基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，下套管裝置包括鎖定總成，鎖定總成包括鎖定芯軸、卡瓦、上凸輪套、下凸輪套，鎖定芯軸具有沿軸向貫穿的中心孔，鎖定芯軸的上端能與頂驅(qū)相連接；卡瓦套設(shè)在鎖定芯軸外部，在卡瓦外部套設(shè)有套管；上凸輪套套接在鎖定芯軸外部；下凸輪套套設(shè)在鎖定芯軸外部，下凸輪套位于上凸輪套下方并且與卡瓦相連接；上凸輪套下端設(shè)有上凸輪，上凸輪下端設(shè)有上卡鉤；下凸輪套上端設(shè)有下凸輪，下凸輪上端設(shè)有能與上卡鉤相咬合的下卡鉤。本實(shí)用新型的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置采用機(jī)械驅(qū)動(dòng)，與液壓驅(qū)動(dòng)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)易、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是關(guān)于石油天然氣鉆井領(lǐng)域，尤其涉及一種用于下套管作業(yè)的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]頂驅(qū)作為一種先進(jìn)裝備已經(jīng)廣泛應(yīng)用于石油鉆機(jī)，頂驅(qū)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在鉆柱的聞效鉆進(jìn)及有效解決鉆進(jìn)事故等方面。隨著鉆井裝備技術(shù)的發(fā)展，頂驅(qū)的功能也在不斷拓展。目前，相關(guān)科研單位已經(jīng)研發(fā)了頂驅(qū)下套管裝置，其可通過(guò)頂驅(qū)實(shí)現(xiàn)套管的旋扣、隨時(shí)循環(huán)泥漿等功能，大大提高了套管的下放效率。
[0003]常用的頂驅(qū)下套管裝置采用液壓驅(qū)動(dòng)，存在以下不足:
[0004]1、液壓油容易泄漏，泄漏后會(huì)污染環(huán)境，液壓油受環(huán)境因素影響(如溫度等)較大；
[0005]2、液壓管路及配套部件多(如液壓控制閥、液壓管線及液壓泵等);
[0006]3、系統(tǒng)可靠性較差，例如，液壓頂驅(qū)下套管裝置需要在長(zhǎng)時(shí)間液壓作用下工作，造成密封件可靠性相對(duì)較差，如旋轉(zhuǎn)密封；
[0007]4、安裝拆卸時(shí)間較長(zhǎng)，不易維護(hù)。
[0008]為解決現(xiàn)有頂驅(qū)下套管裝置存在的上述缺陷，有必要設(shè)計(jì)一種完全機(jī)械驅(qū)動(dòng)的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]本實(shí)用新型的目的是提供一種基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，以解決現(xiàn)有的液壓驅(qū)動(dòng)頂驅(qū)下套管裝置存在的上述缺陷。
[0010]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提出一種基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，包括鎖定總成，所述鎖定總成包括:鎖定芯軸，具有沿軸向貫穿的中心孔；卡瓦，套設(shè)在所述鎖定芯軸外部，在所述卡瓦外部套設(shè)套管；上凸輪套，套接在所述鎖定芯軸外部；下凸輪套，套設(shè)在所述鎖定芯軸外部，所述下凸輪套位于所述上凸輪套下方并且與所述卡瓦相連接；其中，
[0011]所述上凸輪套與所述下凸輪套通過(guò)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鎖扣狀態(tài)和脫扣狀態(tài)的切換；在鎖扣狀態(tài)，所述上凸輪套與所述下凸輪套形成軸向上的卡接；在脫扣狀態(tài)，所述上凸輪套與所述下凸輪套脫離所述軸向上的卡接，形成軸向鎖死和周向上的單向鎖死，所述卡瓦卡緊所述套管。
[0012]如上所述的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，其中，所述上凸輪套下端設(shè)有上凸輪，所述上凸輪下端設(shè)有上卡鉤；所述下凸輪套上端設(shè)有下凸輪，所述下凸輪上端設(shè)有能與所述上卡鉤相咬合的下卡鉤；在鎖扣狀態(tài)，所述上凸輪套與所述下凸輪套通過(guò)所述上卡鉤和所述下卡鉤的咬合形成軸向上的卡接；在脫扣狀態(tài)，所述上卡鉤與所述下卡鉤脫離咬合，并且所述上凸輪的底面與所述下卡鉤形成軸向鎖死和周向上的單向鎖死。
[0013]如上所述的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，其中，所述上凸輪上還設(shè)有與所述上卡鉤連接的旋扣斜面，所述旋扣斜面位于所述上凸輪的底面，所述上卡鉤的底部端面還設(shè)有卸扣斜面；所述下凸輪的頂面還設(shè)有導(dǎo)向斜面，所述導(dǎo)向斜面斜向延伸到所述下卡鉤的下部；所述下卡鉤的頂端具有分別向兩側(cè)傾斜的能與所述旋扣斜面單向鎖死的旋扣鎖定斜面和能與所述卸扣斜面單向鎖死的卸扣鎖定斜面；
[0014]在鎖扣狀態(tài)，所述上卡鉤與所述下卡鉤相咬合，且所述導(dǎo)向斜面與所述卸扣斜面相貼合；
[0015]在脫扣狀態(tài)，所述上卡鉤與所述下卡鉤脫離咬合，所述旋扣斜面能與所述旋扣鎖定斜面單向鎖死，所述卸扣斜面能與所述卸扣鎖定斜面單向鎖死。
[0016]如上所述的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，其中，所述上凸輪及所述旋扣斜面為弧形，且均沿所述上凸輪套的圓周方向延伸，所述旋扣斜面沿逆時(shí)針?lè)较蛑饾u向下傾斜，所述上卡鉤連接在所述旋扣斜面的最低端，且所述上卡鉤向所述上凸輪套的內(nèi)側(cè)彎折；
[0017]所述下凸輪為弧形，且沿所述下凸輪套的圓周方向延伸，所述導(dǎo)向斜面由所述下凸輪底端沿逆時(shí)針?lè)较蛐毕蛏蟽A斜至所述下卡鉤下部，所述旋扣鎖定斜面由所述下卡鉤頂端向右斜下方傾斜，所述卸扣鎖定斜面由所述下卡鉤頂端向左斜下方傾斜。
[0018]如上所述的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，其中，所述上凸輪為兩個(gè)且通過(guò)兩個(gè)上豁口間隔設(shè)置，所述下凸輪為兩個(gè)且通過(guò)兩個(gè)下豁口間隔設(shè)置；
[0019]在鎖扣狀態(tài)，所述下凸輪伸入兩個(gè)所述上凸輪之間的上豁口內(nèi)，所述上凸輪伸入兩個(gè)所述下凸輪之間的下豁口內(nèi)，設(shè)于所述上凸輪上的兩個(gè)所述上卡鉤對(duì)應(yīng)與設(shè)于所述下凸輪上的兩個(gè)所述下卡鉤相咬合；
[0020]在脫扣狀態(tài)，所述下卡鉤與第一個(gè)所述上凸輪的底面相鎖定，或所述下卡鉤與第二個(gè)所述上凸輪的底面相鎖定。
[0021]如上所述的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，其中，所述上凸輪套與所述下凸輪套之間壓緊有彈簧；
[0022]在鎖扣狀態(tài)，所述彈簧處于壓縮狀態(tài)，且所述上凸輪套與所述下凸輪套通過(guò)所述彈簧實(shí)現(xiàn)軸向上的卡接。
[0023]如上所述的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，其中，所述鎖定芯軸上端套設(shè)有上連接套，所述上連接套連接在所述上凸輪套上方，所述彈簧套設(shè)于所述上凸輪套和所述下凸輪套的外部，且所述彈簧壓緊在所述上連接套與所述下凸輪套之間。
[0024]如上所述的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，其中，所述鎖定芯軸與所述卡瓦之間套設(shè)有卡瓦座，所述卡瓦座與所述卡瓦固定連接，所述卡瓦座上方連接有卡瓦套，所述卡瓦套連接在所述下凸輪套下方，所述彈簧壓緊在所述上連接套與所述卡瓦套之間。
[0025]如上所述的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，其中，所述鎖定芯軸的下端具有錐形外壁面，所述錐形外壁面的外徑由上至下逐漸增大，所述卡瓦座具有與所述錐形外壁面相配合的錐形內(nèi)壁面，且所述錐形內(nèi)壁面的內(nèi)徑由上至下逐漸增大。
[0026]如上所述的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，其中，所述彈簧外部套設(shè)有外套，所述外套外部套設(shè)有阻擋環(huán)，所述外套上端與所述上連接套相連接，所述阻擋環(huán)為槽型，所述彈簧壓緊在所述外套與所述阻擋環(huán)之間，所述阻擋環(huán)、所述卡瓦套及所述下凸輪套相固定連接。
[0027]如上所述的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，其中，所述下套管裝置還包括頂驅(qū)，所述鎖定芯軸的上端與所述頂驅(qū)相連接。
[0028]如上所述的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，其中，所述下套管裝置還包括設(shè)于所述鎖定總成下方的密封總成，所述密封總成包括:密封芯軸，連接在所述鎖定芯軸下方，所述密封芯軸的中心孔與所述鎖定芯軸的中心孔相連通；密封膠塞，套設(shè)在所述密封芯軸外部。
[0029]本實(shí)用新型的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是:
[0030]1、本實(shí)用新型的下套管裝置為機(jī)械驅(qū)動(dòng)，通過(guò)控制上凸輪套和下凸輪套的軸向移動(dòng)和周向的單向鎖死，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)套管的旋扣作業(yè)和卸扣作業(yè)，與液壓驅(qū)動(dòng)相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)易，可靠性高，不會(huì)出現(xiàn)液壓油泄漏的情況，克服了液壓管路復(fù)雜、部件多的缺陷；
[0031]2、本實(shí)用新型的下套管裝置通過(guò)上卡鉤和下卡鉤的咬合實(shí)現(xiàn)軸向的卡接，通過(guò)在下凸輪上設(shè)置導(dǎo)向斜面為上卡鉤和下卡鉤的咬合、以及脫離咬合提供導(dǎo)向，通過(guò)在上凸輪、上卡鉤上分別設(shè)置旋扣斜面、卸扣斜面，以及對(duì)應(yīng)在下卡鉤上設(shè)置旋扣鎖定斜面、卸扣鎖定斜面，使上凸輪套旋轉(zhuǎn)時(shí)與下凸輪套鎖定，從而采用凸輪結(jié)構(gòu)機(jī)械鎖定的方式實(shí)現(xiàn)套管的夾持作業(yè)；
[0032]3、本實(shí)用新型中的鎖定芯軸與卡瓦座通過(guò)錐形面相配合，以使鎖定芯軸沿軸向向上移動(dòng)時(shí)，錐形面促使卡瓦膨脹卡緊套管內(nèi)壁，實(shí)現(xiàn)對(duì)套管的控制。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0033]以下附圖僅旨在于對(duì)本實(shí)用新型做示意性說(shuō)明和解釋，并不限定本實(shí)用新型的范圍。其中:
[0034]圖1是本實(shí)用新型的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置的示意圖；
[0035]圖2是上凸輪套的上卡鉤與下凸輪套的下卡鉤相咬合的示意圖；
[0036]圖3是上凸輪套的上卡鉤與下凸輪套的下卡鉤脫離咬合的示意圖；
[0037]圖4是旋扣作業(yè)狀態(tài)時(shí)旋扣斜面與旋扣鎖定斜面相鎖死的示意圖；
[0038]圖5是卸扣作業(yè)狀態(tài)時(shí)卸扣斜面與卸扣鎖定斜面相鎖死的示意圖；
[0039]圖6是上凸輪套的上卡鉤與下凸輪套的下卡鉤恢復(fù)咬合狀態(tài)的示意圖；
[0040]圖7是保護(hù)接頭的示意圖。
[0041]主要元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0042]I鎖定總成10鎖定芯軸
[0043]11 卡瓦
[0044]111卡瓦座1111固定板
[0045]112卡瓦套113卡瓦座擋環(huán)
[0046]12上凸輪套
[0047]121上凸輪1211旋扣斜面
[0048]122上卡鉤1221卸扣斜面1222上卡鉤內(nèi)側(cè)面
[0049]13下凸輪套
[0050]131下凸輪1311導(dǎo)向斜面
[0051]132下卡鉤
[0052]1321旋扣鎖定斜面 1322卸扣鎖定斜面 1323下卡鉤內(nèi)側(cè)面
[0053]1324旋扣導(dǎo)向斜面
[0054]14彈簧15上連接套16外套
[0055]17阻擋環(huán)
[0056]2密封總成
[0057]20密封芯軸21固定環(huán)22擋環(huán)
[0058]23密封膠塞24膠塞固定套
[0059]3 套管
[0060]4保護(hù)接頭
[0061]41隔板42上坐落孔43下坐落孔
[0062]5井口夾持套管
【具體實(shí)施方式】
[0063]如圖1所述，本實(shí)用新型提供一種基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，該下套管裝置包括鎖定總成I，鎖定總成I包括:鎖定芯軸10，具有沿軸向貫穿的中心孔，鎖定芯軸10的上端能與頂驅(qū)相連接；卡瓦11，套設(shè)在鎖定芯軸10外部，在卡瓦11外部套設(shè)有套管3 ;上凸輪套12，套接在鎖定芯軸10外部；下凸輪套13，套設(shè)在鎖定芯軸10外部，下凸輪套13位于上凸輪套12下方并且與卡瓦11相連接；
[0064]其中，上凸輪套12下端設(shè)有上凸輪121，上凸輪121下端設(shè)有上卡鉤122 ;下凸輪套13上端設(shè)有下凸輪131，下凸輪131上端設(shè)有能與上卡鉤122相咬合的下卡鉤132 ；
[0065]上凸輪121上還設(shè)有與上卡鉤122連接的旋扣斜面1211，旋扣斜面1211位于上凸輪121的底面，上卡鉤122的底部端面還設(shè)有卸扣斜面1221 ;下凸輪131的側(cè)面還設(shè)有能與卸扣斜面1221相貼合的導(dǎo)向斜面1311，導(dǎo)向斜面1311斜向延伸到下卡鉤132的下部；下卡鉤132的頂端具有分別向兩側(cè)傾斜的能與旋扣斜面1211單向鎖死的旋扣鎖定斜面1321和能與卸扣斜面1221單向鎖死的卸扣鎖定斜面1322。
[0066]該實(shí)施例中的下套管裝置的工作原理為:通過(guò)上凸輪套12與下凸輪套13的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，上凸輪套121與下凸輪套131之間形成鎖扣狀態(tài)和脫扣狀態(tài)的切換；具體是:
[0067]在鎖扣狀態(tài)，上凸輪套12與下凸輪套13通過(guò)上卡鉤122和下卡鉤132的咬合形成軸向上的卡接，導(dǎo)向斜面1311與卸扣斜面1221相貼合，并且能夠在外力作用下實(shí)現(xiàn)軸向上的相對(duì)移動(dòng)和周向上的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；另外，在鎖扣狀態(tài)下，卡瓦11處于外徑最小的狀態(tài)，卡瓦11上的卡瓦牙未夾持套管3內(nèi)壁；
[0068]在脫扣狀態(tài)，上凸輪套12與下凸輪套13通過(guò)軸向上的相對(duì)移動(dòng)和周向上的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，使上卡鉤122與下卡鉤132脫離咬合脫離軸向上的卡接，并且上凸輪121的底面與下卡鉤132形成軸向鎖死和周向上的單向鎖死，即上卡鉤122在外力作用下沿導(dǎo)向斜面1311下滑，與下卡鉤132脫離咬合，旋扣斜面1211通過(guò)相對(duì)于旋扣鎖定斜面1321向第一方向旋轉(zhuǎn)與旋扣鎖定斜面1321單向鎖死，卸扣斜面1221通過(guò)相對(duì)于卸扣鎖定斜面1322向第二方向旋轉(zhuǎn)與卸扣鎖定斜面1322單向鎖死，第一方向與第二方向不同，且第一方向和第二方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较蚧蚰鏁r(shí)針?lè)较颍涣硗?，在脫扣狀態(tài)下，卡瓦11膨脹且處于外徑最大的狀態(tài)，卡瓦11上的卡瓦牙卡緊套管3內(nèi)壁，可進(jìn)行旋扣作業(yè)或卸扣作業(yè)。
[0069]進(jìn)一步地，上凸輪121及旋扣斜面1211為弧形，且均沿上凸輪套12的圓周方向延伸，旋扣斜面1211沿逆時(shí)針?lè)较蛑饾u向下傾斜，上卡鉤122連接在旋扣斜面1211的最低端，且上卡鉤122向上凸輪套12的內(nèi)側(cè)彎折；下凸輪131為弧形，且沿下凸輪套13的圓周方向延伸，導(dǎo)向斜面1311由下凸輪131底端沿逆時(shí)針?lè)较蛐毕蛏蟽A斜至下卡鉤132下部，旋扣鎖定斜面1321由下卡鉤132頂端向右斜下方傾斜，卸扣鎖定斜面1322由下卡鉤132頂端向左斜下方傾斜。
[0070]因此，在脫扣狀態(tài)，上凸輪套12在沿軸向向下的外力作用下沿導(dǎo)向斜面1311下滑，上卡鉤122與下卡鉤132脫離咬合；上凸輪套12與下凸輪套13上下分離后，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)上凸輪套12 (下凸輪套13不動(dòng))，使旋扣鎖定斜面1321與旋扣斜面1211單向鎖死，即旋扣斜面1211通過(guò)相對(duì)于旋扣鎖定斜面1321順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)單向鎖死，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)上凸輪套12 (下凸輪套13不動(dòng))，使卸扣鎖定斜面1322與卸扣斜面1221單向鎖死，即卸扣斜面1221通過(guò)相對(duì)于卸扣鎖定斜面1322逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)單向鎖死。
[0071]為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置的【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。另外，通過(guò)【具體實(shí)施方式】的說(shuō)明，當(dāng)可對(duì)本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效得以更加深入具體的了解，然而所附圖僅是提供參考與說(shuō)明用，并非用來(lái)對(duì)本實(shí)用新型加以限制。其中，形容詞性或副詞性修飾語(yǔ)“水平”和“豎直”、“朝上”和“朝下”，或“順時(shí)針”和“逆時(shí)針”的使用也僅是為了便于多組術(shù)語(yǔ)之間的相對(duì)參考，且并非描述對(duì)經(jīng)修飾術(shù)語(yǔ)的任何特定的方向限制。相同的部件，采用相同的標(biāo)號(hào)。
[0072]如圖1所述，本實(shí)用新型提供一種基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，其為完全機(jī)械驅(qū)動(dòng)的下套管裝置，包括鎖定總成I及密封總成2兩部分，其中鎖定總成I用于鎖定套管3以進(jìn)行套管下放，密封總成2用于實(shí)現(xiàn)泥漿循環(huán)過(guò)程的密封。
[0073]鎖定總成I包括具有中心孔的鎖定芯軸10以及由上至下依次套設(shè)于鎖定芯軸10外部的上凸輪套12、與上凸輪套12配合的下凸輪套13、卡瓦11，其中，卡瓦11的外壁面上具有卡瓦牙，鎖定芯軸10的中心孔的上端加工有錐扣，鎖定芯軸10可通過(guò)錐扣與頂驅(qū)的中心管連接，鎖定芯軸10的中心孔作為泥漿循環(huán)的通道。上凸輪套12與下凸輪套13例如為側(cè)向具有豁口(缺口)的套筒形狀。上凸輪套12與下凸輪套13之間還壓緊有彈簧14，且上凸輪套12與下凸輪套13通過(guò)彈簧14實(shí)現(xiàn)軸向上的卡接。
[0074]鎖定芯軸10的上端還套設(shè)有上連接套15，上連接套15連接在上凸輪套12上方，上連接套15與鎖定芯軸10之間通過(guò)花鍵相連接，具體是，上連接套15的下端具有環(huán)形內(nèi)凸臺(tái)和環(huán)形外凸臺(tái)，環(huán)形內(nèi)凸臺(tái)由上連接套15的內(nèi)壁向內(nèi)延伸形成，環(huán)形內(nèi)凸臺(tái)的內(nèi)壁面具有內(nèi)花鍵，鎖定芯軸10的外壁上對(duì)應(yīng)該內(nèi)花鍵設(shè)有外花鍵，鎖定芯軸10的外花鍵與上連接套15的內(nèi)花鍵相配合，用于傳遞扭矩；環(huán)形外凸臺(tái)由上連接套15的外壁向外延伸形成；彈簧14套設(shè)于上凸輪套12和下凸輪套13的外部，且彈簧14壓緊在上連接套15與下凸輪套13之間。
[0075]上凸輪套12套接在鎖定芯軸10外部，并位于上連接套15下方，上凸輪套12的上部為環(huán)形套體，上凸輪套12的下部設(shè)有兩個(gè)向下延伸且沿圓周方向延伸的上凸輪121，上凸輪121為弧形，或者說(shuō)上凸輪121在水平方向的投影為環(huán)形或弧形，兩個(gè)上凸輪121通過(guò)兩個(gè)上豁口間隔設(shè)置，即兩個(gè)上凸輪121相對(duì)并間隔設(shè)置；兩個(gè)上凸輪121的下端分別設(shè)有一個(gè)上卡鉤122，如圖4、圖5、圖6所示，上卡鉤122在側(cè)向或主視方向的投影為鉤狀，上卡鉤122在水平方向的投影例如為弧形。其中:
[0076]旋扣斜面1211:上凸輪121的底面為旋扣斜面1211，旋扣斜面1211為弧形或水平投影為環(huán)形，即旋扣斜面1211沿上凸輪套12的圓周方向延伸，且旋扣斜面1211沿逆時(shí)針?lè)较蛑饾u向下傾斜，其為與水平面形成一定傾角(大于零度)的斜面，因此，旋扣斜面1211具有一個(gè)最高點(diǎn)和一個(gè)最低點(diǎn)，旋扣斜面1211的最高點(diǎn)與上凸輪套12頂端的距離小于旋扣斜面1211上其它任意點(diǎn)與上凸輪套12頂端的距離，旋扣斜面1211的最低點(diǎn)與上凸輪套12頂端的距離大于旋扣斜面1211上其它任意點(diǎn)與上凸輪套12頂端的距離，當(dāng)上凸輪套12向順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，旋扣斜面1211能用于鎖定下凸輪套13 ；
[0077]卸扣斜面1221:為上卡鉤122底部的外側(cè)的端面，上卡鉤122連接在旋扣斜面1211的最低端，是由旋扣斜面1211的最低點(diǎn)的一端向上凸輪套12的內(nèi)側(cè)彎折并向斜上方延伸形成，卸扣斜面1221位于上卡鉤122的外側(cè)，且卸扣斜面1221自旋扣斜面1211的最低點(diǎn)向上凸輪套12的內(nèi)側(cè)的斜上方延伸，即卸扣斜面1221與上卡鉤122的延伸方向相一致，當(dāng)上凸輪套12向逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，卸扣斜面1221能用于鎖定下凸輪套13 ；
[0078]上卡鉤內(nèi)側(cè)面1222:位于上卡鉤122的內(nèi)側(cè)，與卸扣斜面1221相對(duì)設(shè)置，即上卡鉤內(nèi)側(cè)面1222與卸扣斜面1221分別位于上卡鉤122的內(nèi)、外兩側(cè)。
[0079]下凸輪套13套設(shè)于鎖定芯軸10外部，并位于上凸輪套12下方，下凸輪套13的下部為環(huán)形套體，下凸輪套13的上部設(shè)有兩個(gè)向上延伸且沿圓周方向延伸的下凸輪131，下凸輪131在水平方向的投影例如為環(huán)形或弧形，兩個(gè)下凸輪131通過(guò)兩個(gè)下豁口間隔設(shè)置，即兩個(gè)下凸輪131相對(duì)并間隔設(shè)置，兩個(gè)下凸輪131能對(duì)應(yīng)伸入兩個(gè)上凸輪121之間的上豁口內(nèi)，兩個(gè)上凸輪121能對(duì)應(yīng)伸入兩個(gè)下凸輪131之間的下豁口內(nèi)，從主視圖上看，下凸輪131的左、右兩側(cè)均為斜面，因此下凸輪131的主視圖呈梯形狀；兩個(gè)下凸輪131的上端分別設(shè)有一個(gè)下卡鉤132，如圖2、圖3所示，下卡鉤132在側(cè)向或主視方向的投影為倒鉤狀，如圖4、圖5、圖6所示，下卡鉤132在水平方向的投影例如為弧形，當(dāng)下凸輪131伸入兩個(gè)上凸輪121之間時(shí)，設(shè)于上凸輪121上的兩個(gè)上卡鉤122對(duì)應(yīng)與設(shè)于下凸輪131上的兩個(gè)下卡鉤132相咬合，形成卡接(鎖扣狀態(tài))；上凸輪121通過(guò)相對(duì)下凸輪131轉(zhuǎn)動(dòng)，使下卡鉤132與第一個(gè)上凸輪121的底面相鎖定，或下卡鉤132與第二個(gè)上凸輪121的底面相鎖定(脫扣狀態(tài))。其中:
[0080]下卡鉤內(nèi)側(cè)面1323:位于下卡鉤132內(nèi)側(cè)，當(dāng)上卡鉤122與下卡鉤132相咬合時(shí)，上卡鉤內(nèi)側(cè)面1222與下卡鉤內(nèi)側(cè)面1323相貼合，即上卡鉤122與下卡鉤132通過(guò)內(nèi)卡接咬合；
[0081]導(dǎo)向斜面1311:下凸輪131的頂面設(shè)有導(dǎo)向斜面1311，導(dǎo)向斜面1311與下凸輪131的外壁面相鄰并相互垂直，導(dǎo)向斜面1311由下凸輪131底端沿逆時(shí)針?lè)较蛐毕蛏蟽A斜至下卡鉤132下部，或者說(shuō)導(dǎo)向斜面1311自下凸輪套13的環(huán)形套體的頂面向右斜上方(沿逆時(shí)針?lè)较蛐毕蛏?傾斜，當(dāng)上卡鉤122與下卡鉤132相咬合時(shí)，導(dǎo)向斜面1311與卸扣斜面1221相貼合，當(dāng)下壓上凸輪套12時(shí)，上卡鉤122能沿導(dǎo)向斜面1311下滑，同時(shí)上凸輪套12沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，使上卡鉤122與下卡鉤132脫離咬合，導(dǎo)向斜面1311為上卡鉤122與下卡鉤132脫離咬合以及實(shí)現(xiàn)咬合提供導(dǎo)向；
[0082]旋扣鎖定斜面1321及卸扣鎖定斜面1322:下卡鉤132設(shè)于下凸輪131的頂端，下卡鉤132的頂端兩側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)有旋扣鎖定斜面1321和卸扣鎖定斜面1322，旋扣鎖定斜面1321和卸扣鎖定斜面1322相交于下卡鉤132的最高點(diǎn)，并從下卡鉤132的最高點(diǎn)分別向兩側(cè)傾斜或延伸，或者說(shuō)旋扣鎖定斜面1321和卸扣鎖定斜面1322分別由下卡鉤132的頂端向右斜下方和左斜下方傾斜、延伸；卸扣斜面1221與下卡鉤內(nèi)側(cè)面1323相對(duì)設(shè)置，旋扣斜面1211及卸扣斜面1221能對(duì)應(yīng)與旋扣鎖定斜面1321及卸扣鎖定斜面1322配合鎖死，以使上凸輪套12鎖定下凸輪套13，具體是，使下凸輪套13固定不動(dòng)，當(dāng)上凸輪套12順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋扣斜面1211可與下卡鉤132的旋扣鎖定斜面1321配合并鎖死，以進(jìn)行旋扣作業(yè)，其中，若旋扣斜面1211相對(duì)于水平面的傾斜角度與旋扣鎖定斜面1321相對(duì)于水平面的傾斜角度相同，二者鎖死時(shí)為面接觸，若旋扣斜面1211相對(duì)于水平面的傾斜角度與旋扣鎖定斜面1321相對(duì)于水平面的傾斜角度不同，二者鎖死時(shí)為線接觸，在實(shí)施時(shí)，優(yōu)選面接觸，以增加鎖定狀態(tài)的穩(wěn)固性；當(dāng)上凸輪套12逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，卸扣斜面1221可與下卡鉤132的卸扣鎖定斜面1322配合并鎖死，以進(jìn)行卸扣作業(yè)，換句話說(shuō)，下卡鉤132的旋扣鎖定斜面1321與上卡鉤122的旋扣斜面1211、以及下卡鉤132的卸扣鎖定斜面1322與上凸輪121的卸扣斜面1221為外卡接鎖定。
[0083]旋扣導(dǎo)向斜面1324:旋扣導(dǎo)向斜面1324設(shè)于下卡鉤132的頂部側(cè)面，與旋扣鎖定斜面1321相鄰，從圖3上看，旋扣導(dǎo)向斜面1324位于旋扣鎖定斜面1321的右側(cè)，旋扣導(dǎo)向斜面1324自其與旋扣鎖定斜面1321的連接處向右斜下方傾斜或延伸，在進(jìn)行旋扣作業(yè)時(shí)，起到導(dǎo)向作用，即在順時(shí)針旋轉(zhuǎn)上凸輪套12時(shí)，可為旋扣斜面1211提供導(dǎo)向，將其導(dǎo)向至與旋扣鎖定斜面1321相配合鎖定。
[0084]如圖1所示，上凸輪套12與下凸輪套13均套設(shè)在鎖定芯軸10外部，上凸輪套12與鎖定芯軸10相連接，例如上凸輪套12的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋，鎖定芯軸10對(duì)應(yīng)設(shè)有外螺紋，上凸輪套12與鎖定芯軸10螺接在一起；上連接套15固定連接在上凸輪套12上方；上凸輪套12與下凸輪套13的外部還套設(shè)有外套16，外套16上端與上連接套15相連接，即外套16的上端向內(nèi)延伸形成環(huán)形止擋部，環(huán)形止擋部的頂端抵靠上連接套15的環(huán)形外凸臺(tái)，并通過(guò)螺栓固定連接，環(huán)形止擋部的內(nèi)壁與上凸輪套12的外壁相貼靠，使得外套16與上凸輪套12和下凸輪套13之間形成能容置彈簧14的彈簧槽；另外，外套16外部套設(shè)有阻擋環(huán)17，阻擋環(huán)17為槽型，彈簧14抵靠并壓緊在外套16的環(huán)形止擋部與阻擋環(huán)17之間，阻擋環(huán)17的外緣呈環(huán)形，并包覆在外套16外部，可采用螺釘將阻擋環(huán)17固定在下凸輪套13下方。彈簧14套設(shè)于上凸輪套12和下凸輪套13的外部，當(dāng)上卡鉤122與下卡鉤132咬合時(shí)，彈簧14處于壓縮狀態(tài)，并且通過(guò)彈簧14的回復(fù)力的頂推作用使上卡鉤122與下卡鉤132處于咬緊、卡緊狀態(tài)，當(dāng)上卡鉤122與下卡鉤132脫離咬合時(shí)，通過(guò)克服彈簧14的回復(fù)力使上凸輪套12與下凸輪套13脫離所述軸向上的卡接。
[0085]再如圖1所示，鎖定芯軸10的下端外壁具有錐形外壁面，且錐形外壁面的上端外徑小于下端外徑，即錐形外壁面的外徑由上至下逐漸增大，鎖定芯軸10的錐形外壁面與卡瓦11之間套設(shè)有卡瓦座111，卡瓦座111與卡瓦11固定連接，可采用螺釘從徑向?qū)⒖ㄍ?1和卡瓦座111固定在一起，卡瓦座111的內(nèi)壁對(duì)應(yīng)鎖定芯軸10的該錐形外壁面設(shè)有錐形內(nèi)壁面，且錐形內(nèi)壁面的上端內(nèi)徑小于下端內(nèi)徑，即錐形內(nèi)壁面的內(nèi)徑由上至下逐漸增大，以與錐形外壁面相配合，在本實(shí)施例中，鎖定芯軸10的錐形外壁面具有3個(gè)，且沿鎖定芯軸10的軸向排列，相應(yīng)地，卡瓦11的錐形內(nèi)壁面也具有3個(gè)，并與錐形外壁面——對(duì)應(yīng)配合在一起。當(dāng)鎖定芯軸10向上移動(dòng)時(shí)，錐形外壁面的下端(外徑較大的一端)逐漸靠近錐形內(nèi)壁面的上端(內(nèi)徑較小的一端)，從而使卡瓦11膨脹。
[0086]優(yōu)選地，錐形外壁面和錐形內(nèi)壁面的錐度為1:3。
[0087]在卡瓦座111上方還連接有套設(shè)于鎖定芯軸10外部的卡瓦套112，卡瓦套112的下端具有經(jīng)縮徑形成的(向內(nèi)凹設(shè)的)臺(tái)階，卡瓦座擋環(huán)113抵靠在臺(tái)階下端，采用螺釘從徑向?qū)⒖ㄍ咦鶕醐h(huán)113與卡瓦套112固定在一起,卡瓦座111的頂部向上凸伸形成固定板1111，可為環(huán)形固定板，固定板1111伸入并固定在卡瓦套112與卡瓦座擋環(huán)113之間，具體是，卡瓦座擋環(huán)113作為擋板,將卡瓦座111的固定板1111的徑向位移限制住，固定板1111的軸向位移已由機(jī)械結(jié)構(gòu)限制，這樣即可將固定板1111固定；卡瓦套112連接在下凸輪套13下方，卡瓦套112的上端與下凸輪套13和阻擋環(huán)17相固定連接，例如可采用內(nèi)六角螺釘將阻擋環(huán)17、卡瓦套112、下凸輪套13依次穿接固定。
[0088]如圖2至圖6所示，通過(guò)下壓、上提、旋轉(zhuǎn)頂驅(qū)，上凸輪套12和下凸輪套13之間的位置關(guān)系變化如下:
[0089](I)初始狀態(tài)時(shí)，彈簧14處于壓縮狀態(tài)，在彈簧14回復(fù)力的頂推作用下，上卡鉤122與下卡鉤132咬合、內(nèi)卡緊在一起，卸扣斜面1221與導(dǎo)向斜面1311相貼合，上卡鉤內(nèi)側(cè)面1222與下卡鉤內(nèi)側(cè)面1323相貼合，上凸輪套12與下凸輪套13的整體高度最小，如圖2所示，鎖定芯軸10與卡瓦座111完全匹配，卡瓦11的外徑最??；
[0090](2)當(dāng)下壓頂驅(qū)時(shí)，鎖定芯軸10帶動(dòng)上凸輪套12沿軸向向下移動(dòng)，上卡鉤122沿導(dǎo)向斜面1311下滑，同時(shí)上凸輪121與下凸輪131向相互遠(yuǎn)離的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，使上卡鉤122與下卡鉤132脫離咬合，如圖3所示；
[0091](3)再上提頂驅(qū)，上凸輪套12與下凸輪套13上下分離開(kāi)，同時(shí)頂驅(qū)會(huì)帶動(dòng)鎖定芯軸10向上移動(dòng)，鎖定芯軸10的錐形外壁面使卡瓦座111的錐形內(nèi)壁面膨脹，促使卡瓦11外凸，卡瓦牙咬緊(卡緊)套管3內(nèi)壁；
[0092](4)然后順時(shí)針旋轉(zhuǎn)頂驅(qū),鎖定芯軸10帶動(dòng)上凸輪套12順時(shí)針旋轉(zhuǎn),上凸輪121的旋扣斜面1211與下卡鉤132的旋扣鎖定斜面1321相卡合，繼續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)直至上凸輪套12無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)旋扣斜面1211與旋扣鎖定斜面1321機(jī)械鎖死(或卡死)，旋扣斜面1211與旋扣鎖定斜面1321之間是相互擠壓的關(guān)系，即旋扣斜面1211與旋扣鎖定斜面1321相互施加壓力，下卡鉤132與上凸輪121通過(guò)外卡接鎖定在一起，如圖4所示，進(jìn)而將鎖定芯軸10、卡瓦11及套管3鎖定在一起，使其在頂驅(qū)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能沿周向同步轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)旋扣作業(yè)；
[0093](5)若需進(jìn)行卸扣作業(yè)，再逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)頂驅(qū)，鎖定芯軸10帶動(dòng)上凸輪套12逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，旋扣斜面1211與旋扣鎖定斜面1321脫離卡合狀態(tài)后，上凸輪121的卸扣斜面1221與下凸輪131的卸扣鎖定斜面1322相卡合，繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)頂驅(qū)直至上凸輪套12無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)卸扣斜面1221與卸扣鎖定斜面1322機(jī)械鎖死(或卡死)，卸扣斜面1221與卸扣鎖定斜面1322之間是相互擠壓的關(guān)系，即卸扣斜面1221與卸扣鎖定斜面1322之間相互施加壓力，下卡鉤132與上卡鉤122通過(guò)外卡接鎖定在一起，如圖5所示，進(jìn)而將鎖定芯軸10、卡瓦11及套管3鎖定在一起，使其在頂驅(qū)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能沿周向同步轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)卸扣作業(yè)；
[0094](6)最后反方向緩慢旋轉(zhuǎn)并下放上凸輪套12,上卡鉤122又與下卡鉤132重新咬合在一起，如圖6所示，彈簧14重新處于壓縮狀態(tài)，鎖定芯軸10與卡瓦座111完全匹配，卡瓦11外徑回到最小狀態(tài)，卡瓦牙脫離對(duì)套管3內(nèi)壁的咬合。
[0095]再如圖1所示，本實(shí)用新型的下套管裝置還包括連接在鎖定總成I下方的密封總成2，密封總成2包括連接在鎖定芯軸10下方的密封芯軸20、套設(shè)在密封芯軸20外部的密封膠塞23和膠塞固定套24，其中，密封芯軸20與鎖定芯軸10的中心孔相連通，二者同軸心且中心孔直徑也相同，密封芯軸20與鎖定芯軸10例如相螺紋連接在一起，在密封芯軸20與鎖定芯軸10連接處的外部還套設(shè)有固定環(huán)21。
[0096]密封膠塞23套設(shè)在密封芯軸20的外部，密封膠塞23上方還抵靠有擋環(huán)22，擋環(huán)22套設(shè)在密封芯軸20外部且抵靠在密封芯軸20外壁上的環(huán)形凸臺(tái)下方，膠塞固定套24套設(shè)在密封芯軸20外部且位于密封膠塞23下方，膠塞固定套24與密封芯軸20相螺紋連接，用以將位于膠塞固定套24上方的密封膠塞23固定。
[0097]在下放套管3時(shí)，需要使用保護(hù)接頭4，如圖7所示，保護(hù)接頭4的內(nèi)腔由隔板41分隔為上部的上坐落孔42和下部的下坐落孔43，上坐落孔42和下坐落孔43分別用于坐落兩個(gè)待旋扣的套管。
[0098]上述的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置的使用方法，包括以下步驟:
[0099]步驟A，鎖扣作業(yè):下放頂驅(qū)，直至上凸輪套12與下凸輪套13形成軸向上的卡接；
[0100]步驟B，脫扣作業(yè):在步驟A后，繼續(xù)下放頂驅(qū)，使上凸輪套12與下凸輪套13通過(guò)軸向上的相對(duì)移動(dòng)和周向上的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)脫離軸向上的卡接；再上提頂驅(qū)，使上凸輪套12與下凸輪套13實(shí)現(xiàn)上下分離，同時(shí)卡瓦11膨脹并卡緊套管3 ;旋轉(zhuǎn)頂驅(qū)，使上凸輪套12與下凸輪套13形成軸向鎖死和周向上的單向鎖死；
[0101]步驟C:繼續(xù)旋轉(zhuǎn)頂驅(qū)實(shí)現(xiàn)對(duì)套管3的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0102]其中，在鎖扣作業(yè)中，上凸輪套12與下凸輪套13在軸向上的卡接，是通過(guò)上凸輪套12的上卡鉤122與下凸輪套13的下卡鉤132相咬合實(shí)現(xiàn)的。
[0103]另外，在脫扣作業(yè)中，通過(guò)繼續(xù)下放頂驅(qū)使上凸輪套12克服彈簧14的回復(fù)力沿軸向向下移動(dòng)，同時(shí)上卡鉤122沿下凸輪131的導(dǎo)向斜面下滑、上凸輪套12相對(duì)下凸輪套13轉(zhuǎn)動(dòng)，上卡鉤122與下卡鉤132脫離咬合。
[0104]進(jìn)一步地，在脫扣作業(yè)中，上凸輪套12與下凸輪套13上下分離后，若向第一方向旋轉(zhuǎn)頂驅(qū)，上凸輪121的旋扣斜面1211與下卡鉤132的旋扣鎖定斜面1321相鎖死，繼續(xù)向第一方向旋轉(zhuǎn)頂驅(qū)，實(shí)現(xiàn)對(duì)套管3的旋扣作業(yè)；若向第二方向旋轉(zhuǎn)頂驅(qū)，上卡鉤122的卸扣斜面1221與下卡鉤132的卸扣鎖定斜面1322相鎖死，繼續(xù)向第二方向旋轉(zhuǎn)頂驅(qū)，實(shí)現(xiàn)對(duì)套管3的卸扣作業(yè)，其中，第一方向與第二方向不同，且第一方向和第二方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较蚧蚰鏁r(shí)針?lè)较颉?br>
[0105]另外，上述下套管方法還包括步驟D，下套管裝置脫離作業(yè):旋扣作業(yè)或卸扣作業(yè)后，反向旋轉(zhuǎn)并下放頂驅(qū)，直至下套管裝置與套管3出現(xiàn)相對(duì)旋轉(zhuǎn)，上凸輪套12與下凸輪套13重新咬合鎖定，此時(shí)卡瓦11的外徑又處于最小狀態(tài)，上提頂驅(qū)即可使下套管裝置脫離套管3。
[0106]以下詳細(xì)說(shuō)明采用本實(shí)用新型的下套管裝置下放套管的具體操作步驟:
[0107]步驟1:坐落套管。將保護(hù)接頭4的下坐落孔43坐在井口夾持套管5的接箍上，采用常規(guī)作業(yè)方式，通過(guò)吊卡將套管3懸持到井口，下放套管3到保護(hù)接頭4的上坐落孔42內(nèi)，直至套管3的絲扣下端面接觸保護(hù)接頭4的隔板41。
[0108]步驟2:坐落基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置。將鎖定芯軸10與頂驅(qū)的中心管螺紋連接在一起，下放頂驅(qū)，下套管裝置的密封總成2先插入套管3內(nèi)，繼續(xù)下放頂驅(qū)直至阻擋環(huán)17與套管3的接箍上端面接觸；此時(shí)上卡鉤122與下卡鉤132咬合在一起，卡瓦11的外徑處于最小狀態(tài)。
[0109]步驟3:旋扣作業(yè)。具體步驟如下:
[0110](a)繼續(xù)下放頂驅(qū)，直至外套16與阻擋環(huán)17沒(méi)有相對(duì)移動(dòng)為止，在此過(guò)程中，上卡鉤122沿下卡鉤132的導(dǎo)向斜面1311下滑，同時(shí)彈簧14被壓縮，當(dāng)外套16與阻擋環(huán)17沒(méi)有相對(duì)移動(dòng)時(shí)，說(shuō)明上卡鉤122已下滑至導(dǎo)向斜面1311的底端，上卡鉤122與下卡鉤132脫離咬合；
[0111](b)上提頂驅(qū)，鎖定芯軸10和上凸輪套12均向上移動(dòng)，鎖定芯軸10相對(duì)于卡瓦座111上移，卡瓦11膨脹，卡瓦牙外凸并夾持套管3的內(nèi)壁，使得套管3固定在卡瓦11外部；當(dāng)鎖定芯軸10在錐形外壁面的限制下無(wú)法繼續(xù)向上移動(dòng)時(shí)，上凸輪套12也恰好上移至與下凸輪套13上下分離，即上凸輪套12和下凸輪套13解鎖(解除鎖扣狀態(tài))；
[0112](c)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)頂驅(qū)，上凸輪套12也順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，直至旋扣斜面1211與旋扣鎖定斜面1321機(jī)械鎖死，上凸輪套12與下凸輪套13也鎖定在一起；
[0113](d)上提頂驅(qū)及套管3，將保護(hù)接頭4取出；
[0114](e)下放頂驅(qū)及套管3，繼續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)頂驅(qū)，即可將套管3與井口夾持套管5旋扣、緊扣，從而完成旋扣作業(yè)。
[0115]步驟4:下套管作業(yè)。將套管3與井口夾持套管5旋扣后，循環(huán)泥漿，松開(kāi)動(dòng)力卡瓦(動(dòng)力卡瓦位于井口，用來(lái)旋持已下入井的套管)，進(jìn)行正常的下套管作業(yè)，將套管3下放到井口，動(dòng)力卡瓦夾持住套管3。
[0116]若需進(jìn)行卸扣作業(yè)，例如，套管遇阻無(wú)法下放到設(shè)計(jì)位置需要提出套管3，此時(shí)需要卸扣，繼續(xù)執(zhí)行以下步驟5:
[0117]步驟5:卸扣作業(yè)。逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)頂驅(qū)，上凸輪套12也逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，直至卸扣斜面1221與卸扣鎖定斜面1322機(jī)械鎖死，上凸輪套12與下凸輪套13也鎖定在一起，繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)頂驅(qū)，即可將套管3與井口夾持套管5卸扣，從而完成卸扣作業(yè)。
[0118]步驟6:管柱脫離作業(yè)。反向緩慢旋轉(zhuǎn)并下放頂驅(qū)，直至套管下放工具與套管3出現(xiàn)相對(duì)旋轉(zhuǎn)位置，此時(shí)鎖定芯軸10的錐形外壁面與卡瓦座111的錐形內(nèi)壁面回到初始的配合狀態(tài)，卡瓦11的外徑又處于最小狀態(tài)，卡瓦牙脫離對(duì)套管3內(nèi)壁的夾持，上提頂驅(qū)，上卡鉤122與下卡鉤132重新咬合在一起，上凸輪套12與下凸輪套13回到初始的鎖定狀態(tài)。
[0119]步驟7:重復(fù)上述工序，直至作業(yè)結(jié)束。
[0120]以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的【具體實(shí)施方式】，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。而且需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型的各組成部分并不僅限于上述整體應(yīng)用，本實(shí)用新型的說(shuō)明書(shū)中描述的各技術(shù)特征可以根據(jù)實(shí)際需要選擇一項(xiàng)單獨(dú)采用或選擇多項(xiàng)組合起來(lái)使用，因此，本實(shí)用新型理所當(dāng)然地涵蓋了與本案發(fā)明點(diǎn)有關(guān)的其它組合及具體應(yīng)用。
【權(quán)利要求】
1.一種基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，其特征在于，所述下套管裝置包括鎖定總成，所述鎖定總成包括: 鎖定芯軸，具有沿軸向貫穿的中心孔； 卡瓦，套設(shè)在所述鎖定芯軸外部，在所述卡瓦外部套設(shè)套管； 上凸輪套，套接在所述鎖定芯軸外部； 下凸輪套，套設(shè)在所述鎖定芯軸外部，所述下凸輪套位于所述上凸輪套下方并且與所述卡瓦相連接； 其中，所述上凸輪套與所述下凸輪套通過(guò)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鎖扣狀態(tài)和脫扣狀態(tài)的切換； 在鎖扣狀態(tài)，所述上凸輪套與所述下凸輪套形成軸向上的卡接； 在脫扣狀態(tài)，所述上凸輪套與所述下凸輪套脫離所述軸向上的卡接，形成軸向鎖死和周向上的單向鎖死，所述卡瓦卡緊所述套管。
2.如權(quán)利要求1所述的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，其特征在于，所述上凸輪套下端設(shè)有上凸輪，所述上凸輪下端設(shè)有上卡鉤； 所述下凸輪套上端設(shè)有下凸輪，所述下凸輪上端設(shè)有能與所述上卡鉤相咬合的下卡鉤； 在鎖扣狀態(tài)，所述上凸輪套與所述下凸輪套通過(guò)所述上卡鉤和所述下卡鉤的咬合形成軸向上的卡接； 在脫扣狀態(tài)，所述上卡鉤與所述下卡鉤脫離咬合，并且所述上凸輪的底面與所述下卡鉤形成軸向鎖死和周向上的單向鎖死。
3.如權(quán)利要求2所述的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，其特征在于，所述上凸輪上還設(shè)有與所述上卡鉤連接的旋扣斜面，所述旋扣斜面位于所述上凸輪的底面，所述上卡鉤的底部端面還設(shè)有卸扣斜面； 所述下凸輪的頂面還設(shè)有導(dǎo)向斜面，所述導(dǎo)向斜面斜向延伸到所述下卡鉤的下部；所述下卡鉤的頂端具有分別向兩側(cè)傾斜的能與所述旋扣斜面單向鎖死的旋扣鎖定斜面和能與所述卸扣斜面單向鎖死的卸扣鎖定斜面； 在鎖扣狀態(tài)，所述上卡鉤與所述下卡鉤相咬合，且所述導(dǎo)向斜面與所述卸扣斜面相貼合； 在脫扣狀態(tài)，所述上卡鉤與所述下卡鉤脫離咬合，所述旋扣斜面能與所述旋扣鎖定斜面單向鎖死，所述卸扣斜面能與所述卸扣鎖定斜面單向鎖死。
4.如權(quán)利要求3所述的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，其特征在于，所述上凸輪及所述旋扣斜面為弧形，且均沿所述上凸輪套的圓周方向延伸，所述旋扣斜面沿逆時(shí)針?lè)较蛑饾u向下傾斜，所述上卡鉤連接在所述旋扣斜面的最低端，且所述上卡鉤向所述上凸輪套的內(nèi)側(cè)彎折； 所述下凸輪為弧形，且沿所述下凸輪套的圓周方向延伸，所述導(dǎo)向斜面由所述下凸輪底端沿逆時(shí)針?lè)较蛐毕蛏蟽A斜至所述下卡鉤下部，所述旋扣鎖定斜面由所述下卡鉤頂端向右斜下方傾斜，所述卸扣鎖定斜面由所述下卡鉤頂端向左斜下方傾斜。
5.如權(quán)利要求2至4任一項(xiàng)所述的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，其特征在于，所述上凸輪為兩個(gè)且通過(guò)兩個(gè)上豁口間隔設(shè)置，所述下凸輪為兩個(gè)且通過(guò)兩個(gè)下豁口間隔設(shè)置； 在鎖扣狀態(tài)，所述下凸輪伸入兩個(gè)所述上凸輪之間的上豁口內(nèi)，所述上凸輪伸入兩個(gè)所述下凸輪之間的下豁口內(nèi)，設(shè)于所述上凸輪上的兩個(gè)所述上卡鉤對(duì)應(yīng)與設(shè)于所述下凸輪上的兩個(gè)所述下卡鉤相咬合； 在脫扣狀態(tài)，所述下卡鉤與第一個(gè)所述上凸輪的底面相鎖定，或所述下卡鉤與第二個(gè)所述上凸輪的底面相鎖定。
6.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，其特征在于，所述上凸輪套與所述下凸輪套之間壓緊有彈簧； 在鎖扣狀態(tài)，所述彈簧處于壓縮狀態(tài)，且所述上凸輪套與所述下凸輪套通過(guò)所述彈簧實(shí)現(xiàn)軸向上的卡接。
7.如權(quán)利要求6所述的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，其特征在于，所述鎖定芯軸上端套設(shè)有上連接套，所述上連接套連接在所述上凸輪套上方，所述彈簧套設(shè)于所述上凸輪套和所述下凸輪套的外部，且所述彈簧壓緊在所述上連接套與所述下凸輪套之間。
8.如權(quán)利要求7所述的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，其特征在于，所述鎖定芯軸與所述卡瓦之間套設(shè)有卡瓦座，所述卡瓦座與所述卡瓦固定連接，所述卡瓦座上方連接有卡瓦套，所述卡瓦套連接在所述下凸輪套下方，所述彈簧壓緊在所述上連接套與所述卡瓦套之間。
9.如權(quán)利要求8所述的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，其特征在于，所述鎖定芯軸的下端具有錐形外壁面，所述錐形外壁面的外徑由上至下逐漸增大，所述卡瓦座具有與所述錐形外壁面相配合的錐形內(nèi)壁面，且所述錐形內(nèi)壁面的內(nèi)徑由上至下逐漸增大。
10.如權(quán)利要求8所述的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，其特征在于，所述彈簧外部套設(shè)有外套，所述外套外部套設(shè)有阻擋環(huán)，所述外套上端與所述上連接套相連接，所述阻擋環(huán)為槽型，所述彈簧壓緊在所述外套與所述阻擋環(huán)之間，所述阻擋環(huán)、所述卡瓦套及所述下凸輪套相固定連接。
11.如權(quán)利要求1所述的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，其特征在于，所述下套管裝置還包括頂驅(qū)，所述鎖定芯軸的上端與所述頂驅(qū)相連接。
12.如權(quán)利要求1所述的基于頂驅(qū)作業(yè)的下套管裝置，其特征在于，所述下套管裝置還包括設(shè)于所述鎖定總成下方的密封總成，所述密封總成包括: 密封芯軸，連接在所述鎖定芯軸下方，所述密封芯軸的中心孔與所述鎖定芯軸的中心孔相連通； 密封膠塞，套設(shè)在所述密封芯軸外部。
【文檔編號(hào)】E21B7/20GK204113118SQ201420535130
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】韓飛, 王力, 李雪輝, 任榮權(quán), 王宏偉, 鄭萬(wàn)江, 陽(yáng)文發(fā), 紀(jì)友哲, 郭慧娟, 耿莉, 朱英杰, 楊磊, 范應(yīng)璞, 于永亮, 張士彬, 劉洋 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院