[發明專利]一種提高井完整性的鉆井事故處理裝置

有效

• 申請號: 202210220959.0
• 申請日: 2022-03-08
• 公開（公告）號: CN114562228B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 湯歷平;陽杰;馬天壽
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B31/20
• 分類號: E21B31/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種提高井完整性的鉆井事故處理裝置，其特征在于，包括接頭(1)、壓動活塞(3)、外殼(6)、卡瓦(8)和芯軸(9)；所述接頭(1)包括管柱連接扣(1a)、接頭鍵槽(1b)、支撐臺階(1c)、接頭銷釘孔(1d)、下端扣(1e)和行程銷釘安裝孔(1f)；所述壓動活塞(3)包括密封圈槽(3a)、行程銷釘槽(3b)、定位銷槽(3c)和控制鉤(3d)；所述外殼(6)包括外殼鍵槽(6a)、外殼銷釘孔(6b)、外殼臺階(6c)、外殼滾珠槽(6d)和滾珠安裝孔(6e)；所述卡瓦(8)包括卡瓦滾珠槽(8a)、卡瓦齒(8b)和軸向槽(8c)；所述芯軸(9)包括控制槽(9a)、芯軸連接扣(9b)和斜錐面(9c)；所述接頭(1)的管柱連接扣(1a)與事故處理裝置上端的管柱連接，接頭(1)的下端扣(1e)與芯軸(9)的芯軸連接扣(9b)通過螺紋連接；所述接頭銷釘孔(1d)和定位銷槽(3c)內設有定位銷(4)，定位銷(4)的臺階與支撐臺階(1c)間設有銷釘彈簧(12)；所述接頭鍵槽(1b)和外殼鍵槽(6a)內設有平鍵(2)，用于限制接頭(1)與外殼(6)間的相對轉動，同時確保外殼銷釘孔(6b)與接頭銷釘孔(1d)對齊；所述控制鉤(3d)包括控制鉤主桿(3m)、控制鉤輔桿(3n)和控制頭(3s)，控制鉤主桿(3m)和控制鉤輔桿(3n)呈V字形，控制頭(3s)設于控制鉤輔桿(3n)的端部；所述控制鉤主桿(3m)的一端固定在壓動活塞(3)上，控制鉤(3d)在工作時位于控制槽(9a)內；所述控制槽(9a)包括控制槽底面(9k)、控制槽側面(9s)、限位凹槽(9m)、限位凸臺(9r)和控制槽斜面(9n)；當開啟泥漿泵時，鉆柱內的流體驅動壓動活塞(3)向下移動，將定位銷(4)擠出定位銷槽(3c)，定位銷(4)壓縮銷釘彈簧(12)并進入外殼銷釘孔(6b)，此時復位彈簧(11)受壓，控制頭(3s)沿控制槽斜面(9n)越過限位凸臺(9r)掉入限位凹槽(9m)，控制頭(3s)的端面被限位凸臺(9r)臺階面約束從而限制壓動活塞(3)向上移動，在此過程中由于定位銷(4)對接頭銷釘孔(1d)和外殼銷釘孔(6b)的限制使卡瓦(8)與芯軸(9)無法相對移動；當關閉泥漿泵后再次開啟時，控制頭(3s)沿著限位凹槽(9m)的斜面滑出限位凹槽(9m)，控制鉤輔桿(3n)向控制鉤主桿(3m)靠攏即控制鉤主桿(3m)和控制鉤輔桿(3n)間的V字形開口變小，待泥漿平穩流動后壓動活塞(3)將在復位彈簧(11)的驅動下向上移動，控制頭(3s)則沿控制槽側面(9s)向控制槽斜面(9n)滑動，當控制頭(3s)滑過限位凸臺(9r)時將在控制鉤(3d)彈力作用下移至控制槽斜面(9n)旁的空間即控制鉤主桿(3m)和控制鉤輔桿(3n)間的V字形開口變大，在此過程中定位銷(4)在銷釘彈簧(12)作用下重新進入定位銷槽(3c)。

2.根據權利要求1所述的一種提高井完整性的鉆井事故處理裝置，其特征在于，所述外殼(6)與卡瓦(8)通過滾珠(10)連接，滾珠(10)通過滾珠安裝孔(6e)塞入外殼滾珠槽(6d)和卡瓦滾珠槽(8a)，堵絲(7)通過螺紋安裝于滾珠安裝孔(6e)內用于防止滾珠(10)脫落；所述外殼臺階(6c)上設有滑套(5)，避免泥砂進入外殼銷釘孔(6b)。

3.根據權利要求1所述的一種提高井完整性的鉆井事故處理裝置，其特征在于，所述卡瓦(8)的下端設有軸向槽(8c)，從而將卡瓦(8)下端切割為多瓣卡瓦齒(8b)；所述卡瓦(8)下端內壁呈喇叭狀，與芯軸(9)的斜錐面(9c)配合。

4.根據權利要求1所述的一種提高井完整性的鉆井事故處理裝置，其特征在于，所述壓動活塞(3)與芯軸(9)間設有復位彈簧(11)。

5.根據權利要求1所述的一種提高井完整性的鉆井事故處理裝置，其特征在于，所述接頭(1)內壁與壓動活塞(3)外壁間的密封圈槽(3a)內設有密封圈(13)。

6.根據權利要求1所述的一種提高井完整性的鉆井事故處理裝置，其特征在于，所述行程銷釘(14)的一端安裝于行程銷釘安裝孔(1f)內，另一端插入行程銷釘槽(3b)內，行程銷釘槽(3b)呈長條形。

7.根據權利要求1所述的一種提高井完整性的鉆井事故處理裝置，其特征在于，當油氣井筒內出現落魚事故時，下入所述的事故處理裝置，芯軸(9)首先進入落魚內，卡瓦齒(8b)在芯軸(9)導向作用下與落魚內壁接觸，卡瓦(8)下端設置的軸向槽(8c)使卡瓦齒(8b)具有彈性并咬緊落魚內壁，此時上提管柱，接頭(1)及芯軸(9)隨管柱向上運動，卡瓦(8)被落魚約束并相對芯軸(9)向下移動，斜錐面(9c)作用于卡瓦(8)下端的喇叭狀內壁，使卡瓦齒(8b)外徑變大并增大與落魚間的咬緊力，將落魚隨管柱上提并從井中取出；當本事故處理裝置在咬緊落魚，但落魚被卡太緊而無法上提時則下放管柱，接頭(1)及芯軸(9)隨管柱向下微幅移動，外殼(6)和卡瓦(8)相對于芯軸(9)向上移動，卡瓦齒(8b)收縮并與落魚脫離，開啟泥漿泵，泥漿憋壓將壓動活塞(3)下壓，定位銷(4)壓縮銷釘彈簧(12)并進入外殼銷釘孔(6b)，使接頭(1)和外殼(6)無法相對移動，此時控制頭(3s)沿控制槽斜面(9n)越過限位凸臺(9r)掉入限位凹槽(9m)，控制頭(3s)的端面被限位凸臺(9r)臺階面約束從而限制壓動活塞(3)向上移動，此過程中行程銷釘(14)可限制壓動活塞(3)的行程，在這一狀態上提管柱則可防止落魚將所述事故處理裝置卡住。