变径台肩断裂抽油杆的打捞工具的制作方法

1.本发明涉及石油工业井下生产油管内抽油杆柱的打捞装置，特别是变径台肩断裂抽油杆的打捞工具。
2.

背景技术：
随着内衬油管的广泛使用，油管内抽油杆断脱造成的停井问题变得较为突出，并且随着小套管井的增多，抽油杆打捞通道缩小的内衬管内和小油管内的“抽油杆断脱”和“抽油杆打捞”是目前控制躺井方面迫切需要研究解决的问题，特别是内衬油管和小油管内的抽油杆端部变径台肩处断裂的打捞作业，尤为困难。
3.目前在内衬等小打捞通道内打捞抽油杆变径台肩处断裂的抽油杆打捞工具较少，经检索有以下几种：1、申请号为：cn201220555155.8，专利名称为：“一种用于内衬油管的抽油杆打捞器”，包括打捞接头、捞筒、弹簧、锁套、约束环，打捞接头上部有抽油杆螺纹，捞筒下部铣有多条开槽，开槽下部铣通，使捞筒的开槽之间成为条体，打捞接头下部与捞筒上部连接，弹簧、锁套套装在捞筒外，打捞接头的下端面压住弹簧的上端面，弹簧的下端面压住锁套的上端面，锁套的内部台肩座在捞筒下部外台肩上，锁套内部台肩之下的内壁包住捞筒的下部，捞筒内部有扩径腔，约束环处于扩径腔内，本发明结构简单，外径小能在内衬油管内打捞断裂的抽油杆，但其约束环有可能在抽油杆变径台肩还没有进入扩径腔里面之前、即被断裂的抽油杆顶端错误向上推开，造成锁套提前锁住扩径腔，造成抽油杆变径台肩无法进入扩径腔内，从而造成打捞失败；其锁套也有可能在抽油杆变径台肩进入扩径腔内后被油管内壁卡滞而无法下移，从而无法可靠锁止，从而造成打捞失败，因此此打捞器存在不可靠性。
4.2、申请号为：cn201520145784.7，专利名称为：“一种抽油杆打捞器”，包括打捞接头、连接销钉、锁套，在打捞接头上均匀铣开数个插槽，其余部分为条体，打捞接头的部分条体上开出滑槽，锁套上开有数个空槽，空槽的数量与条体的数量相同，锁套开了空槽的部位剩余部分为竖筋，空槽的宽度大于条体的宽度，竖筋的宽度小于插槽的宽度，打捞接头与锁套插接在一起，使竖筋进入插槽里，条体进入空槽里，连接销钉从滑槽里进入固定在锁套上部的螺孔里，销钉可以在滑槽里上下滑动，打捞接头与锁套插接在一起，每一处都是单层，因而外径可以减小，但它的锁套的空槽的底部锥形无法加工，打捞接头的条体的内侧没有台肩和锁齿，即使能抓住抽油杆，但由于不能承受载荷，抽油杆也不能被打捞上来。
5.3、发明申请号为：cn201520795133.2，专利名称为：“一种油田内衬油管用的抽油杆打捞器”，此发明专利在爪形捞筒的下部内设置凹槽，凹槽的下端与爪形捞筒的内壁之间形成悬挂台肩，在爪形捞筒的内部设置限位机构，限位机构使爪形捞筒的内部变小，能挡住被捞抽油杆的上端部，爪形捞筒的上部内台肩悬挂在悬挂杆上，悬挂杆的上部连接上接头，锁套套装在爪形捞筒外，销钉暂时将锁套与在爪形捞筒连接在一起。此装置依靠限位钉机构来限制抽油杆向上移动，但限位钉机构位置是固定的，而抽油杆断裂部位距台肩部位的距离、在不同的油井内是不一样的，所以其很难适应井下实际断裂台肩的打捞，另外其外锁套在锁套锁钉被剪断后可以上下移动，没有被可靠锁定，在起出抽油杆柱的过程中存在不
可靠性。
6.井下变径台肩处断裂的抽油杆柱的打捞工具需要进一步改进。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供变径台肩断裂抽油杆的打捞工具，打捞从变径台肩处断裂的井下抽油杆柱，克服现有打捞工具无法对井下断脱的抽油杆柱可靠打捞的问题。保证打捞作业工作的可靠性，提高打捞效率和打捞成功率，降低作业成本。
8.本发明的技术解决方案是：一种变径台肩断裂抽油杆的打捞工具，包括上接头、打捞筒和锁爪，打捞筒与上接头连接，其中：锁牙环的内圆和外圆分别设有锁牙环内锁止牙和螺旋牙型锥面；锁管上部外圆设有与锁牙环内锁止牙相配合的锁止牙、下部与锁爪螺纹连接；锁爪的爪体外表面设有逆向锁止牙并能够与打捞筒下部内圆的逆向锁止牙相配合；锁爪与锁管螺纹连接后通过剪钉固定在打捞筒内，锁牙环安装在上接头与锁管之间，锁牙环的螺旋牙型锥面能够与打捞筒上部内圆的螺旋牙型内锥面连接。
9.所述锁牙环内圆的锁牙环内锁止牙是逆向锁止牙，锁牙环外表面的螺旋牙型锥面是一个逆向锁止的螺旋牙型斜面或二个以上的逆向锁止的螺旋牙型斜面。
10.所述锁管的外圆是非等径外圆、上部外圆小于中部外圆并且在上部外圆设有上扣工具连接结构、中部外径小于下部外径且设有与锁牙环内锁止牙相配合的锁止牙、下部外圆设有限位台阶并且下部内圆设有螺纹与锁爪连接。
11.所述打捞筒的上部内腔设有螺纹与上接头连接，打捞筒的中部本体设有剪钉孔穿入剪钉，在所述剪钉下方打捞筒的内腔中设有限位台阶与锁管下部外圆的限位台阶相配合，打捞筒的下部内腔设有锁爪本体配合腔并在该锁爪本体配合腔下方的内腔中设有与爪体外表面的逆向锁止牙相配合的逆向锁止牙。
12.所述锁爪设有锁爪本体、冲击腔和爪体，所述锁爪本体上部的小径段设有螺纹与锁管连接；锁爪本体中部外圆的锥形段与打捞筒的锁爪本体配合腔相配合，锁爪本体的下部外圆和爪体外表面均设有逆向锁止牙，锁爪本体的内腔是喇叭形的冲击腔；所述爪体设在锁爪本体的冲击腔下方，在所述爪体的下端内壁还设有内卡爪，该内卡爪的爪凸上斜面与轴线之间的夹角α是小于90度的锐角。
13.所述上接头的内腔设有内螺纹能够与连接管连接并能够通过连接管与打捞杆柱连接，连接管的管体中设有排液通道；所述连接管的管体两端分别设有内螺纹和外螺纹，连接管之间能够相互螺纹连接并能够根据落井抽油杆断裂部位到抽油杆变径台肩之间的距离确定连接的长度或连接根数。
14.一种变径台肩断裂抽油杆的打捞工具包括上接头、打捞筒和锁爪，打捞筒与上接头连接，其中：锁牙环的内圆和外圆分别设有锁牙环内锁止牙和螺旋牙型锥面；锁管的中部管体设有与锁牙环内锁止牙相配合的锁止牙、下部管体装有锁爪螺母并且能够悬挂锁爪；锁爪的下部外圆设有逆向锁止牙并能够与打捞筒下部内圆的逆向锁止牙相配合；
锁管的下部外圆悬挂锁爪并安装锁爪螺母后通过剪钉安装在打捞筒内，锁牙环安装在上接头与锁管之间，锁牙环的螺旋牙型锥面能够与打捞筒上部内圆的螺旋牙型内锥面连接。
15.所述锁牙环内圆的锁牙环内锁止牙是逆向锁止牙，锁牙环外表面的螺旋牙型锥面是一个逆向锁止的螺旋牙型斜面或二个以上的逆向锁止的螺旋牙型斜面。
16.所述锁管的外圆是非等径外圆、上部外圆小于中部外圆并且在上部外圆设有上扣工具连接结构、中部外圆小于下部外圆并且设有与锁牙环内锁止牙相配合的锁止牙、下部外圆设有螺纹能够与锁爪螺母连接并且下部外圆设有悬挂台阶、能够悬挂锁爪；锁管的下部内腔是喇叭形的冲击腔。
17.所述打捞筒的上部内腔设有螺纹与上接头连接，打捞筒的中部本体设有剪钉孔穿入剪钉，在所述剪钉下方的打捞筒内腔中设有锁爪螺母配合腔、能够与锁爪螺母的外壁相配合并且在该锁爪螺母配合腔下方设有与锁爪下部外圆的逆向锁止牙相配合的逆向锁止牙。
18.所述锁爪设有锁爪本体和爪体，所述锁爪本体能够悬挂在锁管下部外圆的悬挂台阶上面并能够环绕锁管转动；所述锁爪本体的下部外圆设有逆向锁止牙，所述爪体设在锁爪本体的下部，在所述爪体的下端内壁还设有内卡爪，该内卡爪的爪凸上斜面与轴线之间的夹角α是小于90度的锐角。
19.所述上接头的内腔设有内螺纹能够与连接管连接并能够通过连接管与打捞杆柱连接，连接管的管体中设有排液通道；所述连接管的管体两端分别设有内螺纹和外螺纹，连接管之间能够相互螺纹连接并能够根据落井抽油杆断裂部位到抽油杆变径台肩之间的距离确定连接的长度或连接根数。
20.本发明的显著使用效果是：本发明提供了两种结构的变径台肩断裂抽油杆的打捞工具，一种是冲击腔与锁爪一体型，另一种是冲击腔与锁爪分体型。
21.两种结构的本发明都能够通过带有排液通道的连接管与打捞管柱相连接。在打捞管柱与本发明之间连接了连接管后，能够随时排放出打捞管柱中的液体，为本发明的向下冲击打捞落井的抽油杆创造更有利的工作条件。
22.当打捞管柱带着本发明接近落井的抽油杆变径台肩处时，自由释放本发明中的打捞工具，即当本打捞工具接近断杆断头顶部，且距离一定的自由下落加速距离时，地面不再用刹车控制下行速度，让打捞杆柱在自身重力作用下加速下落，在打捞杆柱向下的冲击力带动下，断落的抽油杆进入本发明的打捞工具内，存于打捞工具内腔的液体从连接管的排液通道中迅速排除。打捞工具冲击下行，巨大的冲击力作用在断裂的抽油杆变径台肩上，依次完成变径台肩涨开锁爪并进入锁爪、断杆变径台肩推动冲击腔上行剪断剪钉、锁管上行进入上部锁牙环内、锁爪和变径台肩完全进入打捞筒筒体内的过程，锁管与打捞筒内的逆向锁止牙啮合后被锁止、不能下行。此后上提打捞杆柱并带动打捞工具和落井的抽油杆柱向上移动，此时抽油杆的变径台肩部位相对下移，在锁爪的内卡爪的爪凸斜面的作用下将锁爪推向打捞筒内壁。由于锁爪与打捞筒内壁逆向锁止牙的作用，把锁爪牢牢锁定在打捞筒内壁中。由于打捞筒内壁的约束、锁爪底部爪体形成的口径小于抽油杆变径台肩处的直径，打捞工具带动抽油杆台肩断头，完成起出掉落井下的抽油杆柱的施工工作。
23.用本发明打捞变径台肩处断裂后落入生产油管内的抽油杆柱，工作性能可靠稳定，一次向下冲击，就能可靠完成落井抽油杆台肩进入并牢牢锁止的全过程。加之本打捞工具上方连接的连接管，在向下冲击时能迅速排除打捞工具内的液体，减少液体阻力，使打捞更加可靠稳定，很好地解决了目前存在的抽油杆变径台肩处断裂落入生产油管内打捞的技术难题。能够有效提高打捞施工效率、降低作业成本，显著提高经济效益。
附图说明
24.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是一种本发明的结构示意图。
25.图2是另一种本发明的结构示意图。
26.图3是图1和图2中锁牙环的结构示意图。
27.图4是图1中锁爪的结构示意图。
28.图5是图2中锁爪的结构示意图。
29.图6是连接管的结构示意图。
30.图7是图1中锁牙环与打捞筒的螺旋牙型内锥面的局部放大图。
31.图8是图1中打捞筒中逆向锁止牙的局部放大示意图。
32.注释：为了更好地显示连接管的结构，图6在连接管管体的上部做了切割剖示。
具体实施方式
33.附图仅为参考与说明之用，并非用以限制本发明的保护范围。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
36.参见图1、图3、图4、图6、图7和图8，一种变径台肩断裂抽油杆的打捞工具包括上接头11、打捞筒15和锁爪16，打捞筒15与上接头11连接，其中：锁牙环12的内圆和外圆分别设有锁牙环内锁止牙122和螺旋牙型锥面121；锁管14上部外圆设有与锁牙环内锁止牙122相配合的锁止牙、下部与锁爪16螺纹连接；锁爪16的爪体162外表面设有逆向锁止牙并能够与打捞筒15下部内圆的逆向锁止牙相配合；
锁爪16与锁管14螺纹连接后通过剪钉13固定在打捞筒15内，锁牙环12安装在上接头11与锁管14之间，锁牙环12的螺旋牙型锥面121能够与打捞筒15上部内圆的螺旋牙型内锥面151连接。当携带本发明的打捞管柱向下冲击将落井的、自变径台肩断裂的抽油杆卡入锁爪16中以后，锁管14在反作力的作用下，剪断剪钉13上行至锁牙环12内被锁牙环内锁止牙122锁定、不能下行，将落井的抽油杆捞获。
37.所述锁牙环12内圆的锁牙环内锁止牙122是逆向锁止牙，锁牙环12外表面的螺旋牙型锥面121是一个逆向锁止的螺旋牙型斜面或二个以上的逆向锁止的螺旋牙型斜面，螺旋牙型锥面121和打捞筒15内的螺旋牙型内锥面151相配合，当锁牙环12向下受力时，螺旋牙型锥面121在与其配合的螺旋牙型内锥面151作用下内收，迫使锁牙环12直径缩小从而锁紧其内部的锁管14。
38.所述锁管14的外圆是非等径外圆、上部外圆小于中部外圆并且在上部外圆设有上扣工具连接结构、中部外径小于下部外径且设有与锁牙环内锁止牙122相配合的锁止牙、下部外圆设有限位台阶并且下部内圆设有螺纹与锁爪16连接。
39.所述打捞筒15的上部内腔设有螺纹与上接头11连接，打捞筒15的中部本体设有剪钉孔穿入剪钉13，在所述剪钉13下方打捞筒15的内腔中设有限位台阶与锁管14下部外圆的限位台阶相配合，打捞筒15的下部内腔设有锁爪本体配合腔并在该锁爪本体配合腔下方的内腔中设有与爪体162外表面的逆向锁止牙相配合的逆向锁止牙。
40.所述锁爪16设有锁爪本体161、冲击腔18和爪体162，所述锁爪本体161上部的小径段设有螺纹与锁管14连接；锁爪本体161中部外圆的锥形段与打捞筒15的锁爪本体配合腔相配合，锁爪本体161的下部外圆和爪体162外表面均设有逆向锁止牙，锁爪本体161的内腔是喇叭形的冲击腔18；所述爪体162设在锁爪本体161的冲击腔18下方，在所述爪体162的下端内壁还设有内卡爪163，该内卡爪163的爪凸上斜面与轴线之间的夹角α是小于90度的锐角。
41.所述上接头11的内腔设有内螺纹能够与连接管51连接并能够通过连接管51与打捞杆柱连接，连接管51的管体中设有排液通道511；所述连接管51的管体两端分别设有内螺纹和外螺纹，连接管51之间能够相互螺纹连接并能够根据落井抽油杆断裂部位到抽油杆变径台肩之间的距离确定连接的长度或连接根数。为了显示连接管51的结构，图6中连接管51的上部做了切割剖示。
42.打捞时当打捞杆柱接近井内断裂抽油杆时，自由释放打捞杆柱，当本发明随着打捞杆柱冲向断脱的抽油杆变径台肩处时，抽油杆台肩的变径锥面涨开锁爪16，抽油杆变径台肩进入锁爪16内，断杆变径台肩推动冲击腔18和锁管14上行剪断剪钉13，锁管14继续上行进入上部锁牙环12内，此时锁爪16和抽油杆变径台肩完全进入打捞筒15内。
43.此后，上提打捞杆柱、带动本打捞工具向上移动，锁管14相对下行带动锁牙环12下行，此时锁牙环12在其外表面的螺旋牙型锥面121和打捞筒15内的螺旋牙型内锥面151作用下内收、把锁管14牢牢锁死在打捞筒15内。此时，落井抽油杆变径台肩部位相对下移，在锁爪本体161下端内卡爪163的作用下，将锁爪16推向打捞筒15内壁，由于锁爪本体161下部的爪体162外表面的逆向锁止牙和与其对应的打捞筒15下部内壁的逆向锁止牙的作用，把锁爪16牢牢锁定在打捞筒15内壁中。由于打捞筒15内壁的约束，锁爪16底部口径小于落井抽油杆变径台肩处的直径，本打捞工具带动落井的抽油杆台肩断头上行，完成起出掉落井下
抽油杆柱的施工作业。
44.下面描述的是另一种结构的本发明：参见图2、图3、图5和图6，一种变径台肩断裂抽油杆的打捞工具包括上接头11、打捞筒15和锁爪16，打捞筒15与上接头11连接，其中：锁牙环12的内圆和外圆分别设有锁牙环内锁止牙122和螺旋牙型锥面121；锁管14的中部管体设有与锁牙环内锁止牙122相配合的锁止牙、下部管体装有锁爪螺母17并且能够悬挂锁爪16；锁爪16的下部外圆设有逆向锁止牙并能够与打捞筒15下部内圆的逆向锁止牙相配合；锁管14的下部外圆悬挂锁爪16并安装锁爪螺母17后通过剪钉13安装在打捞筒15内，锁牙环12安装在上接头11与锁管14之间，锁牙环12的螺旋牙型锥面121能够与打捞筒15上部内圆的螺旋牙型内锥面151连接。当携带本发明的打捞管柱向下冲击将落井的、自变径台肩断裂的抽油杆卡入锁爪16中以后，锁管14在反作力的作用下，剪断剪钉13上行至锁牙环12内被锁牙环内锁止牙122锁定、不能下行，将落井的抽油杆捞获。
45.所述锁牙环12内圆的锁牙环内锁止牙122是逆向锁止牙，锁牙环12外表面的螺旋牙型锥面121是一个逆向锁止的螺旋牙型斜面或二个以上的逆向锁止的螺旋牙型斜面。螺旋牙型锥面121和打捞筒15内的螺旋牙型内锥面151相配合，当锁牙环12向下受力时，螺旋牙型锥面121在与其配合的螺旋牙型内锥面151作用下内收，迫使锁牙环12直径缩小从而锁紧其内部的锁管14。
46.所述锁管14的外圆是非等径外圆、上部外圆小于中部外圆并且在上部外圆设有上扣工具连接结构、中部外圆小于下部外圆并且设有与锁牙环内锁止牙122相配合的锁止牙、下部外圆设有螺纹能够与锁爪螺母17连接并且下部外圆设有悬挂台阶、能够悬挂锁爪16；锁管14的下部内腔是喇叭形的冲击腔18。
47.所述打捞筒15的上部内腔设有螺纹与上接头11连接，打捞筒15的中部本体设有剪钉孔穿入剪钉13，在所述剪钉13下方的打捞筒15内腔中设有锁爪螺母配合腔、能够与锁爪螺母17的外壁相配合并且在该锁爪螺母配合腔下方设有与锁爪16下部外圆的逆向锁止牙相配合的逆向锁止牙。
48.所述锁爪16设有锁爪本体161和爪体162，所述锁爪本体161能够悬挂在锁管14下部外圆的悬挂台阶上面并能够环绕锁管14转动；所述锁爪本体161的下部外圆设有逆向锁止牙，所述爪体162设在锁爪本体161的下部，在所述爪体162的下端内壁还设有内卡爪163，该内卡爪163的爪凸上斜面与轴线之间的夹角α是小于90度的锐角。
49.所述上接头11的内腔设有内螺纹能够与连接管51连接并能够通过连接管51与打捞杆柱连接，连接管51的管体中设有排液通道511；所述连接管51的管体两端分别设有内螺纹和外螺纹，连接管51之间能够相互螺纹连接并能够根据落井抽油杆断裂部位到抽油杆变径台肩之间的距离确定连接的长度或连接根数。
50.连接在两种本方明上方的连接管51中的排液通道511是在连接管51管体中交错设置的贯通槽,连接管51既能够做为连接杆柱使用，又能够通过这些贯通槽迅速排放打捞杆柱中的液体，为打捞杆柱的快速下冲捞抓井内断裂的抽油杆柱提供方便。为了显示连接管51的结构，图3中连接管51的上部做了切割剖示。
51.参见图2、图3、图5和图6，锁牙环12外表面构造有螺旋牙型锥面121，锁牙环12内表
面上构造有逆向的锁牙环内锁止牙122，锁管14上端构造有与逆向的锁牙环内锁止牙122相对应的逆向的锁止牙，锁管14下端构造有冲击腔18，锁爪本体161中构造有爪体162和内卡爪163，爪体162外表面设有逆向锁止牙。锁牙环12通过其外表面上的螺旋牙型锥面121旋合装配在打捞筒15中上部的与其相对应的螺旋牙型内锥面151上，锁爪16套在锁管14底部并由锁爪螺母17轴向固定在锁管14的下部、锁爪16可绕锁管14转动，锁爪16和锁管14通过剪钉13连接在打捞筒15内。
52.打捞时当打捞杆柱接近井内断裂抽油杆时，自由释放打捞杆柱，当本工具随着打捞杆柱冲向断脱的抽油杆变径台肩处时，抽油杆台肩的变径锥面涨开锁爪16，抽油杆变径台肩进入爪体162内并推动锁管14下端的冲击腔18使锁管14上行并剪断剪钉13，锁管14继续上行进入上部的锁牙环12内，此时锁爪16和抽油杆变径台肩已完全进入打捞筒15内。
53.此后，上提打捞杆柱、带动本打捞工具向上移动，锁管14相对下行带动锁牙环12下行，此时锁牙环12在其外表面的螺旋牙型锥面121和打捞筒15内的螺旋牙型内锥面151作用下内收、把锁管14牢牢锁死在打捞筒15内。此时抽油杆变径台肩部位相对下移，在锁爪16下端的内卡爪163的作用下将爪体162推向打捞筒15内壁，由于锁爪16外表面的逆向锁止牙和与其对应的打捞筒15下部内壁的逆向锁止牙的作用，把锁爪16牢牢锁定在打捞筒15内。由于打捞筒15内壁的约束，锁爪16底部口径小于抽油杆变径台肩处的直径，本打捞工具带动抽油杆变径台肩断头上行，完成起出掉落井下的抽油杆柱施工作业。
54.上面叙述的实施例仅仅为典型实施例，但本发明不仅限于这些实施例，本领域的技术人员可以在不偏离本发明的精神和启示下做出修改。本文所公开的方案可能存在很多变更、组合和修改，且都在本发明的范围内，因此，保护范围不仅限于上文的说明。