一种钻井井口底法兰旋转上卸扣工具套件的制作方法

本实用新型涉及石油天然气行业中的石油钻探设备领域，具体的是一种钻井井口底法兰旋转上卸扣工具套件。

背景技术：

钻井井口装置是钻井控制井喷的重要设备，井喷时一旦失效，极易造成灾难性事故，损失极大。井口装置大多是由法兰连接，螺栓紧固法兰必须达到规定扭矩，现今有多种螺栓紧固扭力扳手。但井控装置底法兰必须与井内套管丝扣连接，法兰上扣尚无专用的扭力工具，底法兰的紧固安装是井口装置整体安装的关键。目前，虽然有3种底法兰上扣器，但因适用范围、工具连接拆卸等问题，现场主要还是采用人工上扣。现有技术主要存在问题如下：

1、人工上扣：井口处环境狭窄，多人工作不方便，耗费人力；凭操作人员感觉上扣，无法判定是否达到上扣工作扭矩，存在安全隐患。

2、封井器底法兰上卸扣器：仅能与方钻杆配合进行机械上卸扣，不适用顶驱条件下上卸扣；由于套管固井后与转盘居中度有偏差，方钻杆与上卸扣器连接和拆卸困难；钻井安全管理规定要求，不允许用方钻杆本体上卸扣。

3、法兰旋转上扣器：仅能与方钻杆配合进行机械上卸扣，不适用顶驱条件下上卸扣；不适用井口各种型号底法兰上卸扣；由于套管固井后与转盘居中度有偏差，方钻杆与上卸扣器连接和拆卸困难；钻井安全管理规定要求，不允许用方钻杆本体上卸扣。

4、套管头上扣器：不适用井口各种型号底法兰上卸扣；由于套管固井后与转盘居中度有偏差，方钻杆与上卸扣器连接和拆卸困难；不适用井口各种型号底法兰上卸扣，连接和拆卸时必须移开转盘补心。

技术实现要素：

为了解决现有技术中底法兰上卸扣困难的问题，本实用新型提供了一种钻井井口底法兰旋转上卸扣工具套件，该钻井井口底法兰旋转上卸扣工具套件能够依据钻井现场施工实际，在顶驱和方钻杆两种动力模式下均适用于井口各种底法兰上卸扣，具有节省人力、适用性强、方便快捷、安全可靠的特点和现场推广价值，保证井口装置安全。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种钻井井口底法兰旋转上卸扣工具套件，包括平板法兰和驱动杆；平板法兰的中心设有正多边形通孔，正多边形通孔的中心线与平板法兰的中心线重合，平板法兰上设有与底法兰的连接通孔相对应的贯通孔洞，该贯通孔洞位于平板法兰的边缘与正多边形通孔之间；驱动杆为正棱锥或正棱台状结构，驱动杆能够插入正多边形通孔，驱动杆的断面能够与正多边形通孔相匹配。

正多边形通孔为正四边形通孔、正五边形通孔或正六边形通孔。

平板法兰为圆形，平板法兰的厚度为20mm～30mm。

该贯通孔洞包括与20"套管的底法兰的连接通孔相对应的第一贯通孔。

该贯通孔洞包括与13-3/8"套管的底法兰的连接通孔相对应的第二贯通孔。

该贯通孔洞包括与9-5/9"套管的底法兰的连接通孔相对应的第三贯通孔。

该贯通孔洞包括与20"套管的底法兰的连接通孔相对应的第一贯通孔、与13-3/8"套管的底法兰的连接通孔相对应的第二贯通孔和与9-5/9"套管的底法兰的连接通孔相对应的第三贯通孔，第一贯通孔与第三贯通孔在平板法兰的直径方向相对应，第一贯通孔与第二贯通孔在平板法兰的圆周方向错开45°角。

平板法兰上设有用于吊装的吊柄，吊柄位于平板法兰的边缘与正多边形通孔之间。

驱动杆为正棱台状结构，驱动杆的底部的断面与正多边形通孔相匹配。

驱动杆的底端外固定有筒状的钻杆扣，驱动杆内含有沿轴向贯通的内通孔，钻杆扣的中心线与驱动杆的中心线重合，钻杆扣含有内螺纹。

本实用新型的有益效果是：该钻井井口底法兰旋转上卸扣工具套件可与顶驱或方钻杆两种动力连接完成上卸扣工作。该工具套件安全可靠、节省人力、连接拆卸安全快捷、实用性强，现场易于推广。应用该工具套件进行底法兰上卸扣工作后，既能适用顶驱或转盘两种动力，达到方便快捷，节省人力的目的，又可保证上扣扭矩达到工作规定扭矩，消除了安全隐患，保证了井口装置的安全。本实用新型工具套件连接和拆卸安全方便，现场推广价值大。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型所述平板法兰与底法兰连接状态图。

图2是本实用新型所述平板法兰的结构示意图。

图3是本实用新型所述驱动杆的半剖示意图。

图4是本实用新型所述驱动杆的仰视图。

图5是本实用新型所述驱动杆的俯视图。

图6是套管和底法兰的主视图。

图7是套管和底法兰的俯视图。

10、平板法兰；

11、正多边形通孔；

12、第一贯通孔；

13、第二贯通孔；

14、第三贯通孔；

15、吊柄；

20、驱动杆；

21、钻杆扣；

22、内通孔；

30、底法兰；

40、紧固螺栓；

50、升高短节；

60、套管节箍。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种钻井井口底法兰旋转上卸扣工具套件，包括平板法兰10和驱动杆20；平板法兰10的中心设有正多边形通孔11，正多边形通孔11的中心线与平板法兰10的中心线重合，平板法兰10上设有与底法兰30的连接通孔相对应的贯通孔洞，该贯通孔洞位于平板法兰10的边缘与正多边形通孔11之间；驱动杆20为正棱锥或正棱台状结构，驱动杆20能够插入正多边形通孔11，驱动杆20的断面能够与正多边形通孔11相匹配，这样当驱动杆20插入正多边形通孔11后，依靠形状锁合，旋拧驱动杆20可以带动平板法兰10同步转动，如图1至图4所示。

在本实施例中，正多边形通孔11可以为正四边形通孔、正五边形通孔或正六边形通孔。优选，正多边形通孔11可以为正四边形通孔，如图2所示，相应的驱动杆20为正四棱台状结构，驱动杆20的断面为正方形。平板法兰10为圆形，如图2所示，平板法兰10的厚度为20mm～30mm。

在本实施例中，该贯通孔洞包括与20"套管的底法兰30的连接通孔相对应的第一贯通孔12。或者，该贯通孔洞包括与13-3/8"套管的底法兰30的连接通孔相对应的第二贯通孔13。或者，该贯通孔洞包括与9-5/9"套管的底法兰30的连接通孔相对应的第三贯通孔14。套管和底法兰的结构如图6和图7所示，平板法兰10与底法兰30层叠设置时，平板法兰10上设置的贯通孔洞能够与底法兰30上的连接通孔对应重合，从而可以通过紧固螺栓40使平板法兰10与底法兰30连接固定。20"套管、13-3/8"套管、9-5/9"套管均为现有的套管，20"套管为20寸套管。

在本实施例中，该贯通孔洞可以同时包括与20"套管的底法兰30的连接通孔相对应的四个第一贯通孔12、与13-3/8"套管的底法兰30的连接通孔相对应的四个第二贯通孔13和与9-5/9"套管的底法兰30的连接通孔相对应的四个第三贯通孔14，第一贯通孔12与第三贯通孔14在平板法兰10的直径方向相对应，即图2所示，第一贯通孔12与第三贯通孔14相对应的通孔位于平板法兰10的同一直径上。第一贯通孔12与第二贯通孔13在平板法兰10的圆周方向错开45°角，即图2所示，第一贯通孔12与第二贯通孔13相对应的通孔与平板法兰10的圆心的连线之间的夹角β为45°。这样，平板法兰10可以适用于与20"套管的底法兰30、13-3/8"套管的底法兰30以及9-5/9"套管的底法兰30连接固定。平板法兰10上还设有用于平衡吊装的四个吊柄15，吊柄15位于平板法兰10的边缘与正多边形通孔11之间。吊柄15可以为U形、V形或C形。吊柄15与第二贯通孔13的数量相同均为四个，吊柄15与第二贯通孔13在平板法兰10的直径方向相对应，即吊柄15与第二贯通孔13相对应的个体位于平板法兰10的同一直径上。

在本实施例中，驱动杆20为正棱台状结构，驱动杆20的底部的断面与正多边形通孔11相匹配。驱动杆20的底端外固定有筒状的钻杆扣21，驱动杆20内含有沿轴向贯通的内通孔22，钻杆扣21的中心线与驱动杆20的中心线重合，钻杆扣21含有内螺纹，如图3至图5所示。

另外，平板法兰10用25mm厚的钢板加工而成，外形尺寸与20"套管的井口底法兰尺寸一致；呈“米”字型分布所述贯通孔洞，该贯通孔洞与20"、13-3/8"、9-5/8"套管井口底法兰连接孔相配伍，从而针对不同套管尺寸底法兰，施工时选用相适应的紧固螺栓孔。

该钻井井口底法兰旋转上卸扣工具套件的工作过程如下：

进行上扣作业时，首先将升高短节50和套管节箍60手动带扣，然后将平板法兰10与底法兰30连接，对角用紧固螺栓40连接。用气动绞车将平板法兰10与底法兰30吊至井口套管升高短节50的上方，人工对扣，引扣。四棱台状的驱动杆20的上端内的母扣与方钻杆或顶驱连接，下放驱动杆20使其插入平板法兰10中心的正多边形通孔11，利用方钻杆或顶驱转动产生上扣扭矩，最终实现了按照标准规定的上扣扭矩进行连接底法兰的目的。卸扣时反向转动即可。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。