靠声波、电磁波等技术主动探测邻井的套管距离，达到防碰目的，而计算防碰技术主要依靠软件对井眼轨迹进行描述，计算与邻井的距离，从而调整所钻井的井眼轨迹。主动防碰技术受地层影响比较大，如声波探测技术，在钻进过程中，钻头及钻杆都发出各种频段的声波，干扰信号声波的接收和分析，电磁波探测防碰技术，受地磁场干扰，同时，在钻进过程中，目标井中的探测仪器需要不停变换井深，且不能保证所有防碰井都下入探测仪器。这些问题影响了主动防碰技术的可靠性。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型针对现有的钻井防碰技术中存在的上述问题，提供一种能够在钻井作业中快捷有效的避免与邻井发生碰撞钻井防碰工具。
[0004]本实用新型的目的是这样实现的，一种钻井防碰工具，包括上接头、中接头和下接头，所述上接头下端内螺纹连接中接头，所述中接头下端固定连接中空的悬挂球，所述悬挂球的球头上侧和下侧分别球面配合设有同外径的环形压盖和中空的球座，所述压盖与球座固定连接，所述球座下端伸入下接头内并与下接头螺纹连接，所述压盖和球座的外壁与上接头和下接头内壁形成一环空，所述环空内配合设有传扭套，所述传扭套外壁分别与上接头和下接头对应端的内壁滑动密封配合，所述传扭套外周设有外凸的键，所述上接头和下接头与键的对应位置分别设有与键滑动配合的键槽，所述传扭套内壁与压盖和球座外壁滑动密封配合，并且传扭套滑至键槽下限位置处与球座之间通过剪切销钉固定，所述球座和下接头的螺纹连接段分别通过相互密封抵靠的台阶面过渡，所述传扭套下端面与台阶面之间的下接头与球座的环空形成密封油腔，所述上接头、中接头、悬挂球、球座与下接头的中心设有上下贯通的中心通道，所述球座侧向设有用于连通中心通道与密封油腔的径向进油孔，所述球座内设有与径向进油孔垂直相交的轴向孔，所述轴向孔内设有用于密封径向进油孔的密封体，所述密封体上侧的轴向内设有压缩弹簧，所述密封体下侧的轴向孔内设有磁感应发热自融元件，所述磁感应发热自融元件感应邻近钻井的磁场后自融，密封体在压缩弹簧弹力作用下移，径向进油孔打开。
[0005]本实用新型的钻井防碰工具，上接头上端用于与钻杆连接，下接头下端用于与钻头连接，悬挂球用于悬挂连接上接头和下接头，传扭套通过键将上接头转动时的扭矩传递给下接头，从而带动钻头转动进行钻进；正常钻井时，钻杆旋转，带动上接头、中接头、悬挂球转动，同时上接头也通过传扭套上的键带动传扭套及下接头和钻头转动，并将钻杆的驱动扭矩通过传扭套传递给下接头和钻头，实现正常钻井工作；当钻杆靠近邻井一定距离时，磁场增强，磁感应发热自融元件利用线圈切割磁力线产生的电流随磁场增大而增大的特点，当钻井防碰工具逐渐靠近邻井时，电流逐渐增大，磁感应发热自融元件不断发热，并快速融化，让出自身所占的轴向孔空间，密封体在压缩弹簧的作用下向下移，打开径向通道，使中心通道内的钻井液进入密封油腔，密封油腔内的压力作用在传扭套的端面并且逐渐增大，使传扭套剪断剪切销钉向上移动，直到传扭套上的键与下接头上的键槽分离断开扭矩传递，下接头及钻头停止转动，此时，地面扭矩仪显示归零，及时发现地下异常停止作业，从而达到防碰的目的。因此，本实用新型的钻井防碰工具具有如下有益效果:
[0006]I)结构简单，安装方便，成本低，不影响钻井施工；
[0007]2)在钻井过程中，受钻井施工影响小；
[0008]3)结构简单紧凑，能够及时快捷防止碰管事故发生。
[0009]为便于压盖与球座固定连接，所述压盖与球座的连接端端面对接并通过周向设置的若干螺栓固定。
[0010]所述悬挂球上侧设有中通的球柄，所述球柄与中接头通过螺纹固定连接，本结构一是为了保证钻井液能顺利通过本工具，钻井过程中循环正常，二是便于悬挂球与中接头的固定连接。
[0011]为便于传扭套内外壁的密封，所述传扭套的内壁和外壁的密封配合面上分别设有若干密封圈。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的钻井防碰工具正常钻井状态的结构示意图。
[0013]图2为本实用新型的钻井防碰工具遇邻井后剪切销钉剪断传扭套上移打开径向进油孔状态的结构示意图
[0014]其中，I上接头；2中接头；3悬挂球；3A球柄；4压盖；5传扭套；6剪切销钉；7球座；8压缩弹簧；9密封体；10密封油腔；11磁感应发热自融元件；12径向进油孔；13下接头；14键；15键槽。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，为本实用新型的钻井防碰工具，包括上接头1、中接头2和下接头13，上接头I下端内螺纹连接中接头2，中接头2下端通过内螺纹与中空的悬挂球3上端的球柄3A固定连接，悬挂球3的球头上侧和下侧分别球面配合设有同外径的环形压盖4和中空的球座7，压盖4与球座7的连接端端面对接并通过周向设置的若干螺栓固定，球座7下端伸入下接头13内并与下接头13螺纹连接，压盖4和球座7的外壁与上接头I和下接头13内壁形成一环空，环空内配合设有传扭套5，传扭套5外壁分别与上接头I和下接头13对应端的内壁滑动密封配合，并且传扭套5的内外配合面上分别设有若干道密封圈，传扭套5外周设有外凸的键14，上接头I和下接头13与键14的对应位置分别设有与键14滑动配合的键槽15，传扭套5内壁与压盖4和球座7外壁滑动密封配合，并且传扭套5滑至键槽15下限位置处与球座7之间通过剪切销钉6固定，球座7和下接头13的螺纹连接段分别通过相互密封抵靠的台阶面过渡，传扭套5下端面与台阶面之间的下接头13与球座7的环空形成密封油腔10，上接头1、中接头2、悬挂球3、球座7与下接头13的中心设有上下贯通的中心通道，球座7侧向设有用于连通中心通道与密封油腔10的径向进油孔12，球座7内设有与径向进油孔12垂直相交的轴向孔，轴向孔内设有用于密封径向进油孔12的密封体9，密封体9上侧的轴向孔内设有压缩弹簧8，密封体9下侧的轴向孔内设有磁感应发热自融元件，11磁感应发热自融元件11感应邻近钻井的磁场后自融，密封体在压缩弹簧8弹力作用下移，径向进油孔打开。
[0016]本实用新型的钻井防碰工具，上接头I上端用于与钻杆连接，下接头13下端用于与钻头连接，悬挂球3用于悬挂连接上接头I和下接头13，传扭套5通过键14将上接头I转动时的扭矩传递给下接头13，从而带动钻头转动进行钻进；正常钻井时，钻杆旋转，带动上接头1、中接头2、悬挂球3转动，同时上接头I也通过传扭套5上的键14带动传扭套5及下接头13和钻头转动，并将钻杆的驱动扭矩通过传扭套5传递给下接头13和钻头，实现正常钻井工作；当钻杆靠近邻井一定距离时，磁场增强，磁感应发热自融元件11利用线圈切割磁力线产生的电流随磁场增大而增大的特点，当钻井防碰工具逐渐靠近邻井时，电流逐渐增大，磁感应发热自融元件11不断发热，并快速融化，让出自身所占的轴向孔空间，密封体11在压缩弹簧8的作用下向下移，打开径向通道12，如图2所示，中心通道内的钻井液进入密封油腔10，密封油腔10内的压力作用在传扭套5的端面并且逐渐增大，使传扭套5剪断剪切销钉6向上移动，直到传扭套5上的键14与下接头13上的键槽分离断开扭矩传递，下接头13及钻头停止转动，此时，地面扭矩仪显示归零，及时发现地下异常停止作业，从而达到防碰的目的。
【主权项】
1.一种钻井防碰工具，包括上接头、中接头和下接头，其特征在于:所述上接头下端内螺纹连接中接头，所述中接头下端固定连接中空的悬挂球，所述悬挂球的球头上侧和下侧分别球面配合设有同外径的环形压盖和中空的球座，所述压盖与球座固定连接，所述球座下端伸入下接头内并与下接头螺纹连接，所述压盖和球座的外壁与上接头和下接头内壁形成一环空，所述环空内配合设有传扭套，所述传扭套外壁分别与上接头和下接头对应端的内壁滑动密封配合，所述传扭套外周设有外凸的键，所述上接头和下接头与键的对应位置分别设有与键滑动配合的键槽，所述传扭套内壁与压盖和球座外壁滑动密封配合，并且传扭套滑至键槽下限位置处与球座之间通过剪切销钉固定，所述球座和下接头的螺纹连接段分别通过相互密封抵靠的台阶面过渡，所述传扭套下端面与台阶面之间的下接头与球座的环空形成密封油腔，所述上接头、中接头、悬挂球、球座与下接头的中心设有上下贯通的中心通道，所述球座侧向设有用于连通中心通道与密封油腔的径向进油孔，所述球座内设有与径向进油孔垂直相交的轴向孔，所述轴向孔内设有用于密封径向进油孔的密封体，所述密封体上侧的轴向孔内设有压缩弹簧，所述密封体下侧的轴向孔内设有磁感应发热自融元件，所述磁感应发热自融元件自融后密封体在压缩弹簧弹力作用下移，径向进油孔打开。
2.根据权利要求1所述的钻井防碰工具，其特征在于，所述压盖与球座的连接端端面对接并通过周向设置的若干螺栓固定。
3.根据权利要求1所述的钻井防碰工具，其特征在于，所述悬挂球上侧设有中通的球柄，所述球柄与中接头通过螺纹固定连接。
4.根据权利要求1所述的钻井防碰工具，其特征在于，所述传扭套的内壁和外壁的密封配合面上分别设有若干密封圈。
【专利摘要】本实用新型涉及采油装置技术领域一种钻井防碰工具，包括上接头、中接头和下接头，上接头下端连接中接头，中接头下端连接悬挂球，悬挂球的球头上侧和下侧分别球面配合设有压盖和球座，球座下端与下接头内螺纹连接，压盖和球座的外壁与上接头和下接头内壁形成的环空密封配合设有传扭套，传扭套外周设有外凸的键，上接头和下接头的对应位置分别设有与键滑动配合的键槽，传扭套滑至键槽下限位置处与球座之间通过剪切销钉固定，传扭套下端面与下接头和球座之间形成密封油腔，球座侧向设有用于连密封油腔的径向进油孔，球座内设有与径向进油孔垂直相交的轴向孔，轴向孔内设有密封体，密封体上侧设有压缩弹簧，密封体下侧设有磁感应发热自融元件。
【IPC分类】E21B44-00
【公开号】CN204344102
【申请号】CN201420733654
【发明人】孙鑫, 陈碧波, 施智玲, 窦正道
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月1日