[发明专利]密闭式旋扣卡瓦

说明书

技术领域

本发明涉及石油技术领域，具体涉及一种适用欠平衡钻井、气井钻井、带压修井作业的专用工具。

背景技术

现代石油、常规天然气的钻井开发技术不断进步，尤其是近些年页岩油、页岩气类脆弱地层得到大规模开发，因此欠平衡钻井、负压钻井等带压新型钻井技术得到迅速推广，这种钻具内保持连续带压的工况，对钻井装备提出了更高的要求。

前几年大规模开发及新投产的常规和非常规天然气井，在最近一两年内开始进入第一维修周期，由于国内气井一般不配备井下套管阀，在作业的全过程中整个井筒都充满高压，为避免修井时井内高压气体喷出，因此在修井时必须选择高密度泥浆压井-常规修井作业，或者带压修井作业。

压井作业使用的高密度泥浆可以在井底压住底层高压气体，但泥浆会渗入地层封闭微裂隙，对天然气井，尤其是页岩气井的产能损害特别大，高密度泥浆压井-常规修井作业后，普通天然气井会损失产能20%以上，页岩气井则会损失产能50%以上，甚至彻底被压死完全丧失产气能力，因此维修时选择带压作业是必然选择，暂不具备带压修井作业条件的一般选择停产封井待修。

带压修井作业时，井下工具以下管柱串的内堵塞是世界级难题，没有合适解决方法。

吉林油田作业队伍创造了可退式封闭捞矛倒管技术，采用井上预松扣/设备高压内腔卸扣+可退式封闭捞矛封闭管柱上端的方法，能够实现油井及注水井起出无内堵塞管柱，但这种技术只适用于中低压井，操作流程极为繁复（每起出一根油管或一个井下工具，需要严格按顺序操作38个步骤），对操作人员要求极高，每一个操作失误都可能产生严重事故。而气井管柱采用端面密封形式，不能做井上预松扣，且气井压力一般都较高，因此这种技术无法在气井使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种密闭式旋扣卡瓦，能够组合安装在钻井或带压作业设备内，能在设备的高压内腔对管柱串的指定接头进行上、卸扣作业，可安装于钻井井控防喷器组内、带压强行钻进设备的高压区段、或带压修井作业装置的高压区段内。

本发明的技术解决方案是：它包括壳体和驱动装置，所述壳体内设有旋转卡瓦装置，旋转卡瓦装置包括浮动套筒，浮动套筒设有环筒壁设置的传动腔和径向设置的滑动通道，浮动套筒于传动腔处设有平面螺母，平面螺母一端设有平面螺纹，另一端设有与齿轮配合的齿牙，滑动通道内设有卡瓦块，卡瓦块的侧壁上设有与平面螺纹配合的齿牙，平面螺母可转动地置于固定套筒及浮动套筒的传动腔内，平面螺母一端通过平面螺纹与卡瓦块连接，另一端通过传动齿轮与驱动装置连接，以驱动卡瓦块径向移动，浮动套筒通过传动齿轮与驱动装置连接，以驱动其旋转，浮动套筒及其平面螺母和与各自连接的传动齿轮采用滑动连接，以使浮动套筒可在壳体内上下移动。

本发明的技术效果是：它具有结构合理、安全可靠的优点，能够组合安装在钻井或带压作业设备内，能在设备的高压内腔对管柱串的指定接头进行上、卸扣作业，使无内堵塞气井管柱带压作业成为可能，并能够大大简化欠平衡钻井、负压钻井、油水井带压作业（管柱无内堵塞情况）的操作流程，提高安全性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，它包括用于固定在井口的壳体1和驱动装置2，所述壳体1内设有旋转卡瓦装置，旋转卡瓦装置包括浮动套筒4，浮动套筒4设有环筒壁设置的传动腔5和径向设置的滑动通道6，浮动套筒4于传动腔5处设有平面螺母7，平面螺母7一端设有平面螺纹，另一端设有与齿轮配合的齿牙，滑动通道6内设有卡瓦块8，卡瓦块8的侧壁上设有与平面螺纹配合的齿牙，平面螺母7可转动地置于固定套筒3及浮动套筒4的传动腔5内，平面螺母7一端通过平面螺纹与卡瓦块8连接，另一端通过传动齿轮与驱动装置2连接，以驱动卡瓦块8径向移动，浮动套筒4通过传动齿轮与驱动装置2连接，以驱动其旋转，浮动套筒4及其平面螺母7和与各自连接的传动齿轮采用滑动连接，以使浮动套筒4可在壳体1内上下移动。传动腔5也可以由浮动套筒4和壳体1围成。浮动套筒4与平面螺母7同轴设置。

所述浮动套筒4的外壁设有活塞9，所述壳体1的内壁设有与活塞9相应配合的浮动控制腔10，通过向活塞9两侧的腔内注入液压介质可以驱动浮动套筒4上下滑动。

所述浮动套筒4的平面螺母7通过一介齿轮11与驱动装置2连接，该介齿轮11与平面螺母7间采用滑动连接。

所述浮动套筒4于其上段的外壁套有齿圈12，该齿圈12与浮动套筒4间采用轴向滑动连接，浮动套筒4通过该齿圈12与驱动装置2连接。