CN111042803B - 一种下座键式mwd防脱键系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种下座键式MWD防脱键系统，包括引导机构和循环套；引导机构依次包括一体式设置的螺纹连接段和底部总成，底部总成与螺纹连接段的连接处固定套设锯齿卡环，底部总成表面设置有与引导模块连接的键槽；循环套内套筒顶端内壁处设置卡槽，套筒内壁设置键块；引导机构通过所述锯齿卡环与卡槽配合以及键块与键槽配合连接于套筒内；锯齿卡环与套筒之间配合具有足够大的阻力防止径向移动，键槽、键块与引导模块配合防止相对转动并可引导归位，即可实现快速打捞，又可有效防止脱键。
Description
技术领域
本发明涉及石油钻井设备技术领域，特别涉及一种下座键式MWD防脱键系统。
背景技术
在钻井施工中，目前主要依靠随钻MWD测量定向井施工井眼轨迹参数、控制井眼轨迹，随钻MWD主要有上悬挂和下坐键两种，但由于下坐键仪器自身具有可打捞的优势，故被广泛应用于目前定向井施工中，钻进过程中产生复杂情况卡钻时可打捞。
随着目前水平井的数量急剧增加，下坐键MWD缺点也逐渐暴露，即仪器通过自身重力坐键于循环套内的固定方式目前主要靠仪器脉冲发生器底部总成上的两道O圈防止脱键，底部总成上有键槽，循环套内有键块，但底部总成上的键槽长度有限，下钻速度过快或者钻进憋泵，仪器产生径向运动，或者在水平井施工中产生径向运动都会导致仪器脱键，下钻过程中泥浆粘度过高，含砂大，泥浆性能差很难复位，大位移水平井井斜超过90°，也很难复位，直接造成仪器无信号，2如此一旦发生脱键需要起钻打捞，带来较大的经济损失。
因此，如何提供一种在任何工况都具有良好效果的下座键式MWD防脱键工具是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种新型下座键式MWD防脱键工具，通过卡接的方式下座连接，可承受较大的拉力，并且采用键块与键槽配合的方式防止相对转动，有效防止脱键。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种下座键式MWD防脱键系统，其特征在于，包括引导机构和循环套；
所述引导机构依次包括一体式设置的螺纹连接段和底部总成，所述底部总成与所述螺纹连接段的连接处固定套设有锯齿卡环，所述底部总成表面设置有键槽；
所述循环套包括套筒、肋板和连接头，所述套筒通过肋板与所述连接头同轴连接，所述套筒顶端内壁处设置有卡槽，所述套筒内壁还设置有键块；
所述引导机构通过所述锯齿卡环与所述卡槽配合以及所述键块与所述键槽配合连接于所述套筒内；
所述螺纹连接段通过螺纹配合将所述引导机构连接于所述下座键式MWD脉冲发生器的下端；所述循环套通过所述连接头安装于无磁钻铤内部。
优选的，所述底部总成表面设置有凸起的引导模块，所述引导模块的尽头连通所述键槽的一端，使所述键块通过所述引导模块进入所述键槽内。
优选的，所述锯齿卡环自然状态时直径大于所述套筒直径，收缩状态时的直径等于所述套筒直径。
优选的，所述螺纹连接段与所述底部总成之间设置有密封段，所述密封段外表面具有密封槽，所述密封槽内安装密封圈。
优选的，所述底部总成的尽头处外壁周向形成多个导流孔。
优选的，所述肋板设置有至少三个，且均布设置于所述套筒外壁。
优选的，所述连接头外壁设置有连接键槽，所述循环套通过所述连接键槽固定于无磁钻铤内。
经由上述技术方案，与现有技术相比，本发明提供了一种下座键式MWD防脱键系统，在键槽处加工引导机构，底部总成一端固定锯齿卡环，当仪器依靠自身重力坐键在循环套内时，循环套内键块进入底部总成的键槽内，锯齿卡环进入循环套卡槽，仪器进如循环套内过程中锯齿卡环收缩，到达循环套内卡槽时恢复原状，卡接于卡槽内，施加足够的阻力防止仪器相对径向运动，键槽与键块配合组织相对转动，且引导模块的设置可转动引导归位，即可实现打捞，又可防止脱键。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明一种下座键式MWD防脱键系统的整体结构图；
图2附图为本发明一种下座键式MWD防脱键系统的引导机构结构图；
图3附图为本发明一种下座键式MWD防脱键系统的循环套结构图；
图4附图为本发明一种下座键式MWD防脱键系统的剖视图。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如附图1-4所示，本发明提供的一种下座键式MWD防脱键系统，包括引导机构1和循环套2；
所述引导机构1依次包括一体式设置的螺纹连接段11和底部总成12，所述底部总成12与所述螺纹连接段11的连接处固定套设有锯齿卡环13，所述底部总成12表面设置有键槽121；
所述循环套2包括套筒21、肋板22和连接头23，所述套筒21通过肋板22与所述连接头23同轴连接，所述套筒21顶端内壁处设置有卡槽211，所述套筒内壁还设置有键块212；
所述引导机构1通过所述锯齿卡环13与所述卡槽211配合以及所述键块212与所述键槽121配合连接于所述套筒21内；
所述螺纹连接段11通过螺纹配合将所述引导机构1连接于下座键式MWD脉冲发生器的下端；所述循环套2通过所述连接头23安装于无磁钻铤内部。
在一些技术方案中，所述底部总成12表面设置有凸起的引导模块122，所述引导模块122的尽头连通所述键槽121的一端，使所述键块212通过所述引导模块122进入所述键槽121内。
在一些技术方案中，所述锯齿卡环13自然状态时直径大于所述套筒21直径，收缩状态时的直径等于所述套筒21直径。
在一些技术方案中，所述螺纹连接段11与所述底部总成12之间设置有密封段14，所述密封段14外表面具有密封槽141，所述密封槽141内安装密封圈。
在一些技术方案中，所述底部总成12的尽头处外壁周向形成多个导流孔123。
在一些技术方案中，所述肋板22设置有至少三个，且均布设置于所述套筒21外壁。
在一些技术方案中，所述连接头23外壁设置有连接键槽231，所述循环套2通过所述连接键槽231固定于无磁钻铤内。
本发明提供的上述技术方案的作用原理如下：首先将循环套2通过链接键槽231安装于无磁钻铤内，之后安装当仪器依靠自身重力坐键在循环套2内时，循环套2的套筒21内的键块212在引导模块122的作用下引导旋转下移直至进入键槽121内，在此过程中，锯齿卡环13在进入套筒21时，首先收缩以滑入套筒21，当锯齿卡环13到达卡槽211处时候恢复原状卡接于卡槽处，由此将引导机构1牢固连接与循环套2内，防止径向移动，从而防止脱键。
为了进一步验证本发明防脱键的效果，在实验中把采用本发明的方案制备的引导机构1连接进循环套2内，首先通过普通人的拉力作用，无法从循环套2内取出引导机构1；之后使用0.5吨的拉力器对其进行径向牵拉，也无法从循环2套2内取出引导机构1；逐渐增加拉力器的拉力直至拉力增加至1吨时，才可将引导机构1从循环套2内取出，由此可见，本发明技术方案设计的防脱键系统可完全满足现场施工需求。
将该防脱键系统在四川磨溪022-X41井(大位移水平井，水平段长1003m，最大井斜91度)进行井下作业使用，仪器使用正常，未出现脱键现象；后续在塔河、塔中区块进行使用数十口井，仪器均未出现脱键故障。
综上所述，本发明所提供的防脱键系统的使用在一定程度上大大提高了仪器一次性坐键的成功率，减少了仪器在井底的脱键率，有效提升工作效率降低工作成本。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (1)
1.一种下座键式MWD防脱键系统，其特征在于，包括引导机构和循环套；
所述引导机构依次包括一体式设置的螺纹连接段和底部总成，所述底部总成与所述螺纹连接段的连接处固定套设有锯齿卡环，所述底部总成表面设置有键槽；
所述循环套包括套筒、肋板和连接头，所述套筒通过肋板与所述连接头同轴连接，所述套筒顶端内壁处设置有卡槽，所述套筒内壁还设置有键块；
所述引导机构通过所述锯齿卡环与所述卡槽配合以及所述键块与所述键槽配合连接于所述套筒内；
所述螺纹连接段通过螺纹配合将所述引导机构连接于所述下座键式MWD脉冲发生器的下端；所述循环套通过所述连接头安装于无磁钻铤内部；
所述锯齿卡环自然状态时直径大于所述套筒直径，收缩状态时的直径等于所述套筒直径；
所述底部总成表面设置有凸起的引导模块，所述引导模块的尽头连通所述键槽的一端，使所述键块通过所述引导模块进入所述键槽内；所述底部总成的尽头处外壁周向形成多个导流孔；
所述螺纹连接段与所述底部总成之间设置有密封段，所述密封段外表面具有密封槽，所述密封槽内安装密封圈；
所述肋板设置有至少三个，且均布设置于所述套筒外壁；
所述连接头外壁设置有连接键槽，所述循环套通过所述连接键槽固定于无磁钻铤内。
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