适用于水平井裸井眼的MWD打捞工具的制作方法

适用于水平井裸井眼的mwd打捞工具
技术领域
1.本发明涉及井下打捞装置技术领域，具体涉及一种适用于水平井裸井眼的mwd打捞工具。


背景技术：

2.水平井是指井眼轨迹与地层走向基本一致，井斜角不低于86度的特殊定向井。水平井井眼的螺旋轨迹，容易导致仪器在起下的过程中发生旋转乃至造成松脱，进而发生井下落物。在某项目水平井施工中，发生了井下无磁公扣断裂，无线随钻仪器掉落在井底，暴露在裸眼中。由于该井为水平多分支井，仪器掉落位置井眼较深，水平段长，井斜大，打捞难度大。
3.现有的两种打捞方式：一种是直接用钻杆带着打捞工具下钻打捞，但是，如果仪器掉落位置与估算位置存在误差，该方式会对仪器造成难以修复的损伤；另一种是先下钻杆把仪器套入钻具内，再下打捞杆打捞，该方法存在二次落井的风险且费事费工。
4.综上所述，针对随钻测量(mwd)仪器落入水平井中时，如何设计一种打捞工具，就成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，为打捞落入水平井裸井眼中的随钻测量仪器，提供一种对仪器损伤更小、打捞成功率更高的打捞工具。
6.为实现上述目的，本发明采用如下方案：提出一种适用于水平井裸井眼的mwd打捞工具，包括打捞筒、卡箍和弹簧；
7.所述打捞筒的内部具有引入腔、中腔和连接腔，引入腔位于打捞筒的首端，连接腔位于打捞筒的尾端，引入腔的尾端与中腔相连，中腔与连接腔之间设置有固定套，中腔的尾端设置有锥形口，锥形口的首端向内收缩；
8.所述卡箍被置于中腔内，卡箍具有弹性，中腔的内壁对卡箍形成支撑，卡箍的内部具有空腔，空腔具有收缩状态和张开状态；
9.所述弹簧的一端连接在固定套上，另一端连接在卡箍的尾端，形成持续对卡箍施加弹力；
10.当处于收缩状态时，卡箍的首端位于锥形口的内部，空腔的内径随卡箍的首端位置变化而变化；
11.当处于张开状态时，卡箍的首端脱离锥形口的尾端，空腔的内径达到最大值。
12.作为优选，卡箍具有卡爪和连接环，多个卡爪沿着卡箍的径向排布，卡爪的尾端固定在连接环上，卡爪具有弹性，中腔的内壁对卡爪形成支撑，卡爪的内径随着在中腔中不同的位置而变化，使得落鱼在进入引入腔后推动卡箍，便于卡爪张开，进而使得落鱼进入卡箍中。
13.作为优选，卡箍具有两个卡爪，两个卡爪沿着卡箍的轴线对称分布，有利于增大卡
爪与落鱼的接触面积，使得落鱼受力均匀，降低落鱼外表面的磨损。
14.作为优选，弹簧的两端并紧且磨平，增大弹簧两端与支撑面的接触面积，使弹簧在工作弹力范围内避免发生弹簧轴线扭曲，保持作用力方向的延长线与弹簧中心线共线，有利于对中腔的内壁形成保护，便于卡箍受力的均衡，有利于提高打捞捕获落鱼的成功率。
15.作为优选，卡箍的尾端设置有连接套，弹簧连接在连接套上，连接套与卡箍可拆卸，便于卡箍的维护保养和更换。
16.作为优选，打捞筒的首端设置有坡口，便于将落鱼引入打捞筒的引入腔，有利于提高打捞的成功率。
17.作为优选，打捞筒的尾端连接有转接头，转接头的首端伸入连接腔的内部，与连接腔螺纹连接，转接头的首端设置有外螺纹，转接头的尾端设置有内螺纹，便于打捞工具与钻杆连接。
18.作为优选，引入腔呈锥形，引入腔的首端开口大于引入腔的尾端开口，有利于落鱼顺利进入卡箍的腔体内。
19.本发明提供的适用于水平井裸井眼的mwd打捞工具使用时，打捞筒中腔的锥形口首端开口小于尾端开口，弹簧对卡箍施加弹力，此时卡箍的空腔处于收缩状态，中腔的内壁对卡箍形成支撑，其空腔的内径小于仪器尺寸。打捞时，打捞筒的引入腔套入随钻测量(mwd)仪器，随钻测量仪器的尾端顶着卡箍向着打捞筒的尾端运动，弹簧被压缩。当卡箍的首端脱离锥形口的尾端时，卡箍的空腔处于张开状态，随钻测量仪器进入卡箍内。此时随钻测量仪器作用于弹簧的压力消失，弹簧持续对卡箍施加弹力，卡箍向着打捞筒的首端运动，当卡箍进入锥形口时，其空腔处于收缩状态，随钻测量仪器被夹紧固定。
20.本发明提供的适用于水平井裸井眼的mwd打捞工具与现有技术相比，具有如下实质性特点和进步：
21.1、该打捞工具的打捞筒的内部具有引入腔、中腔和连接腔，使得落入水平井中的随钻测量仪器能够从引入腔进入打捞筒的内部，降低因随钻测量仪器掉落位置存在误差，而对仪器产生损伤的风险，同时，打捞仅需一次下钻，提高了打捞效率；
22.2、该打捞工具的卡箍的空腔具有张开状态和收缩状态，张开状态下随钻测量仪器能够进入卡箍，收缩状态下卡箍、弹簧与打捞筒的内壁三者协同作用，对随钻测量仪器实现夹紧固定，提高了打捞的成功率。
附图说明
23.图1是本发明实施例中适用于水平井裸井眼的mwd打捞工具的示意图；
24.图2是图1的剖视图；
25.图3是卡箍3的示意图；
26.图4是落鱼7进入卡箍3的原理示意图；
27.图5是卡箍3抓住落鱼7的原理示意图。
28.附图标记：转接头1、打捞筒2、卡箍3、弹簧4、固定套5、连接套6、落鱼7、卡爪31、连接环32。
具体实施方式
29.下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。
30.如图1-5所示的一种适用于水平井裸井眼的mwd打捞工具，用于对落入水平井中的随钻测量仪器的打捞。该打捞工具打捞时，打捞筒的引入腔套入随钻测量(mwd)仪器，随钻测量仪器的尾端顶着卡箍向着打捞筒的尾端运动，弹簧被压缩。当卡箍的首端脱离锥形口的尾端时，卡箍的空腔处于张开状态，随钻测量仪器进入卡箍内。此时随钻测量仪器作用于弹簧的压力消失，弹簧持续对卡箍施加弹力，卡箍向着打捞筒的首端运动，当卡箍进入锥形口时，其空腔处于收缩状态，随钻测量仪器被夹紧固定
31.如图1-2所示的一种适用于水平井裸井眼的mwd打捞工具，包括打捞筒2、卡箍3和弹簧 4。打捞筒2的内部具有引入腔、中腔和连接腔。引入腔位于打捞筒1的首端，连接腔位于打捞筒1的尾端。引入腔的尾端与中腔相连。中腔与连接腔之间设置有固定套5。固定套5用于连接弹簧4的一端，对弹簧4形成支撑。中腔的尾端设置有锥形口，锥形口的首端向内收缩。
32.卡箍3被置于中腔内，卡箍3具有弹性，中腔的内壁对卡箍3形成支撑。卡箍3可选用金属材质制成。卡箍3的内部具有空腔，空腔具有收缩状态和张开状态。
33.弹簧4的一端连接在固定套5上，另一端连接在卡箍3的尾端，形成持续对卡箍3施加弹力。卡箍3能够随着弹簧4的压缩和释放，在打捞筒1的中腔内沿着打捞工具的轴线运动。
34.当处于空腔收缩状态时，卡箍3的首端位于锥形口的内部，空腔的内径随卡箍的首端位置变化而变化；当处于张开状态时，卡箍3的首端脱离锥形口的尾端，空腔的内径达到最大值。
35.在水平井裸井眼中，地层中的砂粒更容易进入井眼中，并且在水平井中形成沉淀，掉落在水平井中的随钻测量仪器，也就是图4和图5中所示的落鱼7陷在泥沙中，增加了打捞难度。因此，该打捞工具的内部的引入腔、中腔、连接腔以及卡箍内的腔体，为打捞时的冲刷泥浆提供通道。在该打捞工具接近随钻测量仪器时，开启泵循环冲刷周围的泥沙，为打捞工作提供良好的环境。
36.如图3所示，优选地，卡箍3具有卡爪31和连接环32。卡爪31的尾端固定在连接环32 上。两个卡爪31沿着卡箍3的轴线对称分布，有利于增大卡爪3与落鱼7的接触面积，使得落鱼7受力均匀，降低落鱼7外表面的磨损。
37.优选地，多个卡爪31沿着卡箍3的径向均匀排布。卡爪的个数可选为3、4、5等。卡爪 31的尾端固定在连接环32上。卡爪31具有弹性，中腔的内壁对卡爪31形成支撑。多个卡爪 31形成的内径随着卡爪31的首端在中腔中不同的位置而变化，使得落鱼7在进入引入腔后能够推动卡箍3，便于卡爪31张开，进而使得落鱼7进入卡箍3的空腔中。
38.优选地，弹簧4的两端并紧且磨平。弹簧并紧是指在最后一圈有半圈弹簧线是紧挨在一起的。弹簧磨平是指最后一圈水平磨掉一部分，使得弹簧的端部形成一个平面。增大弹簧4两端与支撑面的接触面积，使弹簧4在工作弹力范围内避免发生弹簧4轴线扭曲，保持作用力方向的延长线与弹簧4中心线共线，有利于对中腔的内壁形成保护，便于卡箍3受力的均衡，有利于提高打捞捕获落鱼7的成功率。
39.优选地，卡箍3的尾端设置有连接套6。弹簧4连接在连接套6上。连接套6与卡箍3可
拆卸，便于卡箍3的维护保养和更换。
40.优选地，打捞筒2的首端设置有坡口，便于将落鱼引入打捞筒的引入腔，有利于提高打捞的成功率。坡口的形状可优选为马蹄口。
41.优选地，打捞筒2的尾端连接有转接头1。转接头1的首端伸入连接腔的内部，与连接腔采用螺纹连接。转接头1的首端设置有外螺纹。转接头1的尾端设置有内螺纹，便于打捞工具与钻杆连接。其中，转接头1的外螺纹尺寸优选为m100，螺距为4mm。转接头1的内螺纹尺寸优选为nc38。
42.优选地，打捞筒1的引入腔呈锥形。引入腔的首端开口大于引入腔的尾端开口，有利于落鱼顺利进入卡箍的腔体内。
43.如图4-5所示，本实施例中适用于水平井裸井眼的mwd打捞工具在打捞捕获落鱼7的原理如下：如图4所示，打捞时，打捞工具对落鱼7施加轴向力，落鱼7被套入打捞筒2的引入腔，落鱼7的尾端顶着卡箍3向着打捞筒2的尾端运动，弹簧4被压缩。当卡箍3的首端脱离锥形口的尾端时，卡箍3的空腔处于张开状态，多个卡爪31沿着径向张开，落鱼7进入卡箍3内。此时，如图5所示，落鱼7作用于弹簧4的压力消失，弹簧4持续对卡箍3施加弹力，卡箍3 向着打捞筒2的首端运动，当卡箍3进入锥形口时，其空腔处于收缩状态，落鱼7被夹紧固定。
44.本实施例中适用于水平井裸井眼的mwd打捞工具，在打捞掉落在水平井裸井眼中水平段的随钻测量仪器时，包括如下步骤：打捞筒通过转接头连接在钻杆上；打捞筒下到距离随钻测量仪器顶部的0.3-0.5m处，开泵循环，冲洗随钻测量仪器周围的沉积物，有助于提高打捞成功率；冲刷完成后，停止泵循环，钻杆慢慢旋转下放打捞筒，将随钻测量仪器引入打捞筒的引入腔；待随钻测量仪器进入中腔，钻杆停止转动并施加轴向力，使得随钻测量仪器进入卡箍内并被夹紧；上提钻杆进入垂直井段，将随钻测量仪器提离井底0.5-0.8m，猛刹车2-3次，确保其被卡牢，防止在垂直井段发生二次掉落而损坏仪器。
45.本发明不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等形成的技术方案，均应包含在本发明的保护范围之内。