【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油井控，具体的说涉及一种用于井口快速安全抢险作业的抢接工具。
技术介绍
1、在油田钻井作业中，井喷事故时有发生，井喷发生后应立即采取应急措施，进行抢喷控制，否则一旦失控不但会造成钻井设备的损坏、油气井的报废等财产损失，甚至可能造成人员的伤亡。钻具止回阀是石油、天然气钻井过程中，钻柱内防喷器之一，其作用是在钻井过程中，钻柱内有井涌或井喷压力时，钻具止回阀在压力作用下能自动关闭内腔通道，阻止井内压力向上喷出，防止井喷事故。
2、目前，井喷普遍的处理方法是由石油工人手动安装止回阀，具体的处理过程为人工抬起止回阀与钻杆对准，旋转止回阀使其与钻杆上的螺纹连接，在人工安装好止回阀后再使用铁钻工进行紧扣，最后紧扣完成后还需要人工将手伸到止回阀上部去松开顶杆来关闭止回阀。而在止回阀未关闭前，止回阀内还在不断的喷出地底的气体和液体，喷出的流体中通常携带有硬质的固体颗粒物，由于喷出的流体流速都较大，因此这些硬质颗粒物在流体的携带作用下，通常具有较大的冲击力，所以人工将手伸到止回阀上部去松开顶杆来关闭止回阀，十分危险，并且操作速度也较慢，在此过程中，井内的高压流体也喷射了很长时间，而时间越长造成事故的严重性越大。
3、公开号为cn204357384u的技术专利公开了箭形钻具止回阀用抢接工具，虽然该专利从侧面操作控制装置来打开和关闭止回阀，避免了从上方关闭止回阀带来的操作员手受伤的情况。但是该抢接工具仍然存在以下一些问题：1、压杆是光杆结构，控制装置释放压杆后，压杆会立即上升复位，速度过快，在抢接时井内喷出的可能
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术中存在的问题和不足，本专利技术提出了一种用于井口快速安全抢险作业的抢接工具，首先顶开装置中顶杆与顶开体为螺纹连接，其能承受极大的上顶力，锁定杆仅限制了顶杆因非自锁螺纹而产生的转动趋势，因此锁定杆受力极小，保证了止回阀的正常顶开和关闭功能；并且该螺纹连接为非自锁螺纹，当锁定杆解除对其锁定后，在支撑复位弹簧的作用下顶杆具有自动上升的功能，能够自动上升复位实现止回阀的关闭，并且在非自锁螺纹的作用下也控制了顶杆的上升速度；其次，在止回阀的下部靠近公扣端设置有专门的抬升组件，能够减轻操作工抬升抢接工具的强度。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案具体如下：
3、一种用于井口快速安全抢险作业的抢接工具，包括顶开组件和抬升组件，所述顶开组件螺接在钻具止回阀的上端，主要用于开启和关闭钻具止回阀的阀芯，所述抬升组件套设在钻具止回阀的下端并且靠近止回阀的公扣端，主要用于现场作业的工人将整个钻具止回阀以及螺接在其上部的顶开组件向上抬起，而使得止回阀下端的公扣端与的上端口连接。
4、所述顶开组件包括顶开体、设置在顶开体内的顶杆和设置在顶开体内并用于锁紧和释放所述顶杆的锁定结构，顶开体为一个内部中空的筒体结构，其两端都是敞口的，顶部设置有横梁，所述顶杆的上部支撑设置在顶开体的顶部横梁上，下部轴向穿过横梁延伸至顶开体的内腔中，并与安装在顶开体下方的钻具止回阀配合，下部作用在钻具止回阀的阀芯上，将阀芯向下顶开，使止回阀内部的流体通道与顶开体的内部空腔连通；所述顶杆的外壁设置有外螺纹段，所述外螺纹段为非自锁梯形外螺纹，并且顶杆的外壁沿轴线方向设置有竖直的、用于供锁定结构的端部卡入的锁定键槽，该锁定键槽环沿顶杆的周向均匀间隔设置有多条，且锁定键槽至少设置在顶杆的外螺纹段部分，锁定键槽将顶杆外壁的外螺纹段分割为多段非连续的螺纹结构，所述顶开体的内腔中设置有与顶杆的外螺纹段配合的内螺纹穿孔，所述内螺纹穿孔可以设置在顶开体的横梁的下表面上；进一步地，所述顶开体上沿径向设置有锁定孔，锁定孔与顶开体的内腔连通，所述锁定结构设置在所述锁定孔中且可在锁定孔内沿顶开体的径向移动。所述顶杆包括锁定状态和自由状态这两种状态，在外力作用下可在这两种状态之间切换，具体的，在外力作用下，所述锁定结构沿顶开体的径向运动，锁定结构的端部突出于所述锁定孔并卡入顶杆的锁定键槽中以锁定所述顶杆，来阻止顶杆旋转，进而限制顶杆沿顶开体的轴线方向运动，此时顶杆处于锁定状态；在外力作用下，锁定结构的端部从锁定键槽中退出并缩回至锁定孔内，锁定结构解除对顶杆的锁定，顶杆可以旋转从而实现沿顶开体轴线方向的运动，此时顶杆处于自由状态。
5、所述抬升组件包括包括卡箍以及设置在卡箍上的抬杆，卡箍套设在钻具止回阀的阀体上，并且靠近止回阀下部的公扣端；所述卡箍包括卡箍本体一和卡箍本体二，所述卡箍本体一的两端分别设置有第一连接端和第一铰接端，所述卡箍本体二的两端分别设置有第二连接端和第二铰接端，第一铰接端通过铰接销与第二铰接端连接，所述第一连接端设置有锁孔，锁孔中转动设置有锁扣，锁扣的尾部设置有第一锁钩，所述第二连接端设置有锁销通孔，锁销通孔内设置有螺柱锁销和第二压簧，螺柱锁销的端部设置有与第一锁钩配合的第二锁钩，两个锁钩的钩向相反，所述第二压簧套接在螺柱锁销上，一端与螺柱锁销的外壁连接，另一端与锁销通孔连接，所说螺柱锁销的外螺纹上套设有螺帽，所述锁孔内还设置有用于驱动锁扣转动以使所述第一锁钩与第二锁钩配合卡接的上锁结构。
6、进一步地，所述锁定结构的尾部设置有位于顶开体径向外侧与其配合的操作部，所述操作部能够在外力作用下，作用在锁定杆的尾部，使锁定杆在锁定孔内沿顶开体的径向运动，以实现顶杆在锁定状态和自由状态这两种状态的切换。
7、进一步地，在本专利技术中，所述锁定结构包括能够在锁定孔内沿顶开体的径向运动的锁定杆和套接在锁定杆上的第一压簧，第一压簧的一端与锁定孔内壁上设置的内壁台阶配合，另一端与锁定杆的外壁上形成的外台阶面配合。在外力作用下，操作部作用于锁定杆的尾部，驱动锁定杆沿顶开体的径向运动并压缩第一压簧，以使锁定杆的端部突出于锁定孔并卡入顶杆的锁定键槽中，顶杆被锁定，锁定杆阻止顶杆旋转，进而限制顶杆沿顶开体的轴线方向运动；在外力作用下，第一压簧带动锁定杆后移复位，锁定杆的端部从锁定键槽中退出并缩回至锁定孔内，顶杆可以旋转从而实现沿顶开体轴线方向的运动，此时顶杆处于自由状态。
8、进一步地，在本专利技术中，所述操作部包括通过铰接轴与顶开体转动连接的头部，铰接轴安装在顶开体上，操作部能够绕所述铰接轴转动。具体的，在外力作用下，当所述操作部绕铰接轴转动至竖直位置时，所述顶杆处于锁定状态，在操作部转动至竖直的过程中，其本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于井口快速安全抢险作业的抢接工具，包括顶开组件（13）和抬升组件（14），所述顶开组件（13）螺接在钻具止回阀（3）的上端，抬升组件（14）套设在钻具止回阀（3）的下端并且靠近公扣端；所述顶开组件（13）包括顶开体（1）和顶杆（2），顶杆（2）的上部支撑设置在顶开体（1）上，下部轴向穿过顶开体（1）的内腔与下方的钻具止回阀（3）配合，顶杆（2）与顶开体（1）之间设置有支撑复位弹簧（601），顶开体（1）的内腔中设置有与顶杆（2）的外螺纹段配合的内螺纹穿孔，所述顶开体（1）上沿径向设置有锁定结构（4），锁定结构（4）的尾部具有设置在顶开体（1）径向外侧的操作部（5），其特征在于，所述顶杆（2）的外螺纹段为非自锁螺纹，并且顶杆（2）的外螺纹段部分沿轴向开设有竖直的锁定键槽（12），所述操作部（5）能够在外力作用下，驱动锁定结构（4）沿顶开体（1）的径向运动，使锁定结构（4）的端部卡入或退出锁定键槽（12），以锁定或释放所述顶杆（2）；所述抬升组件（14）包括套设在钻具止回阀（3）上的卡箍（15）以及设置在卡箍（15）上的抬杆（16）；所述卡箍（15）包括卡箍本体一（151）
2.根据权利要求1所述的一种用于井口快速安全抢险作业的抢接工具，其特征在于，所述操作部（5）通过铰接轴与顶开体（1）转动连接，在外力作用下，当操作部（5）绕铰接轴转动至竖直时，所述锁定结构（4）的端部卡入顶杆（2）上的锁定键槽（12）中以锁定所述顶杆（2）；当操作部（5）绕铰接轴转动至水平时，所述锁定结构（4）的端部从锁定键槽（12）中退出以释放所述顶杆（2）。
3.根据权利要求1所述的一种用于井口快速安全抢险作业的抢接工具，其特征在于，所述顶开体（1）上沿径向设置有用于容纳锁定结构（4）的锁定孔，所述锁定结构（4）包括设置在锁定孔内沿顶开体（1）的径向运动的锁定杆（401）以及设置在锁定孔内的第一压簧（402），所述第一压簧（402）套接于锁定杆（401）上，一端与锁定孔的内壁配合，另一端与锁定杆（401）的外壁配合。
4.根据权利要求2所述的一种侧面操作的钻具止回阀用顶开装置，其特征在于，所述操作部（5）包括头部，头部通过铰接轴与顶开体（1）转动连接，所述头部设置有锁止面和解锁面，所述锁止面与旋转中心的距离大于解锁面与旋转中心的距离；当操作部（5）绕铰接轴转动至竖直时，锁止面作用于锁定结构（4）的尾部，使得所述锁定结构（4）的端部卡入顶杆（2）上的锁定键槽（12）中以锁定所述顶杆（2）；当操作部（5）绕铰接轴转动至水平时，解锁面与锁定结构（4）的尾部接触，所述锁定结构（4）的端部从锁定键槽（12）中退出以释放所述顶杆（2）。
5.根据权利要求4所述的一种用于井口快速安全抢险作业的抢接工具，其特征在于，所述锁止面上形成有锁止凹槽（9），解锁面上形成有解锁凹槽（27），锁定结构（4）的尾部形成有与所述锁止凹槽（9）和解锁凹槽（27）对应的凸起（10）；当操作部（5）转动至水平时，所述凸起（10）能够进入所述解锁凹槽（27）内，而使得锁止结构（4）的端部从锁定键槽（12）中退出以释放所述顶杆（2）；当操作部（5）绕铰接轴转动至竖直时，所述凸起（10）能够从所述解锁凹槽（27）内退出并进入锁止凹槽（9），而使得锁定结构（4）的端部卡入所述顶杆（2）上的锁定键槽（12）中以锁定所述顶杆（2）。
6.根据权利要求1所述的一种用于井口快速安全抢险作业的抢接工具，其特征在于，所述螺柱锁销（19）上还套接有第二压簧（26），第二压簧（26）的一端与螺柱锁销（19）的外壁连接，另一端与第二连接端连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于井口快速安全抢险作业的抢接工具，其特征在于，所述顶开体（1）上设置有弹簧仓（601），支撑复位弹簧（602）设置在弹簧仓（601）内，所述弹簧仓（601）固定在顶开体（1）的顶部，弹簧仓（601）的顶部设置有穿孔，顶杆（2）的下部轴向穿过所述弹簧仓（601）的穿孔，所述支撑复位弹簧（6...
【技术特征摘要】
1.一种用于井口快速安全抢险作业的抢接工具，包括顶开组件（13）和抬升组件（14），所述顶开组件（13）螺接在钻具止回阀（3）的上端，抬升组件（14）套设在钻具止回阀（3）的下端并且靠近公扣端；所述顶开组件（13）包括顶开体（1）和顶杆（2），顶杆（2）的上部支撑设置在顶开体（1）上，下部轴向穿过顶开体（1）的内腔与下方的钻具止回阀（3）配合，顶杆（2）与顶开体（1）之间设置有支撑复位弹簧（601），顶开体（1）的内腔中设置有与顶杆（2）的外螺纹段配合的内螺纹穿孔，所述顶开体（1）上沿径向设置有锁定结构（4），锁定结构（4）的尾部具有设置在顶开体（1）径向外侧的操作部（5），其特征在于，所述顶杆（2）的外螺纹段为非自锁螺纹，并且顶杆（2）的外螺纹段部分沿轴向开设有竖直的锁定键槽（12），所述操作部（5）能够在外力作用下，驱动锁定结构（4）沿顶开体（1）的径向运动，使锁定结构（4）的端部卡入或退出锁定键槽（12），以锁定或释放所述顶杆（2）；所述抬升组件（14）包括套设在钻具止回阀（3）上的卡箍（15）以及设置在卡箍（15）上的抬杆（16）；所述卡箍（15）包括卡箍本体一（151）和卡箍本体二（152），所述卡箍本体一（151）的两端分别设置有第一连接端和第一铰接端，所述卡箍本体二（152）的两端分别设置有第二连接端和第二铰接端，两个铰接端通过铰接销连接，所述第一连接端转动设置有锁扣（17），锁扣（17）的尾部设置有第一锁钩（18），所述第二连接端设置有螺柱锁销（19），螺柱锁销（19）的端部设置有与第一锁钩配（18）合的第二锁钩（21），两个锁钩的钩向相反，所述螺柱锁销（19）的外螺纹上套设有螺帽（20），螺帽（20）抵接在第二连接端的端面上；所述第一连接端上还设置有用于驱动锁扣（17）转动，以使所述第一锁钩（18）与第二锁钩（21）配合卡接的上锁结构。
2.根据权利要求1所述的一种用于井口快速安全抢险作业的抢接工具，其特征在于，所述操作部（5）通过铰接轴与顶开体（1）转动连接，在外力作用下，当操作部（5）绕铰接轴转动至竖直时，所述锁定结构（4）的端部卡入顶杆（2）上的锁定键槽（12）中以锁定所述顶杆（2）；当操作部（5）绕铰接轴转动至水平时，所述锁定结构（4）的端部从锁定键槽（12）中退出以释放所述顶杆（2）。
3.根据权利要求1所述的一种用于井口快速安全抢险作业的抢接工具，其特征在于，所述顶开体（1）上沿径向设置有用于容纳锁定结构（4）的锁定孔，所述锁定结构（4）包括设置在锁定孔内沿顶开体（1）的径向运动的锁定杆（401）以及设置在锁定孔内的第一压簧（402），所述第一压簧（402）套接于锁定杆（401）上，一端与锁定孔的内壁配合，另一端与锁定杆（401）的外壁配合。
4.根据权利要求2所述的一种侧面操作的钻具止回阀用顶开装置，其特征在于，所述操作部（5）包括头部，头部通过铰接轴与顶开体（1）转动连接，所述头部设置有锁止面和解锁面，所述锁止面与...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢伟，邹益文，池振华，陈茜，孙恒，杨晗，
申请(专利权)人：成都市卓新实业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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