[发明专利]一种超深井小尺寸钻杆扭矩过载保护方法及装置

说明书

本发明公开一种超深井小尺寸钻杆扭矩过载保护方法及装置，包括上接头、电池、环形电磁铁、非导磁圆盘Ⅰ、永磁环、非导磁圆盘Ⅱ、下接头、固定齿垫、活动齿垫、空心圆盘、电阻箱、外壳；非导磁圆盘Ⅰ、非导磁圆盘Ⅱ分别安装在环形电磁铁、永磁环的内壁上；所述空心圆盘螺纹连接在所述上接头上；非导磁圆盘Ⅰ、非导磁圆盘Ⅱ依次套设在上接头上，固定齿垫、活动齿垫分别固定在所述下接头上端端面、非导磁圆盘Ⅱ的下端端面上；下接头安装在所述外壳内，其下接头下端延长至外壳外，上接头螺纹连接在所述外壳内，固定齿垫、活动齿垫的齿面接合。本发明可以在下接头连接的钻柱遇到阻卡时及时地保护钻柱，防止下部连接的钻柱出现断裂。

技术领域

本发明涉及一种超深井小尺寸钻杆扭矩过载保护方法及装置，属于钻井工具技术领域。

背景技术

随着油气勘探开发不断向深部地层发展以及现代科学技术的进步，超深井钻井技术不断提高，超深井的比例不断增加(超深井主要指井深达到6000米～8000米的钻井)。超深井钻井与常规钻井不同。超深井钻井的钻具会承受更复杂的受力情况，且随着井深的增加，需要采用大钻杆+小钻杆的复合钻柱结构，这样才能满足钻柱的抗拉强度要求以及钻井水力学的相关要求。而所使用的小尺寸钻杆相较于常规的钻杆，它的抗扭强度更小。当遇阻卡时，钻柱停止旋转，但因摩阻扭矩等因素井口不能及时发现，井口转盘依旧旋转，此时钻柱会开始积攒能量，扭矩也逐渐增大。当扭矩超过下部小尺寸钻杆的最大抗扭强度时就会出现断裂。钻杆的断裂会造成下部钻具落井，带来巨大损失。在超深井钻井中，钻井事故处理起来更加复杂，严重时甚至会导致整口井报废。

因此，开发一种能够实现在井下复位，且用于钻杆或钻头遇阻卡的扭矩过载保护装置，对于减少井下事故具有重大意义。

发明内容

为了克服现有技术中的问题，本发明提供一种超深井小尺寸钻杆扭矩过载保护装置，用来避免小尺寸钻杆因受到过大扭矩而发生断裂的情况出现。

本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种超深井小尺寸钻杆扭矩过载保护装置，包括上接头、电池、环形电磁铁、非导磁圆盘Ⅰ、永磁环、非导磁圆盘Ⅱ、下接头、固定齿垫、活动齿垫、空心圆盘、电阻箱、信号接收器、外壳；

所述非导磁圆盘Ⅰ、非导磁圆盘Ⅱ分别安装在所述环形电磁铁、永磁环的内壁上；所述电池、电阻箱均安装在所述空心圆盘上；

所述空心圆盘螺纹连接在所述上接头上；所述非导磁圆盘Ⅰ、非导磁圆盘Ⅱ依次套设在所述上接头上，所述上接头上设有用于带动非导磁圆盘Ⅱ旋转的径向齿，所述非导磁圆盘Ⅱ的内壁上设有与径向齿配合的齿槽，所述环形电磁铁、电池、电阻箱串联形成一个电路；

所述固定齿垫、活动齿垫分别固定在所述下接头上端端面、非导磁圆盘Ⅱ的下端端面上；

所述信号接收器安装在上接头上，所述下接头安装在所述外壳内，其下接头下端延长至外壳外，所述上接头螺纹连接在所述外壳内，所述固定齿垫、活动齿垫的齿面接合。

进一步的技术方案是，所述上接头与外壳、下接头之间均设有密封圈。

进一步的技术方案是，所述上接头上设有信号接收器。

进一步的技术方案是，所述信号接收器、空心圆盘、非导磁圆盘Ⅰ、非导磁圆盘Ⅱ依次从上到下布置。

一种超深井小尺寸钻杆扭矩过载保护方法，包括以下步骤：

步骤S10、将所述的超深井小尺寸钻杆扭矩过载保护装置安装在钻柱上，并深入井下进行作业；

步骤S20、根据井口扭矩判断井下是否发生阻卡事故，当发生阻卡事故时则进行下一步骤；

步骤S30、根据遇阻卡后的不同工况进行不同的处理；