[实用新型]一种螺纹驱动全机械式顶驱下套管工具

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油天然气固井装备技术领域，特别涉及一种螺纹驱动全机械式顶驱下套管工具。

背景技术

下套管作业的目的在于封隔地层、加固井壁、防止油气泄漏和建立油气通道等，是石油天然气钻井作业过程中的一个极其重要的环节。下套管工具是完成下套管作业的关键性装备，常规下套管装备主要包括：用于夹持套管的井口卡瓦、用于套管旋扣的液压套管钳、用于断续灌注泥浆的开放式灌泥浆装置、用于提升套管的套管吊卡等工具。

上述常规下套管装备存在如下问题：(1)利用套管钳旋扣，套管螺纹的上扣扭距不易精确控制；(2)利用断续灌浆装置灌注泥浆，不能根据需要及时循环泥浆，尤其是在套管下入遇阻时，必须重新连接方钻杆建立泥浆循环，清除沉沙，影响了下套管效率；(3)利用套管吊卡提升套管，井眼中的套管不能旋转；(4)常规下套管装备还存在操作复杂，作业效率低，安全可靠性不高等缺点。

为解决上述问题，国内外研发了顶驱下套管装置，根据卡瓦所受驱动力的形式不同，可以将该工具分类为：液压驱动式和机械驱动式。中国专利号：CN201420409069.5，CN201120557017.9，CN200920105896.4公布了液压驱动式下套管工具；中国专利号：CN201520506694.6，CN201510410640.4，CN201510312492.2公布了机械驱动式顶驱下套管工具。然而，上述液压式下套管工具的液压油容易泄露污染环境，而且液压系统受外界环境的影响较大；而上述机械式下套管工具存在结构复杂缺点，另外，卡瓦传递扭矩的范围较小，不能适应多种套管旋转、套管上扣等工况的使用。

实用新型内容

为了克服现有下套管装备的上述缺点，本实用新型的目的：提供一种螺纹驱动全机械式顶驱下套管工具，无需提供额外的动力源，仅凭顶驱装置就能使顶驱下套管工具完成旋转套 管、提放套管、灌注泥浆、循环泥浆等作业，且卡瓦系统能有效传递顶驱的扭矩。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种螺纹驱动全机械式顶驱下套管工具，包括上芯轴1、螺纹驱动系统2、动力传递系统3、卡瓦系统4、导向密封系统5，弹簧系统6，其特征为：上芯轴1的上端外表面设置有外螺纹，外螺纹与顶驱形成螺纹连接；上芯轴1的下端内表面设置有内螺纹，内螺纹与弹簧系统6形成螺纹连接；弹簧系统6内悬挂有下芯轴40；下芯轴40的上侧套有动力传递系统3；动力传递系统3系统上侧螺栓连接有螺纹驱动系统2；动力传递系统3下侧装有卡瓦系统4；卡瓦系统4下端螺纹连接有导向密封系统5；

所述上芯轴1的上端外表面设置有锥螺纹11，锥螺纹11与顶驱装置形成螺纹连接；上芯轴1的中部外表面设置有外花键12，外花键12与内筒体24的花键槽相配合形成花键连接；上芯轴1的下端内表面设置有内螺纹，内螺纹与下齿块23形成螺纹连接；

所述上芯轴1与螺纹驱动系统2形成花键连接，所述螺纹驱动系统2包括内筒体24、小轴承25、小轴承端盖26、外筒体27；内筒体24外表面呈阶梯轴状，阶梯轴的大轴外表面设置有外螺纹，外螺纹用于连接外筒体27；阶梯轴的小轴端面设置螺纹孔，螺纹孔用于连接小轴承端盖26；内筒体24的内表面设置有台阶，台阶上侧内设置有花键槽，花键槽与上芯轴1的外花键12相互配合传递旋转运动；小轴承25安装于台阶下孔内，台阶用于定位小轴承25，小轴承25由小轴承端盖26压紧；

外筒体27内表面设置有台阶，台阶上侧的圆孔内设置有内螺纹，内螺纹与内筒体24形成螺纹连接；大轴承31安装于台阶下孔内，台阶用于定位大轴承31；台阶下孔端面设置有螺纹孔，螺栓穿过螺纹孔连接有大轴承端盖32；

所述动力传递系统3包括大轴承31、大轴承端盖32、卡瓦座33、大圆螺母34；卡瓦座33内表面套有下芯轴40，卡瓦座33外表面呈阶梯状；卡瓦座33下侧设置有开口的斜T形槽，斜T形槽内安装有卡瓦41；斜T形槽上侧设置有台阶35，台阶35上侧设置有外螺纹36， 外螺纹36上连接有大圆螺母34；大轴承31安装于台阶35与大圆螺母34之间；大轴承31由大轴承端盖32、外筒体27定位、紧固；动力传递系统3能相对下芯轴40转动；