用于套管送入工具的轴向载荷致动的旋转闩锁释放机构的制作方法

本公开总体上涉及用于可释放地闩锁两个同轴定位且配合的旋转部件的装置和机构，使得当处于闩锁位置时防止旋转部件的相对轴向位移，但是当旋转部件处于解闩锁位置时允许轴向位移。

背景技术

多年以来，动力钳已被用来“上扣(makeup)”(即组装)油管各部分(或“接头”)之间的螺纹连接，并在将油管柱穿入或拉出石油井时，与钻机的提升系统配合，“卸扣(break out)”(即拆卸)螺纹连接。油管柱通常包括多个具有外螺纹端部的油管部分，这些油管部分通过安装在每个油管部分一端的内螺纹圆柱形联接器端对端地连接，形成通常称为的“母扣(box)”端，而油管部分的另一外螺纹端称为“公扣(pin)”端。这样的管柱可以使用动力钳相对有效地组装或拆卸，以在上扣操作期间将其他油管部分拧入油管柱中，或者从正从井眼中拔出的油管柱上拧下油管部分(即，卸扣作业)。

然而，在将管段添加到管柱上或从管柱上移除之后以及在管柱在井眼中降低或升高时，动力钳不能同时支持其他有益功能，例如旋转、促动或流体填充。无论是用动力还是手动操作，用钳运行管材通常还需要将人员部署在危险性相对较高的位置，例如在钻机底板上和在钻机底板上方的所谓“插入板”上。

装备有顶部驱动器的钻机的出现使得能够使用通常被称为套管送入工具或CRT的工具来运行油管柱特别是套管柱的另一种方法。这些工具被构造为由顶部驱动套筒承载，并夹紧油管部分的上端并密封在油管部分的孔和顶部驱动套筒的孔之间。与顶部驱动器配合，CRT支持在将套管运入井眼时用钻井流体提升、旋转、促动和填充套管柱。

理想地，这些工具还支持传统上使用动力钳进行的上扣和卸扣操作，从而完全消除了对动力钳的需求，并具有降低系统复杂性和提高安全性的附带好处。然而，实际上，要在不负面影响运行速度或一致性的情况下获得这些好处，就需要使用CRT进行上扣所花费的时间至少可与使用动力钳实现的运行速度和一致性所需要的时间相媲美。另外，实际需要的是，使用CRT上扣管柱的确会增加损坏连接螺纹或所谓的“高级连接”中存在的密封件的风险。

美国专利号7,909,120(Slack)[其内容在此处允许的权限内全部并入在此]教导了一种夹持工具形式的现有技术CRT，其包括主体组件，该主体组件包括：

·载荷适配器，联接为用于将轴向载荷传递到主体组件的其余部分，并适于与驱动头或反作用框架进行结构连接；

·由主体组件承载并具有夹持表面的夹持组件，其中，夹持组件设置有致动器件，以使夹持表面从缩回位置径向行程或移动到接合位置，在该接合位置中，响应于主体组件在至少一个方向上相对于夹持表面的相对轴向移动或轴向行程而接合管状工件的内表面或外表面；和

·在主体组件和夹持组件之间动作的连结件，其中载荷适配器在至少一个方向上相对于夹持表面的相对旋转将导致主体组件相对于夹持组件的轴向位移，以便使夹持组件根据致动器件的动作，将夹持组件从缩回位置移至接合位置。

为了该专利文献的目的，将构造成用于夹持管状工件的内表面的CRT称为CRTi，并且将构造成用于夹持管状工件的外表面的CRT称为CRTe。

如由US 7,909,120教导的CRT使用机械致动的夹持组件，该夹持组件响应于具有相应轴向行程的轴向载荷，或者与由右手或左手旋转施加的外部施加的轴向载荷和外部施加的扭矩载荷一起或者与其独立地，产生其夹持力。这些载荷在施加时通过与工件的牵引接合从主体组件的载荷适配器跨过工具传递到夹持组件的夹持表面。

此外，这样的CRT或夹持工具可以设置有作用在主体组件和夹持组件之间的闩锁机构，形式为旋转J型槽闩锁，其具有作用在第一闩锁部件和第二闩锁部件之间的钩接收器布置，其中第一闩锁部件由主体组件承载，第二闩锁部件由夹持组件承载(例如，参见US 7,909,120中的图1和图14，其分别示出了外部夹持和内部夹持全工具组件中闩锁，以及还参见US7,909,120中的图4-7，其描述了配合的闩锁齿108和110如何相对于彼此充当钩和接收器。)

当通过钩处于接收器中而处于第一(或闩锁)位置时，该闩锁防止主体组件和夹持组件之间的相对轴向移动，以便将夹持机构保持在第一(或缩回)位置。然而，主体组件和夹持组件之间的相对旋转(该旋转通常受到一定量的扭矩抵抗，在此将其称为“闩锁致动扭矩”)会将配合钩和接收器部件移至第二(或解闩锁)位置，从而允许主体组件和夹持组件之间进行相对轴向移动，同时使夹持表面相关地移动到第二(或接合)位置。因此，当处于闩锁位置时，该闩锁机构将支持要求将夹持组件保持在其缩回位置的操作步骤，以使工具能够相对于工件定位，以准备接合夹持表面，并相反地保持夹持表面处于其缩回位置，使CRT与工件能够分离。

在操作上，要实现其中CRT与顶部驱动套筒附接的相对移动，需要在CRT的“平台表面”与管状工件的上端接触并且施加“向下”力时通过牵引接合来产生足够的反作用扭矩，以抵抗由将闩锁移动到解闩锁位置施加的旋转(通常布置为右手旋转)而产生的闩锁致动扭矩，并在需要时引起轴向移动(即，将钩向上移动至J型槽的“槽”)。将闩锁从闩锁位置移动到解闩锁位置的任何操作步骤都称为“触发”工具，从而允许“设定”工具。

为了重新闩锁，必须满足对在工具的平台表面和工件之间具有足够的牵引阻力的相同要求，并且所施加的扭矩方向反向(即通常为左手旋转)以“取消设定”工具。对于诸如US 7,909,120中的机械设定的CRT，重新闩锁所需的牵引阻力小于解闩锁所需的牵引阻力。

美国专利No.9,869,143(Slack)[其内容在此处允许的权限内全部并入在此]讨论了在某些应用中如何难以在CRT的平台表面和工件之间获得足够的牵引阻力，例如在CRT平台表面和工件的接触面均为光滑钢的情况下，特别是在旋转以释放此类工具中的闩锁时。US 9,869,143教导了用于在施加压缩载荷(即，牵引阻力与施加载荷的比)的情况下增加作用在工件和工具之间的有效摩擦系数的器件。尽管这些教导公开了用于管理该操作变量并因此减少操作不确定性的有效手段，但是工具的操作仍然需要以下步骤：首先设定一定程度的受控轴向载荷，然后利用顶部驱动器旋转以将闩锁移入其解闩锁位置。因此，当使用CRT进行上扣操作时，在某些钻机上执行这些步骤的时间、载荷和旋转控制可能会导致循环时间比使用动力钳进行上扣所实现的周期更慢。

油管柱中的油管部分通常取向为“公扣向下，母扣向上”。因此，在上扣操作期间，如由钻机底板卡瓦或“卡盘”支撑的，在管柱最上部分的上端在所谓的“短节”中呈现为“母扣向上”，下一个油管部分(即工件)的公扣端插入该短节中。当使用CRT进行上扣时，可能难以控制插入公扣上的顶部驱动器“向下”载荷量，以及类似地存在向下载荷时所施加的旋转量，引入不希望情况的可能性，在此不希望的情况下，在正确接合公扣端和母扣端螺纹之前，工件的公扣端会在短节中的母扣中旋转，从而伴随着咬伤螺纹的危险。虽然可以通过司钻对顶部驱动器的仔细控制来减轻这些风险，但它们会增加额外的不确定性并增加循环时间。

因此，需要方法和器件以在使用CRT进行上扣时减少螺纹损坏的风险并提供与使用动力钳进行上扣所实现的循环时间相当或更小的循环时间的更大保证以及套管运行操作的各个方面。

技术实现要素：

概括地，本公开教导了旋转闩锁机构(或者称为触发器机构)和闩锁释放机构的非限制性实施例，该旋转闩锁机构包括上部闩锁组件和下部闩锁组件，闩锁释放机构包括上部旋转闩锁部件和下部旋转闩锁组件，该上部旋转闩锁部件承载在上部闩锁组件上并旋转地联接至上部闩锁组件，下部旋转闩锁组件承载在下部闩锁组件上并旋转地联接至下部闩锁组件。上部和下部旋转部件适于响应于下部旋转部件相对于上部旋转部件在第一(或解闩锁)方向上的旋转而从第一(或轴向闩锁)位置移动到第二(或轴向解闩锁)位置。这样的旋转引起相关的闩锁致动扭矩的发展。

闩锁释放机构具有一可移动的平台元件(可替代地称为“垫缓冲器”)，该元件承载一面向下的平台表面，该表面响应于相对轴向位移而动作，以促使上部和下部旋转闩锁部件之间发生相对旋转，以便施加将闩锁部件从闩锁位置移动到解闩锁位置所需的闩锁致动扭矩。在需要既要求相对轴向压缩移动又要求旋转的闩锁结构的地方(例如，J槽闩锁通常需要的)，机构可以构造为使得可移动的平台元件的轴向移动引起释放所需的相对轴向移动闩锁结合所需的旋转。因此，根据本教导的示例性实施例涉及一种器件，该器件利用由闩锁释放机构承载的可移动的平台元件的外部控制的轴向移动来引起使形成旋转闩锁的部件从闩锁位置移动到解闩锁位置所要求的旋转和闩锁致动，而不要求足以使所述机构从闩锁位置移动到所述解闩锁位置的外部引起的旋转。

通过转换管状工件和工具的部件之间的相对轴向移动以便产生释放闩锁所需的相对旋转，在此所述的闩锁释放机构消除了在当使用工具(例如采用J-闩锁类型的机构从第一(闩锁)移动到第二(解闩锁)的机械CRT)时施加下压力后对外部旋转的需要。与使用动力钳进行这种操作相比，这使配备有这样的闩锁释放机构(或触发器机构)的机械CRT能够产生相当或较短的循环时间，并且在运行套管时减少了连接螺纹损坏的风险。

一方面，本公开教导了旋转闩锁释放机构的实施例，其包括：

·上部闩锁组件和下部闩锁组件，所述上部闩锁和下部闩锁组件轴向对准；

·上部旋转闩锁组件承载在上部闩锁组件上并旋转地联接到该上部闩锁组件，以及下部旋转闩锁组件承载在下部闩锁组件上并旋转地联接至该下部闩锁组件；

·限取向下的平台表面的缓冲器元件，缓冲器元件联接至下部闩锁组件，以便相对于下部闩锁组件既可轴向移动又可旋转移动；和

·触发器元件，其联接至缓冲器元件和下部闩锁组件，以便相对于缓冲器元件至少轴向可移动的，并且相对于下部闩锁组件可轴向和旋转地移动；

其中：

·上部和下部旋转闩锁部件被构造为响应于在第一旋转方向上上部和下部旋转闩锁部件之间的相对旋转而从轴向闩锁位置移动到轴向解闩锁位置。

·上部闩锁组件限定了一个或多个面向下的触发器反作用爪齿；和

·触发器元件限定一个或多个面向上的触发器爪齿，其构造为与上部闩锁组件的一个或多个触发器反作用爪凹口接合；

使得当一个或多个触发器爪齿设置在一个或多个触发器反作用爪凹口内时，施加在缓冲器元件的平台表面上的向上力将趋于引起缓冲器的相对轴向向上位移，以便促使下部闩锁组件的旋转，其中触发器作用作用在缓冲器元件之间，并通过用上部闩锁组件与触发器爪接合以便迫使上部和下部闩锁部件之间发生相对旋转，以引起上部和下部旋转闩锁部件的轴向脱开，随之继续施加向上的力以及缓冲器元件相对于下部闩锁组件的最终轴向和旋转位移将引起触发器爪齿从触发器爪反作用凹口中退出。

旋转闩锁释放机构可包括第一轴向取向的偏置器件，其作用在上部闩锁组件和下部闩锁组件之间，以将闩锁释放机构朝向闩锁位置偏置；以及第二轴向取向的偏置器件，其作用在可移动的缓冲器元件和触发器元件之间，以便使缓冲器元件相对于触发器元件轴向向下偏置。

上部闩锁组件可限定面向下的上部斜坡表面，该上部斜坡表面可与由下部闩锁组件所限定的面向上的下部斜坡表面配合地接合，使得将向上的力施加到缓冲器元件的平台表面将带来上部斜坡表面和下部斜坡表面滑动接合，以便约束上部和下部闩锁组件的相对轴向接近，同时允许上部和下部闩锁组件之间的相对旋转。

在另一方面，本公开教导了一种旋转闩锁释放机构的实施例，该旋转闩锁释放机构作用在(1)具有主体孔的大体圆柱形主体和(2)同轴地设置在主体孔内并且两者轴向地且可旋转地在其中可移动的大体圆柱形的载荷适配器之间，载荷适配器的下端可操作地与设置在主体内的轴向载荷致动的闭锁连结件是可接合的。在一个实施例中，闩锁-释放机构包括：

·载荷适配器延伸部同轴地安装到载荷适配器的上部区域并且具有形成裙部的下部部分，该裙部限定了载荷适配器延伸部和载荷适配器的外圆柱表面之间的第一环形空间。

·具有主触发器孔的主触发器，其中：

ο主触发器的上部部分同轴地设置在所述第一环形空间内，并且安装到裙部并且由裙部承载，以便在限定的约束范围内相对于裙部是轴向地和旋转地可移动的；

ο主触发器的下部部分在主体的上部区域上方延伸并且相对于其是轴向可移动的；和

ο主触发器带有一个面向下的主触发器反作用表面；

·同轴设置在由裙部和主触发器限定的辅助环形空间内的辅助触发器，其中：

ο辅助触发器安装到裙部并由裙部承载，以便在限定的约束范围内相对于裙部是轴向地可移动的，但相对于裙部是非可旋转的；和

ο辅助触发器联接到主触发器，以便在限定的约束范围内相对于主触发器是轴向地和旋转地可移动的；

·具有辅助触发器延伸部孔并同轴地安装到辅助触发器的下端的辅助触发器延伸部；

·主体延伸部同轴地且固定地安装到主体的圆柱形外表面，所述主体延伸部具有圆柱形上部部分，该圆柱形上部部分同轴地设置在辅助触发器延伸部孔内，其中：

ο主体延伸部的圆柱形上部部分的内直径和外直径基本上对应于主触发器的内直径和外直径；

ο主体延伸部的圆柱形上部部分限定了面向上的第一反作用表面，该第一反作用表面被构造为与主触发器反作用表面配合接合；

ο在主体延伸部的下部区域上设有限定面向上的第二反作用表面的外肩部；

ο主体延伸部相对于辅助触发器延伸部是轴向地可移动的，并与辅助触发器延伸部是共同地可旋转的；和

ο辅助触发器延伸部的下端被构造为可与第二反作用表面是可接合的。

在该实施例中，主触发器和辅助触发器被构造为使得施加到载荷适配器的轴向压缩载荷将通过第一和第二反作用表面的接触和接合而反作用，从而导致载荷适配器和主体之间的相应轴向位移，从而引起辅助触发器相对于主触发器的旋转和轴向移动，从而产生扭矩和相应的旋转以解闩锁闩锁连结件。

可选地，在替代实施例中，多个主触发器爪齿可以设置在主触发器上的面向下的反作用表面上，每个主触发器爪齿包括主触发器爪齿载荷侧面、主触发器爪齿顶部和主触发器爪齿锁定侧面，相应的多个配合反作用爪凹口设置在设置在主体延伸部上的面向上的爪反作用表面上，每个反作用爪凹口限定反作用凹口载荷侧面、反作用凹口顶部和反作用凹口锁定侧面。

在与CRT一起使用的背景下，下面描述根据本公开的闩锁释放机构的几个示例性实施例，该CRT利用J-闩锁将CRT的夹持表面保持在其缩回位置，并提供一器件，用于通过施加向下的载荷来触发J型闩锁，而无需通过载荷适配器施加外部旋转和闩锁致动扭矩。

实施例#1-通过套管摩擦产生反作用的旋转垫缓冲器

(CRTi和CRTe二者)

实施例#1依靠牵引阻力来反作用闩锁致动扭矩。在该实施例中，闩锁释放机构由下部闩锁组件(包括CRT的夹持组件)承载，并具有可移动的平台元件(或垫缓冲器)，其通常面向下的平台表面适合于与管状工件的上端的牵引接合。可移动的平台元件相对于下部旋转闩锁部件的向上轴向压缩移动，响应于与管状工件的接触，使闩锁释放机构使下部旋转闩锁部件相对于上部旋转闩锁部件沿解闩锁方向旋转。

闩锁释放机构还设置有偏置器件(例如但不限于弹簧)，用于偏置平台表面以抵抗相对于下部旋转闩锁部件的轴向压缩位移，相应地产生对平台表面和管状工件之间的旋转滑动的牵引阻力。这样布置，通过上部和下部旋转闩锁部件最初处于轴向闩锁位置，以及通过上部闩锁组件(包括CRT的主体组件)通过载荷适配器被支撑以抵抗相对于管状工件的旋转，通过载荷适配器传递到上部旋转闩锁部件的相对于管状工件的轴向压缩移动趋向于促使下部旋转闩锁部件相对于上部旋转闩锁部件的旋转以及轴向压缩行程(如果需要)，以及其中平台表面和管状工件之间的牵引阻力足以超过闩锁致动扭矩，轴向压缩移动引起相对于上部旋转闩锁部件的旋转，以将下部旋转闩锁部件移动至解闩锁位置。

实施例2-作用在浮动载荷适配器和主体之间的摩擦触发器：具有行程的CRTe

类似于实施例#1，实施例#2依靠牵引阻力来反作用闩锁致动扭矩。在该实施例中，上部闩锁组件具有载荷适配器，该载荷适配器滑动地联接至主体以承载轴向载荷，同时仍允许轴向行程。上部旋转闩锁部件由主体轴向地承载，但是旋转地联接至载荷适配器。当处于解闩锁位置时，下部闩锁组件由主体承载并旋转地联接至主体，同时允许在至少一些运动范围内轴向滑动。下部闩锁组件还被构造为承载平台表面，用于与管状工件接触以支撑下放载荷并提供对旋转的牵引阻力。

闩锁释放机构由载荷适配器和主体中的选定一个承载，并且具有大体轴向面向的可移动的离合器表面，该可移动的离合器表面适于与载荷适配器和主体中的另一个上的相对的反作用离合器表面牵引接合。可移动的离合器表面相对于反作用离合器表面的轴向压缩移动，如由施加到载荷适配器的下放力促动的，使闩锁释放机构促动在载荷适配器和主体之间沿解闩锁方向旋转。闩锁释放机构还设有偏置器件(例如但不限于弹簧)，用于偏置可移动的离合器表面以抵抗相对于其所承载的部件(即，载荷适配器或主体)的轴向压缩位移，相应地在接触的可移动的离合器表面和反作用离合器表面(或离合器界面)之间产生对旋转滑动的牵引阻力。

如此布置，通过上部和下部旋转闩锁部件最初处于轴向闩锁位置，并且通过载荷适配器被支撑以大致允许相对于主体并由此相对于管状工件自由旋转，从而载荷适配器相对于主体的轴向行程允许范围内的轴向压缩移动趋向于促使上部旋转闩锁部件相对于下部旋转闩锁部件的旋转(以及轴向压缩行程，如果要求的话)。在离合器界面的牵引阻力足以超过闩锁致动扭矩(或者可能是一般自由旋转的载荷适配器的某些外部阻力扭矩)的情况下，轴向压缩移动会引起上部旋转闩锁部件相对于下部旋转闩锁部件的旋转闩锁部件以移动到解闩锁位置。

在载荷适配器的自由旋转被抑制的情况下，由下放载荷促动的旋转趋向于促使在离合器界面和平台-工件界面处的滑动。因此，在施加足够的下放载荷时，在这两个界面处感应的相应转矩将趋于引起在一个界面或另一个界面上的滑动。如果在平台到工件的界面上发生滑动，将发生释放闩锁所需的旋转。然而，如果在离合器界面处发生滑动，则闩锁部件将不会发生相对旋转，从而使得闩锁释放机构在这些特定情况下对于其预期目的无效。因此，可能有利的是提供一种器件，用于增加离合器界面的扭转阻力以在施加轴向载荷的情况下增加有效牵引阻力，例如通过将这些配合表面设置为圆锥形构造的表面以针对给定的轴向载荷增加驱动旋转牵引阻力的法向力。可以在不存在轮廓处理或其他用于增加摩擦阻力的表面处理的情况下或与之结合使用来提供这种修改。

但是，在所有希望允许重新闩锁的情况下，如果需要下放载荷来实现重新闩锁，则对在离合器界面处发生的旋转的牵引阻力会倾向于阻碍上部和下部旋转闩锁部件的相对旋转。对于某些应用，有可能通过提供偏置弹簧力、接触表面几何形状以及离合器和平台与工件表面的表面处理的选定组合来可靠地控制这两个界面的牵引响应，对于第二选择的压缩载荷结合施加的旋转，足以可靠地防止离合器界面打滑以支持用于第一压缩载荷的闩锁释放旋转，同时允许离合器界面打滑而不会导致平台与工件打滑来支持重新闩锁。

如上所述，实施例#1和#2依赖于接触部件之间足够的牵引接合的存在，以通过下放移动可靠地解闩锁。在实施例#1中，唯一的限制牵引阻力是在管状工件和垫缓冲器之间，另外的约束是闩锁致动扭矩进一步受到承载上部闩锁组件的外部支撑件的抵抗。为了以其他方式表述此，必须在很大程度上防止上部旋转闩锁部件和管状工件之间的相对旋转(至少在解闩锁方向上)，以在没有外部施加旋转的情况下支撑夹持接合。

在实施例#2中，通常在上部闩锁组件的载荷适配器的自由旋转的附加约束的情况下，需要离合器界面的足够的牵引阻力。对于可以容易且可靠地满足这些边界条件的应用，实施例#1和#2可以提供更快的循环时间和降低的连接螺纹损坏风险的优点，以及相对机械简单性的优点。然而，对于不能容易地达到这些边界条件的应用，一器件可以被提供用于释放与可用的牵引阻力或顶部驱动器旋转的控制无关的J-闩锁，如下面所述的替代实施例中的那样。

实施例3-适用于“基本构造”的闩锁释放机构：结合了闩锁三凸轮组件的CRT

实施例#3被构造成通过闩锁释放机构迫使上部旋转闩锁部件和下部旋转闩锁部件相对旋转。在此实施例中：

·上部旋转闩锁部件由上部闩锁组件的主体刚性地支撑；

·下部旋转闩锁部件受到下部闩锁组件旋转地和轴向地约束并由下部闩锁组件承载，该下部闩锁组件与主体配合使用，以防止在闩锁上部和下部旋转闩锁部件时的相对的旋转和轴向移动；

·闩锁释放机构作用在上部闩锁组件和下部闩锁组件之间，并且包括三个主要元件，该三个主要元件通常对应于如国际公开号WO 2010/006441(Slack)和美国专利No.8,424,939中所公开的闩锁三凸轮组件的部件[在此允许的权限范围内，将其内容整个合并于此])：

ο触发器反作用环，其具有一个或多个刚性地附接到上部闩锁组件的面向下的反作用爪凹口；

ο触发器元件，其由下部闩锁组件承载并具有一个或多个面向上的触发器爪齿，该触发器爪齿通常与面向下的反作用爪凹口配合并相互作用；和

ο可移动的平台元件，其也由下部闩锁组件承载并设置有大体上面向下的平台表面，该平台表面适于与管状工件的上端轴向压缩接合。

可移动的平台元件和触发器元件彼此联接并且联接到下部闩锁组件，使得可移动的平台元件相对于下部闩锁组件从第一(或平台)位置到第二(或完全-行程)位置的向上轴向压缩移动或行程，如通过与管状工件接触被促动的，将促动触发器爪齿的旋转和向下轴向移动。最初，触发器爪齿的旋转通过与反作用爪凹口的相互作用来防止，其会导致下部旋转闩锁部件相对于上部旋转闩锁部件旋转到其解闩锁位置，并且当可移动的平台元件完全行程时，触发器爪齿完全缩回并从反作用爪凹口中脱开。触发器爪齿从反作用爪凹口中缩回支持在重新闩锁方向上施加外部旋转时的重新闩锁。该实施例优选地包括偏置器件，该偏置器件倾向于抵抗可移动的平台元件的轴向压缩和触发器元件的缩回，使得平台和触发器元件在从管状工件上卸载和退出时返回其初始位置。

实施例#4-作用在浮动载荷适配器和主体之间的缩回触发器：带行程的CRTe

与实施例#3类似，实施例#4被构造为迫使上部旋转闩锁部件和下部旋转闩锁部件通过闩锁释放机构的相对旋转。在此实施例中：

·上部闩锁组件包括一载荷适配器，其联接到主体以便在允许轴向行程的同时承载轴向载荷；

·上部旋转闩锁部件由主体轴向支撑，但旋转地联接到载荷适配器；

·下部闩锁组件(包括CRT的夹持组件)由主体承载并旋转联接至主体，同时当闩锁处于其解闩锁位置时允许在至少某些运动范围内进行轴向移动；和

·下部闩锁组件还被构造为承载平台表面，以与管状工件接触：

ο以支撑向下载荷；

ο如果载荷适配器由于顶部驱动器施加的限制而在向下期间抵抗旋转，则通过在与工件的接触处滑动来实现下部闩锁组件和上部闩锁组件之间的相对旋转；和

ο通过提供对旋转的牵引阻力来实现从解闩锁位置移动到闩锁位置。

提供闩锁释放机构以作用在滑动载荷适配器和主体之间，并且类似于实施例#3，其包括三个主要元件：

·由选定的载荷适配器和主体之一承载的反作用爪凹口；

·具有触发器爪齿的触发器元件；和

·中间触发器元件，由载荷适配器和主体中的另一个承载。

在下面的讨论中，假定反作用爪凹口是面向上的并且由主体承载，并且具有触发器元件(具有面向下的触发器爪齿)和中间触发器元件(具有面向下的隔开表面)由载荷适配器承载。当工具处于闩锁位置时，触发器爪齿和触发器反作用爪凹口被构造为在载荷适配器通过其轴向行程向下轴向滑动时的对准接合，如通过与管状工件接触而促动的。

面向上的反作用表面也设有反作用爪凹口，因此由主体刚性承载并布置为在比触发器爪齿与反作用爪凹口的接合所需的轴向行程位置低的轴向行程位置处接触面向下的隔开表面。中间触发器元件和触发器元件彼此联接并且与载荷适配器组件联接，使得隔开表面相对于载荷适配器的从第一(平台)位置到第二(完全行程)位置的向下轴向压缩移动或行程，如通过与管状工件接触所促动的，将促动触发器爪齿的旋转和向上轴向移动。

最初，触发器爪齿的旋转通过与反作用爪凹口的相互作用来防止，这会导致下部旋转闩锁组件相对于上部旋转闩锁组件旋转到其解闩锁位置，并且当中间触发器元件完全行程时，触发器爪齿将完全缩回并从反作用爪凹口中脱开，并且触发器爪齿的这种缩回将在重新闩锁方向上施加外部旋转时支持重新闩锁。该实施例优选地包括偏置器件，该偏置器件趋于抵抗中间触发器元件的轴向压缩和触发器元件的缩回，从而使得在从管状工件上卸载和退出时，中间触发器元件和触发器元件返回其初始位置。

为了根据需要在下放载荷下进一步支持反向旋转以实现重新闩锁，可以将中间触发器设置为中间触发器组件，其包括中间触发器延伸部，具有面向下的隔开表面，螺纹连接到中间触发器但旋转键合到主体，使得沿解闩锁方向的旋转会使隔开表面降低移动，从而导致隔开表面和反作用表面在轴向较高位置处的压缩接合，这防止了触发器爪齿与反作用齿凹口的过早接合直到达到用于重新锁定的旋转位置。

附图说明

现在将参照附图描述实施例，其中附图标记表示相同的部分，并且其中：

图1示出了如在US8,424,939中的图8和9中所示的现有技术的内部夹持套管送入工具(CRTi)；

图2A和2B分别是如图1中的现有技术CRTi的等距视图和截面图，其上扣有根据本公开的闩锁释放机构的实施例；

图3A和3B分别是根据本公开的闩锁释放机构的示例性实施例的示意性立面图和等距视图，其分别示出为处于闩锁位置和解闩锁位置；

图4A和4B分别是图3A和3B中的闩锁释放机构的示意性立面图和等距视图，其示出为在施加轴向载荷引起轴向移动以启动闩锁释放序列之后；

图5A和5B分别是图3A和3B中的闩锁释放机构的示意性立面图和等距视图，其示出为在施加轴向载荷以使闩锁释放机构产生行程从而引起足以释放闩锁的旋转移动之后；

图6A和6B分别是图3A和3B中的闩锁释放机构的立面图和等距视图，其示出为在施加轴向载荷以使闩锁释放机构产生行程从而引起足以退出闩锁的轴向移动之后；

图7A和7B分别是图3A和3B中的闩锁释放机构的立面图和等距视图，其示出为旋转以重新闩锁所述闩锁之后，并且在充分减小轴向载荷以部分重置闩锁释放机构之后；

图8A是穿过图2A和2B中的修改的CRTi的三凸轮闩锁连结件和闩锁释放机构的截面图，其示出为处于闩锁和卸载位置；

图8B是穿过图2A和2B的修改的CRTi工具的闩锁释放机构的横截面，其示出为处于闩锁和卸载位置；

图9A是穿过图8A中的三凸轮闩锁连结件和闩锁释放机构的横截面，其示出为在施加轴向载荷以使闩锁释放机构产生行程从而引起足以释放闩锁的旋转移动之后；

图9B是穿过图8B中的闩锁释放机构的横截面，其示出为在施加轴向载荷以使闩锁释放机构产生行程以引起足以释放闩锁的旋转移动之后；

图10A是穿过图8A中的三凸轮闩锁连结件和闩锁释放机构的截面图，其示出为在施加足够的轴向载荷以使闩锁释放机构产生行程从而退出触发器爪之后；

图10B是穿过图8B中的闩锁释放机构的横截面，其示出为在施加足够的轴向载荷以使闩锁释放机构产生行程从而退出触发器爪之后；

图11A是穿过图8A中的三凸轮闩锁连结件和闩锁释放机构的截面图，其示出为在旋转以重新闩锁所述闩锁释放机构之后；

图11B是穿过图8A中的闩锁释放机构的横截面，其示出为在旋转以重新闩锁所述闩锁释放机构之后；

图12示出了装配有根据本公开的闩锁释放机构的实施例的现有技术CRTi；

图13A是穿过图12中改进的CRTi的三凸轮闩锁连结件和闩锁释放机构的横截面图；

图13B是穿过图13A中的闩锁释放机构的横截面；

图14A是穿过示出处于闩锁和卸载位置的图13A和13B中改进的CRTi的三凸轮闩锁连结件和闩锁释放机构的横截面图；

图14B是穿过图14A中的闩锁释放机构的横截面；

图15是穿过现有技术CRTe的横截面；

图16是装配有根据本公开的闩锁释放机构的实施例的现有技术外部夹持套管送入工具(CRTe)的横截面；

图17A和17B是示出在初始闩锁位置的穿过图16中的三凸轮闩锁连结件和闩锁释放机构的横截面；

图18A和18B是示出在施加足够的向下和相应的位移以引起浮动载荷适配器延伸部的轴向向下移动之后，穿过图17中的三凸轮闩锁连结件和闩锁释放机构的横截面；

图19A和19B是示出在继续施加向下载荷和相应的趋向于解闩锁闭锁连结件的位移之后，穿过图18中的三凸轮闩锁连结件和闩锁释放机构的横截面；

图20A和20B是示出在进一步施加向下载荷和相应位移之后，穿过图19中的三凸轮闩锁连结件和闩锁释放机构的横截面，所述相应位移趋向于使触发器爪齿与反作用爪凹口脱开，以便允许主体组件和浮动载荷适配器之间的相对旋转；

图21A和21B是示出在施加足够的轴向向下载荷以解闩锁三凸轮闩锁连结件之后，穿过图20中的三凸轮闩锁连结件和闩锁释放机构的横截面，其中浮动载荷适配器已经向上移动以移除向下载荷；

图22A和22B是穿过图21中的三凸轮闩锁连结件和闩锁释放机构的横截面，其示出在浮动载荷适配器的右手旋转导致辅助触发器延伸部上的隔开表面的接合以向下朝向主体延伸部上的反作用表面；

图23A和23B是穿过图22中的三凸轮闩锁连结件和闩锁释放机构的横截面，其示出在向下载荷和相应位移之后施加的右手旋转以将触发器爪齿从反作用爪凹口中脱离；

图24A和24B是穿过图23中的三凸轮闩锁连结件和闩锁释放机构的横截面，其示出了重新施加以重新闩锁闩锁连结件的向下载荷；

图25A和25B是穿过图24中的三凸轮闩锁连结件和闩锁释放机构的横截面，其示出了处于重新闩锁位置的闩锁连结件。

具体实施方式

图1示出了与US8,424,939中的图8和图9所示的CRTi基本相同的现有技术的内部夹持CRT100。CRT100包括主体组件110、夹持组件120和连结到夹持组件120的保持架500。CRT100在图1中示出为它会出现在闩锁位置并插入到管状工件101中(局部剖开)。在该闩锁位置，防止了主体组件110与夹持组件120之间的相对轴向移动，使得夹持组件120被保持在其缩回位置。

主体组件110的上端设置有载荷适配器111，通过非限制性示例示出为常规的锥形螺纹连接112，用于结构连接至钻机(未示出)的顶部驱动套筒(未示出)。夹持组件120包括由固定缓冲器121承载的平台表面122，该固定缓冲器刚性地附接到夹持组件120的保持架500。如US8,424,939中所述(但在此未示出)的，主体组件110承载上部旋转闩锁部件，以及夹持组件120承载下部旋转闩锁部件，该下部旋转闩锁部件与保持架500连结，以便被大致固定抵抗在处于闩锁位置时相对于保持架500旋转和轴向，但构造为响应于主体组件110相对于夹持组件120的典型地右手旋转而旋转移动到解闩锁位置，其中对应于该旋转移动的闩锁致动扭矩通过平台表面122与管状工件101的牵引接合而反作用。

图2A示出了CRTi 130，其通常对应于图1中的CRT100，但是修改为结合根据本公开的旋转闩锁释放机构(替代地在本文中称为触发器机构)的实施例。CRTi 130在图2A中被示出为它出现在闩锁位置。在该特定实施例中，CRTi 130包括闩锁释放机构201(示意性地示出在以下的附图中)，其包括：

·上部旋转闩锁部件，其以触发器反作用环204的形式设置，由主体组件110刚性地承载，并且具有一个或多个面向下的触发器反作用爪凹口205，其中每个触发器反作用爪凹口205通常由反作用凹口载荷侧面206、反作用凹口顶部207和反作用凹口锁定侧面208限定；

·具有一个或多个面向上的触发爪齿211的触发器元件210，每个触发爪齿211通常由触发器爪齿载荷侧面212、触发器爪齿顶部213和触发器爪齿锁定侧面214限定。如图2A所示，其中当闩锁释放机构201处于闩锁位置时，每个触发器爪齿211接合对应的触发器反作用爪凹口205；和

·具有可移动的平台表面220的可移动的缓冲器218，其中触发器元件210和可移动的缓冲器218由下部上部旋转闩锁部件承载，该下部上部旋转闩锁部件以与保持架500牢固联接的保持架延伸部222的形式提供。

保持架延伸部222、触发器元件210和可移动的缓冲器218通常构造为同轴嵌套的一组紧密配合的圆柱形部件，其中，这些部件之间的相对旋转和平移移动受到约束，以使其同轴对准，但也通过如在此后面描述的为凸轮从动件和凸轮表面的方式的凸轮对连结。

图3A和3B、图4A和4B、图5A和5B、图6A和6B以及图7A和7B示意性地示出了在闩锁释放机构201的操作的顺序阶段的闩锁释放机构201的各个部件的操作关系。尽管闩锁释放机构201是三维旋转组件，但是为了便于清楚地理解闩锁释放机构201的结构和操作，闩锁释放机构201的基本部件在图3A至图7B中以大体上二维示意性的方式示出，其中切向(旋转)方向被转换为水平方向，并且轴向方向被转换为竖直方向。

图3A和3B示出了相对于示意性示出的CRT的闩锁释放机构201，其仍处于完全闩锁位置，示意性示出的管状工件101设置在可移动的缓冲器218的稍下方。附图标记301表示上部闩锁组件，其刚性地联接到CRT的主体组件110，并具有触发器反作用爪凹口205和上部旋转闩锁接收器302。附图标记310表示下部闩锁组件，该下部闩锁组件包括保持架延伸部222，该保持架延伸部结合了相对于上部旋转闩锁接收器302处于闩锁位置的下部旋转闩锁钩312。上部闩锁组件301承载内部上部凸轮斜坡表面303，其示为几乎与保持架延伸部222上的内部下部凸轮斜坡表面304接触，其中内部偏置弹簧305设置并作用在主体组件110和保持架延伸部222之间。这些特征示出为代表内部反作用力和在CRT的主体组件110和夹持组件120之间操作的力，以有助于理解CRT与闩锁释放机构201配合的功能。

保持架延伸部222承载可移动的缓冲器218，该可移动的缓冲器具有可移动的平台表面220和触发器元件210。可移动的缓冲器218通过缓冲器-触发器凸轮从动件314连结到触发器元件210，该凸轮从动件刚性地固定到可移动的缓冲器218并且在形成在触发器元件210中的轴向取向的缓冲器-触发器凸轮槽315(具有上端316和下端317)内可移动的，以使可移动的缓冲器218相对于触发器元件210是轴向可移动的。缓冲器-保持架凸轮从动件318刚性地固定到保持架延伸部222上，被限制成在形成在可移动的缓冲器218中的缓冲器-保持架凸轮槽319(缓冲器-保持架凸轮槽319具有上端320和下端321)内移动；和刚性地固定到保持架延伸部222的触发器-保持架凸轮从动件322被约束为在设置在触发器元件210中的触发器-保持架凸轮凹口324内移动。

尽管如上所述并且在图3A和3B中示出了闩锁释放机构201的部件的特定和示例性布置，但是对于本领域技术人员显而易见的是，对于本领域技术人员将显而易见的是，相对于由这样的连结施加的相对移动约束和相应的自由，将凸轮从动件固定到待配对的两个部件中的一个或另一个以及在另一个中的凸轮轮廓的选择是任意的。类似地，对凸轮从动件/凸轮表面作为用于提供期望的移动约束的手段的选择并不旨在以任何方式进行限制。本领域技术人员将容易理解，在不脱开本公开的预期范围的情况下，通常可以以其他形式提供等效的连结。

在所示的实施例中，缓冲器-触发器凸轮槽315被设置为轴向取向的槽，与相关的缓冲器-触发器凸轮从动件314的直径紧密配合，并且因此具有单个自由度以仅允许在触发器元件210和可移动的缓冲器218之间的相对的轴向滑动移动而不是相对旋转，触发器偏置弹簧326设置成在轴向滑动方向上作用在触发器元件210和可移动的缓冲器218之间，以将可移动的缓冲器218相对于触发器元件210向下偏置。缓冲器-保持架凸轮槽319相对于垂直线以选定的角度倾斜(通过图3A和3B中的非限制性示例示出为大约45度)，并且与相关的缓冲器-保持架凸轮从动件318的直径紧密配合，以提供将可移动的缓冲器218的相对轴向移动与保持架延伸部222的旋转相关联的单一自由度。然而，允许触发器-保持架凸轮从动件322的自由移动在梯形触发器-保持架凸轮凹口324内，仅通过接触抵靠限定触发器-保持架凸轮凹口324的周边的凸轮约束表面来约束，如下所示：

·触发器前进凸轮表面330，其限定触发器-保持架凸轮凹口324的水平下边缘；

·触发器退出凸轮表面332，其限定触发器-保持架凸轮凹口324的倾斜的右侧边缘，与竖直方向成选定角度；

·触发器重新闩锁凸轮表面334，其限定触发器-保持架凸轮凹口324的水平上边缘；和

·触发器重置凸轮表面336，其限定触发器-保持架凸轮凹口324的竖直左侧边缘。

在典型的操作过程中，可以参照触发器-保持架凸轮从动件322在触发器-保持架凹口324中的位置来表征闩锁释放机构201的操作状态，如下所示：

·起始位置：触发器-保持架凸轮从动件322靠近触发器重置凸轮表面336和触发器前进凸轮表面330的交点(如图3A，3B，4A和4B中看到的)；

·前进位置：触发器-保持架凸轮从动件322靠近触发器前进凸轮表面330和触发器退出凸轮表面332的交点(如图5A和5B中看到的)；

·退出位置：触发器-保持架凸轮从动件322靠近触发器退出凸轮表面332和触发器重新闩锁凸轮表面334的交点；和

·重置位置：触发器-保持架凸轮从动件322靠近触发器重新闩锁凸轮表面334和触发器重置凸轮表面336的交点。

当闩锁释放机构201处于闩锁位置时(如图3A和3B所示的)，缓冲器-保持架凸轮从动件318朝向缓冲器-保持架凸轮槽319的上端320定位，并且触发器-保持架凸轮从动件322通过触发器弹簧326被朝向触发器-保持架凸轮凹口324内的起始位置促动。同时，触发器弹簧326保持触发器爪齿211保接合在触发器反作用爪凹口205内，该接合可以将触发器爪齿锁定侧面214定位成如在该所示的实施例中，与触发器反作用爪凹口205的反作用凹口锁定侧面208紧密相对，以便防止上部闩锁组件301相对于下部闩锁组件310的意外旋转，这是由配合侧面角和间隙的选择控制的，其中对于给定的触发器偏置弹簧326力，选择更大的竖直倾斜角度以更强烈地抵抗旋转。

显然，构造成需要轴向位移的J形槽的上部旋转闩锁接收器302和下部旋转闩锁钩312已经提供了一些防止意外旋转的保护。但是，对于其中不需要轴向位移并且仅允许以扭矩解闩锁的通常用于CRT的J型闩锁，触发器爪齿锁定侧面214和配合反作用凹口锁定侧面208提供了防止意外旋转的额外好处。

在旋转闩锁释放机构的实际操作中，当CRT 130降低时，由管状工件101对可移动的平台表面220产生反作用的接触力趋于建立。但是，为了方便在图3A至图7B中的示出的目的，上部闩锁组件301将被视为基准，工件101被视为倾向于相对于上部闩锁组件301向上移动，并且相应地倾向于向上促动可移动的平台表面220(而不是如在实际操作中那样向下)。

现在参照图4A和图4B，其中触发器偏置弹簧326的力足以防止闩锁释放机构201的部件之间的相对移动，施加到可移动的平台表面220上的力将被传递至保持架延伸部222，向上的移动被阻止直到克服了内部偏置弹簧305的力，导致整个下部闩锁组件310的向上移动，并相应地使下部旋转闩锁钩312相对于上部旋转闩锁接收器302轴向向上移动。该向上移动受到内部上部凸轮斜坡表面303和内部下部凸轮斜坡表面304之间的接触的限制，如图4A和4B所示的。

虽然这种向上移动导致下部旋转闩锁钩312与上部旋转闩锁接收器302的轴向分离对于通常用于所有CRT的J-闩锁类型而言并不是必需的移动，如本领域技术人员所知的，但是配合闩锁钩312和闩锁接收器302可以可替代地构造成仅响应于施加的扭矩而脱开。

与施加的载荷是否首先足以克服内部偏置弹簧305的力无关，当工件101施加足够的力来克服触发器偏置弹簧326的力时，可移动的缓冲器218将向上移动，从而导致缓冲器-保持架凸轮从动件318在倾斜的缓冲器-保持架凸轮槽319内向下移动，如图5A和5B中所示的。可移动的缓冲器218的向上移动趋向于引起保持架延伸部222的旋转，但是这种旋转受到作用在上部闩锁组件301与下部闩锁组件310之间的致动扭矩的抵抗。该扭矩经由缓冲器-触发器凸轮从动件318和凸轮凹口319通过可移动的缓冲器218传递到触发器元件210，并通过触发器爪齿载荷侧面212传递到反作用凹口载荷侧面206，并由此返回到上部闩锁组件301，从而在内部反作用于闩锁致动扭矩并引起触发器-保持架凸轮从动件沿着触发器前进凸轮表面330移动到触发器凸轮凹口324内的前进位置，从而将旋转闩锁移动到其解闩锁位置，如图5A和5B中所示的。该移动被示为上部闩锁组件301相对于下部闩锁组件310的右手旋转。

如参照图6A和6B可以理解的，可移动的缓冲器218的进一步向上移动继续促使保持架延伸部222旋转，从而引起：(1)触发器-保持架凸轮从动件322移动到触发器凸轮凹口324内的退出位置，(2)从而导致触发器元件210向下移动，以及(3)相应地，触发器爪齿211从与触发器反作用爪凹口205的接合中退出。相对于缓冲器-保持架凸轮槽319的取向来选择触发器保持架凸轮凹口324的触发器退出凸轮表面332的倾斜角以促进触发器爪齿211的退出，而没有卡住或以其他方式引起过大力，该过大力考虑了以其他方式趋于影响退出移动的所述操作触发器偏置弹簧326的力和摩擦力。此外，将显而易见的是，随着触发器元件210从触发器反作用环204退出，上部闩锁组件301相对于下部闩锁组件310自由旋转，并且更具体地，允许上部闩锁组件301相对于下部闩锁组件310的左手旋转以重新闩锁工具。

该旋转支撑下部旋转闩锁钩312移动成与上部旋转闩锁接收器302接合(即，闩锁位置)，并且相应的致动扭矩通过可移动的平台表面220与管状工件101的牵引接合而被抵抗。通常，可是，由内部上部凸轮斜坡表面303和内部下部凸轮斜坡表面304之间的接触所承载的向下载荷的部分，根据相关的凸轮斜坡角，趋于对该重新闩锁移动的牵引接合少于在具有不同类型的闩锁释放机构的工具中的解闩锁所需的牵引接合。

现在参照图7A和7B，可以看出，当从管状工件101移除工具的操作步骤导致作用在可移动的平台表面220上的向上轴向力减小时，触发器偏置弹簧326向下促动可移动的缓冲器218并相应地引起可移动的缓冲器218相对于保持架延伸部222的旋转，可能伴随着在可移动的平台表面220和管状工件101之间的界面处的相关滑动，以及由此产生的在保持闩锁的方向上作用的牵引摩擦力。

可移动的缓冲器218的该移动和来自触发器偏置弹簧326的力趋向于促使触发器元件210反转刚刚描述的退出移动，从而使触发器爪齿211向上移动。然而，当触发器爪齿顶部213与反作用凹口顶部207滑动接合时，阻止了该向上移动，迫使触发器-保持架凸轮从动件322从触发器-保持架凸轮凹口324内的退出位置向重置位置移动。随着可移动的缓冲器218继续跟随工件101的移动而向下移动，到达其中触发器爪齿顶部213不再接合(即，滑出)反作用凹口顶部207的点，从而允许触发器-保持架凸轮从动件322从重置位置移动并且在触发器-保持架凸轮凹口324内返回到起始位置，从而使闩锁释放机构201返回到图3A和3B所示的操作状态，其中工具再次准备好开始图3A和3B至7A和7B所示的操作顺序。

CRTi实施例

图2B示出了CRTi130被修改以结合根据本公开的闩锁释放机构131的示例性实施例以及大体如美国专利号8,424,939中所公开的三凸轮闩锁连结件132。图8A和8B、图9A和9B、图10A和10B以及图11A和11B示出了闩锁释放机构131的顺序操作阶段。

在图2B所示的实施例中，修改的CRTi 130包括主体组件110，该主体组件结合具有用于结构连接至钻机(未示出)的顶部驱动套筒的载荷适配器111；夹持组件120，该夹持组件包括保持架500和爪部123、闩锁释放机构131和三凸轮闩锁连结件132。三凸轮闩锁连结件132包括固定在主体组件110上并由其承载的上部闩锁组件133和固定到夹持组件120并由其承载的下部闩锁组件134。

如图8A所示的，闩锁释放机构131包括上部闩锁组件133，该上部闩锁组件133包括承载多个驱动凸轮闩锁钩401的驱动凸轮主体400，以及驱动凸轮壳体420，其中驱动凸轮主体400被刚性地约束到CRTi 130的主体组件110。闩锁释放机构131还包括下部闩锁组件134，该下部闩锁组件包括从动凸轮主体470、从动凸轮壳体480和闩锁凸轮490，其中闩锁凸轮490具有多个闩锁凸轮闩锁钩491，并且被刚性地约束到CRTi 130的夹持组件120，三凸轮闩锁机构132还包括中间凸轮主体w，其内表面上具有载荷螺纹431，该载荷螺纹与驱动凸轮主体400的外表面上的载荷螺纹402接合。

驱动凸轮主体-壳体密封件403、驱动凸轮主体-心轴密封件404、驱动壳体-从动壳体密封件421、驱动凸轮主体-壳体密封件472和保持架心轴密封件501限定了环形柱塞区域和气体弹簧腔室422。当用气体加压时，气体弹簧腔室422形成内部气体弹簧，该内部气体弹簧趋于促使上部闩锁组件133和下部闩锁组件134分离，从而趋于促使主体组件110和夹持组件120分离，以在第一(解闩锁)位置和第二(闩锁)位置之间移动闩锁释放机构131。这样的分离通过可配合地接合的驱动凸轮闩锁钩401和闩锁凸轮闩锁钩491来抵抗，这可以通过施加足够的右手扭矩(即，闩锁致动扭矩)和主体组件110的相应右手旋转来脱开。当驱动凸轮闩锁钩401和闩锁凸轮闩锁钩491接合时，三凸轮闩锁连结件132被认为处于闩锁位置，而当驱动凸轮闩锁钩401和闩锁凸轮闩锁491脱开时被认为处于解闩锁位置。

以下部分参照图8详细描述了可用于仅使用轴向压缩和相应的轴向位移来产生解闩锁三凸轮闩锁连结件132所需的右手扭矩和旋转的机构，其中图8B是穿过在闩锁位置所示的闩锁释放机构131的横截面。为了讨论该机构，将主体组件110视为基准，并且将管状工件101视为趋于向上移动。

如图8B所示，闩锁释放机构131包括固定至主体组件110的触发器反作用环410、触发器元件440、触发器偏置弹簧449、具有可移动的平台表面451的可移动的缓冲器450、缓冲器凸轮从动件452和固定到夹持组件120的保持架延伸部460。闩锁释放机构131和三凸轮闩锁连结件132的部件通常被构造为同轴嵌套的一组紧密配合的圆筒形部件，这些部件之间的相对旋转和平移移动被约束以首先保持它们同轴对准。

在操作中，承载闩锁释放机构131的CRTi 130首先将被插入或“刺入”管状工件101中，然后放下，直到可移动的平台表面451与管状工件101接触为止，由通过顶部驱动器(未示出)施加的工具重量和下放载荷引起的接触力增加到高于“触发器下放载荷”，此时，闩锁释放机构131已施加了所需的闩锁致动扭矩和所需的位移，以脱开驱动凸轮闩锁钩401和闩锁凸轮闩锁钩491。气体弹簧将导致主体组件110相对于夹持组件120轴向移位，使承载闩锁释放机构131的CRTi 130从缩回位置过渡到接合位置。该操作顺序在两个方面与现有技术的CRTi 100不同：

·首先，承载闩锁释放机构131的CRTi 130不需要外部施加的右手旋转在缩回位置和接合位置之间转换，其简化了操作程序。

·其次，闩锁释放机构131的设计使其不依赖可移动的平台表面451与管状工件101之间的牵引接合；相反，闩锁致动扭矩在内部反作用，因此减少了操作不确定性。

如参照图10B最佳理解的，触发器反作用环410具有一个或多个面向下的触发器反作用爪凹口411，其中的每个通常由反作用凹口载荷侧面412、反作用凹口顶部413和反作用凹口锁定侧面414限定，其中每个触发器反作用爪凹口411可与相应的面向上的触发器爪齿441接合。每个触发器爪齿441通常由触发器爪齿载荷侧面442、触发器爪齿顶部443和触发器爪齿锁定侧面444限定(当工具处于如图8B所示的锁定位置时)。可移动的缓冲器450和触发器元件440通过缓冲器凸轮从动件452连结，固定到可移动的缓冲器450并且在设置在触发器元件440中的触发器凸轮凹口445内在触发器凸轮凹口445的上端446和下端447之间是可移动的。另外，可移动的缓冲器450通过缓冲器凸轮从动件452连结至保持架延伸部460，该缓冲器凸轮从动件被约束为在其上端462和下端463之间在缓冲器-保持架凸轮槽461内移动。触发器元件440通过触发器凸轮从动件448连结到保持架延伸部460，该触发器凸轮从动件被固定到触发器元件440，并且被约束为在设置在保持架延伸部460中的保持架凸轮凹口464内移动。另外，保持架延伸部460被刚性地固定到从动凸轮主体470。

对于本领域技术人员将显而易见的是，凸轮从动件可以固定到待配对的两个部件中的任何一个，并且凸轮轮廓限定在两个配对部件中的另一个中，并且在这方面的设计选择将是通常基于实际考虑，例如组装的效率、拆卸和维护。类似地，选择凸轮从动件/凸轮表面作为用于提供期望的移动约束的器件并不旨在以任何方式进行限制，其中本领域技术人员将理解到，通常可以以其他形式提供等效的连结件。

在图8B所示的实施例中，触发器凸轮凹口445被设置为轴向取向的槽，与缓冲器凸轮从动件452紧密配合，并因此通常提供单个自由度以允许触发器元件440和可移动的缓冲器450之间的相对轴向移动，但不允许相对旋转。设置触发器偏置弹簧449以在轴向滑动的方向上在触发器元件440和可移动的缓冲器450之间动作，以向下偏置可移动的缓冲器450。缓冲器-保持架凸轮槽461相对于竖直线以选定角度倾斜(通过图8B中的非限制性示例示出为大约45度)，并且与相关的缓冲器凸轮从动件452紧密配合以提供将可移动的缓冲器450的相对轴向移动与保持架延伸部460的旋转相关联的单个自由度。然而，触发器凸轮从动件448的自由移动在梯形保持架凸轮凹口464内被允许，仅通过与限定保持架凸轮凹口464的周长的凸轮表面接触而被约束，所述凸轮表面如下所示：

·前进凸轮表面466，其限定了保持架凸轮凹口464的平坦上边缘；

·退出凸轮表面467，其形成螺旋路径；和

·重置凸轮表面469，其限定了保持架凸轮凹口464的轴向取向侧边缘。

在典型的操作过程中，可以参照保持架凸轮凹口464中的触发器凸轮从动件448的位置来表征闩锁释放机构131的操作状态，所述位置如下所示：

·起始位置：触发器凸轮从动件448位于重置凸轮表面469和前进凸轮表面466的交点的近侧；

·前进位置：触发器凸轮从动件448位于前进凸轮表面466和退出凸轮表面467的交点的近侧；

·退出位置：触发器凸轮从动件448位于退出凸轮表面467的近侧；和

·重置位置：触发器凸轮从动件448位于重置凸轮表面469的近侧。

通过闩锁释放机构处于如图8B所示的闩锁位置，通过缓冲器凸轮从动件452定位在缓冲器保持架凸轮槽461的下端463处，触发器偏置弹簧449将促动触发器凸轮从动件448朝向保持架凸轮凹口464内的开始位置，同时保持触发器爪齿441接合在相应的触发器反作用爪凹口411内。触发器爪齿441的该接合将触发器爪齿锁定侧面444设置成与相应的反作用凹口锁定侧面414紧密相对，从而防止如由配合侧角和间隙的选择所控制的上部闩锁组件133相对于下部闩锁组件134的意外旋转。如有必要，可以选择更轴向对准的凸轮表面，以针对由触发器偏置弹簧449施加的给定力更强烈地抵抗旋转。

现在参照图9B，当管状工件101施加足够的力来克服触发器偏置弹簧449的力时，可移动的缓冲器450向上移动，从而导致缓冲器凸轮从动件452在缓冲器保持架凸轮槽461内轴向向上移动。该轴向向上的轴向移动趋向于使保持架延伸部460旋转，但是这样的旋转受到作用在上部闩锁组件133和下部闩锁组件134之间的闩锁致动扭矩的抵抗，该扭矩经由缓冲器凸轮从动件452和触发器凸轮凹口445传递通过可移动的缓冲器450到触发器元件440，并通过触发器爪齿载荷侧面442到达反作用凹口载荷侧面412和到达上部闩锁组件133。这使闩锁致动扭矩在内部反作用，并使触发器凸轮从动件448沿前进凸轮表面466移动到保持架凸轮凹口464内的前进位置，从而将驱动凸轮闩锁钩401与闩锁凸轮闩锁钩491脱开，并通过上部闩锁组件133相对于下部闩锁组件134的右手旋转而将三凸轮闩锁连结件132的状态从如图8A所示的闩锁位置改变为如图9A中所述的解闩锁位置。

一旦驱动凸轮闩锁钩401和闩锁凸轮闩锁钩491已经脱开，则气体弹簧促使上部闩锁组件133与下部闩锁组件134分离。正是在套管送入的操作顺序中的这一点上，在连接上扣过程中将施加轴向张力和旋转的组合，以引起上部闩锁组件133相对于下部闩锁组件134的右手旋转。在该操作阶段，闩锁释放机构131将不会干扰套管送入工具的正常功能。

可移动的缓冲器450的进一步向上移动继续促使保持架延伸部460旋转，并且因此使触发器凸轮从动件448移动到保持架凸轮凹口464内的缩回位置，从而使触发器元件440向下移动并且相应地使触发器爪齿441退出与触发器反作用爪凹口411的接合，如图10B中所示的。可以选择退出凸轮表面467相对于倾斜的缓冲器保持架凸轮槽461的角度，以促进触发器爪齿441从与触发器反作用爪凹口411的接合中退出，而不会卡住或以其他方式产生超过操作触发器偏置力和摩擦力的、以其他方式趋于影响退出移动的力。

通过如图10B所示的触发器元件440从触发器反作用环410中退出，触发器爪侧面444不再与反作用凹口载荷侧面412相对，因此上部闩锁组件133可相对于下部闩锁组件134旋转，以便重新闩锁三凸轮闩锁连结件132。如可在图11A中看到的，上部闩锁组件133相对于下部闩锁组件134的该旋转导致闩锁凸轮闩锁钩491移动成与驱动凸轮闩锁钩401接合(即，闩锁位置)，由该旋转引起的相应致动扭矩通过可移动的平台表面451与管状工件101的牵引接合而受到抵抗。

现在参照图11B，通过CRTi 130因此处于重新闩锁位置，由于从管状工件101移除CRTi 130的操作步骤减小了作用在可移动的平台表面451上的轴向力，触发器偏置弹簧449向下促动可移动的缓冲器450并相应地引起可移动的缓冲器450相对于保持架延伸部460旋转，并可能伴随在可移动的平台表面451和管状工件101之间滑动。来自触发器偏置弹簧449的牵引摩擦力因此趋向于促使触发器元件440反转上述退回移动，从而使触发器爪齿441移动向上。然而，通过触发器爪齿顶部443与反作用凹口顶部413的滑动接合，防止了触发器爪齿441的向上移动，迫使触发器凸轮从动件448从保持架凸轮凹口464内的退出位置移动到重置位置。缓冲器450继续向下移动，跟随管状工件101的移动，到达触发器爪齿顶部443不再接合(即，它们滑出)反作用凹口顶部413的位置，从而使触发器凸轮从动件448从保持架凸轮凹口464内的重置位置移动到开始位置，从而使闩锁释放机构131返回到图8A所示的位置，从该位置，图8A至图11B所示的操作顺序可以重复。

摩擦/惯性CRTi实施例

现在将描述一种闩锁释放机构，其在准静态操作中依赖于可移动缓冲器450的可移动平台表面451和管状工件101之间的牵引阻力。该闩锁释放机构是对之前在下文中描述的标题为“CRTi实施例”的闩锁释放机构131的修改。如在本公开中所使用的，关于闩锁释放机构的短语“准静态操作”应理解为指的是该机构的操作，使得以足够慢的方式施加轴向载荷使得与其相关联的动态影响最小或可忽略不计。

图12是现有技术CRTi135的截面图，其装配有由下部闩锁组件134承载的三凸轮闩锁连结件132和闩锁释放连结件136并且包括可移动缓冲器450、固定到可移动缓冲器450的缓冲器凸轮从动件452、触发器偏置弹簧520和保持架延伸部510，它们通常被构造为同轴嵌套的一组紧密配合的圆柱形部件，这些部件之间的相对旋转和平移移动受到约束以保持它们同轴对准。图12中的三凸轮闩锁连结件132、可移动缓冲器450和缓冲器凸轮从动件452与先前在标题为“CRTi实施例”下描述的和图8A和8B中描绘的那些相同。

如参考图13A和13B最佳理解的，可移动缓冲器450和保持架延伸部510通过缓冲器凸轮从动件452链接，其可在设置在保持架延伸部510中的保持架凸轮槽511内和在保持架凸轮槽511的上端512和下端之间是可移动的。保持架凸轮槽511相对于工具的纵向轴线以选择的角度倾斜(在图13B中以非限制性示例的方式示出为大约45度)，并且与相关联的缓冲器凸轮从动件452紧密配合，其限定了可移动缓冲器450和保持架延伸部510之间的平移-旋转关系。另外，保持架延伸部510刚性地固定到从动凸轮主体470，并且提供触发器偏置弹簧520以在保持架延伸部510和可移动缓冲器450之间起作用，以轴向地向下偏置可移动缓冲器450，以及偏置缓冲器凸轮从动件452以与保持架凸轮槽511的下端513接触。

对本领域技术人员来说显而易见的是，缓冲器凸轮从动件452可以固定到要配对的两个部件中的任一个上，凸轮轮廓限定在成对部件中的另一个中。这方面的设计选择通常基于实际考虑，包括组装、拆卸和维护的效率。类似地，选择凸轮从动件/凸轮表面作为提供所需移动约束的手段并不旨在以任何方式进行限制；本领域技术人员将理解，可以以其他形式提供功能上有效的替代连结件。

出于本讨论的目的，主体组件110将被视为基准，管状工件101将被视为相对于该基准倾向于向上移动。如图13A和13B所示，当三凸轮闩锁连结件132处于闩锁位置时，由于触发器偏置弹簧520施加的轴向向下力，缓冲器凸轮从动件452将定位在保持架凸轮槽511的下端513处。在操作中，具有闩锁释放连结件132的CRTi135将被降低直到可移动缓冲器450上的可移动平台表面451接触管状工件101，并且由顶部驱动器(未示出)施加的工具重量和向下载荷产生的接触力增加到高于“触发器向下载荷”，此时闩锁释放连结件136将施加所需的闩锁致动扭矩和使驱动凸轮闩锁钩401与闩锁凸轮闩锁钩491脱离所需的旋转。

如图14A和14B所示，当管状工件101以准静态方式施加足够的力以克服触发器偏置弹簧520的力时，可移动缓冲器450将向上移动，由于缓冲器凸轮从动件452在保持架凸轮槽511内的相互作用而在它自己和保持架延伸部510之间产生扭矩，对于可移动缓冲器450，该扭矩必须通过可移动平台表面451与管状工件101的牵引接合来反作用，如果足够，该牵引接合将导致旋转保持架延伸部510。

保持架延伸部510的旋转将受到作用在上部闩锁组件133和下部闩锁组件134之间的闩锁致动扭矩的抵抗。闩锁致动扭矩将从上部闩锁组件133传递到载荷适配器112，并且反过来必须由顶部驱动器反作用，从而使驱动凸轮闩锁钩401与闩锁凸轮闩锁钩491脱离，并且通过上部闩锁组件133相对于下部闩锁组件134的右手旋转，导致三凸轮闩锁连结件132从图13A所示的闩锁位置移动到图14A所示的解闩锁位置。一旦驱动凸轮闩锁钩401和闩锁凸轮闩锁钩491已经脱离，与闩锁释放连结件136相关联的气弹簧(大体如先前参考闩锁释放机构131所描述的)将推动上部闩锁组件133与下部闩锁组件134分离。

对本领域技术人员来说显而易见的是，所述闩锁释放连结件136将能够仅通过准静态施加轴向向下载荷和位移，生成将CRTi135从脱离位置移动到接合位置所需的闩锁致动扭矩和相应的旋转，假定可以很容易地满足以下两个边界条件：

1.可移动平台表面451与管状工件101之间的牵引接合足以反作用闩锁致动扭矩；和

2.顶部驱动器具有足够的扭矩抵抗力，以反作用闩锁驱动扭矩。

在可以容易且可靠地满足上述两个条件的情况下，闩锁释放连结件136可以提供更快循环时间、操作简单性和相对机械简单性的益处。

此外，可以利用工具操作的性质来补充可移动平台表面451和管状工件101之间的牵引接合，即，可移动缓冲器450可以设计为具有绕工具轴线相对于保持架延伸部510和夹持组件120的惯性矩的组合的高惯性矩，并且当以足够的速度施加向下载荷时，保持架延伸部510和夹持组件120将具有更大的旋转加速趋势，导致上部闩锁组件133相对于下部闩锁组件134的右手旋转，并且使驱动凸轮闩锁钩401与闩锁凸轮闩锁钩491脱离。

为使CRTi135从管状工件101上脱离，向下载荷和左手扭矩向载荷适配器111施加，并反作用在可移动缓冲器450和管状工件101之间。当向下载荷和左手扭矩足够时，上部闩锁组件133将相对于下部闩锁组件134沿左手方向旋转，导致驱动凸轮闩锁钩401移动到与闩锁凸轮闩锁钩491接合(即，进入闩锁位置)，并且由该旋转引起的相应扭矩被可移动平台表面451与管状工件101的牵引接合所抵抗。

从管状工件101移除CRTi工具135的操作步骤将减少作用在可移动平台表面451上的轴向力，触发器偏置弹簧520向下推动可移动缓冲器450并相应地导致可移动缓冲器450相对于保持架延伸部510旋转，可能的可移动平台表面451和管状工件101之间的伴随滑动以及最终牵引摩擦力作用在该方向上以保持闩锁。随着管状工件101的充分轴向向下移动，缓冲器凸轮从动件452将接触保持架凸轮槽511的下端513，从而使闩锁释放连结件136返回到图13A所示的位置，从该位置开始图13A至14B所示的操作顺序可以重复。

CRTe实施例

图15是现有技术的外部夹持套管送入工具(CRTe)140的截面图，其包括主体组件150，主体组件150具有刚性地固定到主体下部壳体152的主体上部壳体151、用于与钻机(未示出)的顶部驱动器套管的结构连接的浮动载荷适配器160、刚性承载固定缓冲器171的夹持组件170，以及三凸轮闩锁连结件180，该三凸轮闩锁连结件包括轴向地固定到主体组件150的上部闩锁组件181和固定到夹持组件170并由其承载的下部闩锁组件183。上部闩锁组件181旋转地联接到浮动载荷适配器160，并且包括承载多个驱动凸轮闩锁钩185的驱动凸轮184，以及驱动凸轮壳体186。下部闩锁组件183包括一从动凸轮187，以及一闩锁凸轮188，该闩锁凸轮带有多个闩锁凸轮闩锁钩189。

如图15所示，凸轮壳体上部密封件190、主体壳体上部密封件191、凸轮壳体下部密封件192、主体壳体下部密封件193、下凸轮保持架密封件194和上凸轮保持架密封件195限定了气体弹簧腔室196，下凸轮壳体密封件192和上凸轮保持架密封件195限定了由下部闩锁组件183承载的柱塞区域。当用气体加压时，气体弹簧腔室196形成内部气弹簧，其倾向于促使上部闩锁组件181与下部闩锁组件183分离，从而倾向于促使主体上部壳体151与夹持组件170分离，从而将CRTe140相对于管状工件101从缩回位置移动到接合位置。

这种分离受到可配合接合的驱动凸轮闩锁钩185和闩锁凸轮闩锁钩189的抵抗，它们可以通过施加足够的右手扭矩(即，闩锁致动扭矩)和浮动载荷适配器160相对于主体组件150的相应右手旋转而脱离。在现有技术的CRTe140中，闩锁致动扭矩通过浮动载荷适配器160施加，并通过管状工件101和固定缓冲器171上设置的平台表面172之间的牵引接合产生反作用。当驱动凸轮闩锁钩185和闩锁凸轮闩钩189接合时，三凸轮闩锁连结件180被认为处于闩锁位置，并且当驱动凸轮闩锁钩185和闩锁凸轮闩钩189脱离时，处于解闩锁位置。

还如图15所示，浮动载荷适配器160具有浮动载荷适配器上部轴向肩部161，其允许通过与主体组件150的轴向肩部154接触来传递轴向张力载荷。另外，浮动载荷适配器160具有浮动载荷适配器下部轴向肩部162，其允许通过与上部闩锁组件181上的轴向肩部182接触传递轴向压缩载荷，该轴向肩部182又将轴向压缩载荷传递到主体上部壳体151。主体上部壳体151上的轴向肩部154和上部闩锁组件181上的轴向肩部182之间的轴向距离大于浮动载荷适配器160上的上部轴向肩部161和下部轴向肩部162之间的轴向距离，从而提供一轴向范围，通过该轴向范围，浮动载荷适配器160可以在不将轴向张力或压缩载荷传递到主体组件150的情况下移动。

图16示出了CRTe197基本上对应于图15的现有技术CRTe140，但装配有闩锁释放机构198，该闩锁释放机构198可用于仅使用轴向压缩和相应的轴向位移来产生右手扭矩(即闩锁致动扭矩)以及解闩锁三凸轮锁定连结件180所需的旋转，允许CRTe197从缩回位置过渡到接合位置，然后返回到缩回位置，以促进建造油气井所涉及的套管上扣和提升过程的重复。

图16示出了处于闩锁位置的CRTe197。闩锁释放机构198

包括：

·载荷适配器延伸部163，其固定到浮动载荷适配器160并且包括向下延伸的裙部165；

·同轴地设置在载荷适配器延伸部163内的主触发器元件600(或者称为主触发器600)；触发器偏置弹簧618；

·辅助触发器元件620(或者称为辅助触发器620)；

·辅助触发器延伸部630；

·主体延伸部640；

·夹环650；和

·主体锁660。

闩锁释放连结件198的这些部件通常被构造为同轴地嵌套的一组紧密配合的大致圆柱形部件，这些部件之间的相对旋转和平移移动被约束以保持它们同轴对准，如下文将更详细描述的。

在操作中，CRTe197将首先插入或“刺穿”在管状工件101上，并且由工具重量和由顶部驱动器(未示出)施加的向下载荷导致的接触力会增加，从而导致主体组件150和浮动载荷适配器160之间的相应轴向位移，使闩锁释放连结件198能够产生所需的闩锁致动扭矩和相应的旋转以解闩锁三凸轮闩锁连结件180，其中气体弹簧引起夹持组件170和主体组件150之间的轴向位移，从而使CRTe197从初始缩回位置过渡到接合位置。CRTe197的此操作顺序与现有技术CRTe140的操作有两个不同之处：

·首先，CRTe197不需要外部施加的右手旋转来在缩回和接合位置之间转换，从而简化了操作程序。

·其次，CRTe197的闩锁释放连结件198被构造成使得其不依赖于平台表面172和管状工件101之间的牵引接合；

相反，闩锁致动扭矩在内部反作用，从而减少操作的不确定性。

下面的讨论描述了闩锁释放连结件198仅通过向下载荷和轴向位移如何产生闩锁致动扭矩和相应的旋转。

图17A是穿过CRTe197的横截面，其中为了清楚起见隐藏了夹持组件170、管状工件101和主体下部壳体152，以及图17B是穿过CRTe197的闩锁释放连结件198的横截面，在两个视图中都示出为处于初始闩锁位置。载荷适配器延伸部163通过一个或多个载荷适配器凸耳164刚性地固定到浮动载荷适配器160，并且刚性地承载一个或多个载荷适配器凸轮从动件601，每个凸轮从动件被约束以在由主触发器提供的主触发器凸轮槽606内和在由辅助触发器620提供的辅助触发器凸轮槽621内移动。主触发器凸轮槽606还具有与上部部分607邻接的竖直下部部分608。主触发器凸轮槽606的上部部分607以选择的角度从垂直倾斜(其可以沿着上部部分607的长度变化)。因此，载荷适配器延伸部163和主触发器600之间的相对轴向和旋转移动受到主触发器凸轮槽606的上部部分和下部部分607和608的限制。

辅助触发器凸轮槽621轴向取向并与载荷适配器凸轮从动件601紧密配合，从而联接载荷适配器延伸部163和辅助触发器620的旋转。辅助触发器凸轮槽621具有下端623，以及上端622，该载荷适配器凸轮从动件601被偏置以与触发器偏置弹簧618接触，该触发器偏置弹簧618作用在辅助触发器620和载荷适配器延伸部163之间以向辅助触发器620施加轴向向下的偏置力。载荷适配器延伸部163和辅助触发器620之间的相对轴向移动因此被限制在辅助触发器凸轮槽621的上端622和辅助触发器凸轮槽下端623内。

辅助触发器620刚性地承载一个或多个辅助触发器凸轮从动件624，每个辅助触发器凸轮从动件紧密配合在设置在主触发器600上的爪缩回凸轮槽612内。每个爪缩回凸轮槽612具有上端613，该上端周向地取向并且将辅助触发器620和主触发器600限制为初始轴向地联接，并且其过渡到下端614，该下端614以选择的角度(该角度可以沿着下端614的长度变化)从垂直方向倾斜，并且紧密地装配到对应的辅助触发器凸轮从动件624以限定辅助触发器620和主触发器600之间的平移-旋转关系。辅助触发器620和主触发器600之间的相对轴向和旋转移动因此被限制在爪缩回凸轮槽612的上端613和下端614内。

仍然参见图17A和17B，辅助触发器延伸部630具有辅助触发器延伸部螺纹632，其中在左手方向具有限定螺旋，其接合设置在辅助触发器620上的辅助触发器螺纹625。另外，辅助触发器延伸部630具有与设置在主体延伸部640上的轴向取向槽647紧密配合的辅助触发器延伸凸耳633，以便联接主体延伸部640和辅助触发器延伸部630的旋转。主体锁660通过主体锁定凸耳661被保持固定到主体上部壳体151。夹环650轴向地螺栓连接到主体锁660，由螺栓连接产生的轴向载荷被传递到设置在夹环650上的夹环载荷肩部651，到设置在主体延伸部640上的主体延伸载荷肩部648，并且依次在主体延伸部锁定表面649和设置在主体组件150上的上部壳体锁定表面153之间反作用30，该接合允许主体延伸部640牵引地抵抗可能由闩锁释放连结件198产生的扭转载荷。如此布置，主体延伸部640可首先组装到主体组件150上并旋转地定位，然后夹环650可以被固定，将主体延伸部640有效地刚性地连接到主体组件150。

如图17B所示，多个主触发器爪齿602，每个包括主触发器爪齿载荷侧面603、主触发器爪齿顶部604和主触发器爪齿锁定侧面605，可以设置在向下的主触发器600上的主触发器反作用表面615上，具有对应的多个配合反作用爪凹口642，每个都限定反作用凹口载荷侧面643、反作用凹口顶部644和反作用凹口锁定侧面645，该反作用凹口锁定侧面645设置在设置在主体延伸部640上的面向上的爪反作用表面646上。在该示出的实施例中，主触发器爪齿602最初与对应的配合反作用爪凹口642旋转地对准但轴向地分离。

图18A是CRTe197的截面图，以及图18B是闩锁释放连结件198的截面图，其示出在管状工件101和固定缓冲器171之间已经建立接触并且已经产生足够的轴向向下载荷和相应的位移以使载荷适配器延伸部163、浮动载荷适配器凸耳164、主触发器600、载荷适配器凸轮从动件601、辅助触发器620、辅助触发器凸轮从动件624和辅助触发器延伸部630轴向地向下平移直到主触发器爪齿顶部(dog)604和它们的相应的反作用凹口顶部644开始接触之后，此时设置在辅助触发器延伸部630上的隔开表面631靠近但不与设置在主体延伸部640上的反作用表面641接触。

参考图19A和19B，持续的向下载荷和相应的位移将导致主触发器600开始轴向地向上移动，并在右手方向上旋转，趋向于解闩锁三凸轮闩锁连结件180，这是由于通过载荷适配器凸轮从动件601在主触发器凸轮槽606的上部部分607中的接合而施加在主触发器600上的约束。这种旋转导致主触发器爪齿载荷侧面603与反作用凹口载荷侧面643接合，产生在倾向于解闩锁三凸轮闩锁连结件180的方向在主体延伸部640上的扭矩。施加到主体延伸部640的扭矩通过主体延伸部锁定表面649和上部壳体锁定表面153之间的牵引接合而被抵抗并且被传递到主体组件150中。现在很明显的是，闩锁释放连结件198能够产生在趋向于仅施加向下载荷和位置的情况下解闩锁三凸轮闩锁连结件180的方向上的扭矩和相应旋转。

现在参考图20A和20B，进一步的向下载荷和相应的轴向位移将导致辅助触发器凸轮从动件624接合爪缩回凸轮槽612的下端614。这种接合趋向于使主触发器爪齿602相对于主体延伸部640轴向地向上移动，传递最初在主触发器爪齿顶部604和反作用凹口顶部644之间反作用的轴向向下载荷，以在隔开表面631和反作用表面641之间起反作用。具有足够的向下载荷和相应位移，主触发器爪齿602将变得完全脱离反作用爪凹口642，从而允许主体组件150和浮动载荷适配器160之间在任一方向上的相对旋转。

图21A和21B分别是CRTe197和闩锁释放连结件198的截面图，两者都示出在已将足够的向下载荷施加到解闩锁三凸轮闩锁连结件180之后，于是浮动载荷适配器160已轴向地向上移动，移除了轴向向下载荷。在这一点上，右手(或左手)旋转可施加到浮动载荷适配器160以上扣(或卸扣)套管柱连接。如图22A和22B所示，在浮动载荷适配器160和主体组件150之间右手旋转的施加将导致隔开表面631轴向地向下移动，这是由于辅助触发器延伸螺纹632和辅助触发器螺纹625形成的左手螺纹，该向下的轴向移动又导致隔开表面631在浮动载荷适配器160的相对较高的轴向位置处接合反作用表面641。

替代地，如图23A和23B所示，可在轴向向下载荷和相应位移足以使主触发器爪齿602与相应的反作用爪凹口642脱离，而不是轴向地向上移动浮动载荷适配器160然后施加右手旋转之后立即施加右手旋转。在这种情况下，隔开表面631与反作用表面641接合，并且向浮动载荷适配器160施加右手旋转将产生轴向向上的力和辅助触发器620的相应位移。辅助触发器620的轴向向上位移引起载荷适配器凸轮从动件601接合主触发器凸轮槽606的下部部分608。

在任一情况下，右手旋转将导致隔开表面631轴向向下移动，并且当重新施加向下载荷以重新闩锁三凸轮闩锁连结件180时，隔开表面631将与反作用表面641接合，从而防止主触发器爪齿602重新接合反作用爪凹口642，并因此支持在倾向于重新闩锁三凸轮闩锁连结件180的左手方向上的扭矩和旋转的施加，如图24A和24B所示。当三凸轮闩锁连结件180处于闩锁位置时，夹持组件170现在将从管状工件101缩回，而固定缓冲器171仍与管状工件101接触。

图25A和25B示出了处于重新闩锁位置的CRTe197。由于从管状工件101移除CRTe197的操作步骤减小了作用在平台表面172上的轴向力，因此触发器偏置弹簧618向下推动辅助触发器620，并相应地导致主触发器600在左手方向旋转并相对于浮动载荷适配器160轴向地向下移动。然而，主触发器爪齿顶部604和爪反作用表面646的滑动接合阻止了主触发器600的向下移动。随着浮动载荷适配器160继续向上移动，到达主触发器爪齿顶部604不再接合(即，它们滑离)爪反作用表面646的点，从而允许主触发器爪齿602重新接合反作用爪凹口642。浮动载荷适配器160的进一步轴向向上移动将使主触发器爪齿602旋转对准但与反作用爪凹口642轴向分离，从而使闩锁释放连结件198返回到图17A和17B所示的位置，可以从该位置重复图17A到25B中所示的操作顺序。

参考前面对闩锁释放连结件198的操作的描述，对本领域技术人员显而易见的是：

·主触发器凸轮槽606的形状决定了载荷适配器延伸部163和主触发器600之间的相对旋转和轴向移动之间的关系；和

·主触发器凸轮槽606与竖直方向的角度可选择为沿其长度变化以协调相对旋转和轴向移动，并控制当闩锁释放连结件198被致动时产生的接触应力和内部应力。

对于本领域技术人员来说，还显而易见的是：

·CRTe197的主触发器凸轮槽606在功能上等同于图3A至7B中所示的示例性实施例的缓冲器保持架凸轮槽319、图8B、9B、10B和11B中所示的CRTi工具130的缓冲器保持架凸轮槽461，以及图13B和14B所示的CRTi工具135的保持架凸轮槽511；和

·与主触发器凸轮槽606一样，缓冲器保持架凸轮槽319、缓冲器保持架凸轮槽461和保持架凸轮槽511与垂直方向的角度可以选择为沿它们各自的长度变化，以协调相对旋转和轴向移动，并控制在致动相应的闩锁释放机构时产生的接触应力和内应力。

本领域技术人员将容易理解，在不脱开本教导的范围的情况下，可以设计各种替代实施例，包括可以使用随后构想或开发的等效结构或材料的修改。特别要理解的是，不意图使根据本公开的设备限于任何所描述或示出的实施例，并且所要求保护的元件或特征的变型的替代，在设备和方法的工作中没有任何实质性的最终改变的情况下，将不构成脱开本公开的范围。

在该专利文献中，单词“包括”的任何形式应以其非限制性意义来理解为意味着包括该单词之后的任何项，但是不排除未具体提及的项。通过不定冠词“a”对一元件的引用不排除存在一个以上元件的可能性，除非上下文明确要求只有一个这样的元件。任何形式的术语“连接”、“接合”、“联接”、“闩锁”、“附接”或任何其他描述元件之间相互作用的术语的使用均不意味着将相互作用限于主体元件之间的直接相互作用，并且也可以包括元件之间的间接相互作用，例如通过辅助结构或中间结构。

关系和构造术语(例如(但不限于)“竖直的”、“水平的”、“同轴的”、“圆柱的”、“梯形的”、“向上”和“向下”)不旨在表示或需要绝对的数学或几何精度。因此，除非上下文明确地另外要求，否则这些术语应被理解为仅表示或仅要求实质性的精度(例如，“基本上“竖直的”或“大致梯形的”)。

特别地，应当理解，本文中将元件作为“大体圆柱形的”的任何提及旨在表示所讨论的元件可以具有沿着元件的长度变化的内直径和外直径。

无论在该文献中的何处使用，术语“典型的”和“典型地”应以代表普通用法或惯例的意义来理解和解释，而不应理解或解释为暗示必要性或不变性。