專利名稱：水力倒扣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種石油井下倒扣打撈的水力倒扣器，主要用于石油井下倒扣打撈鉆桿、套管和油管。
目前油田使用的機(jī)械式倒扣器是行星齒輪傳動(dòng)，由于外徑尺寸所限，齒輪的模數(shù)很小，因此機(jī)械式倒扣器的缺點(diǎn)強(qiáng)度低，工作扭矩小(最大7.8kN.m)，不能倒鉆桿扣和套管扣，其次，結(jié)構(gòu)復(fù)雜難加工，造價(jià)高。
本實(shí)用新型的目的是提供一種水力倒扣器克服機(jī)械式倒扣器強(qiáng)度低、工作扭矩小、不能倒鉆桿扣和套管扣的缺點(diǎn)，克服機(jī)械式倒扣器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難加工、造價(jià)高的缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的設(shè)置上接頭1和聯(lián)接套8，分別裝在缸筒5的上下兩端，閥體2在缸筒5內(nèi)，緊靠上接頭1，換向閥3在閥體2內(nèi)；設(shè)置一帶控制桿4的活塞6，使控制桿4向上裝在缸筒5內(nèi)，它把缸筒5分為上腔26和下腔27，下腔27內(nèi)裝一回程彈簧7，用以上推活塞6，缸筒5下端設(shè)有通孔18，這就構(gòu)成了活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，當(dāng)高壓鉆井液由上接頭1進(jìn)入時(shí)，換向閥3在下位置，高壓鉆井液通過閥體2上的配流孔20進(jìn)入上腔26，推動(dòng)活塞6向下作沖程運(yùn)動(dòng)，下腔27內(nèi)的鉆井液由下通孔18排出，當(dāng)上控制槽19運(yùn)動(dòng)到控制孔21時(shí)，高壓鉆井液進(jìn)入換向閥3的下側(cè)，推動(dòng)換向閥3向上移動(dòng)到上端位置，此時(shí)，換向閥3關(guān)閉配流孔20，把配流孔20與上通孔17聯(lián)通，此時(shí)，上腔26失去高壓鉆井液，于是，回程彈簧7推動(dòng)活塞6往上運(yùn)動(dòng)，控制桿4把換向閥3下側(cè)的鉆井液封閉起來，進(jìn)入回程，上腔26內(nèi)的鉆井液由配流孔20和上通孔17排出，下腔27內(nèi)的真空由下通孔18進(jìn)入鉆井液補(bǔ)充。當(dāng)下控制槽22向上運(yùn)動(dòng)到控制孔21時(shí)，由于換向閥3的自重作用向下運(yùn)動(dòng)擠出換向閥3下側(cè)的鉆井液，移動(dòng)到下端位置，完成了回程。聯(lián)接套8下端聯(lián)下殼體13，下殼體13體內(nèi)上裝螺旋母11，下裝轉(zhuǎn)動(dòng)套12，中心是活塞棒9，活塞棒9外園上有左旋鍵槽和直鍵槽23，螺旋母11內(nèi)孔有左旋鍵24與活塞棒9上左旋鍵槽配合，轉(zhuǎn)動(dòng)套12內(nèi)孔有直鍵與活塞棒9上的直鍵槽23配合，螺旋母11的外園上有4個(gè)偏心槽，每個(gè)槽內(nèi)有一個(gè)滾柱10，活塞棒9向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，滾柱10在偏心槽的淺側(cè)卡住旋螺母11不能正轉(zhuǎn)，此時(shí)螺旋母11的左旋鍵控制活塞棒9反轉(zhuǎn)，所以活塞棒9又帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)套12反轉(zhuǎn)，這樣便完成反轉(zhuǎn)倒扣動(dòng)作。當(dāng)活塞棒9回程時(shí)，滾柱10靠偏心槽的深側(cè)，滾柱10卡不住螺旋母11，因此活塞棒9上的左旋鍵槽帶動(dòng)螺旋母反轉(zhuǎn)，活塞棒9只作回程運(yùn)動(dòng)，并不轉(zhuǎn)動(dòng)。
為克服落魚在倒扣時(shí)的扭轉(zhuǎn)變形力的影響，設(shè)置一上端有左向鋸形齒的防退套14和彈簧15，二者都套裝在轉(zhuǎn)動(dòng)套12上，轉(zhuǎn)動(dòng)套12下端裝下接頭16，它壓縮彈簧15使之產(chǎn)生彈力上推防退套14使其上端的鋸形齒與下殼體下端的鋸形齒嚙合，防退套14與轉(zhuǎn)動(dòng)套12用花鍵聯(lián)接，保證防退套14與轉(zhuǎn)動(dòng)套12一起轉(zhuǎn)動(dòng)，但可上下滑動(dòng)，因此當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)套12倒扣反轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)套12受倒扣落魚扭轉(zhuǎn)變形力的作用正轉(zhuǎn)時(shí)，防退套14在彈簧15的推動(dòng)下使上下鋸形齒嚙合，防止了轉(zhuǎn)動(dòng)套12的正轉(zhuǎn)(上扣)。
由于利用高壓鉆井液驅(qū)動(dòng)活塞6作沖程運(yùn)動(dòng)，采用大斷面并帶有大螺旋升角鍵槽的活塞棒9與螺旋母11、滾柱10構(gòu)成回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，因此，該水力倒扣器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，驅(qū)動(dòng)力大，強(qiáng)度高，工作扭矩大(90kN.m)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1 是本實(shí)用新型的實(shí)施例。
圖2 是本實(shí)用新型實(shí)施例的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
圖3 是
圖1的A－A剖面。
圖4 是本實(shí)用新型實(shí)施例的防退機(jī)構(gòu)。
圖中1.上接頭2.閥體3.換向閥4.控制桿5.缸筒6.活塞7.回程彈簧8.聯(lián)接套9.活塞棒10.滾柱11.螺旋母12.轉(zhuǎn)動(dòng)套13.下殼體14.防退套15.彈簧16.下接頭17.上通孔18.下通孔19.上控制槽20.配流孔21.控制孔22.下控制槽23.直鍵槽24.螺旋鍵25.鋸形齒26.上腔27.下腔。
圖1中，活塞6上有一控制桿4，其上下兩端各有一控制槽19和22，上下運(yùn)動(dòng)時(shí)控制換向閥3上下來回移動(dòng)，換向閥3的往復(fù)改變位置，使上腔26交替地進(jìn)入高壓鉆井液和排出鉆井液，最終使活塞6產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)。活塞6下端有活塞棒9，往下穿過螺旋母11，其外園上有2個(gè)左旋鍵槽和2個(gè)直鍵槽，分別與螺旋母11的左旋鍵24，和轉(zhuǎn)動(dòng)套12的直鍵相配合，螺旋母11的外園上有4個(gè)偏心槽，每個(gè)偏心槽內(nèi)有一個(gè)滾柱10，其工作原理同超越離合器，滾柱10控制螺旋母11只反向轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋母11又控制活塞棒9反向轉(zhuǎn)動(dòng)，活塞棒9依次帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)套12、下接頭16反向轉(zhuǎn)動(dòng)。
轉(zhuǎn)動(dòng)套12的外部上裝一防退套14，二者有花鍵配合，下裝一彈簧15；防退套14上端是左向鋸形齒，由彈簧15的彈力作用使其與下殼體13下端的鋸形齒相嚙合，轉(zhuǎn)動(dòng)套12反轉(zhuǎn)時(shí)，上下鋸形齒相對(duì)滑動(dòng)，當(dāng)對(duì)下接頭施加一正轉(zhuǎn)扭矩時(shí)，防退套14與下殼體13的鋸形齒嚙合阻止了防退套14、轉(zhuǎn)動(dòng)套12、下接頭16正向轉(zhuǎn)動(dòng)。
上接頭1、缸筒5、聯(lián)接套8、轉(zhuǎn)動(dòng)套12、下殼體13、與下接頭16均為40CrMnMo制成，控制桿4、活塞5、活塞棒9三者為一體和螺旋母11均為40GrNiMo制成。
圖2a所示為本實(shí)用新型實(shí)施例的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，活塞6沖程運(yùn)動(dòng)，從上部來的高壓鉆井液通過配流孔20進(jìn)入上腔26，推動(dòng)活塞6克服工作阻力和回程彈簧15的阻力開始沖程，下腔27的鉆井液由下通孔18排出，當(dāng)上控制槽19下行與控制孔21聯(lián)通時(shí)，高壓鉆井液進(jìn)入換向閥3的下側(cè)，推動(dòng)換向閥3向上移動(dòng)到上側(cè)位置，此時(shí)配流孔20被換向閥3關(guān)閉，活塞6停止沖程。
圖2b所示為本實(shí)用新型實(shí)施例的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)活塞6回程運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，上腔26失去了高壓鉆井液的作用，回程彈簧7就往上推動(dòng)活塞6開始回程，換向閥3下側(cè)的鉆井液被控制桿4封閉起來，上腔26的鉆井液通過配流孔20和上通孔17排出，下腔27的真空由下通孔18進(jìn)入鉆井液補(bǔ)充。當(dāng)下控制槽22移動(dòng)到把控制孔21與上腔26聯(lián)通時(shí)，換向閥3受其自重作用下移，擠出其下側(cè)原封閉的鉆井液到下側(cè)位置，下側(cè)的鉆井液由控制孔21與上腔26內(nèi)的鉆井液一起排出，此時(shí)，回程結(jié)束又開始沖程。
圖3所示為本實(shí)用新型實(shí)施例的A－A剖面一反向轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，活塞棒9的外園上有2個(gè)左旋鍵槽和2個(gè)直鍵槽23，分別與螺旋母11的左旋鍵24和轉(zhuǎn)動(dòng)套12的直鍵相嚙合，螺旋母11的外園上有4個(gè)弧形偏心槽，每個(gè)槽內(nèi)有一個(gè)滾柱10，當(dāng)活塞6沖程時(shí)，左旋鍵的作用，使?jié)L柱10偏向偏心槽的淺側(cè)，它立即卡住螺旋母11不能正轉(zhuǎn)，活塞6繼續(xù)沖程，螺旋母11的左旋鍵24控制活塞棒9反向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)活塞6回程時(shí)，由于活塞6的慣性作用，活塞棒9的左旋鍵槽又驅(qū)動(dòng)螺旋母11作為反向轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)滾柱10偏向偏心槽的深側(cè)，卡不住螺旋母11，因此螺旋母11反轉(zhuǎn)而活塞不轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)活塞連續(xù)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，則轉(zhuǎn)動(dòng)套12，帶動(dòng)下接頭16就不停地作脈動(dòng)式的反向倒扣轉(zhuǎn)動(dòng)。
圖4所示為本實(shí)用新型實(shí)施例的防退機(jī)構(gòu)，活塞棒9外園上的2個(gè)直鍵槽與轉(zhuǎn)動(dòng)套12的2個(gè)直鍵相配合，轉(zhuǎn)動(dòng)套12外上裝一防退套14，它與轉(zhuǎn)動(dòng)套12用花鍵聯(lián)接，下裝一彈簧15，防退套14上端有一圈左向鋸形齒，與下殼體13下端的鋸形齒25被彈簧15推動(dòng)相嚙合，下接頭用螺紋聯(lián)接在轉(zhuǎn)動(dòng)套12下端，且壓縮彈簧15，因此，對(duì)防退套14產(chǎn)生一往上的彈性推力，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)套12反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下殼體13下端的鋸形齒25向下推動(dòng)防退套14，使防退14的鋸形齒與下殼體13下端的鋸形齒25相對(duì)離開產(chǎn)生滑動(dòng)，此類似棘輪機(jī)構(gòu)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)套12停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，防退套14上端的鋸形齒立即與下殼體13下端的鋸形齒25相嚙合，當(dāng)給轉(zhuǎn)動(dòng)套12一正向轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，防退套14通過下殼體13的作用阻止住轉(zhuǎn)動(dòng)套12正向轉(zhuǎn)動(dòng)。
權(quán)利要求1.一種石油井下水力倒扣器，在缸筒5上端聯(lián)接上接頭1，下端聯(lián)接聯(lián)接套8，內(nèi)部靠上接頭1裝一閥體2，閥體2內(nèi)裝一換向閥3，中間裝一活塞6，下部裝一回程彈簧7；活塞棒9向下穿過回程彈簧7，螺旋母11和轉(zhuǎn)動(dòng)套12，下殼體13上聯(lián)聯(lián)接套8，下端有鋸形齒25，并把螺旋母11和轉(zhuǎn)動(dòng)套12固定在其內(nèi)；防退套14上端的鋸形齒與下殼體13下端的鋸形齒相嚙合，轉(zhuǎn)動(dòng)套12下端聯(lián)接下接頭，把彈簧15和防退套14固定在轉(zhuǎn)動(dòng)套12上，其特征是閥體2、換向閥3、缸筒5、控制桿4、回程彈簧7、控制活塞6作沖程和回程運(yùn)動(dòng)的控制機(jī)構(gòu)和活塞棒9、螺旋母11、滾柱10控制活塞6反向轉(zhuǎn)動(dòng)的反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)?？刂茥U4上下兩端各有一控制槽19和22，缸筒5的下端有通孔18；螺旋母11的外園上有幾個(gè)弧形偏心槽，內(nèi)孔有左旋鍵24；活塞棒9的外園上有大螺旋升角左旋鍵槽和直鍵槽。
專利摘要一種石油井下水力倒扣器，主要用于石油井下倒扣打撈鉆桿、套管和油管，它利用高壓鉆井液通過換向閥、控制桿上的上下控制槽和回程彈簧的作用，使活塞作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)；利用螺旋母和其外圓上的弧形偏心槽及其槽內(nèi)的滾柱的作用，在活塞沖程時(shí)即產(chǎn)生強(qiáng)力反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)套和下接頭一起反向轉(zhuǎn)動(dòng)，可產(chǎn)生足夠大的倒扣扭矩；利用彈簧推壓防退套使防退套的鋸形齒與下殼體的鋸形齒相嚙合，防止倒開扣前落魚扭轉(zhuǎn)變形力作用造成上扣轉(zhuǎn)動(dòng)。該實(shí)用新型沒有齒輪，較易制造，造價(jià)較低。
文檔編號(hào)E21B31/12GK2126309SQ91224158
公開日1992年12月30日 申請(qǐng)日期1991年9月4日 優(yōu)先權(quán)日1991年9月4日
發(fā)明者焦玉貞 申請(qǐng)人:焦玉貞