[发明专利]随钻堵漏短接装置

权利要求书

1.一种随钻堵漏短接装置，其特征在于包括外筒、下接头、芯轴、滑套、上斜齿环、上弹簧、下斜齿环和下弹簧，外筒的下部内侧与下接头的上部外侧固定安装在一起，外筒内套装有芯轴，芯轴的下部外侧与下接头的上部内侧固定安装在一起，芯轴的上部外侧套装有位于外筒内且能沿芯轴滑移的滑套；滑套包括由上至下依次连接在一起的上连接套、中连接套和下连接套，上连接套和下连接套的直径均小于中连接套的直径，上连接套的上部内侧设有位于芯轴上方的球座环台，对应球座环台下方位置的上连接套上沿圆周分布有至少一个内循环孔，对应中连接套位置的外筒上沿圆周分布有至少一个外循环孔，对应下连接套中部位置的外筒内固定有挡块；下连接套的中部外侧套装有位于挡块上方的上斜齿环，上斜齿环的下部设有能相对挡块旋转并周期性产生短位移和长位移交替变化的上齿圈，对应中连接套与上斜齿环之间位置的下连接套外侧套装有位于外筒内的上弹簧；对应挡块下方位置的下连接套的下部外侧与下斜齿环的上部内侧固定安装在一起，下斜齿环的上部设有能驱动上斜齿环旋转且能限位上斜齿环的下齿圈，对应下斜齿环与下接头之间位置的芯轴外侧套装有位于外筒内的下弹簧；上齿圈包括上凹槽和双连上棘齿，在上斜齿环下部沿圆周间隔均布有至少两个上凹槽，每两相邻的上凹槽之间均设有双连上棘齿，位于前侧的双连上棘齿包括的左立面、左坡面、右立面和右坡面，左立面和右立面均呈竖直状，左坡面和右坡面均呈左低右高的倾斜状，左立面的下端和与其相邻的左坡面的左端连接在一起并形成双连上棘齿的左上齿尖，右立面的下端和与其相邻的右坡面的左端连接在一起并形成双连上棘齿的右上齿尖，上凹槽的左右两侧面均为竖直面，上凹槽的左侧面底端与对应的右坡面顶端连接在一起，上凹槽的右侧面的底端与对应的左立面顶端连接在一起；下齿圈包括U形槽和V形槽，在下斜齿环的上部沿圆周交替均布有U形槽和V形槽，位于前侧的U形槽的右部顶端和与之相邻的V形槽的左部顶端连接在一起并形成左下齿尖，位于前侧的V形槽的右部顶端和与之相邻的U形槽的左部顶端连接在一起并形成右下齿尖；挡块位于U形槽内且与U形槽的右侧面之间有间距，与所述U形槽对应的左下齿尖位于双连上棘齿的左上齿尖和右上齿尖之间，所述双连上棘齿的左上齿尖位于挡块的左方，每个U形槽的左侧面均与相应的左立面或右立面抵在一起，将随钻堵漏短接装置连接在预设管串中，然后将其下入井内进行钻井作业，其使用过程的循环周期包括以下四个阶段：

1）第一阶段：在初始状态下，当需要对井筒内岩屑进行高效的清理时，向管串内投入憋压球，憋压球将在高压流体的作用下下行至球座环台处，并推动滑套下行，从而带动下斜齿环下行并压缩上弹簧和下弹簧，下斜齿环在下行过程中下齿圈将会解除对上斜齿环的限位，此时上斜齿环将受到上弹簧的压力而旋转并相对挡块产生短位移，且内循环孔和外循环孔相连通，同时内循环孔也与钻具水眼联通，此时同时在钻井过程中进行井眼的清理施工；

2）第二阶段：当不需要清洗作业时，降低施工压力，上弹簧和下弹簧将会逐渐恢复形变，同时推动滑套上行，从而带动下斜齿环上行，在该过程中，下齿圈将驱动上斜齿环旋转一定角位移后实现对上斜齿环的限位，此时上斜齿环相对挡块的位移将回复至初始状态，在此较低施工压力作用下，滑套将产生微量下行，由于上斜齿环的限位和外环套的设置，确保此压力下滑套下行的极限位置为中连接套底面与外环套顶面相接触，此时内循环孔与外循环孔不通，进行正常钻井作业；

3）第三阶段：当需要封堵钻具水眼进行堵漏作业时，增大施工压力，从而推动下斜齿环下行并解除下齿圈对上斜齿环的限位，此时上斜齿环将受到上弹簧的压力而旋转并相对挡块产生长位移，此时芯轴将从滑套内侧封堵内循环孔，外循环孔与和位于滑套上方外侧的外筒内腔连通，此时进行不起钻具的堵漏作业；

4）第四阶段：当堵漏施工结束，地面停止施加压力，滑套在上弹簧和下弹簧的共同作用下上行，从而带动下斜齿环上行，在该过程中，下齿圈将驱动上斜齿环旋转一定角位移后实现对上斜齿环的限位，此时上斜齿环相对挡块的位移将回复至初始状态，滑套也恢复原位，继续进行正常钻井和循环作业。

2.根据权利要求1所述的随钻堵漏短接装置，其特征在于U形槽的数量与上凹槽的数量相同。

3.根据权利要求1所述的随钻堵漏短接装置，其特征在于U形槽的数量是上凹槽数量的1.5倍。