一种螺杆钻具锁紧与解锁装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于石油分支井定向技术领域，具体涉及一种螺杆钻具锁紧与解锁装置。
【背景技术】
[0002]分支井钻井过程中，开窗侧钻是作业的关键一环，而一趟钻开窗侧钻可缩短钻井周期，降低钻井成本。在此过程中，斜向器连接于螺杆钻具下部，斜向器的完全锚定是开窗侧钻的前提，只有当斜向器完全锚定之后，螺杆钻具才能转动与斜向器脱离，并进行开窗侧钻，因此，斜向器完全锚定前，防止螺杆钻具转动成为整个一趟钻开窗侧钻成败的关键点。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有技术中斜向器完全锚定前螺杆钻具提前转动的问题。
[0004]为此，本发明提供了一种螺杆钻具锁紧与解锁装置，包括螺杆壳体和设置在螺杆壳体内部的定制螺杆，所述螺杆壳体上部螺纹连接防掉筒，防掉筒的上部螺纹连接上接头，所述上接头与防掉筒内部安装有中芯筒，所述中芯筒上部与上接头内部通过上花键副连接，中芯筒中部设置有止退卡簧，所述中芯筒中部与上接头通过剪钉固定，所述止退卡簧下方的上接头上设置有与止退卡簧啮合的止退台阶，所述上接头中部设置有连通孔，所述中芯筒下部与定制螺杆上部通过下花键副连接，所述下花键副上方的中芯筒上设置导流孔，所述止退卡簧和止退台阶脱开状态最大距离大于下花键副的长度。
[0005]上述中芯筒上部与上接头之间设置有密封圈一。
[0006]上述中芯筒下部与上接头之间设置有密封圈二。
[0007]上述中芯筒上部密封截面积大于中芯筒下部密封截面积。
[0008]上述定制螺杆上部外表面螺纹连接有防掉帽。
[0009]上述防掉帽外部设置有花键形槽口一。
[0010]上述防掉筒内部设置有花键形槽口二。
[0011 ] 上述花键形槽口一内径大于花键形槽口二的外径。
[0012]上述螺杆壳体内部与定制螺杆之间设置有橡胶衬套。
[0013]本发明的有益效果:
(I)本发明提供的这种螺杆钻具锁紧与解锁装置解决了斜向器定向时，开泵循环导致螺杆钻具转动的问题，有效防止中芯筒轴向窜动以及螺杆钻具周向转动，保证钻井液能够顺利通过完成斜向器的座封。
[0014](2)本发明提供的这种螺杆钻具锁紧与解锁装置在斜向器锚定完成后，锁紧机构解锁，中芯筒与定制螺杆的下花键副脱离，保证了斜向器完全座封后螺杆钻具能够正常转动进行开窗侧钻。
[0015](3)本发明提供的这种螺杆钻具锁紧与解锁装置结构简单，方便实用，安全可靠，适用于一趟钻实现斜向器的定向锚定、开窗侧钻，大大提高了分支井钻井效率。
[0016]以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
【附图说明】
[0017]图1是本发明螺杆钻具锁紧与解锁装置的结构示意图。
[0018]附图标记说明:1、上接头；2、中芯筒；3、密封圈一 ；4、剪钉；5、止退卡簧；6、密封圈二 ；7、防掉筒；8、定制螺杆；9、防掉帽；10、橡胶衬套；11、螺杆壳体；12、上花键副；13、连通孔；14、止退台阶；15、导流孔；16、下花键副；17、花键形槽口一 ；18、花键形槽口二。
【具体实施方式】
[0019]实施例1:
为了克服现有技术中斜向器完全锚定前螺杆钻具提前转动的问题，本实施例提供了一种如图1所示的螺杆钻具锁紧与解锁装置，包括螺杆壳体11和设置在螺杆壳体11内部的定制螺杆8，所述螺杆壳体11上部螺纹连接防掉筒7，防掉筒7的上部螺纹连接上接头1，所述上接头I与防掉筒7内部安装有中芯筒2，所述中芯筒2上部与上接头I内部通过上花键副12连接，中芯筒2中部设置有止退卡簧5，所述中芯筒2中部与上接头I通过剪钉4固定，所述止退卡簧5下方的上接头I上设置有与止退卡簧5啮合的止退台阶14，所述上接头I中部设置有连通孔13，所述中芯筒2下部与定制螺杆8上部通过下花键副16连接，所述下花键副16上方的中芯筒2上设置导流孔15，所述止退卡簧5和止退台阶14脱开状态最大距离大于下花键副16的长度。
[0020]在分支井钻井过程中，将本发明提供的这种螺杆钻具锁紧与解锁装置连接在斜向器上部，钻井液通过中芯筒2的内孔经导流孔15进入螺杆钻具，传递至斜向器，当压力升到斜向器座封压力后，斜向器完成座封，此时，定制螺杆8与中芯筒2之间的下花键副16以及中芯筒2与上接头I之间的上花键副12均处于啮合状态，螺杆钻具不会转动，处于锁紧状
??τ O
[0021]随着钻井液的继续加入，装置内压力继续升高，当压力升至剪钉4剪断压力时，在压力的作用下，剪钉4剪断，中芯筒2在压力的作用下下行，直到中芯筒2的止退卡簧5与上接头I的止退台阶14处于啮合状态，与此同时，定制螺杆8与中芯筒2的下花键副16处于脱开状态，螺杆钻具处于解锁状态，螺杆钻具在钻井液的驱动下进行转动，并释放螺杆钻具与斜向器固定连接点，进而实现开窗侧钻功能。
[0022]本发明提供的这种螺杆钻具锁紧与解锁装置有效解决了斜向器定向时开泵循环导致螺杆钻具转动的问题，防止中芯筒轴向窜动以及螺杆钻具周向转动，保证钻井液能够顺利通过完成斜向器的座封，同时在斜向器锚定完成后，锁紧机构解锁，中芯筒与定制螺杆的下花键副脱离，保证了斜向器完全座封后螺杆钻具能够正常转动进行开窗侧钻。
[0023]实施例2:
本实施例提供了一种螺杆钻具锁紧与解锁装置，包括螺杆壳体11和设置在螺杆壳体11内部的定制螺杆8，所述螺杆壳体11上部螺纹连接防掉筒7，防掉筒7的上部螺纹连接上接头1，所述上接头I与防掉筒7内部安装有中芯筒2，所述中芯筒2上部与上接头I内部通过上花键副12连接，中芯筒2中部设置有止退卡簧5，所述中芯筒2中部与上接头I通过剪钉4固定，所述止退卡簧5下方的上接头I上设置有与止退卡簧5啮合的止退台阶14，所述上接头I中部设置有连通孔13，所述中芯筒2上部与上接头I之间设置有密封圈一 3，所述中芯筒2下部与上接头I之间设置有密封圈二 6，所述中芯筒2上部密封截面积大于中芯筒2下部密封截面积，所述中芯筒2下部与定制螺杆8上部通过下花键副16连接，所述下花键副16上方的中芯筒2上设置导流孔15，所述止退卡簧5和止退台阶14脱开状态最大距离大于下花键副16的长度。
[0024]本发明中剪钉4的剪断压力设置高于斜向器座封压力，防止中芯筒2轴向窜动，结构简单、安全可靠。中芯筒2与上接头I之间、中芯筒2与定制螺杆8均采用花键副连接，防止螺杆钻具周向转动。中芯筒2下部设置有导流孔15，使得钻井液能够顺利通过完成斜向器的座封。中芯筒2与上接头I之间设置有密封圈一 3和密封圈二 6，上接头I设置有连通孔13，斜向器座封后，中芯筒2在压力的驱使下能够准确的下行，使得中芯筒2与定制螺杆8的下花键副16脱离，保证了斜向器完全座封后螺杆钻具能够正常工作。而上接头I设置有止退台阶14，中芯筒2下行后，止退卡簧5与止退台阶14啮合，防止中芯筒2下行后再上窜，影响定制螺杆8的转动，从而保证了螺杆钻具的正常转动。
[0025]另外，为了防止定制螺杆脱离螺杆钻具，所述定制螺杆8上部外表面螺纹连接有防掉帽9。所述防掉帽9外部设置有花键形槽口一 17，所述防掉筒7内部设置有花键形槽口二 18，所述花键形槽口一 17内径大于花键形槽口二 18的外径，此结构既增大钻井液的过流面积，保证钻井液的顺利通过，又防止花键形槽口一 17和花键形槽口二 18发生干涉，影响螺杆钻具的正常工作。
[0026]综上所述，本发明提供的这种螺杆钻具锁紧与解锁装置结构简单，方便实用，安全可靠，解决了一趟钻开窗侧钻过程中，斜向器定向时开泵循环导致螺杆钻具转动的问题，斜向器锚定完成后锁紧机构解锁，螺杆钻具转动进行开窗侧钻，适用于一趟钻实现斜向器的定向锚定、开窗侧钻，大大提高了分支井钻井效率。
[0027]以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种螺杆钻具锁紧与解锁装置，包括螺杆壳体(11)和设置在螺杆壳体(11)内部的定制螺杆(8)，其特征在于:所述螺杆壳体(11)上部螺纹连接防掉筒(7)，防掉筒(7)的上部螺纹连接上接头(I)，所述上接头(I)与防掉筒(7)内部安装有中芯筒(2)，所述中芯筒(2)上部与上接头(I)内部通过上花键副(12)连接，中芯筒(2)中部设置有止退卡簧(5)，所述中芯筒(2)中部与上接头(I)通过剪钉(4)固定，所述止退卡簧(5)下方的上接头(I)上设置有与止退卡簧(5)啮合的止退台阶(14)，所述上接头(I)中部设置有连通孔(13)，所述中芯筒(2)下部与定制螺杆(8)上部通过下花键副(16)连接，所述下花键副(16)上方的中芯筒(2)上设置导流孔(15)，所述止退卡簧(5)和止退台阶(14)脱开状态最大距离大于下花键副(16)的长度。
2.如权利要求1所述的螺杆钻具锁紧与解锁装置，其特征在于:所述中芯筒(2)上部与上接头(I)之间设置有密封圈一(3)。
3.如权利要求1所述的螺杆钻具锁紧与解锁装置，其特征在于:所述中芯筒(2)下部与上接头(I)之间设置有密封圈二(6)。
4.如权利要求1所述的螺杆钻具锁紧与解锁装置，其特征在于:所述中芯筒(2)上部密封截面积大于中芯筒(2)下部密封截面积。
5.如权利要求1所述的螺杆钻具锁紧与解锁装置，其特征在于:所述定制螺杆(8)上部外表面螺纹连接有防掉帽(9)。
6.如权利要求5所述的螺杆钻具锁紧与解锁装置，其特征在于:所述防掉帽(9)外部设置有花键形槽口一(17)。
7.如权利要求1所述的螺杆钻具锁紧与解锁装置，其特征在于:所述防掉筒(7)内部设置有花键形槽口二(18)。
8.如权利要求6或7所述的螺杆钻具锁紧与解锁装置，其特征在于:所述花键形槽口一 (17)内径大于花键形槽口二(18)的外径。
9.如权利要求1所述的螺杆钻具锁紧与解锁装置，其特征在于:所述螺杆壳体(11)内部与定制螺杆(8)之间设置有橡胶衬套(10)。
【专利摘要】本发明具体提供了一种螺杆钻具锁紧与解锁装置，包括螺杆壳体和设置在螺杆壳体内部的定制螺杆，螺杆壳体上部连接防掉筒，防掉筒的上部连接上接头，上接头与防掉筒内部安装有中芯筒，中芯筒上部与上接头内部通过上花键副连接，中芯筒中部设置有止退卡簧,中芯筒中部与上接头通过剪钉固定，上接头设置有止退台阶,上接头中部设置有连通孔,中芯筒下部与定制螺杆通过下花键副连接，中芯筒设置有导流孔，止退卡簧和止退台阶脱开状态最大距离大于下花键副的长度。该发明结构简单，安全可靠，解决了斜向器定向时开泵循环导致螺杆钻具转动问题，斜向器锚定后锁紧机构解锁，螺杆钻具转动进行开窗侧钻，大大提高了分支井钻井效率。
【IPC分类】E21B17-22
【公开号】CN104747099
【申请号】CN201510130996
【发明人】叶文勇, 胡东锋, 李前春, 章东哲, 杨延增, 宋晓梅
【申请人】中国石油集团川庆钻探工程有限公司工程技术研究院
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月25日