本實(shí)用新型涉及一種固井用井下工具，尤其涉及一種套管旋轉(zhuǎn)離合器。

背景技術(shù)：

在大斜度井、大位移井和水平井中，由于下入摩阻大常常出現(xiàn)套管下入不到位的問(wèn)題。旋轉(zhuǎn)下入技術(shù)是在管串下入過(guò)程中利用頂驅(qū)等設(shè)備驅(qū)動(dòng)整個(gè)管串旋轉(zhuǎn)，將原本向上的摩擦阻力轉(zhuǎn)化成沿周向和軸向的兩個(gè)分力，從而大大減小下入摩阻，提高了大斜度井和大位移井的套管下入成功率。然而現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)下入技術(shù)仍然存在著以下缺點(diǎn)：

(1)旋轉(zhuǎn)下入技術(shù)需要驅(qū)動(dòng)整個(gè)管串旋轉(zhuǎn)，對(duì)于管串較長(zhǎng)、小間隙井或井眼軌跡復(fù)雜的井，常常出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)扭矩過(guò)大，導(dǎo)致無(wú)法正常旋轉(zhuǎn)，從而影響旋轉(zhuǎn)下入技術(shù)的應(yīng)用；

(2)對(duì)于水平井旋轉(zhuǎn)下入技術(shù)存在一定的局限性，水平段套管旋轉(zhuǎn)扭矩較大無(wú)法實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)對(duì)于超深水平井，水平段以上管串發(fā)生屈曲，導(dǎo)致鉆壓無(wú)法加到水平段上，從而無(wú)法下入到設(shè)計(jì)深度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的在于提出一種套管旋轉(zhuǎn)離合器，旨在能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)下部套管旋轉(zhuǎn)扭矩過(guò)大時(shí)，可以只旋轉(zhuǎn)離合器上部的管串，而不旋轉(zhuǎn)下部管串，從而達(dá)到既保護(hù)了下部管串，又能通過(guò)上部管串的旋轉(zhuǎn)增加下壓力，提高管串在大斜度井、大位移井和水平井中的下入成功率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出一種套管旋轉(zhuǎn)離合器，其特征在于，包括：

上接頭，用于與上部管串相連；

旋轉(zhuǎn)本體，與所述上接頭相連；所述旋轉(zhuǎn)本體的外表面設(shè)有第一扭矩齒；

扭矩套，套設(shè)在所述旋轉(zhuǎn)本體的外部，且與所述上接頭以可斷開(kāi)部件進(jìn)行連接；所述扭矩套的第一端設(shè)有與所述第一扭鋸齒相配合的第二扭鋸齒；

限制部件，設(shè)置在所述扭矩套與所述旋轉(zhuǎn)本體之間；

所述扭矩套上設(shè)有與所述限制部件相匹配的作用臺(tái)面，所述作用臺(tái)面位于所述限制部件的下方，用于在所述扭矩套上移時(shí)與所述限制部件相接觸使所述第一扭鋸齒與第二扭鋸齒完全脫離；

下接頭，與所述扭矩套相連；所述下接頭用于連接下部管串。

可選地，所述可斷開(kāi)部件為剪釘。

可選地，所述限制部件為推力軸承。

可選地，所述推力軸承靠近所述上接頭的端面。

可選地，所述第一扭矩齒位于所述旋轉(zhuǎn)本體的中部，所述旋轉(zhuǎn)本體遠(yuǎn)離所述上接頭的一端與所述下接頭相接觸。

可選地，所述下接頭與所述旋轉(zhuǎn)本體之間安裝有滾針軸承。

可選地，所述下接頭與所述旋轉(zhuǎn)本體之間設(shè)有密封圈。

可選地，所述旋轉(zhuǎn)本體為圓筒狀，所述第一扭矩齒均勻分布在所述旋轉(zhuǎn)本體的外表面，且所述第一扭矩齒的根部具有限位臺(tái)階面。

可選地，所述第一扭矩齒或所述第二扭鋸齒為矩形扭矩齒。

可選地，所述扭矩套的外表面設(shè)有螺紋，所述螺紋位于所述第二扭鋸齒的上方，用于連接所述下接頭。

本實(shí)用新型提出的套管旋轉(zhuǎn)離合器，可以實(shí)現(xiàn)離合器上部管串和下部管串整體或部分旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換，當(dāng)旋轉(zhuǎn)阻力不大時(shí)可通過(guò)旋轉(zhuǎn)整個(gè)管串，減小管串的下入摩阻，而當(dāng)下部旋轉(zhuǎn)扭矩較大而無(wú)法實(shí)現(xiàn)全部管串旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)只讓離合器上部管串旋轉(zhuǎn)而下部管串不旋轉(zhuǎn)，從而通過(guò)上部管串的旋轉(zhuǎn)增加傳遞到下部管串的鉆壓，提高管串在大斜度井、大位移井和水平井中的下入成功率。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的套管旋轉(zhuǎn)離合器的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的套管旋轉(zhuǎn)離合器的旋轉(zhuǎn)本體上的第一扭矩齒與扭矩套上的第二扭矩齒的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的套管旋轉(zhuǎn)離合器的扭矩套不再旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)示意圖；

本實(shí)用新型目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。

具體實(shí)施方式

應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型提供一種套管旋轉(zhuǎn)離合器，包括上接頭1、旋轉(zhuǎn)本體5、扭矩套4以及下接頭7。

其中，上接頭1，用于與上部管串相連；旋轉(zhuǎn)本體5，與上接頭1相連；旋轉(zhuǎn)本體5的外表面設(shè)有第一扭矩齒8；扭矩套4，套設(shè)在旋轉(zhuǎn)本體5的外部，且與上接頭1以可斷開(kāi)部件2進(jìn)行連接；扭矩套4的第一端設(shè)有與第一扭鋸齒8相配合的第二扭鋸齒9；限制部件3，設(shè)置在扭矩套4與旋轉(zhuǎn)本體5之間；扭矩套4上設(shè)有與限制部件相匹配的作用臺(tái)面10，作用臺(tái)面10位于限制部件3的下方，用于在扭矩套4上移時(shí)與限制部件3相接觸使第一扭鋸齒8與第二扭鋸齒9完全脫離；下接頭7，與扭矩套4相連；下接頭7用于連接下部管串。在具體實(shí)施時(shí)，該可斷開(kāi)部件2為剪釘；該限制部件3可以為推力軸承，推力軸承可以靠近上接頭1的端面設(shè)置。

當(dāng)旋轉(zhuǎn)本體5上的第一扭矩齒8與扭矩套4上的第二扭矩齒9完全嚙合時(shí)如圖1所示，可以傳遞旋轉(zhuǎn)扭矩。由于本實(shí)用新型提供的套管旋轉(zhuǎn)離合器是連接在整個(gè)管柱的中部的，當(dāng)管柱處于直井段或下入摩阻較小時(shí)，套管旋轉(zhuǎn)離合器處于拉伸狀態(tài)，此時(shí)第一扭矩齒8與第二扭矩齒9相互嚙合，可以通過(guò)井口驅(qū)動(dòng)整個(gè)管串旋轉(zhuǎn)，從而進(jìn)一步減小下入摩阻。

當(dāng)管柱進(jìn)入斜井段，若下入摩阻未超過(guò)可斷開(kāi)部件2的預(yù)設(shè)值；若該可斷開(kāi)部件2為剪釘，則該預(yù)設(shè)值為該剪釘?shù)募羟兄?，且旋轉(zhuǎn)扭矩在安全扭矩以內(nèi)時(shí)，第一扭矩齒8與第二扭矩齒9仍然處于嚙合狀態(tài)，可繼續(xù)通過(guò)旋轉(zhuǎn)減小摩阻。當(dāng)旋轉(zhuǎn)扭矩超過(guò)安全扭矩值時(shí)，則停止旋轉(zhuǎn)，下壓鉆具，但摩阻超過(guò)剪釘剪切值時(shí)，可斷開(kāi)部件2斷開(kāi)，下接頭7與扭矩套4上移，直到扭矩套4的作用臺(tái)面與限制部件3接觸，此時(shí)第一扭矩齒8與第二扭矩齒9脫離如圖3所示，不再能夠傳遞旋轉(zhuǎn)扭矩，而下部管柱摩阻產(chǎn)生的向上的作用力，作用在限制部件3上。這樣可以通過(guò)井口驅(qū)動(dòng)上部管串和旋轉(zhuǎn)離合器的上接頭、旋轉(zhuǎn)本體旋轉(zhuǎn)，而下部管柱和下接頭、扭矩套不旋轉(zhuǎn)。這樣就可以保護(hù)離合器下部的套管，同時(shí)可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)離合器上部管柱減小摩阻，從而將更大的鉆壓施加到下部管串上，保證下部管串能夠下入到設(shè)計(jì)深度。

本實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)本體5為圓筒狀，第一扭矩齒8均勻分布在旋轉(zhuǎn)本體5的外表面，例如是旋轉(zhuǎn)本體5的中部的外表面上；第一扭矩齒8突出于旋轉(zhuǎn)本體5的外表面設(shè)置，且第一扭矩齒8的根部具有限位臺(tái)階面12。在具體實(shí)施時(shí)，第一扭矩齒8可以為矩形扭矩齒，此時(shí)，與其相嚙合的第二扭鋸齒9也為矩形扭矩齒。

在本實(shí)用新型的另一實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)本體5遠(yuǎn)離上接頭1的一端可以與下接頭7相接觸，為了有效降低旋轉(zhuǎn)摩阻，在下接頭7與旋轉(zhuǎn)本體5之間可以安裝有滾針軸承6。為了保證管內(nèi)的密封及旋轉(zhuǎn)后的密封可靠性，還可以在下接頭7與旋轉(zhuǎn)本體5之間設(shè)置密封圈11。

本實(shí)施例中，扭矩套4的外表面設(shè)有螺紋，該螺紋位于第二扭鋸齒9的上方，用于連接下接頭7。

本實(shí)用新型提供的套管旋轉(zhuǎn)離合器，其旋轉(zhuǎn)本體5的外表面加工有第一扭矩齒8，扭矩套4從上端套在旋轉(zhuǎn)本體5外部，扭矩套4的外表面加工有螺紋，螺紋前端加工有與第一扭矩齒8相配合的第二扭矩齒9。上接頭1與旋轉(zhuǎn)本體5可以通過(guò)螺紋連接，扭矩套4可以通過(guò)剪釘與上接頭1固定，扭矩套4和旋轉(zhuǎn)本體之間安裝有推力軸承3。下接頭7從旋轉(zhuǎn)本體5下端套入，并與扭矩套4上的螺紋連接，下接頭7下部連接下部管串，并通過(guò)扭矩套4將下部載荷傳遞到旋轉(zhuǎn)本體5上。下接頭7與旋轉(zhuǎn)本體5之間安裝有滾針軸承6，這樣可以有效降低旋轉(zhuǎn)摩阻。并且在下接頭和旋轉(zhuǎn)本體之間安裝有密封圈11，保證管內(nèi)的密封及旋轉(zhuǎn)后的密封可靠性。

本實(shí)用新型提供的套管旋轉(zhuǎn)離合器，當(dāng)其處于拉伸狀態(tài)時(shí)，扭矩套和本體上的第一扭矩齒和第二扭矩齒相互嚙合，可以通過(guò)井口驅(qū)動(dòng)整個(gè)管柱旋轉(zhuǎn)，而當(dāng)管旋轉(zhuǎn)離合器處于壓縮狀態(tài)時(shí)，第一扭矩齒和第二扭矩齒相互脫離，從而實(shí)現(xiàn)管旋轉(zhuǎn)離合器上部管柱可旋轉(zhuǎn)，而下部管柱不能旋轉(zhuǎn)的目的。本實(shí)用新型應(yīng)用于管串下入過(guò)程中，當(dāng)旋轉(zhuǎn)阻力不大時(shí)可通過(guò)旋轉(zhuǎn)整個(gè)管串，減小管串的下入摩阻，而當(dāng)下部旋轉(zhuǎn)扭矩較大而無(wú)法實(shí)現(xiàn)全部管串旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以通過(guò)上部管串的旋轉(zhuǎn)增加傳遞到下部管串的鉆壓，提高管串在大斜度井、大位移井和水平井中的下入成功率。

需要說(shuō)明的是，在本文中，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者裝置不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者裝置所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括該要素的過(guò)程、方法、物品或者裝置中還存在另外的相同要素。

以上僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。