套管倒扣器论文和设计-唐福彬

全文摘要

本发明涉及油田修井工具，即套管倒扣器。它包括螺纹连接的上体和下体，上体顺次连接有上接头、心轴和下接头，心轴外顺次套连有牙嵌连接套、主筒体，主筒体上连接有能够伸出的卡瓦，卡瓦沿圆周间隔布置，主筒体与心轴之间有传动连接的行星齿轮装置；下体顺次连接有中心轴、底接头，中心轴上沿径向有能够伸出的第二卡瓦，第二卡瓦沿圆周间隔布置，中心轴上有能够沿径向伸出的扶正块，扶正块沿圆周间隔布置并由压簧支撑，扶正块伸出扶正套，扶正套与底接头之间沿轴向由弹簧支撑连接。下接头与中心轴通过螺纹连接。提供一种专用工具，可以对井下任意位置的套管进行卸扣，取出。此工具结构合理，适用，便于操作，安全可靠，值得推广。

主设计要求

1.套管倒扣器，其特征在于包括螺纹连接的上体和下体，上体顺次连接有上接头（1）、心轴（7）和下接头（15），心轴（7）外顺次套连有牙嵌连接套（2）、主筒体（8），主筒体（8）上连接有能够伸出的卡瓦（6），卡瓦（6）沿圆周间隔布置，主筒体（8）与心轴（7）之间有传动连接的行星齿轮装置；下体顺次连接有中心轴（16）、底接头（24），中心轴（16）上沿径向有能够伸出的第二卡瓦（30），第二卡瓦（30）沿圆周间隔布置，中心轴（16）上有能够沿径向伸出的扶正块（20），扶正块（20）沿圆周间隔布置并由压簧（19）支撑，扶正块（20）伸出扶正套（18），扶正套（18）与底接头（24）之间沿轴向由弹簧（22）支撑连接，下接头（15）与中心轴（16）通过螺纹连接。

设计方案

2.按照权利要求1所述的套管倒扣器，其特征在于主筒体（8）上连接有卡瓦外套（5）、能够伸出卡瓦外套（5）的卡瓦（6），主筒体（8）对应卡瓦（6）处为沿圆周呈三凸的凸轮结构（31）。

3.按照权利要求1所述的套管倒扣器，其特征在于所述的行星齿轮装置包括心轴段外齿轮（32）、主筒体段内齿轮（33），在心轴段外齿轮（32）和主筒体段内齿轮（33）之间啮合有五个行星齿轮（34）。

4.套管倒扣器，其特征在于包括螺纹连接的上体和下体，上体顺次连接有上接头（1）、心轴（7）和下接头（15），心轴（7）外顺次套连有牙嵌连接套（2）、主筒体（8）、第一齿轮架（9）、第二齿轮架（11），主筒体（8）上连接有卡瓦外套（5）、能够伸出卡瓦外套（5）的卡瓦（6），主筒体（8）对应卡瓦（6）处为沿圆周呈三凸的凸轮结构（31），主筒体（8）与心轴（7）之间有传动连接的行星齿轮装置；下体顺次连接有中心轴（16）、底接头（24），中心轴（16）上有顺次连接套接有凸轮套（17）、扶正套（18）、弹簧（22），凸轮套（17）处沿圆周间隔布置有第二卡瓦（30），凸轮套（17）对应第二卡瓦（30）处为沿圆周呈三凸的第二凸轮结构（10），扶正套（18）处有能够伸出扶正套（18）的扶正块（20），扶正块（20）沿圆周间隔布置并由压簧（19）支撑，扶正套（18）与底接头（24）之间沿轴向由弹簧（22）支撑连接，下接头（15）与中心轴（16）通过螺纹连接。

设计说明书

技术领域

本发明涉及油田修井工具，即套管倒扣器。

背景技术

在现有技术中，石油套管主要用于钻井过程中和完井后对井壁的支撑，以保证钻井过程的进行和完井后整个油井的正常运行。一旦套管本身由于某种原因而损坏，可能导致整口井的减产，甚至报废。石油井下套管常年在地下受到腐蚀及修井作业时造成的个别套管损坏，更换和维修极其困难。以往套管出现问题，通常在井下强制报废，没有可行的拆卸工具。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足而提供一种套管倒扣器，实现了井下个别套管损坏进行个别定点倒扣，个别更换，节约了成本，减少了维修时间，并且维修方便。

本发明的技术解决方案是：套管倒扣器，其特征在于包括螺纹连接的上体和下体，上体顺次连接有上接头、心轴和下接头，心轴外顺次套连有牙嵌连接套、主筒体，主筒体上连接有能够伸出的卡瓦，卡瓦沿圆周间隔布置，主筒体与心轴之间有传动连接的行星齿轮装置；下体顺次连接有中心轴、底接头，中心轴上沿径向有能够伸出的第二卡瓦，第二卡瓦沿圆周间隔布置，中心轴上有能够沿径向伸出的扶正块，扶正块沿圆周间隔布置并由压簧支撑，扶正块伸出扶正套，扶正套与底接头之间沿轴向由弹簧支撑连接。下接头与中心轴通过螺纹连接。

上述方案中，

主筒体上连接有卡瓦外套、能够伸出卡瓦外套的卡瓦，主筒体对应卡瓦处为沿圆周呈三凸的凸轮结构。

行星齿轮装置包括心轴段外齿轮、主筒体段内齿轮，在心轴段外齿轮和主筒体段内齿轮之间啮合有五个行星齿轮。

优选，套管倒扣器，其特征在于包括螺纹连接的上体和下体，上体顺次连接有上接头、心轴和下接头，心轴外顺次套连有牙嵌连接套、主筒体、第一齿轮架、第二齿轮架，主筒体上连接有卡瓦外套、能够伸出卡瓦外套的卡瓦，主筒体对应卡瓦处为沿圆周呈三凸的凸轮结构，主筒体与心轴之间有传动连接的行星齿轮装置；下体顺次连接有中心轴、底接头，中心轴上有顺次连接套接有凸轮套、扶正套、弹簧，凸轮套处沿圆周间隔布置有第二卡瓦，凸轮套对应第二卡瓦处为沿圆周呈三凸的第二凸轮结构，扶正套处有能够伸出扶正套的扶正块，扶正块沿圆周间隔布置并由压簧支撑，扶正套与底接头之间沿轴向由弹簧支撑连接。下接头与中心轴通过螺纹连接。

本发明的优点是：1、提供一种专用工具，可以对井下任意位置、定点位置（选定位置）的套管进行卸扣，取出，卡瓦抓管子牢固，上体和下体同时工作，能满足各种长短套管拆卸。2、此工具结构合理，适用，便于操作，安全可靠，值得推广。3、只需要一台本工具，在一个旋转方向就能使套管在连接扣处进行卸扣，即使对井下套管接箍定位测量不准确，可在本工具上体与下体之间连接一段钻杆，同样能够完成倒扣任务，省去了其他工具的使用。

下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步详细描述。

附图说明

图1是本发明上体结构简图。

图2是本发明下体结构简图。

图3是图1沿A-A剖面结构简图。

图4是图1沿B-B剖面结构简图。

图5是图1沿C-C剖面结构简图。

图6是图1沿D-D剖面结构简图。

图7是图2沿E-E剖面结构简图。

具体实施方式

参见图1－7，零部件名称如下：上接头1，牙嵌连接套2，被卸套管下方的套管3，行星齿轮架4，卡瓦外套5，卡瓦6（3个），心轴7，主筒体8，第一齿轮架9，第二凸轮结构10，第二齿轮架11，被卸套管12，下接头15，中心轴16，凸轮套17，扶正套18，压簧19，扶正块20（3个），压套21，弹簧22，弹簧座23，底接头24，第二卡瓦30（3个），凸轮结构31，心轴段外齿轮32，主筒体段内齿轮33，行星齿轮34。

参见图1、2，套管倒扣器，包括螺纹连接的上体和下体。上体的下接头15与下体的中心轴16通过螺纹连接。

参见图1、3、4、5，上体顺次螺纹连接有中间空心的上接头1、心轴7和下接头15。心轴7外顺次套连有牙嵌连接套2（见图3）、主筒体8、第一齿轮架9、第二齿轮架11。主筒体8上连接有卡瓦外套5、能够伸出卡瓦外套5的卡瓦6（锚牙）。主筒体8对应卡瓦6处为沿圆周呈三凸的凸轮结构31（见图4）。主筒体8与心轴7之间有传动连接的行星齿轮装置（见图5）。行星齿轮装置包括心轴段外齿轮32、主筒体段内齿轮33，在心轴段外齿轮32和主筒体段内齿轮33之间啮合有五个行星齿轮34。行星齿轮34由行星齿轮架4支撑。主筒体段内齿轮33带动主筒体8左旋方向转动，行星齿轮架4带动下接头15右旋方向转动。

参见图1、6、7，下体顺次螺纹连接有中心轴16、底接头24。中心轴16上顺次连接套接有凸轮套17、扶正套18、弹簧22。凸轮套17处沿圆周间隔布置有第二卡瓦30（见图6），凸轮套17对应第二卡瓦30处为沿圆周呈三凸的第二凸轮结构10。扶正套18处有能够伸出扶正套18的扶正块20，扶正块20沿圆周间隔布置并由压簧19支撑（见图7。扶正块20沿可以沿径向移动，与被卸套管下方的套管3撑住），扶正套18与底接头24之间沿轴向由弹簧22支撑连接。

技术参数：总长2600毫米，外径114毫米，最大输出扭矩8000N\/M，最大允许拉力200KN，适用套管121－124毫米。连接扣型NC31。

参见图1－7，上体和下体连接好后，下到预定位置，地面顺时针旋转管柱带动上接头1旋转，下体上的弹性扶正块20摩擦被卸套管下方的套管3，产生阻力，第二卡瓦30由第二凸轮结构10带动锚定下被卸套管下方的套管3（见图6），继续旋转管柱，上接头1带动凸轮结构31中行星齿轮芯轴，行星齿轮34转动，带动凸轮旋转，带动卡瓦6锚定被卸套管12（见图4），此时上下的卡瓦6、第二卡瓦30都已锚定被卸套管12、被卸套管下方的套管3。继续旋转管柱，卡瓦6带动被卸套管12逆时针进行倒扣，第二卡瓦30锚定不动，其余管串隧倒扣而上行，直至管箍与被卸套管12分离（管箍是被卸套管12与被卸套管下方的套管3之间连接件），倒扣成功。上提管柱，卡瓦6带动被卸套管12提出井外。如果倒扣不成功，可逆时针旋转管柱，卡瓦6收回，上提管柱，把管串提出井外。

参见图1－7，工作原理：使用前，将上体和下体连接在一起使用。然后下放工具到预先测到被卸扣的被卸套管12位置（必须使待倒扣套管接箍位于上体和下体工具上下两卡瓦之间进行倒扣）。地面顺时针旋转管柱带动上接头1旋转（见图1），下体上的弹性扶正块20摩擦被卸套管下方的套管3，产生阻力，心轴7在牙嵌连接套2的作用下传输扭矩，心轴7进行顺时针旋转，心轴7上的行星齿轮装置的行星齿轮34带动行星齿轮架4也做顺时针转动（见图5），行星齿轮架4带动下接头15及下体上的中心轴16（下体上接头）同时顺时针旋转，因扶正套18上的扶正块20靠压簧19的作用下在下井时已经支撑在下端套管壁上不旋转（见图7），下体中心轴16上的第二凸轮结构10内有花键同时旋转并推出第二卡瓦30锚定在被卸套管下方的管套3管壁上（见图6，第二卡瓦30由凸轮结构带动锚定被卸套管下方的套管3），使下体总成锚定不转。上体上接头1持续旋转，行星齿轮架4已被锚定不转，行星齿轮34原地旋转，促使主筒体8向相反的方向旋转，主筒体8上凸轮结构31在旋转时把上卡瓦6伸出，锚定在被倒扣的被卸套管12上，继续旋转上体上接头1，直至卸开被卸套管12为止，然后全部上提取出。

设计图

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设计说明书

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