一種用于井下定點(diǎn)取套管工具及使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于井下取套管工藝技術(shù)領(lǐng)域，涉及油田井下套管換取工具及使用方法，特別是涉及一種用于井下定點(diǎn)取套管工具及使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在修井過(guò)程當(dāng)中遇到地表幾十米內(nèi)套管破損、腐蝕等其他原因需要換套管。常規(guī)做法是通過(guò)大修設(shè)備進(jìn)行提升中合點(diǎn)倒扣完成，此方法倒扣誤差存在不確定性，常常需要幾次重復(fù)倒扣才能完成取套管工作；另一做法是通過(guò)下入切割工具將套管割斷取出，再進(jìn)行打撈倒扣取出被割斷套管的剩余部分；以上取套管施工都需要大修設(shè)備配合完成，且施工繁瑣，大修施工費(fèi)用高，施工周期長(zhǎng)。
[0003]因此，如何更簡(jiǎn)單的實(shí)施取套管工藝，縮短工作周期，降低費(fèi)用，已成為本領(lǐng)域人員亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種用于井下定點(diǎn)取套管工具及使用方法，其解決了在施工過(guò)程中因扭矩不夠而無(wú)法實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)取套管的難題，且操作簡(jiǎn)單、定位準(zhǔn)確。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種用于井下定點(diǎn)取套管工具，包括:行星減速器、接箍定位器、補(bǔ)償器及下錨定裝置，行星減速器、接箍定位器、補(bǔ)償器及下錨定裝置從上至下依次通過(guò)螺紋方式連接。
[0006]所述的行星減速器由輸入總成、錨定器、減速機(jī)構(gòu)及輸出總成組成；減速機(jī)構(gòu)從上至下依次連接有輸入總成、錨定器、輸出總成；輸入總成的力矩輸入端的連接扣型為反向鉆桿扣，減速機(jī)構(gòu)由凸輪軸齒輪架、中心軸和扭矩輸出體組成，錨定器套裝在減速機(jī)構(gòu)的凸輪軸齒輪架上，錨定器具有若干個(gè)第一錨爪，所述第一錨爪與凸輪軸齒輪架通過(guò)第一凸鍵配合連接，減速機(jī)構(gòu)的中心軸的上部穿過(guò)凸輪軸齒輪架與輸入總成的下部通過(guò)螺紋方式配合連接，減速機(jī)構(gòu)的扭矩輸出體的下部與輸出總成的上部通過(guò)螺紋方式配合連接，輸出總成的力矩輸出端的連接扣型為正向鉆桿扣。
所述的接箍定位器由本體中心軸、支撐環(huán)、定位爪及若干個(gè)控制剪釘組成，定位爪的上端通過(guò)若干個(gè)控制剪釘銜套在本體中心軸上，支撐環(huán)通過(guò)螺紋方式套裝于本體中心軸上，且定位爪的下端的內(nèi)側(cè)壁與支撐環(huán)的外側(cè)壁相接觸。
[0007]所述的補(bǔ)償器由上接頭、伸縮套、伸縮桿及彈簧組成，上接頭的下端與伸縮套的上端通過(guò)螺紋方式連接；彈簧套裝在伸縮桿的上端，伸縮桿的帶有彈簧的上端穿過(guò)伸縮套底部設(shè)置于伸縮套的內(nèi)部，伸縮桿與伸縮套之間通過(guò)鍵齒配合。
[0008]所述的下錨定裝置由中心凸輪軸、錨體、若干個(gè)第二錨爪及若干個(gè)摩擦塊組成，錨體套裝在中心凸輪軸上，錨體由錨體外套、錨體座、背帽及彈簧片組組成，錨體外套的下端與錨體座的上端通過(guò)螺紋方式連接，每個(gè)第二錨爪均設(shè)置在錨體外套內(nèi)，每個(gè)第二錨爪的上端均與中心凸輪軸通過(guò)第二凸鍵配合連接，在錨體的錨體座上設(shè)置有若干個(gè)鍵槽，每個(gè)摩擦塊均通過(guò)彈簧片組支撐和背帽限位設(shè)置在一個(gè)鍵槽內(nèi)。
[0009]所述的行星減速器的輸出總成的下端與接箍定位器的本體中心軸的上端通過(guò)螺紋方式連接。
[0010]所述的接箍定位器的本體中心軸的下端與補(bǔ)償器的上接頭的上端通過(guò)螺紋方式連接。
[0011]所述的補(bǔ)償器的伸縮桿的下端與下錨定裝置的中心凸輪軸的上端通過(guò)螺紋方式連接。
[0012]本發(fā)明所述的用于井下定點(diǎn)取套管工具的工作原理:
用反扣管柱與本發(fā)明的井下定點(diǎn)取套管工具連接通過(guò)地面修井作業(yè)車(chē)配合下入井內(nèi)的預(yù)定深度，緩慢上提接箍定位器的定位爪，使定位爪的臺(tái)肩卡進(jìn)接箍縫隙，完成接箍定位；地面修井作業(yè)車(chē)的液壓鉗反向旋轉(zhuǎn)管柱，反向扭矩經(jīng)管柱輸入至行星減速器，在反向扭矩作用下錨定器的第一錨爪與套管錨定形成反向作用力，反向扭矩通過(guò)減速機(jī)構(gòu)改變?yōu)檎蚺ぞ亍⒉⒃龃笈ぞ?若減速機(jī)構(gòu)的減速比為1:n，則扭矩增大η倍，其中η為自然數(shù)，例如
1、2、3......)，正向扭矩通過(guò)輸出總成輸出、并依次經(jīng)過(guò)接箍定位器、補(bǔ)償器至下錨定裝置；在正向扭矩作用下，下錨定裝置的第二錨爪與套管壁錨定，形成正向作用力；行星減速器的錨定器的反向作用力與下錨定裝置的正向作用力相對(duì)作用、形成卸扣作用力，將套管從接箍處卸扣；卸扣過(guò)程中套管螺紋退扣位移通過(guò)補(bǔ)償器來(lái)補(bǔ)償。
[0013]本發(fā)明所述的一種用于井下定點(diǎn)取套管工具的使用方法，其中，所述使用方法包括以下步驟:
步驟一:用反扣的管柱與用于井下定點(diǎn)取套管工具的行星減速器的輸入總成的上端相連接，再通過(guò)地面修井作業(yè)車(chē)配合將用于井下定點(diǎn)取套管工具下入需要更換套管的預(yù)定深度；
步驟二:用于井下定點(diǎn)取套管工具下至預(yù)定深度的位置后，記錄此時(shí)的地面修井作業(yè)車(chē)的指重表負(fù)荷顯示，通過(guò)地面修井作業(yè)車(chē)緩慢上提管柱，當(dāng)接箍定位器的定位爪臺(tái)肩卡進(jìn)套管接箍縫隙，地面修井作業(yè)車(chē)的指重表負(fù)荷顯示增加，即已確定用于井下定點(diǎn)取套管工具的接箍定位器在套管接箍位置，在井口處管柱上做好標(biāo)記，通過(guò)標(biāo)記確定此時(shí)用于井下定點(diǎn)取套管工具在井內(nèi)的位置；
步驟三:上提管柱，地面修井作業(yè)車(chē)的指重表負(fù)荷顯示再增加，直至達(dá)到所要換取套管的載荷，在井口處管柱上做好標(biāo)記；
步驟四:通過(guò)地面修井作業(yè)車(chē)的液壓鉗反向旋轉(zhuǎn)管柱，同時(shí)地面人員記錄管柱的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，并觀察地面修井作業(yè)車(chē)的指重表負(fù)荷變化和井口處套管的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)指重表負(fù)荷逐漸減小，并且井口處套管開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，則此時(shí)井下套管開(kāi)始卸扣；當(dāng)井口套管端面與步驟三中管柱上的標(biāo)記之間位移不在變化，且指重表負(fù)荷不再變化，則此時(shí)井下套管已完全卸扣；地面修井作業(yè)車(chē)的液壓鉗停止旋轉(zhuǎn)，通過(guò)地面修井作業(yè)車(chē)起出用于井下定點(diǎn)取套管工具及被換取的套管。
[0014]若在步驟四中不能成功卸開(kāi)井下套管螺紋，則上提管柱，使地面修井作業(yè)車(chē)的指重表負(fù)荷到達(dá)接箍定位器的控制剪釘?shù)脑O(shè)計(jì)載荷，使控制剪釘剪斷，定位爪失去支撐環(huán)的支撐與套管接箍脫離，安全起出用于井下定點(diǎn)取套管工具。
[0015]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明的用于井下定點(diǎn)取套管工具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人性化，制作工藝簡(jiǎn)單；本發(fā)明的用于井下定點(diǎn)取套管工具的使用方法，工作周期短，施工安全可靠，操作簡(jiǎn)便。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明的用于井下定點(diǎn)取套管工具的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的A-A剖視圖；
圖3為圖1的B-B剖視圖；
圖中，1 一彳丁星減速器，11 一輸入總成，111 一力矩輸入端，12 一銷(xiāo)定器，121 一第一銷(xiāo)爪，13—減速機(jī)構(gòu)，131—凸輪軸齒輪架，132—中心軸，133—扭矩輸出體，134—第一凸鍵，14 一輸出總成，141一力矩輸出端，
2一接箍定位器，21一本體中心軸，22一定位爪，221一內(nèi)側(cè)壁，23一控制剪釘，24一支撐環(huán)，241—外側(cè)壁，
3—補(bǔ)償器，31—上接頭，32—伸縮套，33—伸縮桿，34—彈簧，35—鍵齒，
4 一下錨定裝置，41 一中心凸輪軸，42—第二錨爪，43—摩擦塊，44 一錨體，441 一錨體外套，442—錨體座，443—背帽，444一彈簧片組，45—第二凸鍵，46—鍵槽。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]如圖1~圖3所示，一種用于井下定點(diǎn)取套管工具，包括:行星減速器1、接箍定位器2、補(bǔ)償器3、下錨定裝置4，行星減速器1的下端與接箍定位器2的上端通過(guò)螺紋方式相連接，接箍定位器2的下端與補(bǔ)償器3的上端通過(guò)螺紋方式相連接，補(bǔ)償器3的下端與下錨定裝置4的上端通過(guò)螺紋方式相連接。
[0019]所述的行星減速器1由輸入總成11、錨定器12、減速機(jī)構(gòu)13及輸出總成14組成；減速機(jī)構(gòu)13從上至下依次連接有輸入總成11、錨定器12、輸出總成14 ;減速機(jī)構(gòu)13由凸輪軸齒輪架131、中心軸132和扭矩輸出體133組成，錨定器12套裝在減速機(jī)構(gòu)13的凸輪軸齒輪架131上，錨定器12具有三個(gè)沿圓周均布的第一錨爪121，所述第一錨爪121與凸輪軸齒輪架131通過(guò)第一凸鍵134配合連接，減速機(jī)構(gòu)13的中心軸132的上部穿過(guò)凸輪軸齒輪架131與輸入總成11的下部通過(guò)螺紋方式配合連接，減速機(jī)構(gòu)13的扭矩輸出體133的下部與輸出總成14的上部通過(guò)螺紋方式配合連接；施工時(shí)，輸入總成11用于反向扭矩的輸入；在反扭矩作用下錨定器12的第一錨爪121與套管錨定，形成反向作用力；減速機(jī)構(gòu)13將反向扭矩增大并改變?yōu)檎蚺ぞ兀蚺ぞ亟?jīng)輸出總成14輸出，輸入總成11的力矩輸入端111 (上端)的連接扣型為反向鉆桿扣，輸出總成14的力矩輸出端141 (下端)的連接扣型為正向鉆桿扣，行星減速器1輸入反向扭矩，輸出正向扭矩。
[0020]所述的接箍定位器2由本體中心軸21、支撐環(huán)24、定位爪22及四個(gè)控制剪釘23組成，定位爪22的上端通過(guò)四個(gè)控制剪釘23銜套在本體中心軸21上，在本體中心軸21上設(shè)置有四個(gè)限位槽，定位爪22的上端通過(guò)四個(gè)控制剪釘23限位在本體中心軸21的限位槽內(nèi)，支撐環(huán)24通過(guò)螺紋方式套裝于本體中心軸21上，且定位爪22的下端的內(nèi)側(cè)壁221與支撐環(huán)24的外側(cè)壁241相接觸；在整個(gè)施工過(guò)程中，接箍定位器2用于確定接箍，便于準(zhǔn)確定位、卸開(kāi)套管位置。
[0021]所述的補(bǔ)償器3由上接頭31、伸縮套32、伸縮桿33及彈簧34組成，上接頭31的下端與伸縮套32的上端通過(guò)螺紋方式連接；彈簧34套裝在伸縮桿33的上端，伸縮桿33的帶有彈簧34的上端穿過(guò)伸縮套32的底部設(shè)置于伸縮套32的內(nèi)部，伸縮桿33與伸縮套32之間通過(guò)鍵齒35配合，補(bǔ)償器3在整個(gè)取套管施工過(guò)程中用于補(bǔ)償套管卸扣時(shí)螺紋位移距離。
[0022]所述的下錨定裝置4由中心凸輪軸41、錨體44、三個(gè)第二錨爪42及四個(gè)摩擦塊43組成，錨體44套裝在中心凸輪軸41上，錨體44由錨體外套441、錨體座442、背帽443及彈簧片組444組成，錨體外套441的下端與錨體座442的上端通過(guò)螺紋方式連接，每個(gè)第二錨爪42均設(shè)置在錨體外套441內(nèi)，每個(gè)第二錨爪42的上端均與中心凸輪軸41通過(guò)第二凸鍵45配合連接，在錨體44的錨體座442上設(shè)置有四個(gè)鍵槽46，每個(gè)摩擦塊43均通過(guò)彈簧片組444支撐和兩個(gè)背帽443限位設(shè)置在一個(gè)鍵槽46內(nèi)，彈簧片組444用于支撐摩擦塊43，背帽443