本發(fā)明介紹一種裝在對地面打眼的鉆桿上的井下工具,它有可拆卸的、分成二半的套筒式工具段,并裝在一個本體上。可拆卸工具套筒段可以有鉆桿穩(wěn)定器、擴孔工具等。
在油井、氣井以及其它對地球打眼的操作中,在鉆桿上預先確定的地方,經(jīng)常必須插入井下的工具,通常也稱為鉆具組(drillString),它們用來使鉆孔中的鉆桿穩(wěn)定或起定心的作用,擴充或修整孔中其它的結構部分,以及完成各種其它的操作,例如在預定的深度切割或擴大孔的直徑等。井下工具,如穩(wěn)定器、擴孔器和其它類似的工具,它們磨損得很快,要求經(jīng)常更換或加以修理。一般這些工具做在一個基體上或其它替代物上,二端有普通的公螺紋和母螺紋,適合于裝在任意二個鉆桿接頭中間、或與鉆桿的下端相連接。這類磨損或損壞了的工具的更換既昂貴又費時,因為需要拆除工具本體和鉆桿之間的一處或二處連接接頭,以便更換工具本身。此外,在對每一個鉆桿接頭進行裝配或拆卸工作時,當人們處理接頭上部的管段時,可能由于疏忽而有使留在孔中的鉆桿部分墮落的危險,也有可能使鉆井平臺上的其它支承物落入鉆孔中。因此非常希望在不從鉆桿上分解工具本身的情況下,來更換井下工具,如穩(wěn)定器、擴孔器和其它類似的東西。
對于整體式的工具,在更換鉆桿穩(wěn)定器、擴孔器和其它井下工具時,即使只是工具的表面過度磨損或破壞,也必須對整個工具,包括工具本體加以更換或修理。這是這類工具的另一個存在的問題。對于工具結構中的很大部分而言,這樣做是浪費的和昂貴的,此外還要加上操作費用,因此,很需要有一種鉆孔工具,它可以在不更換整個工具本體的情況下,來更換工具段中可更換的,用來承受磨損的零件或其它極有可能損壞的部分。
為了解決上述存在的問題,將井下工具做成使工具本體適合于去支承一個可更換的空心套筒,其上有穩(wěn)定器耐磨表面或擴孔器的切割表面。然而,這種類型的可更換式井下工具,要求在更換套筒時,至少要分解開工具和鉆桿之間的一個連接點。
還提出了另一種類型的井下工具,在那里,工具段或插入部分用螺紋聯(lián)結件和其它支承零件將它們和工具本體固定在一起,這些零件和工具本體是分開的。這種設計方法是不符合要求的,因為在大載荷的作用下,緊固件有破壞和松脫的危險(大載荷通常是井下工具在孔中所遭受的),或由于進行工具更換和維護工作時,緊固件和其它支承零件可能丟失?,F(xiàn)有可更換的井下工具就存在后面所述的這一缺點當這種工具在鉆臺上工作時,緊固零件或其它比較小的零件,有很大可能會落到所鉆的孔中去。這種意外的不幸事故要求進行耗費時間的打撈工作和付出昂貴的代價,否則當鉆孔工序重新開始時,由于這些東西在鉆孔中會使鉆桿或鉆頭損壞。此外,對最后提到的這一類工具,在更換和維修時比較費時間,并且通常要求采用專用工具和方法。
因此,現(xiàn)有的井下工具帶來的問題使技術工人感到煩惱。一直有要求去改進這類井下工具。為此目的,本發(fā)明介紹一種有可更換工具段的改進了的井下工具的一些實例。工具段可以快速更換,而無需從鉆桿上分解或拆卸工具本體,而且不使用體積小,不耐用、容易丟失和損壞的零件。
本發(fā)明介紹一種改進的井下工具,它用在鉆桿上并有一個本體,本體可以嵌入鉆桿并用來安裝可更換的工具套筒段,可以容易和迅速地用其它套筒段來更換它們,而無需將本體從鉆桿上拆下來。
本發(fā)明的一個方面是提供了一種具有圓柱形本體的井下工具,二端有螺紋段,用于與鉆桿相連接,并適合于支承一對大體上是圓柱形的二半分開的套筒工具段。工具段裝在本體上。也可以通過相對于本體縱軸線徑向地移動工具段,來把工具段從本體上拆下,以便修理或更換,而無須從工具上拆去其它任何零件。具體來說,本發(fā)明介紹一種具有可更換工具套筒段的工具,通過一個螺母使它們在釋放狀態(tài)下仍留在工具本體上,螺母在工具本體上可以軸向移動,而且實際上一直留在本體上。螺母最好做成有內螺紋的圓柱形環(huán),它可以用在鉆臺上連接或分解鉆桿時采用的普通工具來上緊或松開。
本發(fā)明的另一個方面是提供了一種具有多個可更換工具段的井下工具,可更換工具段裝在圓柱形本體上,并通過一個改進了的機構固定在本體上。改進了的機構包括一個配合工作的環(huán)和鎖緊螺母,它們永遠留在本體上而不會由于疏忽而丟失或落入鉆孔中去。鎖緊螺母結構中包括一個環(huán),它可在工具本體上軸向滑動,但不能轉動。此環(huán)與鎖緊螺母相銜接,與可更換工具段相嚙合,將工具段鎖緊在本體上。環(huán)也可以通過螺紋裝在本體上,從而提供了雙螺母防松裝置。當鉆桿正常運轉時,應在能使鎖緊螺母越來越緊的條件下規(guī)定螺紋的方向,以便使鎖緊螺母松開的可能性變得最小。鎖緊螺母和工具段具體結構型式的這種組合,提供了快速更換工具段而不涉及體積小的松動的零件,也不必使用專用工具。
本發(fā)明提出的還有一個方面是,提供了一種有可插入鉆桿中去的本體的井下工具。它適合于安裝多種不同工具段中選出的一種,例如二半分開的圓柱形套筒穩(wěn)定器、擴孔工具和開孔工具等。每一種二半分開式的套筒工具段具有鎖緊面,它與本體上的相配表面結合,以便鎖緊套筒段,防止其相對于本體轉動。配合工作的鎖緊面可以由本體上的軸向凸塊來提供,它與在套筒段上的凸緣相嚙合,或者在本體和套筒段上設有較大的支承配合面,它們可以承受大載荷,當工具工作時工具外表面不容易受到影響,并因此防止過度磨損或遭致破壞。
本發(fā)明還有進一步的方面是,可更換的工具套筒段最好在套筒段的二端做成錐形凸緣,它與本體上的凹槽和在鎖緊螺母或中間鎖緊環(huán)上的錐形槽相配合,來定工具段的中心、工具段與工具本體的旋轉中心是同軸的。本發(fā)明的一個重要特點是,整段式的工具本體十分堅固,它沒有削弱鉆桿的強度。本發(fā)明的另一個特點是在可更換工具段和工具本體的配合表面的設計上,它們是彼此分開的,但在尺寸方面這樣來安排,即工具段不會裝錯位置,而且在裝配和分解時能方便地留在本體上,從而不大可能丟失或從本體上失落。
在讀了結合后面的附圖所作的說明后,技術上熟練的人們可以看出以上所述的特點和優(yōu)點,以及本發(fā)明其它優(yōu)越的方面。
圖1是本發(fā)明所介紹的井下工具的一種具體實例的側視圖;
圖2是圖1中按2-2線通過中心取下的局部縱剖面詳圖;
圖3是圖1和圖2所示的工具具體實例的透視圖,局部剖面圖和部分分解圖;
圖4是本發(fā)明所介紹的井下工具的第一種實施例;
圖5是圖4中的5-5截面圖;
圖6是圖4中的6-6截面圖;
圖7是在圖4和圖5中所示具體實例的透視圖,局部剖面和部分分解圖;
圖8是井下工具第二個實施例的側視圖;
圖9是本發(fā)明所介紹的井下工具的第三個實施例的側視圖;
圖10是本發(fā)明所介紹的井下工具的第四個實施例的側視圖。
在圍繞同類零件和有特殊特點的零件的敘述中,在說明如圖中用同一個編號。
圖1、2和3表示了一個改進了的井下工具,它的總體用數(shù)字10來表示,它適合于裝入鉆桿11。圖1到圖3所表示的工具10具體實例的特點是,它作為一個穩(wěn)定器用來對細長的鉆桿起導向和定心的作用,鉆桿是用普通的方法,由鉆管段或鉆桿段逐段連接起來的。在選定的位置上將工具10裝到鉆桿11上去,可以裝一個或裝多個這樣的工具在鉆桿中,這取決于它的總長度和在鉆孔中的其它條件。
工具10包括有一個細長空心的圓柱形本體12,它具有一個加粗了的頭部13,一個加粗了的尾部14,以及一個直徑減小了的中間部分16。工具10有一個細長的圓柱形穩(wěn)定器的耐磨套筒,它是沿縱向至少分成二部分的圓柱形套筒工具段18和20,適合于分開裝到本體部分16上去。工具10還裝有一個改進了的機構22,用來將工具段18,20固緊在基體12上。
本體12適合于裝在鉆桿中間與鉆桿的二種端頭相連接而成為鉆桿11的一部分,或根據(jù)需要裝在鉆桿的下端。頭部13上設有內螺紋座或母螺紋段24,以便裝入標準鉆管或鉆桿的相應的公螺紋部分。有外螺紋的部分26從尾部14伸出,以便與后繼的鉆桿11的向下鉆進段或頭部帽罩相連(圖上未表示)。
當工具段18和20裝在本體12上時便構成了一個大體上為圓柱形的套筒。工具段18,20的內側是圓弧面,其半徑大約與本體部分16的半徑相同。此外,工具段18和20的每一部分包圍著本體16大約為180°。由于工具段18,20與本體段16之間形成的支承面積比較大,以及工具段的尺寸比較大,因而使工具段有一個留在本體12的位置上的趨勢。因此,即使機構22偶然發(fā)生松開這種不大可能出現(xiàn)的萬一情況,工具段18,20仍傾向于停留在本體12上。當然,分開式的套筒段18,20可以由多于二個部分來組成,而且構成工具段的那些零件也無需完全包圍本體12。
實例中的工具段18,20上的工作裝置是由耐磨凸帶或肋條28組成的,它們壓靠在鉆孔的壁面上(圖上未表示)來對鉆桿起導引和定心的作用。肋條28可以是如圖上所表示的那樣成為螺旋形曲線狀的,也可以是其它形狀。此外,各種不同設計,不同外徑,不同尺寸的穩(wěn)定器工具段,都有相同的內部尺寸和型式,以便能裝在本體12上。正如后面還要進一步說明的那樣,執(zhí)行其它任務的工具段,可以將它們安裝在穩(wěn)定器類型的工具段18,20的位置上。因此,僅僅通過更換工具段18,20,便使工具10適合于各種不同的用途,用于不同的鉆孔尺寸和鉆孔條件。例如,當一個鉆井的鉆孔深度增加時,它的直徑一般減小,使鉆孔操作易于進行。對于本發(fā)明而言,穩(wěn)定器工具段18,20可以迅速地隨著孔徑的改變而改變。
工具段18,20的每一個都設有將其裝配和固定在本體12上的裝置,它包括上部的縱向錐形拱狀凸緣30,該凸緣可以插入頭部13中所制出的相應的錐形凹槽32中去。腹板部分34是由頭部13中二個凹槽之間的結合部形成的,它與凸緣30的側面相接,來防止工具段18,20的上端圍繞本體12的縱軸線15轉動。工具段18,20的另一端也設有錐拱形固定凸緣36,如圖所示。凸緣36形成了槽口40,它們的尺寸大小正好用來容納凸塊44,凸塊是從本體16處向外伸出的部分。凸塊44防止工具段18,20的下端相對于本體12的轉動。此外,凸塊44限制工具段18,20裝到本體12上去以后的軸向滑動。
用來固定工具段18,20在本體12上的機構22,包括一個50和一個有內螺紋的鎖緊螺母52,它裝在本體的中間或中心部分16上有螺紋的下部54上。鎖緊螺母52與螺紋段54相嚙合,因此,鎖緊螺母可以在本體12上作軸向移動,并永久留在尾部14和頭部13之間的本體上。當鎖緊螺母52上緊而壓迫環(huán)50時,使環(huán)50將工具段18,20固定在本體12應有的位置上。環(huán)50上設有幾個槽56(其中有一個已表示在圖3上),它用來接納凸塊44。在任何情況下,凸塊44的一部分總是置入切槽56之中,以防止環(huán)50相對于本體12轉動;當鎖緊螺母52按箭頭60所示的方向通過轉動而擰緊時,環(huán)50可在箭頭58的方向作軸向滑動而與工具段18,20相結合。此外,當鎖緊螺母擰得足夠松時,環(huán)50向相反方向軸向自由滑動,工具段18,20被釋放,并徑向地從本體12上把它們卸下。因為環(huán)50的自由轉動受到限制,所以它有助于鎖緊螺母52的防松。
更仔細地參看圖1,環(huán)50的上端做有一個凹槽,它是環(huán)狀的楔形表面62,它與下部的錐形固定凸緣36相配合。環(huán)50的下端制成類似的形式,以提供一個環(huán)狀的楔形面64。鎖緊螺母52的上端是錐形的,它有一個配合用的凸緣面66。利用強力鉗或其它用于連接鉆桿的板(圖上未表示)將鎖緊螺母52上緊時,上部固定凸緣30被緊緊地推入槽32中去。此外,下部固定凸緣36楔入環(huán)50的楔形面62,而鎖緊螺母的楔形面66插入環(huán)的楔形面64中。因此,工具段18,20被牢牢地夾持在本體12上。此外,楔形配合面能很好地確定工具段18,20的中心,使之與本體12共軸,所以當肋條28與鉆孔的內壁接觸時磨損均勻。這一特點增加了穩(wěn)定器工具段的壽命。
井下工具10設計成使工具段18、20從本體12上脫開及落入鉆孔的危險性最小,否則會帶來損失,并能破壞鉆管和鉆頭,或鉆孔中的其它裝置。凸緣30和36上設置的楔形面,以及頭部13和環(huán)50中的凹槽,協(xié)助將工具段18,20固定在本體12上。二半分開的套筒式工具段18,20實際的物理尺寸,減小了使工具段從本體12上失落和進入井臺的套管裝置中,或落入鉆孔中去的可能性。此外,上部固定凸緣30,下部固定凸緣36的相對軸向長度,以及鎖緊螺母52的最大行程距離,設計成防止工具段從本體12上失落。具體來說,如圖1所示,本體尾部14的環(huán)狀凸肩68限制了鎖緊螺母52的最大行程為距離X。此外,上部固定凸緣30的有效軸向長度是Y,它大于X,而下部固定凸緣的有效軸向長度是Z,它比X小。
有了這些相對尺寸,工具段18,20的裝配及分解如以下所述。工具段18,20徑向地移向本體12,隨著其作微小的軸向移動,使上部固定凸緣30進入槽32,然后再向上推動工具段18,20。當工具段18,20徑向地移動并圍繞著本體部分16時,鎖緊螺母要回退到最大可能的程度,使下部固定凸緣36離開環(huán)50的上端。然后,工具段18、20可以稍稍向下移動一些,并置入由環(huán)50的表面62所構成的槽中去,并向本體部分16壓靠。因為上部凸緣30這時也處于槽32中,所以在把工具段18、20放在本體12上以后,工人可以把他們的雙手從工具段18、20上移開而首先去擰緊鎖緊螺母53。這就可以大大減小工人的手受壓夾或其它傷害的危險。然后擰緊鎖緊螺母52,使工具段18、20緊固在本體12上。
當松開鎖緊螺母52時,環(huán)50向下移動,工具段18、20可隨之向下移動。因為上凸緣30的長度大于鎖緊螺母52的最大行程距離,所以它們仍可留在凹槽32中。這實際上消除了工具段18、20落在井臺上或落入鉆孔中的危險。拆卸工具段18、20時,通過將它們向上推,直至下凸緣36離開環(huán)50的上端。工具段18、20的下端徑向向外分開,于是工具段可以向下拉一個短距離,并與本體12脫開。上凸緣30的棱邊最好做成圓角,這樣,它們在裝配和分解工具段時不會與凹槽32的邊緣發(fā)生摩擦。而且,下部固定凸緣36的尺寸做成使它們不能裝入槽32內,以便防止將工具段18、20顛倒裝配在本體12上。
由以上的敘述可以看出,作為鉆桿穩(wěn)定器的井下工具的特點是有工具段,它能迅速分解和裝配,而不需要在鉆桿上拆卸工具本身。此外,由環(huán)50和鎖緊螺母52所組成的工具段的固定和壓緊機構仍然當在工具本體12上。鎖緊螺母易于用連接和分解鉆桿時所采用的普通工具來操作。
現(xiàn)在來看圖4至圖7。本發(fā)明所提出的井下工具的第一個實施例在圖上用號碼70來表示。工具70也有一個細長的,大體上是圓柱形的本體72,它有具有內螺紋76的頭部74,以及一個具有外螺紋的,從它那里軸向延伸出去的公螺紋部分80的尾部78。本體72也有一個直徑縮小了的部分82,它位于頭部74和尾部78之間,其上有多邊形橫截面及形成多個平面84的一個部分83。如圖5中具體表示的那樣,作為本體一部分的83的特殊的橫截面,實際上是六邊形的,因此它有六個支承面或鎖緊面84。松弛面85位于相鄰面84之間。從這里的介紹中可以看出,提供鎖緊表面84的特殊的橫截面型式,可以由與六邊形不同的其它幾何形狀所構成的。
本體72同樣也有一個沿軸向的中心孔道86。因此,工具70可以插裝在一根通常的鉆桿中,例如鉆桿11。本體72也設有在尾部78上的,朝著直徑減小部分82的方向,縱橫向的凸肩92伸出的部分88,以及外螺紋90。螺紋90可以是也可以不是延續(xù)到沿著本體部分88的大部分,這取決于在工具70上固定和夾緊可卸工具段機構的結構型式,這一點后面還要作進一步說明。此外,本體部分88可以是本體部分82的延長部分。工具70包括有可拆卸工具段,例如二半分開的圓柱形穩(wěn)定器套筒段94和96,它們在某些方面與工具段18和20相類似。工具段94、96上設有耐磨表面,它有螺旋形的肋條98,以及沿軸向延伸出去的在其二端的錐形的拱狀凸緣100和102,它們形成了工具段的二個端頭,如圖所示??刹鹦豆ぞ叨?8、20、94和96作成帶耐磨肋條的套筒段的一個優(yōu)點是在于下列事實,即在應用這些工具的許多情況下,與肋條相鄰的套筒外表面被鉆孔時的碎屑和流動的液體擦傷而磨壞,碎屑和流體在鉆桿和鉆孔之間的環(huán)狀空間中快速流動。
參見圖6,工具段94和96的每一個都有弧狀的內表面130和132,它們的尺寸制成為與直徑減小部分82的圓柱形外表面緊密配合。工具段94和96也有多邊形的內槽134,當將它們組合在一起時,內槽的形狀和零件83處的橫截面形狀相同,如圖5所示。凹槽134由橫斷面136來決定,當工具段94和96裝在一起包圍著本體83時,它們成為一個六邊形管座。由此可見,當裝在本體上時,工具段94和96不可轉動地鎖在本體72上。技術熟練的人們可以看出,凹槽134的特殊形狀并不需要與83部分中完全的六邊形相符合,只要配合表面136和84有足夠大的支承面積來防止工具段繞本體72的中心軸15轉動就行了。無論如何,由表面136來提供一個完全的六邊形管座總是有利的,這樣,每一個相應的結合面84有足夠的長度,因此在工具70工作時,通過本體72驅動工具段94和96時有較大的支承面積。配合表面136和84的這種型式,對用于圖7所示各種不同方案的工具段時尤其重要,這些是在鉆孔工作時遭受特別嚴重載荷時的類型。
如圖7所示,工具段94和96可用執(zhí)行其它任務的工具段來加以更換,利用本體72,而不需將本體從鉆桿上卸下。工具段可由二半分開的,大體上是圓柱形的套筒段106和108所組成,可用來在原有工具段94和96的地方與本體72相連接。工具段106和108的二端有錐狀的拱形凸緣110和112,它們的型式實際上和凸緣100和102相同。工具段106和108上有加工裝置,它們是位于工具段的外表面上的細長切割表面114,用來在鉆孔中進行擴孔,或用來在設在鉆孔中的某個結構處擴孔。
進一步按照本發(fā)明,工具80可以加以修改以便利用工具段118和120,它們用和工具段94、96、106和108同樣的方法裝在本體72上。工具段118、120構成一個擴孔器或井下擴大器(un-derreamer),并且有切割元件122裝在其外表面上。工具段118和120有軸向伸出的錐狀拱形凸緣124和126,它們可用來固定工具段118和120在本體72上,這是采用已經(jīng)介紹過的方法連同后面將進一步說明的對工具段94和96所用的方法來進行的。工具段106、108、118和120也具有彎曲的內表面130和132,凹槽134由表面136來決定,所以這些不同的工具段都可以裝在本體82上,并可由零件83來驅動。
工具段94和96,以及工具段106、108和118、120也可以在不分解工具70和鉆桿之間的螺紋聯(lián)結的情況下裝上本體72,或從本體72上拆下,實際上是徑向地相對于本體72來移上或取下工具段。頭部74上設有一環(huán)形增加。它部分地由軸向錐面142所決定,錐面142與外錐面103配合工作,外錐面103位于工具段94和96的凸緣100上以及在工具段106、108和118、120相應的凸緣上。
如圖4和圖7所示,在工具70上還有一個其總號碼為144的機構,它用來在釋放狀態(tài)下使工具段94、96、106、108或118、120仍與本體72在一起、機構144包括一個圓柱形鎖緊螺母146,它以螺紋和本體部分88上的螺紋90相嚙合。鎖緊螺母146可與一圓柱形環(huán)148相配合,以便施加軸向力,使環(huán)進入凸緣102,而與凸緣上的錐面105相結合。環(huán)148上有一錐形锪孔150,它與在凸緣102上的錐形面105相結合,以及與在工具段106、108、118和120上相應的凸緣上的錐面105相配合,所采用的方法與環(huán)50上的表面62和工具段18、20上的凸緣36相配合時所用的方法相類似。環(huán)148和鎖緊螺母146上也分別沒有錐形配合面152和154。沒有螺紋的環(huán)148可以在本體部分88上沿軸向自由移動,并由于有同時起作用的楔形表面152-154來防止鎖緊螺母146不希望的松開,因而改善了鎖緊特性。
凸緣100和102的長度、螺母146的下端和凸肩92之間的距離之間(在工具10中它們分別用X、Y和Z來表示),在工具70中最好有與在工具10中同樣的尺寸關系。因此,工具段94和96可裝上或從本體72上卸下,而從本體上失落的可能性最小。技術熟練的人們可以看出,工具段106、108和118、120在尺寸上完全可以和工具段94和96互換,對于各種實施例,工具段的尺寸和比例關系對實施本發(fā)明而言相信沒有必要再對它們作詳細的進一步討論。
與前面描述的工具10相比,工具70有某些優(yōu)點。由于在本體72和工具段94和96之間有驅動工作面84和136,因此用來接納凸緣100的槽140,用來接納凸緣102的锪孔150均可制成一個圓周。此外,環(huán)148不要求設軸向凹槽來接納設在本體上的凸塊,只要環(huán)與工具段94和96的凸緣之間有初始緊度,便可以防止環(huán)的轉動。當要將一對工具段94、96裝上本體72時,鎖緊螺母軸向地向下擰,見圖4和圖7。轉動螺母直至它與凸肩92銜接,這時環(huán)148也向下移動,以提供足夠的間隙使工具段94和96上的凸緣100首先插入槽140中去。然后將工具段徑向移動并靠攏,這時環(huán)148可以向上移動并與凸緣102進入嚙合。轉動螺母146使之軸向上移進入與環(huán)148嚙合??梢苑奖愕赜勉Q子或其它在井臺上裝配或分解鉆桿段之間連接點的普通工具來擰緊鎖緊螺母。因此,工具段94和96緊固在本體72上,并且可以容易地加以更換,而不必去分解工具70和鉆桿之間的聯(lián)接。拆卸工具段時將螺母146朝凸肩92的方向向下擰開,然后取走工具段,實際上是以上所描述的操作過程的反過程。
當然,鎖緊螺母146和環(huán)148都將永久留在本體72上,并且可以用各種不同的方法在初期將它們預先裝在本體上。例如,將尾部78做成分開的套管部分,它有一個內孔,其直徑等于或稍小于螺紋90的底徑。然后,例如用壓配合將其壓入本體72下部的圓柱段上。尾部78也可以在鎖緊螺母和環(huán)裝上本體以后用適當?shù)暮附踊蚱渌椒ü潭ǖ奖倔w72的主干段上去。因此,本體72,包括在相對位置上制成的母螺紋和公螺紋76和80,可以由桿料或合適的鍛料通過機械加工做成一個具有所必需強度的單一的整體件裝入鉆桿中去。另外一種方法是將鎖緊螺母146和環(huán)148做成二半分開的圓柱套管段,組裝時再焊接在一起,使之永遠留在本體部分88上。當然,如果希望的話,本體72可以做成分開式的,例如在直徑減小部分82處分成上段和下段,然后在將鎖緊螺母146和環(huán)148裝在本體部分88上去之后,用適當?shù)暮附臃椒ò阉鼈兘M合成一個整體。應當指出,螺紋90以及在鎖緊螺母146上與其配合工作的螺紋方向,應當使工具70按正常方向旋轉時有助于增加鎖緊螺母146作用在環(huán)148上的緊度,以防止工具70工作時造成鎖緊螺母的松動??紤]到這一點,如果螺紋76和80是右手方向,那么螺紋90和鎖緊螺母146上相應的螺紋亦應是右手方向。
現(xiàn)在來看圖8所表示的,本發(fā)明所介紹的井下工具的第二個實施例,用數(shù)字160來表示其總體。工具160實際上與工具70類似,它有一個細長的本體162,可用來裝配工具段94和96,機構164留在本體上,本體162包括頭部163和尾部165,以及直徑減小了的部分167(它實際上與本體部分82是相同的),還有一個類似于83的部分169。頭部和尾部分別設有內螺紋159和外螺紋157。本體162上有沿著本體部分67的外螺紋168。螺紋168與在鎖緊螺母147上相應的內螺紋配合工作,并還與一個修改了的環(huán)170配合工作,環(huán)170亦制有內螺紋,它起著如同鎖緊螺母的作用。環(huán)170上有錐形锪孔或槽172,用于與分別設在工具段94,96上的凸緣102相嚙合,以便在組裝中將工具段保持在本體162上,采用了將它們固定在本體72上所用的大體同樣的方法。
當環(huán)170中設有內螺紋以及擴展了沿本體部分167上的螺紋168時,環(huán)170和鎖緊螺母147可以緊壓在一起,來防止當工具段緊固在環(huán)和頭部163之間時鎖緊螺母松動。此外,通過提供有螺紋的環(huán)170作為一個螺紋零件,工具段94,96可易于保留在本體162上,這時,先用手來擰緊環(huán)170,用插在環(huán)形槽166中的凸緣100和與锪孔172的錐形壁面嚙合工作的凸緣102,來夾持在環(huán)和頭部163之間的工具段。然后可以擰緊鎖緊螺母147,這時也固定了環(huán)170,提供了雙螺母鎖緊機構,增強防松的能力。鎖緊螺母147和凸肩161之間的距離X小于凸緣長度Y,但大于凸緣長度Z。
本發(fā)明所介紹的井下工具的第三個實施例表示在圖9上,其總體編號為180。工具180包括一個細長的本體182,它有一個直徑減小了的中間部分184,一個頭部186和一個尾部188。頭部186有內螺紋190,尾部188有一個有外螺紋的公螺紋段192。本體部分184也有一個與83部分一樣的185部分,以及有與修改了的工具套筒段187及189的內側面上相應表面協(xié)同工作的配合表面。工具段187和189除了對于上部及下部拱形的錐狀凸緣191和193長度方面的要求外,其它與工具段94和96類似。本體182也有一個中間螺紋段196,它位于本體部分184和頭部186之間。螺紋段196可與圓柱形鎖緊螺母200嚙合。鎖緊螺母200有一凹槽,它由錐形锪孔202所構成,并采用如同環(huán)170保持圖8所示方案中的下凸緣102的同樣辦法,去嚙合及保持工具段187和189的凸緣191。本體182也修改成有一個環(huán)形的錐形槽204,它位于尾部188的上端面205中,并朝向鎖緊螺母200。
在圖9中所示的工具180處于裝配的狀態(tài),這時,頭部186上的凸肩207和鎖緊螺母200朝向凸肩一端之間的最大距離X大于凸緣193的軸向長度Z,但小于凸緣191的軸向長度Y。因此,通過將螺母向凸肩207方向移動,可將螺母200從相對于工具段187和189的固定位置松開,而不使套筒段187、189脫出與螺母的嚙合。工具180的一個優(yōu)點是,工具段187及189可以分別通過它們的凸緣插入錐形槽202和204中去,并比較容易保持在工具180上,這時螺母200向下擰緊壓靠在凸緣191上。此外,工具180取消了環(huán)170或用于工具10和70中的類似零件。雖然鎖緊螺母相對于凸緣191在槽202和凸緣嚙合的錐形表面處轉動,但在裝配時可以在這些表面上適當?shù)丶右詽櫥詼p小磨損。
井下工具的第四個方案表示在圖10中,它用號碼210表示。工具210包括本體182和緊固機構。緊固機構包括一個修改了的鎖緊螺母裝置,它由鎖緊螺母212和螺紋環(huán)214組成,除了與螺紋196嚙合處是采用反方向螺紋外,它們分別類似于鎖緊螺母147和環(huán)170。環(huán)214上有一錐形锪孔215,用來接納錐形凸緣191。因此工具210適用于在分解時保持可拆卸的工具段187和189,這是通過類似于工具160的雙鎖緊螺母裝置來實現(xiàn)的。它的優(yōu)點是,工具段187和189可插入槽204和215中,并當鎖緊螺母轉動進入與工具段嚙合以及將工具段固定在本體182上時,易于進入其應有位置,如同工具70那樣,工具170,180和210都有這樣的緊固可拆卸工具段的裝置,即它們在本體上可作軸向移動,并在任何情況下保存在本體上,以消除任何失落緊固機構零件的可能性。
雖然這里已經(jīng)介紹了井下工具的一些具體實例,但技術熟練的人們可以對所述方案進行各種改動和替換,只要不違背本專利權利要求所規(guī)定的范圍和精神。