[发明专利]一种套管旋转循环下入装置

说明书

技术领域

本发明涉及油气勘探开发中下套管装置领域内的套管旋转循环下入装置，适用于完井时下套管施工作业，能够提高套管下入作业的速度、安全性、可靠性。

背景技术

目前国内完井下套管多采用套管吊卡下入，下套管过程遇阻时套管无法旋转，也无法开泵建立循环，只能上提、下放，因此无法快速有效解决施工中遇到的遇阻问题，特别是在大位移井、长水平段井内下入套管时，及时建立循环、旋转套管能够大大提高套管下入的速度、降低套管下入的施工风险。

目前已有的专利，申请号为CN200910078565.0的《一种用顶驱驱动钻井装置下套管作业方法》实现了下套管时旋转、循环下入，但是发明中提到的工具需要采用专用液压源驱动，无法在现场简单快速与不同型号的顶驱配套使用，同时该工具采用抓取套管内孔的方式，悬挂力较小，并容易在套管本体内孔产生压痕，从而影响套管本体的强度和耐腐蚀性；申请号为CN200920266049.6的《下套管循环工具》实现了下套管时循环下入，但是该实用新型中提到的工具在使用时必须开泵建立循环才能实现套管的抓取，不具备旋转下套管的功能，同时也是采用抓取套管内孔的方式，也与CN200910078565.0专利涉及的工具一样，存在相同的不足之处。再如美国专利US 8042626 的《抓取工具》（《Griping Tool》）实现了下套管时旋转、循环下入，无需液压源，但是专利中涉及的工具是采用抓取套管本体外部的方式，同样会对套管本体产生压痕，从而影响套管本体的强度和在耐腐蚀性。

发明内容

本发明的目的是解决上述技术问题，提供一种套管旋转循环下入装置，采用抓取套管接箍的方式，避免了对套管本体的伤害，下入过程能够随时旋转套管，为清洗井眼建立循环，实现套管快速可靠的下入。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种套管旋转循环下入装置，包括上接头1、本体上接头3、上轴承4、下轴承5、弹性抓6、本体7、上推环8、外筒9、滑块10、卡瓦座11、卡瓦13、下推环15、下接头16、下旋转套17、下锁紧帽18和心轴19；其中：上接头1装在本体上接头3上，上接头1下部有环形凸起，并通过环形凸起上下设置的上轴承4和下轴承5与本体上接头3构成旋转配合；弹性抓6为下端锥形，锥形面有割缝，弹性抓6套在上接头1下端；心轴19连接在上接头1下端；上推环8套在心轴19上部，上推环8上端面有1-3组沿圆周均布的螺旋面，并与上接头1下端的螺旋面相配合，凹槽与突出的螺旋面构成轴向插接配合，上推环8外圆轴向设有3-5个花键；本体7上端与本体上接头3固连，本体7内轴向设有3-5个花键槽，上部的花键槽与上推环8的花键构成配合；卡瓦座11和滑块10装在本体7下部的花键槽内，其结合面构成轴向锥面配合；卡瓦13装在卡瓦座11的梯形槽内；外筒9套装在本体7中下部，并与滑块10固连；下推环15装在本体7下端部，下推环15下端有1-3组螺旋面和凹槽，外圆设有3-5个花键，花键与本体7下端部的花键槽配合；下旋转套17装在下推环15下端，下旋转套17上端与下推环15下端设有旋转配合的螺旋面和插件配合的凹槽配合；下接头16与本体7下端固连，下接头16内设凸起与下旋转套17的外凸起构成轴向限位配合；下锁紧帽18与下旋转套17连接。

上述方案进一步包括：

在心轴19下端连接引鞋22，在上接头1上固连有显示盘2。

在心轴19和引鞋22之间设有密封橡胶碗21和挡环20。

上推环8与上接头1的螺旋面均为两组，每组螺旋面由两段不同螺旋升角的螺旋面组成，与之对应的凹槽也为两组；下旋转套17与下推环15的螺旋面均为两组，与之对应的凹槽也为两组，每个凹槽直角一侧有一个突起的直台阶。

卡瓦座11外侧有2个锥面，与滑块10的锥面相配合。

本发明的套管旋转循环下入装置使用时，上接头与顶驱通过螺纹连接，通过顶驱下放，在引鞋导引下密封橡胶碗进入套管内孔形成密封，继续下放顶驱，卡瓦相对套管接箍向下运动，同时向外扩张，内径变大，套管接箍完全进入沿圆周均布的卡瓦形成的内孔后上提上接头，然后顺时针旋转上接头，使卡瓦卡紧套管接箍，此时可以进行套管之间的螺纹连接，完成后套管紧扣后就可以下入此根套管，下入的同时可以开泵建立循环，也可以旋转套管。套管下放到钻台面，座到井口的套管卡瓦内，通过下压上接头，顺时针旋转下锁紧帽后可以完全释放套管。使用该套管旋转循环下入装置下入套管时，下入过程中能够随时旋转套管，为清洗井眼建立循环，该装置采用抓取套管接箍的方式，避免了对套管本体的伤害，能够实现套管快速、可靠的下入。