一种占位钻具制造技术

本申请实施例涉及石油开采技术领域，公开了一种占位钻具，占位钻具包括：第一轴芯，第一轴芯上沿周向设置有第一剪切环，第一剪切环的外侧连接有第一外筒；第一剪切销钉，第一剪切销钉的一端连接于第一轴芯，另一端连接于第一剪切环，使得当第一轴芯沿轴向受力并且第一剪切销钉受到的第一轴芯与第一剪切环之间的剪切力大于第一阈值时，第一剪切销钉被剪断，第一轴芯与第一剪切环以及第一外筒分离。通过上述方式，解决了占位钻具被水泥封固，无法取出的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种占位钻具


[0001]本技术实施例涉及石油开采
，具体涉及一种占位钻具。

技术介绍

[0002]目前海上油气田丛式井开发中，井槽口数量是制约平台钻井数量的主要因素。采用单筒双井钻井技术可以有效提高井槽口利用率，而其中占位钻具是关键设备。占位钻具的使用能够满足单筒双井表层闭路深钻、浅层预斜和浅层气钻进的要求，拓宽了单筒双井技术的适用范围，然而现有技术中占位钻具由于本体直径过大，导致在非占位钻具固井作业中，占位钻具常常被水泥封固，进而导致占位钻具无法取出，影响后续的钻井工程。

技术实现思路

[0003]鉴于上述问题，本技术实施例提供了一种占位钻具，解决上述占位钻具被混凝土封固，无法取出的问题。
[0004]根据本技术实施例的一个方面，提供了一种占位钻具，占位钻具包括堵头，堵头包括：第一轴芯，第一轴芯上沿周向设置有第一剪切环，第一剪切环的外侧连接有第一外筒；第一剪切销钉，第一剪切销钉的一端连接于第一轴芯，另一端连接于第一剪切环，使得当第一轴芯沿轴向受力并且第一剪切销钉受到的第一轴芯与第一剪切环之间的剪切力大于第一阈值时，第一剪切销钉被剪断，第一轴芯与第一剪切环以及第一外筒分离。
[0005]本申请提供的占位钻具中通过将堵头上的第一轴芯与第一外筒设计为两个独立的构件，利用第一剪切销钉连接第一轴芯与第一剪切环，并进一步由第一剪切环固定第一外筒，使得第一外筒与第一轴芯连接在一起。当第一外筒被水泥浆封固时，通过上提第一轴芯使得第一轴芯与第一剪切环产生相对运动趋势，进一步地，由于第一剪切销钉位于第一轴芯与第一剪切环中间，所以第一剪切销钉将受到来自第一轴芯与第一剪切环的剪切力，当剪切力达到第一阈值时，第一剪切销钉被剪断，第一轴芯与第一外筒分离，从而实现了第一轴芯可以从井筒抽出。
[0006]在一些实施例中，占位钻具还包括设置在堵头的一端的分隔器，分隔器包括；第二轴芯，第二轴芯上沿周向设置有第二剪切环，第二剪切环的外侧连接有第二外筒；第二剪切销钉，第二剪切销钉的一端连接于第二轴芯，另一端连接于第二剪切环，使得当第二轴芯沿轴向受力并且第二剪切销钉受到的第二轴芯与第二剪切环之间的剪切力大于第二阈值时，第二剪切销钉被第二剪切环剪断，第二轴芯与第二剪切环以及第二外筒分离。通过将第二轴芯与第二外筒设计为两个独立的构件，利用第二剪切销钉连接第二轴芯与第二剪切环，并进一步由第二剪切环固定第二外筒，使得第二外筒与第二轴芯连接在一起。当第二外筒被水泥浆封固时，通过上提第二轴芯使得第二轴芯与第二剪切环产生相对运动趋势，进一步，由于第二剪切销钉位于第二轴芯与第二剪切环中间，所以第二剪切销钉将受到来自第二轴芯与第二剪切环的剪切力，当剪切力达到阈值时，第二剪切销钉被剪断，第二轴芯与第二外筒分离，从而实现了第二轴芯可以从第二井筒抽出，并且由于第二外筒所采用的材料
可以被钻头钻穿，所以不会影响后续的钻井作业。
[0007]在一些实施例中，第一外筒沿周向套设于第一轴芯上，第一外筒上设置有容置腔，容置腔位于第一外筒的两端与第一轴芯之间，第一剪切环设置在容置腔内，第一剪切环限制第一外筒沿第一轴芯的轴向上的位移。通过在第一外筒两端的容置腔中安装第一剪切环，第一剪切环可以限制第一外筒沿第一轴芯轴向的位移。另外通过将第一剪切销钉依次穿过第一外筒和第一剪切环后固定在第一轴芯上，以此实现对第一剪切环的固定，进一步地实现了对堵头整体的固定安装。由于本实施例中可以不引入额外的连接构件，而通过现有的结构就可以实现第一外筒与第一轴芯的连接固定，所以，占位钻具结构更加简单稳定且安装便捷。
[0008]在一些实施例中，第一剪切销钉与第一轴芯螺纹连接。通过螺纹连接使得第一剪切销钉与第一轴芯实现可拆卸连接，当需要更换第一剪切销钉时，只需拧下原有的第一剪切销钉，重新插入新的销钉拧紧即可，操作更加便捷。
[0009]在一些实施例中，第一剪切销钉上与第一轴芯和第一剪切环抵接面相对的位置设置有薄弱结构，使得当第一剪切销钉受到的第一轴芯与第一剪切环之间的剪切力大于第一阈值时，薄弱结构被剪断。通过在第一剪切销钉上与第一轴芯和第一剪切环抵接面相对的位置设置薄弱结构，可以使第一剪切销钉在第一轴芯与第一剪切环之间的剪切力大于第一阈值时顺利被剪断，避免出现因第一剪切销钉剪断困难而造成第一轴芯拔出时费时费力。
[0010]在一些实施例中，薄弱结构包括沿周向设置于第一剪切销钉外壁上的环形凹槽。利用环形凹槽作为薄弱结构，由于环形凹槽便于加工，因此有利于第一剪切销钉的批量生产。
[0011]在一些实施例中，环形凹槽为多个，且沿第一剪切销钉的轴向间隔分布，多个环形凹槽的深度和/或宽度不同，使得各环形凹槽可承受的第一轴芯与第一剪切环之间的剪切力的大小不同。根据所需要的抗剪强度选择将合适的环形凹槽设置在第一轴芯与第一外筒的抵接面处，当第一轴芯与第一外筒发生相对位移时，位于第一轴芯与第一外筒的抵接面处的环形凹槽最先被剪断，所以选择不同深度的环形凹槽对准第一轴芯与第一外筒的抵接面处，即可使得第一剪切销钉所能承受的最大剪切力发生改变，由此一个第一剪切销钉可以对应多种不同工作环境下的需要。
[0012]在一些实施例中，薄弱结构包括沿周向设置在第一剪切销钉上的第一螺旋凹槽，第一螺旋凹槽沿第一剪切销钉的轴向以不同深度延伸。当工作环境发生改变时，通过调整第一剪切销钉的位置，根据所需要的抗剪强度选取合适深度的凹槽对准剪切面，使得剪切销钉能够再次适应新的工作环境需求。由此一个第一剪切销钉可以应用在多种工作环境下，避免了需要配置多套不同抗剪强度的第一剪切销钉的问题。
[0013]在一些实施例中，占位钻具还包括密封圈，密封圈设置在第一轴芯与第一剪切环之间。通过设置密封圈，避免水泥浆进入第一轴芯与第一剪切环之间影响第一轴芯与第一剪切环之间连接的稳定性。
[0014]在一些实施例中，占位钻具用于放置在井内进行占位，第一外筒的外壁上沿周向设置有第二螺旋凹槽，使得在开泵循环时，第一外筒与井壁之间的水流在第二螺旋凹槽内流动并形成涡流。通过在第一外筒的外壁上沿周向设置第二螺旋凹槽，使得开泵循环时，第一外筒与井壁之间的液体在第二螺旋凹槽内流动，形成涡流，方便对第一外筒外壁的清洗，
从而避免第一外筒被水泥砂浆封固在井筒内。
[0015]上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。
附图说明
[0016]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0017]图1为本申请实施例提供的占位钻具的堵头部位剖视结构示意图；
[0018]图2为本申请实施例提供的占位钻具结构示意图；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种占位钻具，其特征在于，包括堵头，所述堵头包括：第一轴芯，所述第一轴芯上沿周向设置有第一剪切环，所述第一剪切环的外侧连接有第一外筒；第一剪切销钉，所述第一剪切销钉的一端连接于所述第一轴芯，另一端连接于所述第一剪切环，使得当所述第一轴芯沿轴向受力并且所述第一剪切销钉受到的所述第一轴芯与所述第一剪切环之间的剪切力大于第一阈值时，所述第一剪切销钉被剪断，所述第一轴芯与所述第一剪切环以及所述第一外筒分离。2.根据权利要求1所述的占位钻具，其特征在于，所述占位钻具还包括设置于所述堵头的一端的分隔器，所述分隔器包括：第二轴芯，所述第二轴芯上沿周向设置有第二剪切环，所述第二剪切环的外侧连接有第二外筒；第二剪切销钉，所述第二剪切销钉的一端连接于所述第二轴芯，另一端连接于所述第二剪切环，使得当所述第二轴芯沿轴向受力并且所述第二剪切销钉受到的所述第二轴芯与所述第二剪切环之间的剪切力大于第二阈值时，所述第二剪切销钉被所述第二剪切环剪断，所述第二轴芯与所述第二剪切环以及所述第二外筒分离。3.根据权利要求1所述的占位钻具，其特征在于，所述第一外筒沿周向套设于所述第一轴芯上，所述第一外筒上设置有容置腔，所述容置腔位于所述第一外筒的两端与所述第一轴芯之间，所述第一剪切环设置于所述容置腔内，所述第一剪切环限制所述第一外筒沿所述第一轴芯的轴向上的位移。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪翔，陈增海，席江军，秦天宝，陈峰，贾安学，
申请(专利权)人：中海油田服务股份有限公司，
类型：新型
国别省市：