一种循环接头及顶驱装置的制作方法

1.本实用新型涉及石油钻探设备技术领域，尤其涉及一种循环接头及顶驱装置。


背景技术：

2.在水平井和大位移井等工况下，套管下入过程中因井况的限制常会出现卡阻的现象。现有技术中，常采用开泵循环的方式解决卡阻以使得套管顺利下放。在操作时，通过循环接头将顶驱轴或者循环管线与套管通过螺纹连接起来循环钻井液以清洗井筒，从而达到解除套管卡阻的目的。常规的循环接头与套管通过螺纹连接，这就使得在操作过程中需要对循环接头进行吊装、对扣以及上紧套管螺纹等繁琐的操作，影响作业效率。


技术实现要素：

3.针对现有技术之不足，本实用新型的目的在于提供一种循环接头，其方便与顶驱装置和套管连接装配，可辅助套管解阻，有利于提高套管下放的作业效率。
4.本实用新型的另一个目的在于提供一种顶驱装置，其可实现套管下放以及当套管下放遇阻时能够快速建立循环以解阻。
5.本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：
6.一种循环接头，包括：驱动件以及依次连接的主体管、主轴管和锚头，其中：锚头上配置有皮碗，用于配合所述锚头密封套管内壁；所述主体管用于连接至顶驱轴；所述主轴管上可调节地装配有卡紧件，所述驱动件作用于所述卡紧件以使得该卡紧件沿所述主轴管轴向运动的同时，该卡紧件至少部分能够沿所述主轴管的径向向外移动以抵紧所述套管内壁。
7.根据一种优选实施方式，所述主轴管包括依次连接的固定段、导向段和形变段，其中，所述固定段连接至所述主体管，所述形变段连接至所述锚头，所述形变段上设置有导向斜面，该导向斜面自导向段朝向所述锚头沿所述主轴管的径向向外倾斜设置；所述卡紧件滑动贴合至所述导向斜面。
8.根据一种优选实施方式，所述形变段上开设有导向槽，所述导向斜面设置于所述导向槽的底面；所述卡紧件嵌于所述导向槽内。
9.根据一种优选实施方式，所述卡紧件包括：安装部，可调节地装配至所述导向段；工作部，滑动贴合至所述导向斜面；以及形变部，一端连接至所述安装部，另一端连接至所述工作部，其中，在主轴管的径向上，所述形变部的厚度小于所述安装部的厚度，且所述形变部的厚度小于所述形变部的厚度。
10.根据一种优选实施方式，所述导向段外套设有连接套，所述连接套能够沿所述导向段的轴向滑动；所述安装部连接至所述连接套。
11.根据一种优选实施方式，所述驱动件包括套设于所述导向段的活塞套；所述主体管朝向所述导向段的端面开设有液压腔，所述液压腔与所述主体管的内腔连通，所述固定段穿过所述液压腔连接至所述主体管的内腔；所述活塞套的一端作用于所述卡紧件，另一
端滑动嵌设于所述液压腔内；所述主体管朝向所述导向段的端面装配有密封盖，用于封堵所述液压腔，所述密封盖套设于所述活塞套外。
12.根据一种优选实施方式，所述活塞套包括彼此连接的驱动部和延伸部，所述驱动部的外径大于所述延伸部的外径，所述延伸部穿过所述密封盖连接至所述卡紧件。
13.根据一种优选实施方式，所述主体管设置有连通至所述液压腔内的两个驱动孔，两个所述驱动孔的进液端均连接有压力油源；所述驱动部处于两个所述驱动孔的出口端之间；两个所述驱动孔的出口端均处于所述液压腔的内壁上。
14.根据一种优选实施方式，所述主体管上设置有限位肩，所述限位肩于靠近所述锚头一侧设置；靠近所述锚头一侧设置所述驱动孔处于所述限位肩上。
15.一种顶驱装置，包括顶驱轴和上述的循环接头；所述主体管可拆卸地同轴连接于所述顶驱轴。
16.本实用新型实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
17.本实用新型通过将主体管连接至顶驱轴的方式能够将该循环接头装配在顶驱装置上，在套管下放遇阻后能够快速通过顶驱轴将该循环接头插入套管内建立循环以解卡；卡紧件在驱动件的作用下，用于在该循环接头处于套管内时，沿主轴管的径向向外移动以抵紧套管内壁，从而配合锚头以及皮碗形成该循环接头与套管的快速密封装配，装配效率高，可提高套管下入的作业效率；同时，通过设置卡紧件的装配结构，能够使得该循环接头适配不同规格的套管，应用范围广，进一步地，该循环接头能够在套管下入的全过程中装配在顶驱轴上，而不用频繁拆卸，进一步提高了工作效率。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
19.图1为本实用新型实施例提供的循环接头的立体结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例提供的循环接头的俯视结构示意图；
21.图3为图2中a-a截面的剖视结构示意图；
22.图4为本实用新型实施例提供的循环接头的爆炸结构示意图；
23.图5为本实用新型实施例提供的主轴管的立体结构示意图；
24.图6为本实用新型实施例提供的主轴管的俯视结构示意图；
25.图7为图6中b-b截面的剖视结构示意图。
26.图标：100、主体管；101、限位肩；102、驱动孔；200、主轴管；201、固定段；202、导向段；203、形变段；2031、导向槽；2032、导向斜面；2033、下沉面；2034、构造斜面；300、活塞套；301、驱动部；302、延伸部；400、密封盖；500、连接套；501、固定环；502、第一卡接槽；503、第二卡接槽；600、卡紧件；601、安装部；602、形变部；603、工作部；700、皮碗；710、碗座；800、锚头；801、延伸轴；802、挡肩。
具体实施方式
27.为了更好地理解和实施，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
28.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
29.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。
30.请参照图1至图7，一种循环接头，包括驱动件以及依次连接的主体管100、主轴管200和锚头800，其中：锚头800上配置有皮碗700，用于配合锚头800密封套管内壁；主体管100用于连接至顶驱轴；主轴管200上可调节地装配有卡紧件600，驱动件作用于卡紧件600以使得该卡紧件600沿主轴管200轴向运动的同时，该卡紧件600至少部分能够沿主轴管200的径向向外移动。本实施例中，通过将主体管100连接至顶驱轴的方式能够将该循环接头装配在顶驱装置上，在套管下放遇阻后能够快速通过顶驱轴将该循环接头插入套管内建立循环以解卡；卡紧件600在驱动件的作用下，用于在该循环接头处于套管内时，沿主轴管200的径向向外移动以抵紧套管内壁，从而配合锚头800以及皮碗700形成该循环接头与套管的快速密封装配，装配效率高，可提高套管下入的作业效率；同时，通过设置卡紧件600的装配结构，能够使得该循环接头适配不同规格的套管，应用范围广，进一步地，该循环接头能够在套管下入的全过程中装配在顶驱轴上，而不用频繁拆卸，进一步提高了工作效率。
31.主轴管200包括依次连接的固定段201、导向段202和形变段203，其中，固定段201连接至主体管100，形变段203连接至锚头800，形变段203上设置有导向斜面2032，该导向斜面2032自导向段202朝向锚头800沿主轴管200的径向向外倾斜设置；卡紧件600滑动贴合至导向斜面2032。如图4和图5所示，固定段201、导向段202和形变段203一体成型，这里的导向斜面2032在卡紧件600沿主轴管200的轴向朝向锚头800方向运动时，使得该卡紧件600在形变段203的径向，即主轴管200的径向向外运动，从而形成卡紧件600在主轴管200的径向向外扩张的结构，可实现在该循环接头处于套管内时能够通过卡紧件600配合导向斜面2032增大循环接头整体上的直径，进而现实循环接头在套管内的卡接固定。
32.本实施例中，卡紧件600在形变段203的周侧均匀设置有多个，以增加该循环接头在套管内装配的牢固程度。相应地，多个导向斜面2032与多个卡紧件600一一对应设置。
33.更进一步地，形变段203上开设有导向槽2031，导向斜面2032设置于导向槽2031的底面；卡紧件600嵌于导向槽2031内。这里的导向槽2031用于对卡紧件600进行限位导向，使得其能够在主轴管200的轴向平稳运动。
34.如图3和图4所示，卡紧件600包括一体成型的安装部601、形变部602和工作部603，其中，安装部601可调节地装配至导向段202；工作部603滑动贴合至导向斜面2032；形变部602的一端连接至安装部601，另一端连接至工作部603，在主轴管200的径向上，形变部602的厚度小于安装部601的厚度，且形变部602的厚度小于形变部602的厚度。这里的形变部602相较于安装部601和工作部603厚度最小，在使用过过程中，工作部603在导向斜面2032
的作用下相对于形变部602沿主轴管200的径向向外运动，从而使得形变部602出现弹性变形，以适应该卡紧件600的工作需要。
35.本实施例中，如图6和图7所示，导向槽2031的底面还包括依次连接于导向斜面2032的下沉面2033和构造斜面2034，下沉面2033的一端连接至构造斜面2034，另一端连接至导向斜面2032，下沉面2033低于构造斜面2034和导向斜面2032，以在卡紧件600脱离套管内壁时收纳卡紧件600，以避免与套筒发生干涉。
36.如图1、图3和图4所示，导向段202外套设有连接套500，连接套500能够沿导向段202的轴向滑动；安装部601连接至连接套500。本实施例中，连接套500包括两个半套，两个半套箍设在主轴管200外，二者通过螺栓连接以构成连接套500。半套内侧面开设有用于卡接安装部601的第一卡接槽502。在使用时，首先将卡紧件600嵌设于导向槽2031内，随后将两个半套箍设在卡紧件600外，需要注意的是，过程中，安装部601的至少部分结构嵌于第一卡接槽502内，以使得连接套500在主轴管200的轴向上能够对卡紧件600进行限位。需要说明的是，连接套500处于导向段202范围内，且与导向段202滑动连接。
37.如图3所示，驱动件包括套设于导向段202的活塞套300；主体管100朝向导向段202的端面开设有液压腔，液压腔与主体管100的内腔连通，固定段201穿过液压腔连接至主体管100的内腔；活塞套300的一端作用于卡紧件600，另一端滑动嵌设于液压腔内；主体管100朝向导向段202的端面装配有密封盖400，用于封堵液压腔，密封盖400套设于活塞套300外。本实施例中，固定段201与主体管100的内腔螺纹连接，导向段202的外壁、液压腔的内壁以及密封该的内壁共同限定使得液压腔在装配活塞套300后构成密封腔体。进一步地，活塞套300包括彼此连接的驱动部301和延伸部302，驱动部301的外径大于延伸部302的外径，延伸部302穿过密封盖400连接至卡紧件600。具体地，驱动部301的内、外两侧面上均配置有密封圈，分别用于密封驱动部301与导向段202之间的间隙、以及驱动部301与液压腔内壁之间的间隙，相应地，密封盖400与延伸部302之间的间隙也通过密封圈密封。在使用时，通过液压驱动部301，以通过延伸部302作用于卡紧件600以使得该卡紧件600在主轴管200的轴向运动。
38.本实施例中，连接套500，即两个半套的内侧面设置有第二卡接槽503，该第二卡接槽503内嵌设有固定环501，延伸部302与固定环501螺纹连接。这里的第二卡接槽503于靠近主体管100一端设置，第一卡接槽502于靠近锚头800一端设置。在使用时，首先将固定环501装配在延伸部302，后将卡紧件600装配至导向槽2031内，最后将两个半套箍设固定在主轴管200外，以使得固定环501卡接在第二卡接槽503内，安装部601卡接在第一卡接槽502内。
39.如图1和图3所示，本实施例中，主体管100设置有连通至液压腔内的两个驱动孔102，两个驱动孔102的进液端均连接有压力油源；驱动部301处于两个驱动孔102的出口端之间；两个驱动孔102的出口端均处于液压腔的内壁上。进一步地，主体管100上设置有限位肩101，限位肩101于靠近锚头800一侧设置；靠近锚头800一侧设置驱动孔102处于限位肩101上。这里的限位肩101用于限位本循环接头嵌入套管内的深度。在使用时，当循环接头插入套管内后，套管接箍的上端抵接至限位肩101的下端面。
40.如图3所示，本实施例中，锚头800的上端面上设置有延伸轴801，该延伸轴801上设置有挡肩802。延伸轴801穿过皮碗700，且该皮碗700抵接至挡肩802。延伸轴801上装配有碗座710，皮碗700处于碗座710与挡肩802之间。这里的延伸轴801螺纹连接至形变段203，碗座
710抵紧至形变段203的下端，以使得碗座710压紧皮碗700至挡肩802。
41.本实施例中还提供了一种顶驱装置(图中未示出)，包括顶驱轴和上述的循环接头；主体管100可拆卸地同轴连接于顶驱轴。本实施例中，循环接头在使用时能够始终装配在顶驱轴上，当套管下放过程中出现卡阻时，直接将通过顶驱轴将循环接头嵌入套管内建立循环解堵即可；当套管解阻作业完成后，通过顶驱轴将循环接头提出套管即可。使用方便，可即时为出现卡阻的套管建立循环以解阻，有利于提高作业效率。本实施例中，主体管100的上端与顶驱轴同轴且二者螺纹连接。
42.本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种循环接头，其特征在于，包括驱动件以及依次连接的主体管(100)、主轴管(200)和锚头(800)，其中：锚头(800)上配置有皮碗(700)，用于配合所述锚头(800)密封套管内壁；所述主体管(100)用于连接至顶驱轴；所述主轴管(200)上可调节地装配有卡紧件(600)，所述驱动件作用于所述卡紧件(600)以使得该卡紧件(600)沿所述主轴管(200)轴向运动的同时，该卡紧件(600)至少部分能够沿所述主轴管(200)的径向向外移动以抵紧所述套管内壁。2.根据权利要求1所述的循环接头，其特征在于，所述主轴管(200)包括依次连接的固定段(201)、导向段(202)和形变段(203)，其中，所述固定段(201)连接至所述主体管(100)，所述形变段(203)连接至所述锚头(800)，所述形变段(203)上设置有导向斜面(2032)，该导向斜面(2032)自导向段(202)朝向所述锚头(800)沿所述主轴管(200)的径向向外倾斜设置；所述卡紧件(600)滑动贴合至所述导向斜面(2032)。3.根据权利要求2所述的循环接头，其特征在于，所述形变段(203)上开设有导向槽(2031)，所述导向斜面(2032)设置于所述导向槽(2031)的底面；所述卡紧件(600)嵌于所述导向槽(2031)内。4.根据权利要求2所述的循环接头，其特征在于，所述卡紧件(600)包括：安装部(601)，可调节地装配至所述导向段(202)；工作部(603)，滑动贴合至所述导向斜面(2032)；以及形变部(602)，一端连接至所述安装部(601)，另一端连接至所述工作部(603)，其中，在主轴管(200)的径向上，所述形变部(602)的厚度小于所述安装部(601)的厚度，且所述形变部(602)的厚度小于所述形变部(602)的厚度。5.根据权利要求4所述的循环接头，其特征在于，所述导向段(202)外套设有连接套(500)，所述连接套(500)能够沿所述导向段(202)的轴向滑动；所述安装部(601)连接至所述连接套(500)。6.根据权利要求2所述的循环接头，其特征在于，所述驱动件包括套设于所述导向段(202)的活塞套(300)；所述主体管(100)朝向所述导向段(202)的端面开设有液压腔，所述液压腔与所述主体管(100)的内腔连通，所述固定段(201)穿过所述液压腔连接至所述主体管(100)的内腔；所述活塞套(300)的一端作用于所述卡紧件(600)，另一端滑动嵌设于所述液压腔内；所述主体管(100)朝向所述导向段(202)的端面装配有密封盖(400)，用于封堵所述液压腔，所述密封盖(400)套设于所述活塞套(300)外。7.根据权利要求6所述的循环接头，其特征在于，所述活塞套(300)包括彼此连接的驱动部(301)和延伸部(302)，所述驱动部(301)的外径大于所述延伸部(302)的外径，所述延伸部(302)穿过所述密封盖(400)连接至所述卡紧件(600)。8.根据权利要求7所述的循环接头，其特征在于，所述主体管(100)设置有连通至所述液压腔内的两个驱动孔(102)，两个所述驱动孔(102)的进液端均连接有压力油源；所述驱动部(301)处于两个所述驱动孔(102)的出口端之间；两个所述驱动孔(102)的出口端均处于所述液压腔的内壁上。
9.根据权利要求8所述的循环接头，其特征在于，所述主体管(100)上设置有限位肩(101)，所述限位肩(101)于靠近所述锚头(800)一侧设置；靠近所述锚头(800)一侧设置所述驱动孔(102)处于所述限位肩(101)上。10.一种顶驱装置，其特征在于，包括顶驱轴和如权利要求1-9任一项所述的循环接头；所述主体管(100)可拆卸地同轴连接于所述顶驱轴。

技术总结
本实用新型提供了一种循环接头及顶驱装置，循环接头包括驱动件以及依次连接的主体管、主轴管和锚头，其中：锚头上配置有皮碗，用于配合所述锚头密封套管内壁；所述主体管用于连接至顶驱轴；所述主轴管上可调节地装配有卡紧件，所述驱动件作用于所述卡紧件以使得该卡紧件沿所述主轴管轴向运动的同时，该卡紧件至少部分能够沿所述主轴管的径向向外移动以抵紧所述套管内壁。本实用新型能够方便地与顶驱装置和套管连接装配，可辅助套管解阻，有利于提高套管下放的作业效率。提高套管下放的作业效率。提高套管下放的作业效率。


技术研发人员：蔡万伟 董海涛 王明皓 鲁艮 王超
受保护的技术使用者：北京博德世达石油技术股份有限公司
技术研发日：2023.03.13
技术公布日：2023/7/27