專利名稱：用于過油管鉆井和完井工作的旋轉(zhuǎn)鎖止防磨損套的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域涉及用于油管中密封孔或其它敏感區(qū)域的保護(hù)裝置，其中，涉及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的鉆井或其它完井過程是穿過所述的油管進(jìn)行的。
背景技術(shù)：
管狀的鉆柱目前要承受過油管鉆桿柱的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其它的完井操作也要涉及轉(zhuǎn)動(dòng)。許多種類型的裝置具有內(nèi)部密封孔或其它敏感區(qū)，這種裝置是管狀鉆柱的組成部件，在旋轉(zhuǎn)著的過油管鉆柱的攪動(dòng)作用下，這些孔或敏感區(qū)會(huì)被損壞。在過去的日子里，人們已經(jīng)嘗試了各種解決方案。在一種設(shè)計(jì)方案中，密封孔是凹進(jìn)的，從而，鉆柱的攪動(dòng)運(yùn)動(dòng)或測(cè)井電纜在井孔中的出入運(yùn)動(dòng)不會(huì)損壞凹進(jìn)的密封孔。美國(guó)專利US 5865255公開了此類設(shè)計(jì)的一種實(shí)例。將密封孔設(shè)計(jì)成凹進(jìn)的則就需要有這樣的設(shè)備其能將隨后送入到油管中的設(shè)備的密封件伸展開，且被設(shè)計(jì)成抵靠著密封孔密封。
人們已經(jīng)嘗試用保護(hù)套來遮蓋密封孔，但這些保護(hù)套卻存在如下的問題它們不是旋轉(zhuǎn)鎖止的，且過油管鉆桿柱的攪動(dòng)運(yùn)動(dòng)會(huì)造成與這樣的保護(hù)套發(fā)生接觸，這樣，或者是通過使保護(hù)套旋轉(zhuǎn)而將其侵蝕，或者由于轉(zhuǎn)動(dòng)而使保護(hù)套過熱而與密封孔熔合到一起。這種效應(yīng)會(huì)損壞密封孔，并使保護(hù)套實(shí)質(zhì)上成為不可拆卸的。
現(xiàn)有技術(shù)尚未涉獵的這一問題就是如何制造一種可拆卸的保護(hù)套，該保護(hù)套是轉(zhuǎn)動(dòng)鎖止的，在過油管操作之前，該保護(hù)套能被容易地安裝好，在過油管操作完成之后，如果需要接近密封孔，則能同樣容易地將該保護(hù)套拆卸掉。下文的優(yōu)選實(shí)施方式提供了此類保護(hù)套的一種解決方案，該保護(hù)套的放入和取出是簡(jiǎn)單的，且在就位時(shí)能被旋轉(zhuǎn)鎖止。
下列的一些美國(guó)專利基本上涉及了內(nèi)部密封孔的使用以及可與密封孔進(jìn)行接合的密封組件1762211、2751235、2754136、3244424、4899816、5180008、6024172。
本領(lǐng)域技術(shù)人員從下文對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的描述和后文的附圖，能更好地理解本發(fā)明的各種實(shí)施方式，且權(quán)利要求限定了本發(fā)明的全部范圍。
發(fā)明內(nèi)容
一種保護(hù)套可被經(jīng)油管插入，并被按照一定的方式鎖卡住，以防止轉(zhuǎn)動(dòng)。在涉及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的過油管操作結(jié)束時(shí)，該保護(hù)套在先前已延伸穿過其的鉆桿柱上抽出。
圖1中的外視圖表示了處于工具下入位置(run in position)的保護(hù)套；圖2是對(duì)圖1所示的保護(hù)套所作的剖面圖；圖3中的外視圖表示了處于鎖卡狀態(tài)的保護(hù)套；圖4是圖3的剖視圖，在圖中，為了簡(jiǎn)明而去掉了內(nèi)部的鉆柱，且保護(hù)套處于可被拆除的狀態(tài)；圖5中的細(xì)節(jié)圖表示了一些鎖止爪，這些鎖止爪在圖中處于被鎖卡且被完全支撐著的狀態(tài)，圖3中也表示出了這些鎖止爪；圖6是其中一個(gè)鎖止爪的細(xì)節(jié)圖；以及圖7是對(duì)井管所作的內(nèi)部視圖，保護(hù)套將被安裝到該井管中，圖中表示出了具有轉(zhuǎn)動(dòng)鎖止作用的縱向槽。
具體實(shí)施例方式
圖1表示出了被一短管(sub)12支撐著的保護(hù)套組件10，其中的短管12是過油管鉆柱(圖中未示出)的一部分。保護(hù)套組件10具有一上部構(gòu)件14，其被一剪切銷16固定到用于進(jìn)行下套管操作(runin)的短管12上。構(gòu)件14的下端18上具有交替的指狀物20和位于其間的間隙22，由此使下端18呈現(xiàn)為城堡狀。下部構(gòu)件24的上端26上也具有被間隙30分隔開的指狀物28，從而也呈現(xiàn)為城堡狀。下部構(gòu)件24具有多個(gè)柔性的止動(dòng)爪32，這些止動(dòng)爪具有沿縱向定向的條扣(wicker)34(見圖6)，用以阻止轉(zhuǎn)動(dòng)。優(yōu)選地是，利用一對(duì)縱向切縫36、38，在下部構(gòu)件24上一體地制出止動(dòng)爪32，從而，在下套管過程中，止動(dòng)爪32可向內(nèi)彎曲，而在被內(nèi)套管40支撐著時(shí)(見圖4)，則向外移動(dòng)。如圖2所示，在螺紋42處，內(nèi)套管40被固定到上部構(gòu)件14上。
在下套管過程中，由于內(nèi)套管40位于止動(dòng)爪32的上方，所以，止動(dòng)爪32未受到支撐。在短管12向前的過程中，止動(dòng)爪32能自由地向內(nèi)偏轉(zhuǎn)。圖7表示了井管44內(nèi)部的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。圖中表示了很多組件中的其中一個(gè)組件，且本領(lǐng)域技術(shù)人員能領(lǐng)會(huì)到每個(gè)止動(dòng)爪32都對(duì)應(yīng)著一個(gè)圖7所示的組件。傾斜表面46、48將對(duì)應(yīng)的止動(dòng)爪32重新定向，并將其引導(dǎo)到井管44上的縱向豁槽(through)50中。當(dāng)各個(gè)止動(dòng)爪32都接觸到井管44上的底部52時(shí)，下部構(gòu)件24不能再繼續(xù)進(jìn)行了。進(jìn)一步地下壓重量將導(dǎo)致剪切銷16的斷裂。此時(shí)，隨著指狀物20移動(dòng)到間隙30中且指狀物28進(jìn)入到間隙22中，上部構(gòu)件14帶著內(nèi)套管40移動(dòng)。當(dāng)上部構(gòu)件14完全向下移動(dòng)時(shí)，其轉(zhuǎn)動(dòng)地鎖定在下部構(gòu)件24上。與此同時(shí)，內(nèi)套管40也已下移，且由于C形圈54已經(jīng)與溝槽56對(duì)準(zhǔn)，所以會(huì)被鎖定。內(nèi)套管40的下端58具有一些指狀物60，如圖5所示，這些指狀物卡到止動(dòng)爪32內(nèi)側(cè)的凹陷62中。此時(shí)，保護(hù)套組件10就被安裝好了，且實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)動(dòng)鎖止。
如圖2所示，為了實(shí)現(xiàn)收回，短管12上具有一肩部64，其與內(nèi)套管40上的肩部66進(jìn)行接合。當(dāng)短管12向上移動(dòng)、且這些肩部實(shí)現(xiàn)接合時(shí)，內(nèi)套管40相對(duì)于仍然被止動(dòng)爪32保持在井管44上的下部構(gòu)件24而被向上帶起。隨著C形圈54從溝槽56中脫出，內(nèi)套管40的向上運(yùn)動(dòng)將破壞掉止動(dòng)爪32。最終，內(nèi)套管40上的肩部68將卡住下部構(gòu)件24上的肩部70，從而將下部構(gòu)件24從井管44中拉出。本領(lǐng)域技術(shù)人員能認(rèn)識(shí)到下部構(gòu)件24可具有一延長(zhǎng)段72，其在螺紋74處連接到構(gòu)件上，以便于向下延伸，例如延伸到井下安全閥中，從而跨過了流管的上方及下方的密封孔。圖中未表示出井下安全閥?？衫帽Ｗo(hù)套組件10來保護(hù)其它類型的設(shè)備。
通過在獨(dú)自起作用的止動(dòng)爪32上設(shè)置條扣34、并對(duì)這些條扣進(jìn)行定向，能實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的鎖止。作為備選方案，止動(dòng)爪32可進(jìn)入到縱向的豁槽50中，由此來獲得將轉(zhuǎn)動(dòng)鎖止的特性。作為另一種改型，這些特性可被組合到一起。在優(yōu)選實(shí)施方式中，城堡形的結(jié)構(gòu)是也僅是一個(gè)執(zhí)行特征，該特征能將止動(dòng)爪32鎖定就位，從而可轉(zhuǎn)動(dòng)地鎖止了裝置上的一個(gè)部分，而裝置的這一部分可進(jìn)行平動(dòng)而實(shí)現(xiàn)鎖止。在此情況下，作為組件中一個(gè)部件、且可能會(huì)與旋轉(zhuǎn)著的內(nèi)部鉆柱直接接觸的內(nèi)套管40實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)動(dòng)鎖止，其中的原因是與下部構(gòu)件24實(shí)現(xiàn)了城堡形的齒缺接觸，而下部構(gòu)件24反過來又按照阻止轉(zhuǎn)動(dòng)的形式固定到井管44上。這些利用螺紋連接到一起(例如在螺紋74處進(jìn)行連接)的部件具有正確的螺紋定向，從而，在保護(hù)套組件安裝就位時(shí)，在承受旋轉(zhuǎn)著的內(nèi)部鉆柱沖擊作用的條件下，這些部件不會(huì)被損壞。裝置的另一個(gè)特征在于當(dāng)止動(dòng)爪32被內(nèi)套管40支撐著時(shí)，由于C形圈54與溝槽56的相互作用，可將止動(dòng)爪32鎖定在該位置上。短管12的撤出不會(huì)造成組件10的釋放，設(shè)置了一個(gè)打撈頸76，以利于在各次單獨(dú)的下井操作中完成撤回。
上文對(duì)本發(fā)明的描述和公開是對(duì)本發(fā)明的示例性說明，在不悖離本發(fā)明設(shè)計(jì)思想的前提下，可對(duì)所示構(gòu)造的尺寸、形狀、材料、以及細(xì)節(jié)特征作各種形式的改動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種用于井下工具面如密封孔的保護(hù)罩，所述工具面具有一縱向軸線，保護(hù)罩包括保護(hù)套；鎖止構(gòu)件，其用于按照一定方式選擇性地將所述保護(hù)套與井下工具接合起來，以防止所述保護(hù)套與井下工具面之間發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)罩，其特征在于所述鎖止構(gòu)件包括與井下工具相接合的條扣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的保護(hù)罩，其特征在于所述條扣的定向基本上平行于井下工具面的縱向軸線。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的保護(hù)罩，其特征在于所述鎖止構(gòu)件進(jìn)入到井下工具中的插孔內(nèi)，以防止所述保護(hù)套發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)罩，其還包括致動(dòng)構(gòu)件，其用于選擇性地驅(qū)動(dòng)所述鎖止構(gòu)件，所述致動(dòng)構(gòu)件可變?yōu)樾D(zhuǎn)地鎖定在所述保護(hù)套上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的保護(hù)罩，其特征在于當(dāng)所述鎖止構(gòu)件與井下工具上的行進(jìn)止擋相接合時(shí)，防止鎖止構(gòu)件前進(jìn)，在此條件下，所述致動(dòng)構(gòu)件相對(duì)于所述鎖止構(gòu)件進(jìn)行移動(dòng)而向鎖止構(gòu)件提供支撐，從而將所述保護(hù)套旋轉(zhuǎn)地鎖定在井下工具上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的保護(hù)罩，其特征在于所述致動(dòng)構(gòu)件與所述保護(hù)套通過至少一個(gè)凸出體實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)鎖止，該凸出體移動(dòng)為與至少一個(gè)凹陷接合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的保護(hù)罩，其特征在于所述致動(dòng)構(gòu)件被布置成與用于進(jìn)行下套管操作的所述夾套脫離接觸，以允許所述夾套產(chǎn)生彎曲，在所述致動(dòng)構(gòu)件施加作用的條件下，致動(dòng)構(gòu)件移動(dòng)靠近所述夾套，以對(duì)所述保護(hù)套提供支撐，使其克服轉(zhuǎn)動(dòng)沖擊作用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的保護(hù)罩，其特征在于所述致動(dòng)構(gòu)件在支撐著所述夾套時(shí)可釋放地鎖卡到所述保護(hù)套上。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的保護(hù)罩，其特征在于所述致動(dòng)構(gòu)件在支撐著所述夾套時(shí)可釋放地鎖卡到井下工具上。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的保護(hù)罩，其特征在于所述致動(dòng)構(gòu)件還包括一第一接合定位，以便于將其移動(dòng)到所述夾套不受支撐的位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的保護(hù)罩，其特征在于所述保護(hù)套包括一第二接合定位，用于在所述夾套未被支撐、以撤出所述保護(hù)套時(shí)與所述致動(dòng)構(gòu)件進(jìn)行接觸。
14.根據(jù)權(quán)利要求5所述的保護(hù)罩，其還包括一心軸，其用于支撐所述保護(hù)套、所述致動(dòng)構(gòu)件、以及所述鎖止構(gòu)件，以將這些部件移動(dòng)到井下工具中所述心軸與所述保護(hù)套和鎖止構(gòu)件一起移動(dòng)，直到所述鎖止構(gòu)件由于與井下工具接觸而不再進(jìn)一步前進(jìn)為止，此條件下，所述心軸將所述致動(dòng)構(gòu)件相對(duì)于所述保護(hù)套向前推動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)所述鎖止構(gòu)件，從而將所述保護(hù)套旋轉(zhuǎn)地鎖定在井下工具上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的保護(hù)罩，其特征在于利用所述心軸使所述致動(dòng)構(gòu)件在縱向上前進(jìn)，由此將所述致動(dòng)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)地鎖定在所述保護(hù)套上。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的保護(hù)罩，其特征在于將所述致動(dòng)構(gòu)件鎖定在所述保護(hù)套上的操作將所述致動(dòng)構(gòu)件從所述心軸上釋放；所述鎖止構(gòu)件包括至少一個(gè)夾套，其與所述保護(hù)套相連接，所述致動(dòng)構(gòu)件支撐著所述夾套，以使其與井下工具相接合，由此來旋轉(zhuǎn)地鎖止所述保護(hù)套。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的保護(hù)罩，其特征在于所述夾套包括一些條扣，這些條扣的定向基本上平行于井下工具面的縱向軸線，以便與井下工具接合。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的保護(hù)罩，其特征在于所述夾套進(jìn)入到井下工具中的插孔內(nèi)，以防止所述保護(hù)套發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的保護(hù)罩，其特征在于所述保護(hù)套和所述致動(dòng)構(gòu)件具有城堡形的齒缺，它們選擇性地進(jìn)行接合以將保護(hù)套和致動(dòng)構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)地鎖定到一起。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的保護(hù)罩，其特征在于所述致動(dòng)構(gòu)件可被移動(dòng)從而釋放所述鎖止構(gòu)件，且隨后與所述保護(hù)套相接合，以便于將其從井下工具中撤出。
全文摘要
一種保護(hù)套可被穿過油管插入，并按照阻止轉(zhuǎn)動(dòng)的形式進(jìn)行鎖卡。在涉及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的過油管操作結(jié)束時(shí)，該保護(hù)套在先前已延伸穿過其的鉆柱上抽出。
文檔編號(hào)E21B17/10GK1860281SQ200580000972
公開日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2005年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月27日
發(fā)明者M·米勒 申請(qǐng)人:貝克休斯公司