一種用于回收事故井中鉆柱的裝置與方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于回收事故井中鉆柱的裝置與方法，屬于石油天然氣開采等的鉆井技術領域。
【背景技術】
[0002]鉆井是油氣開采的必要過程，其特點在于鉆柱系統在地面轉盤的驅動下高速轉動，通過鉆柱自重作用于巖石上并不斷延伸井眼。對于鉆柱而言，它具有較大的長徑比，在深井超深井或硬地層鉆進過程中，常存在鉆頭卡鉆的情況。例如對一些老井的開發，由于井眼彎曲及井眼縮徑等問題，常存在因鉆頭或下部鉆具卡鉆而無法取出井眼中鉆柱的現象。針對鉆頭或下部鉆具卡鉆的問題，目前現場常采用沖擊或劃眼(包括倒劃眼)等工藝。這些工藝可解決現場關于鉆頭或下部鉆具卡鉆的大部分難題，然而，仍然存在卡鉆問題無法解決的情況。針對這種情況，逆時針旋轉鉆柱可以取出部分鉆柱，但人們無法控制具體取出多少。在這種隨機因素作用下，存在大量鉆柱與井眼一起報廢的可能。
[0003]針對這一背景，當井眼由于卡鉆等原因必須放棄時，如何盡可能多地回收鉆柱從而減少損失成為關鍵。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于為了克服上述難點，特提出一種用于回收事故井中鉆柱的裝置與方法，從而盡可能地減少事故井的損失。
[0005]為達到上述目的，本發明解決此技術問題采用的技術方案是:
[0006]一種用于回收事故井中鉆柱的裝置，主要由上殼體、密封圈、芯軸、彈簧、下殼體和憋壓球組成，其特征在于:所述上殼體通過上殼體公扣與鉆柱連接，下殼體通過下殼體母扣與鉆頭或下部鉆具連接；上殼體與下殼體通過螺紋連接，芯軸與上殼體和下殼體通過花鍵連接，在芯軸與下殼體間設有彈簧，芯軸上下兩端的外壁與上殼體及下殼體的內壁間設有密封圈。
[0007]所述上殼體下端設有上鍵槽和上凸楞；所述下殼體上端設有下鍵槽和下凸楞；所述芯軸中間設有凸臺且該凸臺上設有花鍵，花鍵與上鍵槽和下鍵槽形成花鍵配合且花鍵可沿下鍵槽軸向運動，芯軸凸臺下端承受彈簧的作用。
[0008]所述上殼體、下殼體、芯軸和彈簧在安裝完成后彈簧處于壓緊狀態。
[0009]所述芯軸上端設有倒錐形流道用于阻擋憋壓球，所述憋壓球的直徑大于芯軸的內徑，由井口投入的憋壓球在流體的壓動下將作用于倒錐形流道并推動芯軸向下運動。
[0010]所述憋壓球為實心鋼球。
[0011 ] 所述上殼體公扣與下殼體母扣的螺紋旋向均為右旋，上殼體母扣與下殼體公扣的螺紋旋向均為左旋；所述上鍵槽和下鍵槽具有相同的橫截面，當上殼體母扣與下殼體公扣旋緊后，上鍵槽和下鍵槽連通用于放置花鍵。
[0012]一種用于回收事故井中鉆柱的裝置的操作方法，其特征在于:將芯軸安裝于下殼體內，其中芯軸上的花鍵安裝于下殼體上端的下鍵槽內，芯軸和下殼體間設有彈簧；將芯軸軸向下推至其凸臺上端低于下鍵槽上端的位置，將上殼體通過左旋螺紋與下殼體連接；待上殼體和下殼體連接好后松開下壓的芯軸，芯軸在彈簧的恢復力下向上移動，使芯軸的花鍵共同嵌入上鍵槽和下鍵槽；在鉆井過程中，地面所傳遞的鉆壓通過上殼體和下殼體的螺紋連接傳至下部鉆具或鉆頭，地面所傳遞的扭矩則由花鍵與上鍵槽和下鍵槽配合作用；當井中鉆柱無法取出時，由地面向鉆柱內投入憋壓球，憋壓球在重力作用下沿鉆柱內環空運動直至芯軸上的倒錐形流道處，啟動泥漿栗使憋壓球憋壓從而推動芯軸向下移動，芯軸的花鍵將與上鍵槽脫離，在此過程中向右旋轉鉆柱，由于上殼體和下殼體使用左旋螺紋連接，二者將脫離，由此可使上殼體及其上部鉆柱從井中提出。
[0013]與現有技術相比，本發明具有的有益效果是:(I)本發明裝置不影響正常情況下的鉆進工作；(2)本發明裝置長度短，結構簡單且操作簡便，對下部鉆具影響小；(3)本發明裝置可用于回收事故井中的大部分鉆柱，可減少事故井的損失。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明裝置在正常鉆進時的結構示意圖；
[0015]圖2為本發明裝置的A-A截面圖；
[0016]圖3為本發明裝置的B-B截面圖；
[0017]圖4為本發明裝置在事故井回收鉆柱操作時的結構示意圖；
[0018]圖5為本發明裝置上殼體的結構示意圖；
[0019]圖6為圖5的右視圖；
[0020]圖7為本發明裝置下殼體的結構示意圖；
[0021]圖8為圖7的左視圖；
[0022]圖9為本發明裝置芯軸的結構示意圖；
[0023]圖10為圖9的左視圖；
[0024]圖中:1.上殼體，2.密封圈，3.芯軸，4.彈簧，5.下殼體，6.憋壓球，7.上殼體公扣，8.上殼體母扣，9.上鍵槽，10.上凸愣，11.下殼體公扣，12.下殼體母扣，13.下鍵槽，14.下凸楞，15.花鍵，16.倒錐形流道。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖對本發明做進一步說明。
[0026]如圖1?圖4所示，一種用于回收事故井中鉆柱的裝置，主要由上殼體1、密封圈2、芯軸3、彈簧4、下殼體5和憋壓球6組成，其特征在于:所述上殼體I通過上殼體公扣7與鉆柱連接，下殼體5通過下殼體母扣12與鉆頭或下部鉆具連接；上殼體I與下殼體5通過螺紋連接，芯軸3與上殼體I和下殼體5通過花鍵15連接，在芯軸3與下殼體5間設有彈簧4，芯軸3上下兩端的外壁與上殼體I及下殼體5的內壁間設有密封圈2。
[0027]如圖5?圖10所示，所述上殼體I下端設有上鍵槽9和上凸楞10 ;所述下殼體5上端設有下鍵槽13和下凸楞14 ;所述芯軸3中間設有凸臺且該凸臺上設有花鍵15，花鍵15與上鍵槽9和下鍵槽13形成花鍵配合且花鍵15可沿下鍵槽13軸向運動，芯軸3凸臺下端承受彈簧4的作用；所述上殼體1、下殼體5、芯軸3和彈簧4在安裝完成后彈簧4處于壓緊狀態。
[0028]如圖4和圖9所示，所述芯軸3上端設有倒錐形流道16用于阻擋憋壓球6，所