一種鉆井防碰工具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及采油裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及石油鉆井作業(yè)中的鉆井防碰工具。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，大多數(shù)陸上油田開(kāi)發(fā)進(jìn)入中后期，叢式井組和老區(qū)加密井越來(lái)越多，鉆井防碰事故時(shí)有發(fā)生，給油田開(kāi)發(fā)帶來(lái)巨大的損失，目前所采用的防碰技術(shù)，主要可分為兩類(lèi)，即主動(dòng)防碰技術(shù)和計(jì)算防碰技術(shù)。主動(dòng)防碰技術(shù)主要依靠聲波、電磁波等技術(shù)主動(dòng)探測(cè)鄰井的套管距離，達(dá)到防碰目的，而計(jì)算防碰技術(shù)主要依靠軟件對(duì)井眼軌跡進(jìn)行描述，計(jì)算與鄰井的距離，從而調(diào)整所鉆井的井眼軌跡。主動(dòng)防碰技術(shù)受地層影響比較大，如聲波探測(cè)技術(shù)，在鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆頭及鉆桿都發(fā)出各種頻段的聲波，干擾信號(hào)聲波的接收和分析，電磁波探測(cè)防碰技術(shù)，受地磁場(chǎng)干擾，同時(shí)，在鉆進(jìn)過(guò)程中，目標(biāo)井中的探測(cè)儀器需要不停變換井深，且不能保證所有防碰井都下入探測(cè)儀器。這些問(wèn)題影響了主動(dòng)防碰技術(shù)的可靠性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有的鉆井防碰技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，提供一種能夠在鉆井作業(yè)中快捷有效的避免與鄰井發(fā)生碰撞鉆井防碰工具。
[0004]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種鉆井防碰工具，包括上接頭、中接頭和下接頭，所述上接頭下端內(nèi)螺紋連接中接頭，所述中接頭下端固定連接中空的懸掛球，所述懸掛球的球頭上側(cè)和下側(cè)分別球面配合設(shè)有同外徑的環(huán)形壓蓋和中空的球座，所述壓蓋與球座固定連接，所述球座下端伸入下接頭內(nèi)并與下接頭螺紋連接，所述壓蓋和球座的外壁與上接頭和下接頭內(nèi)壁形成一環(huán)空，所述環(huán)空內(nèi)配合設(shè)有傳扭套，所述傳扭套外壁分別與上接頭和下接頭對(duì)應(yīng)端的內(nèi)壁滑動(dòng)密封配合，所述傳扭套外周設(shè)有外凸的鍵，所述上接頭和下接頭與鍵的對(duì)應(yīng)位置分別設(shè)有與鍵滑動(dòng)配合的鍵槽，所述傳扭套內(nèi)壁與壓蓋和球座外壁滑動(dòng)密封配合，并且傳扭套滑至鍵槽下限位置處與球座之間通過(guò)剪切銷(xiāo)釘固定，所述球座和下接頭的螺紋連接段分別通過(guò)相互密封抵靠的臺(tái)階面過(guò)渡，所述傳扭套下端面與臺(tái)階面之間的下接頭與球座的環(huán)空形成密封油腔，所述上接頭、中接頭、懸掛球、球座與下接頭的中心設(shè)有上下貫通的中心通道，所述球座側(cè)向設(shè)有用于連通中心通道與密封油腔的徑向進(jìn)油孔，所述球座內(nèi)設(shè)有與徑向進(jìn)油孔垂直相交的軸向孔，所述軸向孔內(nèi)設(shè)有用于密封徑向進(jìn)油孔的密封體，所述密封體上側(cè)的軸向內(nèi)設(shè)有壓縮彈簧，所述密封體下側(cè)的軸向孔內(nèi)設(shè)有磁感應(yīng)發(fā)熱自融元件，所述磁感應(yīng)發(fā)熱自融元件感應(yīng)鄰近鉆井的磁場(chǎng)后自融，密封體在壓縮彈簧彈力作用下移，徑向進(jìn)油孔打開(kāi)。
[0005]本實(shí)用新型的鉆井防碰工具，上接頭上端用于與鉆桿連接，下接頭下端用于與鉆頭連接，懸掛球用于懸掛連接上接頭和下接頭，傳扭套通過(guò)鍵將上接頭轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的扭矩傳遞給下接頭，從而帶動(dòng)鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行鉆進(jìn)；正常鉆井時(shí)，鉆桿旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)上接頭、中接頭、懸掛球轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上接頭也通過(guò)傳扭套上的鍵帶動(dòng)傳扭套及下接頭和鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)，并將鉆桿的驅(qū)動(dòng)扭矩通過(guò)傳扭套傳遞給下接頭和鉆頭，實(shí)現(xiàn)正常鉆井工作；當(dāng)鉆桿靠近鄰井一定距離時(shí)，磁場(chǎng)增強(qiáng)，磁感應(yīng)發(fā)熱自融元件利用線(xiàn)圈切割磁力線(xiàn)產(chǎn)生的電流隨磁場(chǎng)增大而增大的特點(diǎn)，當(dāng)鉆井防碰工具逐漸靠近鄰井時(shí)，電流逐漸增大，磁感應(yīng)發(fā)熱自融元件不斷發(fā)熱，并快速融化，讓出自身所占的軸向孔空間，密封體在壓縮彈簧的作用下向下移，打開(kāi)徑向通道，使中心通道內(nèi)的鉆井液進(jìn)入密封油腔，密封油腔內(nèi)的壓力作用在傳扭套的端面并且逐漸增大，使傳扭套剪斷剪切銷(xiāo)釘向上移動(dòng)，直到傳扭套上的鍵與下接頭上的鍵槽分離斷開(kāi)扭矩傳遞，下接頭及鉆頭停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，地面扭矩儀顯示歸零，及時(shí)發(fā)現(xiàn)地下異常停止作業(yè)，從而達(dá)到防碰的目的。因此，本實(shí)用新型的鉆井防碰工具具有如下有益效果:
[0006]I)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，成本低，不影響鉆井施工；
[0007]2)在鉆井過(guò)程中，受鉆井施工影響小；
[0008]3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，能夠及時(shí)快捷防止碰管事故發(fā)生。
[0009]為便于壓蓋與球座固定連接，所述壓蓋與球座的連接端端面對(duì)接并通過(guò)周向設(shè)置的若干螺栓固定。
[0010]所述懸掛球上側(cè)設(shè)有中通的球柄，所述球柄與中接頭通過(guò)螺紋固定連接，本結(jié)構(gòu)一是為了保證鉆井液能順利通過(guò)本工具，鉆井過(guò)程中循環(huán)正常，二是便于懸掛球與中接頭的固定連接。
[0011]為便于傳扭套內(nèi)外壁的密封，所述傳扭套的內(nèi)壁和外壁的密封配合面上分別設(shè)有若干密封圈。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的鉆井防碰工具正常鉆井狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本實(shí)用新型的鉆井防碰工具遇鄰井后剪切銷(xiāo)釘剪斷傳扭套上移打開(kāi)徑向進(jìn)油孔狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖
[0014]其中，I上接頭；2中接頭；3懸掛球；3A球柄；4壓蓋；5傳扭套；6剪切銷(xiāo)釘；7球座；8壓縮彈簧；9密封體；10密封油腔；11磁感應(yīng)發(fā)熱自融元件；12徑向進(jìn)油孔；13下接頭；14鍵；15鍵槽。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示，為本實(shí)用新型的鉆井防碰工具，包括上接頭1、中接頭2和下接頭13，上接頭I下端內(nèi)螺紋連接中接頭2，中接頭2下端通過(guò)內(nèi)螺紋與中空的懸掛球3上端的球柄3A固定連接，懸掛球3的球頭上側(cè)和下側(cè)分別球面配合設(shè)有同外徑的環(huán)形壓蓋4和中空的球座7，壓蓋4與球座7的連接端端面對(duì)接并通過(guò)周向設(shè)置的若干螺栓固定，球座7下端伸入下接頭13內(nèi)并與下接頭13螺紋連接，壓蓋4和球座7的外壁與上接頭I和下接頭13內(nèi)壁形成一環(huán)空，環(huán)空內(nèi)配合設(shè)有傳扭套5，傳扭套5外壁分別與上接頭I和下接頭13對(duì)應(yīng)端的內(nèi)壁滑動(dòng)密封配合，并且傳扭套5的內(nèi)外配合面上分別設(shè)有若干道密封圈，傳扭套5外周設(shè)有外凸的鍵14，上接頭I和下接頭13與鍵14的對(duì)應(yīng)位置分別設(shè)有與鍵14滑動(dòng)配合的鍵槽15，傳扭套5內(nèi)壁與壓蓋4和球座7外壁滑動(dòng)密封配合，并且傳扭套5滑至鍵槽15下限位置處與球座7之間通過(guò)剪切銷(xiāo)釘6固定，球座7和下接頭13的螺紋連接段分別通過(guò)相互密封抵靠的臺(tái)階面過(guò)渡，傳扭套5下端面與臺(tái)階面之間的下接頭13與球座7的環(huán)空形成密封油腔10，上接頭1、中接頭2、懸掛球3、球座7與下接頭13的中心設(shè)有上下貫通的中心通道，球座7側(cè)向設(shè)有用于連通中心通道與密封油腔10的徑向進(jìn)油孔12，球座7內(nèi)設(shè)有與徑向進(jìn)油孔12垂直相交的軸向孔，軸向孔內(nèi)設(shè)有用于密封徑向進(jìn)油孔12的密封體9，密封體9上側(cè)的軸向孔內(nèi)設(shè)有壓縮彈簧8，密封體9下側(cè)的軸向孔內(nèi)設(shè)有磁感應(yīng)發(fā)熱自融元件，11磁感應(yīng)發(fā)熱自融元件11感應(yīng)鄰近鉆井的磁場(chǎng)后自融，密封體在壓縮彈簧8彈力作用下移，徑向進(jìn)油孔打開(kāi)。
[0016]本實(shí)用新型的鉆井防碰工具，上接頭I上端用于與鉆桿連接，下接頭13下端用于與鉆頭連接，懸掛球3用于懸掛連接上接頭I和下接頭13，傳扭套5通過(guò)鍵14將上接頭I轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的扭矩傳遞給下接頭13，從而帶動(dòng)鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行鉆進(jìn)；正常鉆井時(shí)，鉆桿旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)上接頭1、中接頭2、懸掛球3轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上接頭I也通過(guò)傳扭套5上的鍵14帶動(dòng)傳扭套5及下接頭13和鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)，并將鉆桿的驅(qū)動(dòng)扭矩通過(guò)傳扭套5傳遞給下接頭13和鉆頭，實(shí)現(xiàn)正常鉆井工作；當(dāng)鉆桿靠近鄰井一定距離時(shí)，磁場(chǎng)增強(qiáng)，磁感應(yīng)發(fā)熱自融元件11利用線(xiàn)圈切割磁力線(xiàn)產(chǎn)生的電流隨磁場(chǎng)增大而增大的特點(diǎn)，當(dāng)鉆井防碰工具逐漸靠近鄰井時(shí)，電流逐漸增大，磁感應(yīng)發(fā)熱自融元件11不斷發(fā)熱，并快速融化，讓出自身所占的軸向孔空間，密封體11在壓縮彈簧8的作用下向下移，打開(kāi)徑向通道12，如圖2所示，中心通道內(nèi)的鉆井液進(jìn)入密封油腔10，密封油腔10內(nèi)的壓力作用在傳扭套5的端面并且逐漸增大，使傳扭套5剪斷剪切銷(xiāo)釘6向上移動(dòng)，直到傳扭套5上的鍵14與下接頭13上的鍵槽分離斷開(kāi)扭矩傳遞，下接頭13及鉆頭停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，地面扭矩儀顯示歸零，及時(shí)發(fā)現(xiàn)地下異常停止作業(yè)，從而達(dá)到防碰的目的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鉆井防碰工具，包括上接頭、中接頭和下接頭，其特征在于:所述上接頭下端內(nèi)螺紋連接中接頭，所述中接頭下端固定連接中空的懸掛球，所述懸掛球的球頭上側(cè)和下側(cè)分別球面配合設(shè)有同外徑的環(huán)形壓蓋和中空的球座，所述壓蓋與球座固定連接，所述球座下端伸入下接頭內(nèi)并與下接頭螺紋連接，所述壓蓋和球座的外壁與上接頭和下接頭內(nèi)壁形成一環(huán)空，所述環(huán)空內(nèi)配合設(shè)有傳扭套，所述傳扭套外壁分別與上接頭和下接頭對(duì)應(yīng)端的內(nèi)壁滑動(dòng)密封配合，所述傳扭套外周設(shè)有外凸的鍵，所述上接頭和下接頭與鍵的對(duì)應(yīng)位置分別設(shè)有與鍵滑動(dòng)配合的鍵槽，所述傳扭套內(nèi)壁與壓蓋和球座外壁滑動(dòng)密封配合，并且傳扭套滑至鍵槽下限位置處與球座之間通過(guò)剪切銷(xiāo)釘固定，所述球座和下接頭的螺紋連接段分別通過(guò)相互密封抵靠的臺(tái)階面過(guò)渡，所述傳扭套下端面與臺(tái)階面之間的下接頭與球座的環(huán)空形成密封油腔，所述上接頭、中接頭、懸掛球、球座與下接頭的中心設(shè)有上下貫通的中心通道，所述球座側(cè)向設(shè)有用于連通中心通道與密封油腔的徑向進(jìn)油孔，所述球座內(nèi)設(shè)有與徑向進(jìn)油孔垂直相交的軸向孔，所述軸向孔內(nèi)設(shè)有用于密封徑向進(jìn)油孔的密封體，所述密封體上側(cè)的軸向孔內(nèi)設(shè)有壓縮彈簧，所述密封體下側(cè)的軸向孔內(nèi)設(shè)有磁感應(yīng)發(fā)熱自融元件，所述磁感應(yīng)發(fā)熱自融元件自融后密封體在壓縮彈簧彈力作用下移，徑向進(jìn)油孔打開(kāi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井防碰工具，其特征在于，所述壓蓋與球座的連接端端面對(duì)接并通過(guò)周向設(shè)置的若干螺栓固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井防碰工具，其特征在于，所述懸掛球上側(cè)設(shè)有中通的球柄，所述球柄與中接頭通過(guò)螺紋固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井防碰工具，其特征在于，所述傳扭套的內(nèi)壁和外壁的密封配合面上分別設(shè)有若干密封圈。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及采油裝置技術(shù)領(lǐng)域一種鉆井防碰工具，包括上接頭、中接頭和下接頭，上接頭下端連接中接頭，中接頭下端連接懸掛球，懸掛球的球頭上側(cè)和下側(cè)分別球面配合設(shè)有壓蓋和球座，球座下端與下接頭內(nèi)螺紋連接，壓蓋和球座的外壁與上接頭和下接頭內(nèi)壁形成的環(huán)空密封配合設(shè)有傳扭套，傳扭套外周設(shè)有外凸的鍵，上接頭和下接頭的對(duì)應(yīng)位置分別設(shè)有與鍵滑動(dòng)配合的鍵槽，傳扭套滑至鍵槽下限位置處與球座之間通過(guò)剪切銷(xiāo)釘固定，傳扭套下端面與下接頭和球座之間形成密封油腔，球座側(cè)向設(shè)有用于連密封油腔的徑向進(jìn)油孔，球座內(nèi)設(shè)有與徑向進(jìn)油孔垂直相交的軸向孔，軸向孔內(nèi)設(shè)有密封體，密封體上側(cè)設(shè)有壓縮彈簧，密封體下側(cè)設(shè)有磁感應(yīng)發(fā)熱自融元件。
【IPC分類(lèi)】E21B44-00
【公開(kāi)號(hào)】CN204344102
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420733654
【發(fā)明人】孫鑫, 陳碧波, 施智玲, 竇正道
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司江蘇油田分公司
【公開(kāi)日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2014年12月1日