一種連續(xù)油管鉆井輔助工具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種連續(xù)油管鉆井輔助工具，能夠?qū)u輪鉆具的扭矩轉(zhuǎn)化為前端工具的鉆壓和扭矩。其技術(shù)方案：中心筒內(nèi)設(shè)置轉(zhuǎn)筒，轉(zhuǎn)筒通過渦輪鉆具驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)筒外設(shè)置螺旋槽驅(qū)動滑套軸向移動并撐開輪軸使得滾輪壓緊在井壁或者套管上，渦輪鉆具通過分動箱驅(qū)動3個滾輪轉(zhuǎn)動。本發(fā)明能夠自動無極調(diào)節(jié)輪軸張開角度，對井徑變化適應(yīng)性強，渦輪鉆具扭矩能夠通過分動箱放大，從而為前端鉆井工具提供更好條件。
【專利說明】
一種連續(xù)油管鉆井輔助工具
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種連續(xù)油管鉆井輔助工具，具體應(yīng)用于油氣井連續(xù)油管作業(yè)，尤其是連續(xù)油管鉆井、磨削、洗井等作業(yè)。
【背景技術(shù)】
[0002]連續(xù)油管是一根完整的長達數(shù)千米的細長管，在陸地上盤在盤管器上，可以整根管柱送入井下；廣泛應(yīng)用于修井、壓裂后鉆橋塞、落魚打撈、測井、鉆井等作業(yè)。連續(xù)油管由于其結(jié)構(gòu)連續(xù)，起下鉆時間短，工作效率是普通鉆桿、油管、套管作業(yè)的3?5倍。
[0003]連續(xù)油管撓度過大，只能承受軸向拉力，幾乎不能承受扭矩和軸向壓力。所以，連續(xù)油管在斜井、水平井中作業(yè)需要在前端增加一個提供拖拽力的送進裝置，稱之為爬行器。目前國內(nèi)外連續(xù)油管爬行器主要是蠕動式，蠕動式爬行器包括兩套撐桿機構(gòu)，兩套撐桿機構(gòu)交替支撐在井壁上，同時對油管提供拖拽力。蠕動式爬行器工作不連續(xù)，并且對井徑變化敏感，通常之能應(yīng)用于連續(xù)油管測井和洗井工作，對于連續(xù)油管鉆井和磨削適應(yīng)性不強。
[0004]水平井采用常規(guī)鉆柱鉆井作業(yè)中，克服水平段鉆柱的摩擦力向前推進是一個巨大的問題。目前國內(nèi)外水平井鉆柱送進裝置，主要采用的方案是將鉆柱前端通過短接分為多段，段與段之間通過節(jié)流壓差推動。連續(xù)油管幾乎不能承受軸向壓力和扭矩，水平段不能直接加鉆壓推進，所以上述方案不能用于連續(xù)油管作業(yè)。
[0005]連續(xù)油管工作效率具有巨大優(yōu)勢，目前國內(nèi)外連續(xù)油管作業(yè)越來越廣泛。但是沒有成熟的工具，能夠在連續(xù)油管鉆井、磨削等作業(yè)中提供有效鉆壓和扭矩。目前的連續(xù)油管磨削作業(yè)，只能采用小扭矩、低鉆壓、高速鉆頭進行磨削，磨削速度低;連續(xù)油管鉆井只能適應(yīng)于直井段，采用前端增加增重工具的方式產(chǎn)生鉆壓。因此，連續(xù)油管鉆井、磨削等應(yīng)用受至IJ限制。
[0006]綜上所述，研制適應(yīng)范圍廣的連續(xù)油管送進裝置，以及對前端工具提供鉆壓扭矩的連續(xù)油管作業(yè)設(shè)備具有廣闊前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的:為了克服現(xiàn)有爬行器工作不連續(xù)以及井徑變化適應(yīng)性差的缺點，同時解決連續(xù)油管鉆井和磨削作業(yè)扭矩鉆壓低的問題，特提供一種連續(xù)油管鉆井輔助工具。
[0008]為達到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
[0009]—種連續(xù)油管鉆井輔助工具，包括上渦輪鉆具、分動箱、輸入軸、輸出軸、萬向節(jié)、輪軸、活動環(huán)、支撐臂、滾輪、彈簧座、中心筒、滑套、轉(zhuǎn)筒、下禍輪鉆具，中心筒上端錐扣連接彈簧座，彈簧座上端錐扣連接分動箱，分動箱上端錐扣連接上渦輪鉆具殼體，中心筒下端錐扣連接下渦輪鉆具殼體，其特征在于:
[0010]轉(zhuǎn)筒設(shè)置于中心筒內(nèi)，轉(zhuǎn)筒與彈簧座之間設(shè)置扭簧，轉(zhuǎn)筒下端與下渦輪鉆具旋轉(zhuǎn)軸用聯(lián)軸器連接，轉(zhuǎn)筒下端設(shè)置軸向過流孔，轉(zhuǎn)筒外設(shè)置3個螺旋槽并均勻分布；中心筒外安裝滑套，滑套外固定支撐臂，支撐臂端部與活動環(huán)通過球鉸連接，活動環(huán)套在輪軸上并可以在輪軸上滑動，輪軸端部安裝滾輪；中心筒中間位置設(shè)置3個縱向槽形孔，螺釘設(shè)置在所述槽型孔內(nèi)，螺釘與滑套螺紋連接并伸入轉(zhuǎn)筒的螺旋槽內(nèi)；
[0011 ]分動箱設(shè)置軸向過流孔，所述過流孔連通分動箱上下中心流道;輸入軸設(shè)置在分動箱中心位置并與上渦輪鉆具旋轉(zhuǎn)軸用聯(lián)軸器連接，出軸向下伸出分動箱，輸入軸和輸出軸之間用齒輪傳動，所述齒輪傳動包括行星齒輪傳動和常規(guī)直齒輪傳動，所述行星齒輪傳動的行星輪架作為常規(guī)直齒輪傳動的輸入軸，常規(guī)直齒輪傳動與輸出軸連接；
[0012]安裝完成后，滑套在中心筒下端位置，輸出軸與中心筒的軸線共同構(gòu)成的平面與輪軸軸線之間夾角為5?20°。
[0013]分動箱包括后齒輪箱和前齒輪箱，其特征在于:后齒輪箱內(nèi)設(shè)置行星齒輪傳動，前齒輪箱內(nèi)設(shè)置常規(guī)直齒輪傳動;前齒輪箱中心設(shè)置主動齒輪，邊緣設(shè)置3個從動齒輪，所述從動齒輪與輸出軸連接。
[0014]所述分動箱包括后端蓋、后齒輪箱、前齒輪箱、隔板、前端蓋;后齒輪箱、前齒輪箱、隔板在安裝齒輪的空余位置設(shè)置軸向過流孔，所述過流孔連通分動箱上下中心流道。
[0015]本發(fā)明具有的有益效果是:1、分動箱包括行星齒輪減速和普通齒輪減速，將渦輪鉆具的扭矩放大十多倍，能夠為前端鉆頭等工具提供更大的扭矩和鉆壓;2、本發(fā)明滾輪張開角度可以自動無極調(diào)節(jié)，對井徑變化適應(yīng)性強；3、本發(fā)明滾輪轉(zhuǎn)動驅(qū)動和滾輪張開驅(qū)動分開，由獨立的動力源驅(qū)動，滾輪與井壁或者套管壁壓緊力更大，不容易打滑。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡圖。
[0017]圖2為本發(fā)明圖1的軸向剖視圖。
[0018]圖3為本發(fā)明所述轉(zhuǎn)筒的結(jié)構(gòu)簡圖。
[0019]圖4為本發(fā)明滾輪安裝原理圖。
[0020]圖5為本發(fā)明所述分動箱裝配原理圖。
[0021 ]圖中:1.上渦輪鉆具殼體;2.上渦輪鉆具旋轉(zhuǎn)軸;3.后端蓋;4.后齒輪箱;5.前齒輪箱;6.隔板;7.前端蓋;8.聯(lián)軸器;9.輸入軸；10.太陽輪；11.行星齒輪；12.外齒圈；13.行星輪架；14.大齒輪；15.小齒輪；16.輸出軸；17.萬向節(jié)；18.輪軸；19.活動環(huán);20.支撐臂；21.滾輪;22.彈簧座;23.中心筒;24.扭簧;25.滑套;26.轉(zhuǎn)筒;27.螺釘;28.下渦輪鉆具旋轉(zhuǎn)軸；29.下渦輪鉆具殼體。
【具體實施方式】
[0022]本發(fā)明不受下述實施實例的限制，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和實際情況來確定具體的實施方式。下面結(jié)合圖1?5對本發(fā)明作以下描述。上、下、左、右等的位置關(guān)系是依據(jù)說明書附圖1的布局方向來確定的。
[0023]中心筒23上端設(shè)置分動箱，中心筒23和分動箱之間設(shè)置彈簧座22并用錐扣連接，分動箱上端錐扣連接上渦輪鉆具殼體I，中心筒23下端錐扣連接下渦輪鉆具殼體29。
[0024]轉(zhuǎn)筒26設(shè)置于中心筒23內(nèi)，轉(zhuǎn)筒26與彈簧座22之間設(shè)置扭簧24，轉(zhuǎn)筒26下端與下渦輪鉆具旋轉(zhuǎn)軸28用聯(lián)軸器8連接，轉(zhuǎn)筒26下端設(shè)置軸向過流孔，轉(zhuǎn)筒26外設(shè)置3個螺旋槽并均勻分布。中心筒23外安裝滑套25，滑套25外固定支撐臂20，支撐臂20端部與活動環(huán)19通過球鉸連接，活動環(huán)19套在輪軸18上并可以在輪軸18上滑動，輪軸18端部安裝滾輪21。中心筒23中間位置設(shè)置3個縱向槽形孔，螺釘27設(shè)置在所述槽型孔內(nèi)，螺釘27與滑套25螺紋連接并伸入轉(zhuǎn)筒26的螺旋槽內(nèi)。
[0025]分動箱包括后端蓋3、后齒輪箱4、前齒輪箱5、隔板6、前端蓋7。后端蓋3、后齒輪箱
4、前齒輪箱5、隔板6、前端蓋7之間接觸位置設(shè)置密封墊片，后端蓋3、后齒輪箱4、前齒輪箱
5、隔板6、前端蓋7邊緣位置設(shè)置螺栓孔，用螺栓連接后端蓋3和前端蓋7。
[0026]后齒輪箱4為圓盤形，后齒輪箱4中心位置設(shè)置沉孔并安裝外齒圈12，太陽輪10設(shè)置在后齒輪箱4中間位置，太陽輪10和外齒圈12之間均勻分布3個行星齒輪11，3個行星齒輪11中心位置連接行星輪架13，行星輪架13中間設(shè)置伸出軸，所述伸出軸穿過前齒輪箱5中心孔伸入前齒輪箱5內(nèi)并在端部安裝小齒輪15。輸入軸9從后齒輪箱4中心位置伸入后齒輪箱4內(nèi)并與太陽輪10用鍵槽方式連接，輸入軸9另一端通過聯(lián)軸器8與上渦輪鉆具旋轉(zhuǎn)軸2連接。
[0027]前齒輪箱5為圓盤形，前齒輪箱5中心位置安裝小齒輪15，小齒輪15周圍均勻分布3個大齒輪14，大齒輪14安裝到輸出軸16上，輸出軸16—端通過軸承安裝到前齒輪箱5上，輸出軸16另一端穿過隔板6和前端蓋7伸出分動箱外，輸出軸16通過萬向節(jié)17與輪軸18連接。
[0028]隔板6設(shè)置在前齒輪箱5和前端蓋7之間，隔板6和前齒輪箱5封閉大齒輪14和小齒輪15，防止泥漿影響齒輪傳動。隔板6、后齒輪箱4和前齒輪箱5在安裝齒輪的空余位置設(shè)置3個軸向過流孔，所述過流孔聯(lián)通分動箱上下中心流道。
[0029]后端蓋3整體為圓盤形，所述圓盤邊緣位置設(shè)置凸臺，所述凸臺與后齒輪箱4連接。后端蓋3中心設(shè)置圓筒，所述圓筒與上渦輪鉆具殼體I之間采用錐扣連接。
[0030]前端蓋7整體為圓盤形，所述圓盤邊緣位置設(shè)置凸臺，所述凸臺與前齒輪箱5連接。前端蓋7中心設(shè)置圓筒，所述圓筒與彈簧座22之間采用錐扣連接。前端蓋7在輸出軸16對應(yīng)位置設(shè)置3個孔，輸出軸16從所述孔內(nèi)穿過并伸出前端蓋7。
[0031]安裝完成后，滑套25在中心筒23下端位置，輸出軸16與中心筒23的軸線共同構(gòu)成的平面與輪軸18軸線之間夾角為5?20°。
[0032]本發(fā)明的原理是:
[0033]本發(fā)明所述機構(gòu)上端通過連續(xù)油管接頭與連續(xù)油管連接，上渦輪鉆具驅(qū)動輸入軸9旋轉(zhuǎn)，輸入軸9的扭矩和轉(zhuǎn)速通過分動箱傳遞給3個滾輪21。下渦輪鉆具產(chǎn)生的扭矩傳遞給轉(zhuǎn)筒26，轉(zhuǎn)筒26克服扭簧24的扭矩而轉(zhuǎn)動并通過螺旋槽驅(qū)動螺釘27沿著中心筒23軸向往上滑動。在初始位置，輪軸18與中心筒23之間沿著中心筒23徑向有一定角度偏轉(zhuǎn)，并且沿著中心筒23圓周方向有一定偏轉(zhuǎn)?；?5上移會使得3個輪軸18螺旋張開并讓滾輪21壓在井壁或者套管上。3個滾輪21轉(zhuǎn)動可以使本機構(gòu)向下螺旋運動，從而給下部鉆具提供鉆壓并克服鉆頭產(chǎn)生的反扭矩。
【主權(quán)項】
1.一種連續(xù)油管鉆井輔助工具，包括上渦輪鉆具、分動箱、輸入軸、輸出軸、萬向節(jié)、輪軸、活動環(huán)、支撐臂、滾輪、彈簧座、中心筒、滑套、轉(zhuǎn)筒、下渦輪鉆具，中心筒上端錐扣連接彈簧座，彈簧座上端錐扣連接分動箱，分動箱上端錐扣連接上渦輪鉆具殼體，中心筒下端錐扣連接下渦輪鉆具殼體，其特征在于: 轉(zhuǎn)筒設(shè)置于中心筒內(nèi)，轉(zhuǎn)筒與彈簧座之間設(shè)置扭簧，轉(zhuǎn)筒下端與下渦輪鉆具旋轉(zhuǎn)軸用聯(lián)軸器連接，轉(zhuǎn)筒下端設(shè)置軸向過流孔，轉(zhuǎn)筒外設(shè)置3個螺旋槽并均勻分布；中心筒外安裝滑套，滑套外固定支撐臂，支撐臂端部與活動環(huán)通過球鉸連接，活動環(huán)套在輪軸上并可以在輪軸上滑動，輪軸端部安裝滾輪；中心筒中間位置設(shè)置3個縱向槽形孔，螺釘設(shè)置在所述槽型孔內(nèi)，螺釘與滑套螺紋連接并伸入轉(zhuǎn)筒的螺旋槽內(nèi)； 分動箱設(shè)置軸向過流孔，所述過流孔連通分動箱上下中心流道;輸入軸設(shè)置在分動箱中心位置并與上渦輪鉆具旋轉(zhuǎn)軸用聯(lián)軸器連接，出軸向下伸出分動箱，輸入軸和輸出軸之間用齒輪傳動，所述齒輪傳動包括行星齒輪傳動和常規(guī)直齒輪傳動，所述行星齒輪傳動的行星輪架作為常規(guī)直齒輪傳動的輸入軸，常規(guī)直齒輪傳動與輸出軸連接； 安裝完成后，滑套在中心筒下端位置，輸出軸與中心筒的軸線共同構(gòu)成的平面與輪軸軸線之間夾角為5?20°。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種連續(xù)油管鉆井輔助工具，分動箱包括后齒輪箱和前齒輪箱，其特征在于:后齒輪箱內(nèi)設(shè)置行星齒輪傳動，前齒輪箱內(nèi)設(shè)置常規(guī)直齒輪傳動;前齒輪箱中心設(shè)置主動齒輪，邊緣設(shè)置3個從動齒輪，所述從動齒輪與輸出軸連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1、權(quán)利要求2任意一項所述一種連續(xù)油管鉆井輔助工具，其特征在于，所述分動箱包括后端蓋、后齒輪箱、前齒輪箱、隔板、前端蓋;后齒輪箱、前齒輪箱、隔板在安裝齒輪的空余位置設(shè)置軸向過流孔，所述過流孔連通分動箱上下中心流道。
【文檔編號】E21B19/08GK105863537SQ201610313034
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月12日
【發(fā)明人】張梁, 鄧嚴, 劉穩(wěn), 鄧蘭, 何虹鋼
【申請人】西南石油大學(xué)