[發(fā)明專利]隨鉆堵漏短接裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710567680.9
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107227942B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭新超;李勇龍;張新文;徐少俊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團(tuán)有限公司;中國石油集團(tuán)西部鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B33/12
• 分類號: E21B33/12;E21B21/01
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標(biāo)事務(wù)所 65105
• 代理人: 周星瑩

1.一種隨鉆堵漏短接裝置，其特征在于包括外筒、下接頭、芯軸、滑套、上斜齒環(huán)、上彈簧、下斜齒環(huán)和下彈簧，外筒的下部內(nèi)側(cè)與下接頭的上部外側(cè)固定安裝在一起，外筒內(nèi)套裝有芯軸，芯軸的下部外側(cè)與下接頭的上部內(nèi)側(cè)固定安裝在一起，芯軸的上部外側(cè)套裝有位于外筒內(nèi)且能沿芯軸滑移的滑套；滑套包括由上至下依次連接在一起的上連接套、中連接套和下連接套，上連接套和下連接套的直徑均小于中連接套的直徑，上連接套的上部內(nèi)側(cè)設(shè)有位于芯軸上方的球座環(huán)臺，對應(yīng)球座環(huán)臺下方位置的上連接套上沿圓周分布有至少一個(gè)內(nèi)循環(huán)孔，對應(yīng)中連接套位置的外筒上沿圓周分布有至少一個(gè)外循環(huán)孔，對應(yīng)下連接套中部位置的外筒內(nèi)固定有擋塊；下連接套的中部外側(cè)套裝有位于擋塊上方的上斜齒環(huán)，上斜齒環(huán)的下部設(shè)有能相對擋塊旋轉(zhuǎn)并周期性產(chǎn)生短位移和長位移交替變化的上齒圈，對應(yīng)中連接套與上斜齒環(huán)之間位置的下連接套外側(cè)套裝有位于外筒內(nèi)的上彈簧；對應(yīng)擋塊下方位置的下連接套的下部外側(cè)與下斜齒環(huán)的上部內(nèi)側(cè)固定安裝在一起，下斜齒環(huán)的上部設(shè)有能驅(qū)動上斜齒環(huán)旋轉(zhuǎn)且能限位上斜齒環(huán)的下齒圈，對應(yīng)下斜齒環(huán)與下接頭之間位置的芯軸外側(cè)套裝有位于外筒內(nèi)的下彈簧；上齒圈包括上凹槽和雙連上棘齒，在上斜齒環(huán)下部沿圓周間隔均布有至少兩個(gè)上凹槽，每兩相鄰的上凹槽之間均設(shè)有雙連上棘齒，位于前側(cè)的雙連上棘齒包括的左立面、左坡面、右立面和右坡面，左立面和右立面均呈豎直狀，左坡面和右坡面均呈左低右高的傾斜狀，左立面的下端和與其相鄰的左坡面的左端連接在一起并形成雙連上棘齒的左上齒尖，右立面的下端和與其相鄰的右坡面的左端連接在一起并形成雙連上棘齒的右上齒尖，上凹槽的左右兩側(cè)面均為豎直面，上凹槽的左側(cè)面底端與對應(yīng)的右坡面頂端連接在一起，上凹槽的右側(cè)面的底端與對應(yīng)的左立面頂端連接在一起；下齒圈包括U形槽和V形槽，在下斜齒環(huán)的上部沿圓周交替均布有U形槽和V形槽，位于前側(cè)的U形槽的右部頂端和與之相鄰的V形槽的左部頂端連接在一起并形成左下齒尖，位于前側(cè)的V形槽的右部頂端和與之相鄰的U形槽的左部頂端連接在一起并形成右下齒尖；擋塊位于U形槽內(nèi)且與U形槽的右側(cè)面之間有間距，與所述U形槽對應(yīng)的左下齒尖位于雙連上棘齒的左上齒尖和右上齒尖之間，所述雙連上棘齒的左上齒尖位于擋塊的左方，每個(gè)U形槽的左側(cè)面均與相應(yīng)的左立面或右立面抵在一起，將隨鉆堵漏短接裝置連接在預(yù)設(shè)管串中，然后將其下入井內(nèi)進(jìn)行鉆井作業(yè)，其使用過程的循環(huán)周期包括以下四個(gè)階段：

1）第一階段：在初始狀態(tài)下，當(dāng)需要對井筒內(nèi)巖屑進(jìn)行高效的清理時(shí)，向管串內(nèi)投入憋壓球，憋壓球?qū)⒃诟邏毫黧w的作用下下行至球座環(huán)臺處，并推動滑套下行，從而帶動下斜齒環(huán)下行并壓縮上彈簧和下彈簧，下斜齒環(huán)在下行過程中下齒圈將會解除對上斜齒環(huán)的限位，此時(shí)上斜齒環(huán)將受到上彈簧的壓力而旋轉(zhuǎn)并相對擋塊產(chǎn)生短位移，且內(nèi)循環(huán)孔和外循環(huán)孔相連通，同時(shí)內(nèi)循環(huán)孔也與鉆具水眼聯(lián)通，此時(shí)同時(shí)在鉆井過程中進(jìn)行井眼的清理施工；

2）第二階段：當(dāng)不需要清洗作業(yè)時(shí)，降低施工壓力，上彈簧和下彈簧將會逐漸恢復(fù)形變，同時(shí)推動滑套上行，從而帶動下斜齒環(huán)上行，在該過程中，下齒圈將驅(qū)動上斜齒環(huán)旋轉(zhuǎn)一定角位移后實(shí)現(xiàn)對上斜齒環(huán)的限位，此時(shí)上斜齒環(huán)相對擋塊的位移將回復(fù)至初始狀態(tài)，在此較低施工壓力作用下，滑套將產(chǎn)生微量下行，由于上斜齒環(huán)的限位和外環(huán)套的設(shè)置，確保此壓力下滑套下行的極限位置為中連接套底面與外環(huán)套頂面相接觸，此時(shí)內(nèi)循環(huán)孔與外循環(huán)孔不通，進(jìn)行正常鉆井作業(yè)；

3）第三階段：當(dāng)需要封堵鉆具水眼進(jìn)行堵漏作業(yè)時(shí)，增大施工壓力，從而推動下斜齒環(huán)下行并解除下齒圈對上斜齒環(huán)的限位，此時(shí)上斜齒環(huán)將受到上彈簧的壓力而旋轉(zhuǎn)并相對擋塊產(chǎn)生長位移，此時(shí)芯軸將從滑套內(nèi)側(cè)封堵內(nèi)循環(huán)孔，外循環(huán)孔與和位于滑套上方外側(cè)的外筒內(nèi)腔連通，此時(shí)進(jìn)行不起鉆具的堵漏作業(yè)；

4）第四階段：當(dāng)堵漏施工結(jié)束，地面停止施加壓力，滑套在上彈簧和下彈簧的共同作用下上行，從而帶動下斜齒環(huán)上行，在該過程中，下齒圈將驅(qū)動上斜齒環(huán)旋轉(zhuǎn)一定角位移后實(shí)現(xiàn)對上斜齒環(huán)的限位，此時(shí)上斜齒環(huán)相對擋塊的位移將回復(fù)至初始狀態(tài)，滑套也恢復(fù)原位，繼續(xù)進(jìn)行正常鉆井和循環(huán)作業(yè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆堵漏短接裝置，其特征在于U形槽的數(shù)量與上凹槽的數(shù)量相同。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆堵漏短接裝置，其特征在于U形槽的數(shù)量是上凹槽數(shù)量的1.5倍。