用于过油管钻井和完井工作的旋转锁止防磨损套.pdf

一种保护套可被穿过油管插入，并按照阻止转动的形式进行锁卡。在涉及旋转运动的过油管操作结束时，该保护套在先前已延伸穿过其的钻柱上抽出。

1.  一种用于井下工具面如密封孔的保护罩，所述工具面具有一纵向轴线，保护罩包括：
保护套；
锁止构件，其用于按照一定方式选择性地将所述保护套与井下工具接合起来，以防止所述保护套与井下工具面之间发生相对转动。

2.  根据权利要求1所述的保护罩，其特征在于：所述锁止构件包括与井下工具相接合的条扣。

3.  根据权利要求2所述的保护罩，其特征在于：所述条扣的定向基本上平行于井下工具面的纵向轴线。

4.  根据权利要求2所述的保护罩，其特征在于：所述锁止构件进入到井下工具中的插孔内，以防止所述保护套发生转动。

5.  根据权利要求1所述的保护罩，其还包括：
致动构件，其用于选择性地驱动所述锁止构件，所述致动构件可变为旋转地锁定在所述保护套上。

6.  根据权利要求5所述的保护罩，其特征在于：当所述锁止构件与井下工具上的行进止挡相接合时，防止锁止构件前进，在此条件下，所述致动构件相对于所述锁止构件进行移动而向锁止构件提供支撑，从而将所述保护套旋转地锁定在井下工具上。

7.  根据权利要求6所述的保护罩，其特征在于：所述致动构件与所述保护套通过至少一个凸出体实现转动锁止，该凸出体移动为与至少一个凹陷接合。

9.  根据权利要求8所述的保护罩，其特征在于：所述致动构件被布置成与用于进行下套管操作的所述夹套脱离接触，以允许所述夹套产生弯曲，在所述致动构件施加作用的条件下，致动构件移动靠近所述夹套，以对所述保护套提供支撑，使其克服转动冲击作用。

10.  根据权利要求9所述的保护罩，其特征在于：所述致动构件在支撑着所述夹套时可释放地锁卡到所述保护套上。

11.  根据权利要求9所述的保护罩，其特征在于：所述致动构件在支撑着所述夹套时可释放地锁卡到井下工具上。

12.  根据权利要求9所述的保护罩，其特征在于：所述致动构件还包括一第一接合定位，以便于将其移动到所述夹套不受支撑的位置。

13.  根据权利要求12所述的保护罩，其特征在于：所述保护套包括一第二接合定位，用于在所述夹套未被支撑、以撤出所述保护套时与所述致动构件进行接触。

14.  根据权利要求5所述的保护罩，其还包括：
一心轴，其用于支撑所述保护套、所述致动构件、以及所述锁止构件，以将这些部件移动到井下工具中：
所述心轴与所述保护套和锁止构件一起移动，直到所述锁止构件由于与井下工具接触而不再进一步前进为止，此条件下，所述心轴将所述致动构件相对于所述保护套向前推动，以驱动所述锁止构件，从而将所述保护套旋转地锁定在井下工具上。

15.  根据权利要求14所述的保护罩，其特征在于：利用所述心轴使所述致动构件在纵向上前进，由此将所述致动构件旋转地锁定在所述保护套上。

16.  根据权利要求15所述的保护罩，其特征在于：
将所述致动构件锁定在所述保护套上的操作将所述致动构件从所述心轴上释放；
所述锁止构件包括至少一个夹套，其与所述保护套相连接，所述致动构件支撑着所述夹套，以使其与井下工具相接合，由此来旋转地锁止所述保护套。

17.  根据权利要求16所述的保护罩，其特征在于：所述夹套包括一些条扣，这些条扣的定向基本上平行于井下工具面的纵向轴线，以便与井下工具接合。

18.  根据权利要求16所述的保护罩，其特征在于：所述夹套进入到井下工具中的插孔内，以防止所述保护套发生转动。

19.  根据权利要求15所述的保护罩，其特征在于：所述保护套和所述致动构件具有城堡形的齿缺，它们选择性地进行接合以将保护套和致动构件转动地锁定到一起。

20.  根据权利要求19所述的保护罩，其特征在于：所述致动构件可被移动从而释放所述锁止构件，且随后与所述保护套相接合，以便于将其从井下工具中撤出。

用于过油管钻井和完井工作的旋转锁止防磨损套
优先权信息
本申请要求享有于2004年1月27日提交的第60/539396号美国临时申请的优先权。
技术领域
本发明的领域涉及用于油管中密封孔或其它敏感区域的保护装置，其中，涉及旋转运动的钻井或其它完井过程是穿过所述的油管进行的。
背景技术
管状的钻柱目前要承受过油管钻杆柱的旋转运动。其它的完井操作也要涉及转动。许多种类型的装置具有内部密封孔或其它敏感区，这种装置是管状钻柱的组成部件，在旋转着的过油管钻柱的搅动作用下，这些孔或敏感区会被损坏。在过去的日子里，人们已经尝试了各种解决方案。在一种设计方案中，密封孔是凹进的，从而，钻柱的搅动运动或测井电缆在井孔中的出入运动不会损坏凹进的密封孔。美国专利US 5865255公开了此类设计的一种实例。将密封孔设计成凹进的则就需要有这样的设备：其能将随后送入到油管中的设备的密封件伸展开，且被设计成抵靠着密封孔密封。
人们已经尝试用保护套来遮盖密封孔，但这些保护套却存在如下的问题：它们不是旋转锁止的，且过油管钻杆柱的搅动运动会造成与这样的保护套发生接触，这样，或者是通过使保护套旋转而将其侵蚀，或者由于转动而使保护套过热而与密封孔熔合到一起。这种效应会损坏密封孔，并使保护套实质上成为不可拆卸的。
现有技术尚未涉猎的这一问题就是：如何制造一种可拆卸的保护套，该保护套是转动锁止的，在过油管操作之前，该保护套能被容易地安装好，在过油管操作完成之后，如果需要接近密封孔，则能同样容易地将该保护套拆卸掉。下文的优选实施方式提供了此类保护套的一种解决方案，该保护套的放入和取出是简单的，且在就位时能被旋转锁止。
下列的一些美国专利基本上涉及了内部密封孔的使用以及可与密封孔进行接合的密封组件：1762211、2751235、2754136、3244424、4899816、5180008、6024172。
本领域技术人员从下文对优选实施例的描述和后文的附图，能更好地理解本发明的各种实施方式，且权利要求限定了本发明的全部范围。
发明内容
一种保护套可被经油管插入，并被按照一定的方式锁卡住，以防止转动。在涉及旋转运动的过油管操作结束时，该保护套在先前已延伸穿过其的钻杆柱上抽出。
附图说明
图1中的外视图表示了处于工具下入位置(run in position)的保护套；
图2是对图1所示的保护套所作的剖面图；
图3中的外视图表示了处于锁卡状态的保护套；
图4是图3的剖视图，在图中，为了简明而去掉了内部的钻柱，且保护套处于可被拆除的状态；
图5中的细节图表示了一些锁止爪，这些锁止爪在图中处于被锁卡且被完全支撑着的状态，图3中也表示出了这些锁止爪；
图6是其中一个锁止爪的细节图；以及
图7是对井管所作的内部视图，保护套将被安装到该井管中，图中表示出了具有转动锁止作用的纵向槽。
具体实施方式
图1表示出了被一短管(sub)12支撑着的保护套组件10，其中的短管12是过油管钻柱(图中未示出)的一部分。保护套组件10具有一上部构件14，其被一剪切销16固定到用于进行下套管操作(runin)的短管12上。构件14的下端18上具有交替的指状物20和位于其间的间隙22，由此使下端18呈现为城堡状。下部构件24的上端26上也具有被间隙30分隔开的指状物28，从而也呈现为城堡状。下部构件24具有多个柔性的止动爪32，这些止动爪具有沿纵向定向的条扣(wicker)34(见图6)，用以阻止转动。优选地是，利用一对纵向切缝36、38，在下部构件24上一体地制出止动爪32，从而，在下套管过程中，止动爪32可向内弯曲，而在被内套管40支撑着时(见图4)，则向外移动。如图2所示，在螺纹42处，内套管40被固定到上部构件14上。
在下套管过程中，由于内套管40位于止动爪32的上方，所以，止动爪32未受到支撑。在短管12向前的过程中，止动爪32能自由地向内偏转。图7表示了井管44内部的详细结构。图中表示了很多组件中的其中一个组件，且本领域技术人员能领会到：每个止动爪32都对应着一个图7所示的组件。倾斜表面46、48将对应的止动爪32重新定向，并将其引导到井管44上地纵向豁槽(through)50中。当各个止动爪32都接触到井管44上的底部52时，下部构件24不能再继续进行了。进一步地下压重量将导致剪切销16的断裂。此时，随着指状物20移动到间隙30中且指状物28进入到间隙22中，上部构件14带着内套管40移动。当上部构件14完全向下移动时，其转动地锁定在下部构件24上。与此同时，内套管40也已下移，且由于C形圈54已经与沟槽56对准，所以会被锁定。内套管40的下端58具有一些指状物60，如图5所示，这些指状物卡到止动爪32内侧的凹陷62中。此时，保护套组件10就被安装好了，且实现了转动锁止。
如图2所示，为了实现收回，短管12上具有一肩部64，其与内套管40上的肩部66进行接合。当短管12向上移动、且这些肩部实现接合时，内套管40相对于仍然被止动爪32保持在井管44上的下部构件24而被向上带起。随着C形圈54从沟槽56中脱出，内套管40的向上运动将破坏掉止动爪32。最终，内套管40上的肩部68将卡住下部构件24上的肩部70，从而将下部构件24从井管44中拉出。本领域技术人员能认识到：下部构件24可具有一延长段72，其在螺纹74处连接到构件上，以便于向下延伸，例如延伸到井下安全阀中，从而跨过了流管的上方及下方的密封孔。图中未表示出井下安全阀。可利用保护套组件10来保护其它类型的设备。
通过在独自起作用的止动爪32上设置条扣34、并对这些条扣进行定向，能实现对转动的锁止。作为备选方案，止动爪32可进入到纵向的豁槽50中，由此来获得将转动锁止的特性。作为另一种改型，这些特性可被组合到一起。在优选实施方式中，城堡形的结构是也仅是一个执行特征，该特征能将止动爪32锁定就位，从而可转动地锁止了装置上的一个部分，而装置的这一部分可进行平动而实现锁止。在此情况下，作为组件中一个部件、且可能会与旋转着的内部钻柱直接接触的内套管40实现了转动锁止，其中的原因是与下部构件24实现了城堡形的齿缺接触，而下部构件24反过来又按照阻止转动的形式固定到井管44上。这些利用螺纹连接到一起(例如在螺纹74处进行连接)的部件具有正确的螺纹定向，从而，在保护套组件安装就位时，在承受旋转着的内部钻柱冲击作用的条件下，这些部件不会被损坏。装置的另一个特征在于：当止动爪32被内套管40支撑着时，由于C形圈54与沟槽56的相互作用，可将止动爪32锁定在该位置上。短管12的撤出不会造成组件10的释放，设置了一个打捞颈76，以利于在各次单独的下井操作中完成撤回。
上文对本发明的描述和公开是对本发明的示例性说明，在不悖离本发明设计思想的前提下，可对所示构造的尺寸、形状、材料、以及细节特征作各种形式的改动。