井下管柱用液压微旋安全接头制造技术

本实用新型专利技术涉及一种井下管柱用液压微旋安全接头，包括上接头和下接头，两接头的中心孔共轴线且相互贯通，下接头上端设有向上延伸的筒体，筒体内腔安装有可沿筒体内壁轴向滑动的滑套，滑套的中心孔自上而下逐渐缩小且下端设有喇叭口状的球座，球座配套有可以将其关闭的钢投球，球座下端的喉口与下接头中心孔相贯通；滑套的下端外壁通过剪钉固定在筒体上，上接头下部插入于筒体中且旋转后与筒体的内壁相嵌合，上接头的下端通过花键与滑套的上端相插接。上接头的中段设有上接头外台阶，上接头外台阶压在筒体上端口上，上接头外台阶以下的部位直径逐段缩小；筒体内腔自上而下逐节缩小。该安全接头操作方便，不受管柱摩阻与井斜的影响，脱开成功率高。

Hydraulic Micro-Rotary Safety Joint for Downhole Pipe String

The utility model relates to a hydraulic micro-rotary safety joint for underground pipe string, which comprises an upper joint and a lower joint. The central holes of the two joints are coaxial and connected with each other. The upper end of the lower joint is provided with an upward extending cylinder body. The inner cavity of the cylinder is equipped with a sliding sleeve which can slide along the inner wall of the cylinder axially. The central hole of the sliding sleeve is gradually reduced from top to bottom, and a bell-shaped ball seat is arranged at the lower end. There are closed steel throwing balls, the throat of the lower end of the socket is connected with the center hole of the lower joint; the outer wall of the lower end of the slide sleeve is fixed on the cylinder body through shear nails, the lower part of the upper joint is inserted into the cylinder body and embedded with the inner wall of the cylinder body after rotation, and the lower end of the upper joint is connected with the upper end of the sliding sleeve through splines. The middle part of the upper joint is provided with an outer step of the upper joint. The outer step of the upper joint is pressed on the upper end of the cylinder body. The diameter of the part below the outer step of the upper joint is reduced step by step, and the inner cavity of the cylinder is reduced step by step from top to bottom. The safety joint is easy to operate, free from the influence of friction and deviation of pipe string, and has a high success rate of disconnection.

【技术实现步骤摘要】
井下管柱用液压微旋安全接头
本技术涉及一种安全接头，特别涉及一种井下管柱用液压微旋安全接头，属于螺杆钻具

技术介绍
安全接头是一种应用于井下作业和生产管柱的辅助工具。当发生卡钻事故时，可将遇卡管柱从安全接头处脱开，从而为事故的进一步处理创造良好的条件。目前，油田常用的安全接头主要锯齿型和方扣型两种，这两种安全接头由上接头、下接头和密封圈组成。上接头上端有与管柱相连接的内螺纹，下半部有宽锯齿外螺纹。在此两部分之间的外圆柱面上有“八字形”凸凹结构。下接头下端有与管柱相连接的外螺纹，内有宽锯齿内螺纹，在下接头的上端面有与上接头相配合的“八字形”凸凹结构。这两种安全接头的上下接头之间是通过螺纹连接，用来传递正反扭矩；而其上面的“八字形”凸凹结构是产生预拉力并保持恒定的锁紧装置。在丢脱时，首先对安全接头施加一定的下击力和反扭矩，使之脱开。正是由于螺纹连接，且施加的扭矩与管柱螺纹方向相反，受管柱与套管壁的摩擦阻力与井斜的影响，扭距和管柱重量传递十分困难，常常出现退不开的现象。
技术实现思路
本技术的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种井下管柱用液压微旋安全接头，操作方便，不受管柱与套管壁的摩擦阻力与井斜的影响，脱开成功率高。为解决以上技术问题，本技术的一种井下管柱用液压微旋安全接头，包括上接头和下接头，所述上接头和下接头的中心孔共轴线且相互贯通，所述下接头的上端设有向上延伸的筒体，所述筒体的内腔安装有可沿筒体内壁轴向滑动的滑套，所述滑套的中心孔自上而下逐渐缩小且下端设有喇叭口状的球座，所述球座配套有可以将其关闭的钢投球，所述球座下端的喉口与所述下接头的中心孔相贯通；所述滑套的下端外壁通过剪钉固定在所述筒体上，所述上接头的下部插入于所述筒体中且旋转后与筒体的内壁相嵌合，所述上接头的下端通过花键与所述滑套的上端相插接。相对于现有技术，本技术取得了以下有益效果：组装时，先把滑套放入筒体中，再将上接头的下端插入筒体内腔，然后旋转上接头使上接头的下部与筒体的内壁相嵌合，这样上接头与筒体之间既可以承受轴向拉力，又可以传递扭矩；接着滑套向上顶起，使滑套的上端与上接头的下端通过花键相连接，然后通过剪钉将滑套固定在筒体上，由此滑套限制了上接头的转动并提供扭矩。需要安全接头丢开时，将钢投球投入管柱内，钢投球落在球座处坐封，将中心孔道封闭产生憋压，憋压达到10MPa时，剪钉被剪断，滑套下滑与上接头脱离，此时反向转动上接头使之与筒体内壁脱离嵌合，然后上接头即可向上抽出，实现丢手。由于上接头与筒体之间未采用螺纹连接，而是采用相互嵌合，相互的结合力很小，丢手时，不受管柱与套管壁的摩擦阻力与井斜的影响，只要投入钢投球并微微转动上接头即可脱扣，脱开成功率高，操作方便，性能可靠。作为本技术的改进，所述上接头的中段设有上接头外台阶，所述上接头外台阶压在筒体的上端口上，所述上接头外台阶以下的部位直径逐段缩小；所述筒体的内腔自上而下设有多个孔径逐节缩小的筒体台阶孔。上接头外台阶可以对上接头插入筒体的深度进行轴向定位，上接头外台阶压在筒体的上端口上时，即可进行旋转，实现嵌合；上接头和筒体自上而下逐节缩径一方面便于车削加工，另一方面也便于各段之间的相互配合。作为本技术的进一步改进，所述上接头外台阶下方的上接头大直径段的外周均匀设有三块上接头凸块，各上接头凸块的圆心角分别为40°，所述筒体上端的第一筒体台阶孔的内壁对称设有与上接头凸块相适配的L形嵌槽，各L形嵌槽的上端开口且上部的圆心角为40°，各L形嵌槽下部的圆心角为80°，各L形嵌槽的总高度是上接头凸块高度的两倍，且各上接头凸块分别嵌于相应L形嵌槽的根部。各上接头凸块分别从L形嵌槽上端的开口处插入，向下滑行相当于上接头凸块的高度后到达L形嵌槽的底部，然后旋转40°，使上接头凸块完全嵌入L形嵌槽的根部。由于L形嵌槽的总高度是上接头凸块的两倍，圆心角也是上接头凸块的两倍，上接头凸块嵌到位以后，其顶部完全与L形嵌槽下部的顶壁重合，轴向定位和径向定位均十分可靠，且传递拉力和扭矩的能力非常大。丢手时，上接头反向旋转40°，上提管柱即可实现脱离。作为本技术的进一步改进，所述上接头大直径段的下方设有上接头密封段，所述上接头密封段的圆周上设有至少两道上接头密封槽，所述上接头密封槽中嵌装有上接头密封圈贴合在第二筒体台阶孔的内壁。上接头密封圈可实现上接头与筒体之间的可靠密封，且加工、安装均能方便，上接头密封圈插入第二筒体台阶孔前不会受到筒体内壁的刮蹭。作为本技术的进一步改进，所述上接头密封段的下端连接有上接头小直径段，所述上接头小直径段插接于第三筒体台阶孔的上部，且上接头小直径段的外周对称设有三个向内凹陷且下端开口的上接头插槽，所述上接头插槽与所述上接头凸块在圆周上的相位相互错开；所述滑套的上部设有滑套大直径段，所述滑套大直径段位于第三筒体台阶孔的中部且两者间隙配合，所述滑套大直径段的上端口外周对称设有三个向上伸出的滑套插榫，各滑套插榫对应插接在相应的上接头插槽中；各滑套插榫的圆心角分别为40°，各上接头插槽的圆心角分别为80°。各滑套插榫对应插接在上接头插槽中形成花键配合，滑套插榫的内壁抵靠在上接头插槽的底壁上，保证滑套上端与上接头的下端共轴线，滑套插榫的侧壁与上接头插槽的侧壁接触传递扭矩，上接头插槽与上接头凸块在圆周上的相位相互错开便于加工。上接头插槽的圆心角与L形嵌槽下部的圆心角相等，滑套插榫的圆心角与上接头凸块的圆心角相等，使得上接头凸块嵌入L形嵌槽根部的同时，滑套插榫的侧壁与上接头插槽的侧壁相贴合，同步到达传递扭矩的状态。作为本技术的进一步改进，所述滑套大直径段的外圆周对称设有三个沿轴向贯通的滑套滑槽，各滑套滑槽的圆心角分别为40°且与所述滑套插榫在周向的相位相互错开；所述第三筒体台阶孔的上部内壁对称设有三个向内凸出的筒体凸块，各筒体凸块的圆心角分别为40°且对应嵌于相应的滑套滑槽中。剪钉剪断前，筒体凸块嵌于滑套滑槽中使得滑套与筒体之间实现径向定位并可以传递扭矩；滑套滑槽与滑套插榫在周向的相位相互错开可以避免滑套插榫的根部受到削弱。剪钉剪断后，筒体凸块与滑套滑槽的配合使得滑套沿轴向向下滑落。作为本技术的进一步改进，所述滑套大直径段的下方连接有滑套小直径段，所述滑套小直径段的上部位于所述第三筒体台阶孔中，所述滑套小直径段的中部以下位于第四筒体台阶孔中，所述滑套小直径段的中部设有至少两道滑套密封槽，所述滑套密封槽中分别嵌装有滑套密封圈，所述滑套密封圈贴合在第四筒体台阶孔的内壁。滑套小直径段的上部位于第三筒体台阶孔中使得滑套大直径段的底部比第三筒体台阶孔的台阶高出一段距离，为丢手时，滑套大直径段的下滑及滑套插榫的脱开提供了空间。滑套密封圈实现了滑套与筒体内壁的密封，且与上部的筒体内壁无刮蹭。作为本技术的进一步改进，所述筒体的下部圆周上对称设有两个剪钉螺孔，两剪钉螺孔中分别旋接有所述剪钉，两剪钉的内端头分别插接在所述滑套的剪钉沉孔中，所述剪钉沉孔在高度方向与所述球座下方的喉口部位等高。喉口部位的壁厚最厚，强度最高，有利于布置剪钉沉孔；剪钉内端头插接在滑套的剪钉沉孔中，将滑套固定在筒体上；当滑套承受的压力足够大，剪钉将被剪断。作为本技术的进一步改本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下管柱用液压微旋安全接头，包括上接头和下接头，所述上接头和下接头的中心孔共轴线且相互贯通，其特征在于：所述下接头的上端设有向上延伸的筒体，所述筒体的内腔安装有可沿筒体内壁轴向滑动的滑套，所述滑套的中心孔自上而下逐渐缩小且下端设有喇叭口状的球座，所述球座配套有可以将其关闭的钢投球，所述球座下端的喉口与所述下接头的中心孔相贯通；所述滑套的下端外壁通过剪钉固定在所述筒体上，所述上接头的下部插入于所述筒体中且旋转后与筒体的内壁相嵌合，所述上接头的下端通过花键与所述滑套的上端相插接。

【技术特征摘要】
1.一种井下管柱用液压微旋安全接头，包括上接头和下接头，所述上接头和下接头的中心孔共轴线且相互贯通，其特征在于：所述下接头的上端设有向上延伸的筒体，所述筒体的内腔安装有可沿筒体内壁轴向滑动的滑套，所述滑套的中心孔自上而下逐渐缩小且下端设有喇叭口状的球座，所述球座配套有可以将其关闭的钢投球，所述球座下端的喉口与所述下接头的中心孔相贯通；所述滑套的下端外壁通过剪钉固定在所述筒体上，所述上接头的下部插入于所述筒体中且旋转后与筒体的内壁相嵌合，所述上接头的下端通过花键与所述滑套的上端相插接。2.根据权利要求1所述的井下管柱用液压微旋安全接头，其特征在于：所述上接头的中段设有上接头外台阶，所述上接头外台阶压在筒体的上端口上，所述上接头外台阶以下的部位直径逐段缩小；所述筒体的内腔自上而下设有多个孔径逐节缩小的筒体台阶孔。3.根据权利要求2所述的井下管柱用液压微旋安全接头，其特征在于：所述上接头外台阶下方的上接头大直径段的外周均匀设有三块上接头凸块，各上接头凸块的圆心角分别为40°，所述筒体上端的第一筒体台阶孔的内壁对称设有与上接头凸块相适配的L形嵌槽，各L形嵌槽的上端开口且上部的圆心角为40°，各L形嵌槽下部的圆心角为80°，各L形嵌槽的总高度是上接头凸块高度的两倍，且各上接头凸块分别嵌于相应L形嵌槽的根部。4.根据权利要求3所述的井下管柱用液压微旋安全接头，其特征在于：所述上接头大直径段的下方设有上接头密封段，所述上接头密封段的圆周上设有至少两道上接头密封槽，所述上接头密封槽中嵌装有上接头密封圈贴合在第二筒体台阶孔的内壁。5.根据权利要求4所述的井下管柱用液压微旋安全接头，其特征在于：所述上接头密封段的下端连接有上接头小直径段，所述上接头小直径段插接于第三筒体台阶孔的上部，且上接头小直径段的外周对称设有三个向内凹陷且下端开口的上接头插槽，所述上接头插槽与所述上接头凸块在圆周上的相位相互错开；所述滑套的上部设有滑套大直径段，所述滑套大直径段位于第三筒体台阶孔的中部且两者...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德金，马建桥，张国华，吴柳柳，周建文，韩书将，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32