[发明专利]一种安全接头及其使用方法

说明书

本发明涉及钻井技术领域，尤其涉及一种安全接头及其使用方法。安全接头包括宽锯齿螺纹连接的公接头和母接头，所述公接头和母接头的下抵接处嵌设第一密封机构，所述第一密封机构包括第一轴向补偿件，所述第一轴向补偿件的上端面设有第一石墨密封环，下端面设有第二石墨密封环，所述第一轴向补偿件能够轴向伸缩。本发明采用热稳定性好的石墨密封环进行密封，搭配能够补偿轴向间隙的轴向补偿件，提高了安全接头在高低温交变工况下的密封稳定性，充分满足干热岩井钻探的工艺需求。

技术领域

本发明涉及钻井技术领域，尤其涉及一种安全接头及其使用方法。

背景技术

在干热岩井钻探过程中，安全接头是用于井下管柱的一种脱开、对接的安全工具，其作用是当井下发生故障或者管柱卡阻时，将遇卡管柱从安全接头处脱开，从而降低作业风险，减少作业量，提高作业的安全性。常用的安全接头主要有剪钉式和锯齿形反扣式两种。

申请号CN201220356121.6公开了一种锯齿形螺纹安全接头，包括母接头、公接头、上密封圈和下密封圈，母接头通过锯齿形螺纹与公接头相连接，母接头和公接头之间设有上密封圈和下密封圈，母接头上部设有连接螺纹，公接头下部设有连接螺纹。该安全接头结构设计合理、使用方便，但该安全接头是针对冷采井设计的，上密封圈和下密封圈均采用常规的橡胶密封圈，在高温条件下会失效，无法满足干热岩钻探200-300℃的工况条件，进而影响生产；此外，在干热岩井中金属材质的安全接头随着高低温交替变化产生热胀冷缩现象，公接头和母接头之间的轴向间隙会发生变化，影响密封效果。

发明内容

为解决上述技术问题至少之一，本发明提供了一种安全接头，包括宽锯齿螺纹连接的公接头和母接头，所述公接头和母接头的下抵接处嵌设第一密封机构，所述第一密封机构包括第一轴向补偿件，所述第一轴向补偿件的上端面设有第一石墨密封环，下端面设有第二石墨密封环，所述第一轴向补偿件能够轴向伸缩。

优选的，所述公接头包括圆环形的第一下连接端和第一上连接端，所述第一下连接端的内环面设有连接螺纹，上端面设有第一环形槽，所述第一上连接端的外环面设有锯齿螺纹部，上端面设有第二环形槽，所述公接头的外侧壁上方嵌设耐高温密封圈；所述母接头包括圆环形的第二下连接端和第二上连接端，所述第二下连接端内环面设有与所述锯齿螺纹部相应的锯齿螺纹槽，下端面设有第一嵌入槽，上端面设有环形的密封滑槽，所述第二上连接端的外环面设有连接螺纹。

优选的，所述第一轴向补偿件包括受热伸长的热伸缩件，所述热伸缩件的上端面连接第一升降环，下端面连接第二升降环，所述第一石墨密封环和第二石墨密封环均具有L型截面，所述第一石墨密封环嵌入所述母接头下抵接处的第一嵌入槽内，所述第二石墨密封环嵌入所述公接头下抵接处的第一环形槽内。

优选的，所述热伸缩件包括多个圆周等距分布的活塞缸，所述活塞缸内轴向间隔设有第一限位凸起和第二限位凸起，所述第一限位凸起上方设有第一活塞，所述第一活塞连接第一活塞杆，所述第一活塞杆连接所述第一升降环，所述第一活塞杆上套设第一弹簧，所述第二限位凸起下方设有第二活塞，所述第二活塞连接第二活塞杆，所述第二活塞杆连接所述第二升降环，所述第二活塞杆上套设第二弹簧，所述第一活塞和第二活塞之间设有热膨胀液。

优选的，所述公接头和母接头的上抵接处嵌设第二密封机构，所述第二密封机构包括同轴间隔设置的第三石墨密封环和第四石墨密封环，所述第三石墨密封环和第四石墨密封环的上端面设有轴向伸缩的第二轴向补偿件。

优选的，所述第二轴向补偿件包括密封压环，所述密封压环的下端面压紧所述第三石墨密封环和第四石墨密封环，上端面连接环形活塞，所述环形活塞滑动设于所述母接头上的密封滑槽内，两者形成的密封腔内盛放膨胀液，多个圆周等距排列的记忆弹簧一端固定于所述密封滑槽内，另一端连接所述环形活塞；所述环形活塞呈T字型截面，由上至下依次包括第一密封部、第二密封部和滑动部，所述第一密封部与第二密封部间隔设置，所述密封滑槽包括上滑槽和下滑槽，所述第一密封部与第二密封部在所述上滑槽内密封滑动。