[發明專利]一種螺桿鉆具專用打撈工具

無效

• 申請號: 201310006581.5
• 申請日: 2013-01-09
• 公開（公告）號: CN103015937A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 練章華;鄭建翔;張穎;陳世春;林鐵軍;丁亮亮;明鑫;陳新海
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B31/00
• 分類號: E21B31/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及石油井下打撈技術領域的一種螺桿鉆具專用打撈工具，特別是螺桿鉆具斷裂事故的打撈作業，該打撈工具也適合于打撈與螺桿鉆具外徑同樣尺寸范圍的其它井下管柱串的落物，該工具適用的井況為垂直井、定向井和水平井。

背景技術

目前，隨著鉆井技術的發展，即深井、超深井、水平井等的發展，螺桿鉆具是不可缺少的鉆具之一，但螺桿鉆具失效越來越嚴重，經常發生殼體連接脫扣以及殼體螺紋折斷等事故。一旦出現這些事故，鉆具組件落井形成落魚（落魚－石油行業專業術語，指井下落物），必須實施打撈作業，由于螺桿鉆具外形尺寸較大，且斷裂不規整，處理成本較高，成功率不大，每10起井下事故中通常有3-4起因打撈失敗而被迫填井側鉆，經濟損失較大。

目前，油田井下打撈工具很多，結構各不相同，其用途也不同，但針對螺桿鉆具斷裂事故的專用打撈工具還不具有通用性，因為螺桿鉆具有可能斷螺桿，有可能斷傳動軸，有可能斷螺桿鉆具外筒，也有可能這幾種情況同時斷裂，如果同時斷，那么可能螺桿或傳動軸會伸出鉆具外筒，造成了不同外徑的管串，這樣常規的打撈工具不能將這不同外徑尺寸的井下落物打撈出來，同時，如果是螺桿處斷裂，而螺桿的硬度和強度均非常高，不宜造扣打撈，而傳動軸在一定扭矩下容易轉動，也不宜造扣打撈，在此因素下，為了避開直接打撈螺桿或傳動軸，提出了將螺桿或傳動軸引入“延長筒”。實現對螺桿鉆具外緣造扣打撈。

專利ZL201020685630.4通過特殊引鞋將螺桿鉆具的螺桿或傳動軸引入延長筒，直到螺桿鉆具外筒進入特殊引鞋內錐體磨銑其外壁上的毛刺，并進入打撈筒內錐面造扣，然后上提鉆柱，實現打撈，但在油田現場實踐過程中發現，螺桿鉆具落魚較輕，可能出現落魚與鉆柱同步旋轉，使得錐面造扣困難，而且母錐體造扣使得造扣長度受到限制，為了解決此問題，通過大量的有限元數值模擬研究和理論研究，本發明研制和設計出了一種采用帶外錐面內直螺紋的卡瓦造扣組件，即使造不了扣，也可以實現卡瓦功能將螺桿鉆具卡住并打撈出來。由于外錐面的作用，在螺桿鉆具落魚自重作用下下行，卡瓦牙與落魚之間越卡越緊，實現打撈過程。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的不足，解決螺桿鉆具落魚，提供一種螺桿鉆具專用打撈工具。基于彈塑性接觸問題的有限元數值模擬研究、石油鉆井中鉆柱卡瓦技術和螺紋造扣技術，設計出了一種可以實現對螺桿鉆具落魚外緣造扣或自動卡緊和抱住落魚外緣而實現螺桿鉆具的打撈工具。

本發明的技術方案是：本發明一種螺桿鉆具專用打撈工具，主要由特殊引鞋、卡瓦造扣組件、三個固定鍵、彈簧、延長筒、轉換接頭和安全接頭組成。所述特殊引鞋由內錐面銑齒、錐形導向面、圓柱導向面以及被焊接在特殊引鞋上且互成120°的三個固定鍵組成。特殊引鞋的內錐面銑齒清理落魚毛刺，并規整魚頂，三個固定鍵只允許卡瓦造扣組件沿打撈工具軸向上行或下行，同時傳遞造扣扭矩。

所述卡瓦造扣組件由三個互成120°特殊的卡瓦造扣體組成，卡瓦造扣體由錐形引入面、錐形導向面、圓柱導向面、直螺紋扣、三個鍵槽、凹臺肩、突臺肩構成。錐形引入面在鉆壓和扭矩同時作用下，螺桿鉆具落魚沿此錐形引入面頂開卡瓦造扣組件的三片卡瓦造扣體，同時壓縮彈簧繼續上行至頂到延長筒的接頭端面為止，將螺桿鉆具落魚引入直螺紋扣進行造扣，實現造扣打撈落魚。

所述三個鍵槽只允許卡瓦造扣組件沿打撈工具軸向上行或下行，同時傳遞造扣扭矩。由于卡瓦造扣組件上采用凹臺肩和突臺肩的結構，其中任何一片卡瓦造扣體受軸向力作用，均能同步傳遞到另外兩片卡瓦造扣體上，能夠實現三片卡瓦造扣體同時上行或同時下行。

所述特殊引鞋將落魚引入卡瓦造扣組件并頂住錐形引入面，使三片卡瓦造扣體脫開特殊引鞋錐形導向面，沿三個固定鍵上行壓縮彈簧，落魚脹開卡瓦造扣組件繼續上行至頂到延長筒接頭端面為止，此時落魚已被卡瓦造扣組件造扣，并初步咬住抱緊，實現對落魚造扣，上提鉆柱，在彈簧力和落魚重力作用下，三片卡瓦造扣體抱緊落魚沿錐形面下行，鋒利的卡瓦牙咬入落魚實現螺桿鉆具打撈。

本發明優點是：

目前國內外無此結構的螺桿鉆具專用打撈工具，本發明是通過大量的有限元數值模擬研究、理論研究以及現場卡瓦應用技術和螺紋造扣技術的研究，研制和設計出了一種采用帶外錐面內直螺紋的卡瓦造扣組件，即使造不了扣，也可以實現卡瓦功能將螺桿鉆具卡住并打撈出來。由于外錐面的作用，在螺桿鉆具落魚自重作用下下行，卡瓦牙與落魚之間越卡越緊，實現打撈過程；該結構合理。

附圖說明

圖1是本發明一種螺桿鉆具專用打撈工具結構示意圖；

圖2是圖1中位置A局部放大示意圖；