本发明专利技术公开了一种可控井下钻完井工具脱离装置及使用方法。它包括上心轴接头（1）、外套筒（2）、爪卡套（3）、爪卡锁圈（4）、心轴套筒（5）、下接头（6）、活塞环（7）和承压球（8），所述下接头（6）的上端套设在上心轴接头（1）的外侧，且下接头（6）与上心轴接头（1）间具有环形空腔一；所述活塞环（7）套设在上心轴接头（1）的外侧，且位于环形空腔一内；所述爪卡套（3）与外套筒（2）依次套设在上心轴接头（1）的外侧，且爪卡套（3）与上心轴接头（1）间具有环形空腔二，所述环形空腔一与环形空腔二相通。本发明专利技术既可以应用于气体带压钻完井，也可以应用于液体欠平衡钻完井；并且适用于多种井眼轨迹钻完井。并且适用于多种井眼轨迹钻完井。并且适用于多种井眼轨迹钻完井。
【技术实现步骤摘要】
一种可控井下钻完井工具脱离装置及使用方法
[0001]本专利技术涉及石油天然气钻井工具领域，具体涉及一种可控井下钻完井工具脱离装置及使用方法。
技术介绍
[0002]安全丢手机构等脱离装置在钻完井领域广泛应用于解卡、钻具分离、封隔器分离等多个工况。随着钻完井一体化的发展，对井下脱离装置提出了新的要求，一方面井下脱离装置需要在钻井过程中传递扭矩，另外一方面需要井下脱离装置在多种工况下皆可实现安全可靠的分离；脱离装置的实现方式分为机械式和液压式，现有的机械式的丢手装置多为地面投杆撞击方式和旋转管柱丢手方式，液压丢手装置的方式多为投球打压剪断销钉；一种通用的井下脱离装置结构还亟待研究。
[0003]在申请号为“202110042639.6”、专利名称为“一种防止卡钻和堵塞的液压爪手工具”的中国专利中，是利用液压爪手结构在发生卡钻时可以直接进行上提，并通过销钉数量调节丢手机构的剪切载荷，但此结构未充分考虑钻井过程中的扭矩传递，并没有涉及多个工况，所以其应用具有一定的局限性。
[0004]在申请号为“201811293585.5”、专利名称为“丢手装置和包括其的钻井管柱”的中国专利中，是利用齿接组件，因此该丢手装置设置在钻杆上时，能传递大扭矩，但此结构未考虑气体钻井时无法进行投球打压实现丢手或压力不足剪断销钉的情况。
[0005]在申请号为“202110810796.7”、专利名称为“悬挂完井一体化封隔器和完井管柱”的中国专利中，提出了一种丢手加力装置的结构，并且可以实现机械与液压两种实现方式的丢手，但是此结构也没有考虑传递扭矩和气体钻井工况。
[0006]本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：现有技术中的井下脱离装置不能同时满足：适应多种工况、传递扭矩和气液介质钻井通用，其应用具有较大的局限性。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的在于提供一种可控井下钻完井工具脱离装置及使用方法，以解决现有技术中的井下脱离装置不能同时满足：适应多种工况、传递扭矩和气液介质钻井通用，其应用具有较大局限性的技术问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：本专利技术提供的一种可控井下钻完井工具脱离装置，包括上心轴接头、外套筒、爪卡套、爪卡锁圈、心轴套筒、下接头、活塞环和承压球，其中，所述下接头的上端套设在上心轴接头的外侧，且下接头与上心轴接头间具有环形空腔一；所述活塞环套设在上心轴接头的外侧，且位于环形空腔一内；所述爪卡套与外套筒依次套设在上心轴接头的外侧，且爪卡套与上心轴接头间具有环形空腔二，所述环形空腔一与环形空腔二相通；所述爪卡锁圈套设在上心轴接头的外
侧，且位于环形空腔二内；所述爪卡锁圈与上心轴接头通过销钉连接；所述心轴套筒套设在上心轴接头的外侧，且位于爪卡锁圈与活塞环之间；所述承压球的尺寸与下接头的内径相适应；所述外套筒套设在下接头的外侧；所述上心轴接头内开设有通孔，所述通孔在对应环形空腔一的位置开设有旁通孔，所述旁通孔与活塞环的位置相对应。
[0009]可选的或优选的，所述上心轴接头下端外表面与下接头通过花键进行周向连接。
[0010]可选的或优选的，所述活塞环与上心轴接头与下接头的接触处均设有密封环。
[0011]可选的或优选的，所述活塞环在对应与上心轴接头、下接头接触的一侧分别开设有安装密封环的密封环安装槽。
[0012]可选的或优选的，所述爪卡套螺纹连接在上心轴接头的外侧；所述上心轴接头在远离下接头的一端开设有安装台阶，所述上心轴接头外侧在靠近安装台阶处设有外螺纹，所述爪卡套在对应的位置处设有相匹配的内螺纹。。
[0013]可选的或优选的，所述环形空腔一与环形空腔二的尺寸相同。
[0014]可选的或优选的，所述外套筒与下接头间螺纹连接；所述下接头的上部设有外螺纹，所述外套筒在对应的位置处设有相匹配的内螺纹。
[0015]本专利技术提供的可控井下钻完井工具脱离装置的使用方法，所述使用方法包括在钻井过程中突遇卡钻时，若常规解卡方法无效，采用上述的可控井下钻完井工具脱离装置进行上部钻具与下部落鱼的分离；所述使用方法还包括采用上述的可控井下钻完井工具脱离装置实现钻杆预完井。
[0016]进一步的，当在钻井过程中突遇卡钻，常规解卡方法无效，采用上述的可控井下钻完井工具脱离装置进行上部钻具与下部落鱼的分离时，具体方法为：若钻井介质为液体，投入承压球，上部井口的泥浆泵或气体泵向管柱中空内输入压力使爪卡锁圈上行，爪卡套解锁，实现上心轴接头与下接头之间的分离；若钻井介质为气体，投入承压球，往管柱中空吊灌液体，向管柱中空内输入压力使爪卡锁圈上行，爪卡套解锁，实现上心轴接头与下接头之间的分离。
[0017]进一步的，采用上述的可控井下钻完井工具脱离装置实现钻杆预完井时，包括下述步骤：S1：正常钻进至目的产层，进入完井工序；S2：坐封钻杆悬挂封隔器对产层进行封隔；S3：若钻井介质为液体，投入承压球，上部井口的泥浆泵或气体泵向管柱中空内输入压力使爪卡锁圈上行，爪卡套解锁，实现上心轴接头与下接头之间的分离；S4：若钻井介质为气体，投入承压球，往管柱中空吊灌液体，向管柱中空内输入压力使爪卡锁圈上行，爪卡套解锁，实现上心轴接头与下接头之间的分离；S5：上提上部钻杆钻具；S6：下放油管及其工具组合与可控井下钻完井工具脱离装置进行回接。
[0018]基于上述技术方案，本专利技术实施例至少可以产生如下技术效果：（1）本专利技术提供的可控井下钻完井工具脱离装置及使用方法，采用活塞环液压式的结构，较本领域常用的液压销钉剪断方式更加可靠，在不需要井下脱离装置工作时，不会
出现提前脱离等故障，提高了可靠性；（2）本专利技术提供的可控井下钻完井工具脱离装置及使用方法，适用于钻完井一体化工艺，未分离状态上心轴接头与下接头之间通过花键周向连接传递正常钻进所需扭矩，该井下脱离装置配合封隔器等完井工具可以实现钻杆预完井，减少起放管柱的趟数，实现钻井工序与完井工序的有效衔接；（3）本专利技术提供的可控井下钻完井工具脱离装置及使用方法，采用的解锁方法同样适用于气体钻井的工况，通过往管柱中空吊灌液体产生的液柱重量和气体压力共同作用解锁爪卡，实现井下脱离装置的分离；（4）本专利技术提供的可控井下钻完井工具脱离装置及使用方法，钻进过程中突遇井下复杂情况时，如卡钻，若常规方法解卡无效，可采用井下脱离装置实现钻具脱离，再进行后续打捞、套铣及侧钻等作业，可避免繁杂的钻柱倒扣作业，降低了井下事故处理时间和人力成本；（5）本专利技术提供的可控井下钻完井工具脱离装置及使用方法，应用范围广，既可以应用于气体带压钻完井，也可以应用于液体欠平衡钻完井；并且适用于多种井眼轨迹钻完井，如直井、斜井和水平井。
附图说明
[0019]图1是本专利技术实施例1中爪卡套处于初始状态的剖面结构示意图；图2是图1中A部的局部结构放大示意图；图3是图1中B
‑
B的截面示意图；图4是本专利技术实施例1中爪卡解锁状态的剖面结构示意图；图5是本专利技术实施例1的内部结构示意图。
[0020]图中：1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可控井下钻完井工具脱离装置，其特征在于，包括上心轴接头（1）、外套筒（2）、爪卡套（3）、爪卡锁圈（4）、心轴套筒（5）、下接头（6）、活塞环（7）和承压球（8），其中，所述下接头（6）的上端套设在上心轴接头（1）的外侧，且下接头（6）与上心轴接头（1）间具有环形空腔一；所述活塞环（7）套设在上心轴接头（1）的外侧，且位于环形空腔一内；所述爪卡套（3）与外套筒（2）依次套设在上心轴接头（1）的外侧，且爪卡套（3）与上心轴接头（1）间具有环形空腔二，所述环形空腔一与环形空腔二相通；所述爪卡锁圈（4）套设在上心轴接头（1）的外侧，且位于环形空腔二内；所述爪卡锁圈（4）与上心轴接头（1）通过销钉（11）连接；所述心轴套筒（5）套设在上心轴接头（1）的外侧，且位于爪卡锁圈（4）与活塞环（7）之间；所述承压球（8）的尺寸与下接头（6）的内径相适应；所述外套筒（2）套设在下接头（6）的外侧；所述上心轴接头（1）内开设有通孔，所述通孔在对应环形空腔一的位置开设有旁通孔（101），所述旁通孔（101）与活塞环（7）的位置相对应。2.根据权利要求1所述的可控井下钻完井工具脱离装置，其特征在于，所述上心轴接头（1）下端外表面与下接头（6）通过花键（9）进行周向连接。3.根据权利要求2所述的可控井下钻完井工具脱离装置，其特征在于，所述活塞环（7）与上心轴接头（1）与下接头（6）的接触处均设有密封环。4.根据权利要求1所述的可控井下钻完井工具脱离装置，其特征在于，所述活塞环（7）在对应与上心轴接头（1）、下接头（6）接触的一侧分别开设有安装密封环的密封环安装槽。5.根据权利要求1所述的可控井下钻完井工具脱离装置，其特征在于，所述爪卡套（3）螺纹连接在上心轴接头（1）的外侧；所述上心轴接头（1）在远离下接头（6）的一端开设有安装台阶，所述上心轴接头（1）外侧在靠近安装台阶处设有外螺纹，所述爪卡套（3）在对应的位置处设有相匹配的内螺纹。6.根据权利要求1所述的可控井下钻完井工具脱离装置，其特征在于，所述环形空腔一与环形空腔二的尺寸相同。7.根据权利要求1所述的可控井下钻完井工具脱离装置，其特征在于，所述外套筒（2）与下...
【专利技术属性】
技术研发人员：李皋，方潘，肖东，李红涛，杨旭，李永杰，徐扬扬，刘果，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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