[發(fā)明專利]一種模擬小井眼打撈工具的造扣方法及裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110221663.2
• 申請(qǐng)日: 2011-08-04
• 公開（公告）號(hào): CN102261229A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林元華;嚴(yán)仁田;曾德智;施太和;黃瑞海;朱紅鈞;朱達(dá)江;王其軍;周瑩;謝娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B31/18
• 分類號(hào): E21B31/18;E21B31/20
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及模擬石油、天然氣鉆井井下打撈工具造扣的實(shí)驗(yàn)方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著油氣鉆井深度、特殊結(jié)構(gòu)井?dāng)?shù)量逐年增加，以及鉆井地層構(gòu)造復(fù)雜等原因，易造成鉆柱斷裂失效而形成落魚，不僅增加由于打撈落魚而引發(fā)的鉆井成本，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致井眼報(bào)廢，大大影響鉆井作業(yè)成本。為解除故障，往往需要下入工具對(duì)落魚進(jìn)行造扣，以便打撈。公錐與母錐是廣泛用于現(xiàn)場(chǎng)并有較高成功率的造扣工具。下入公錐進(jìn)入落魚內(nèi)孔(或下入母錐使落魚進(jìn)入錐體)，施加適當(dāng)鉆壓，并轉(zhuǎn)動(dòng)鉆具，迫使打撈螺紋擠壓吃入落魚內(nèi)壁(或外壁)進(jìn)行造扣；當(dāng)所造扣能承受一定的軸向載荷和扭矩時(shí)，可下入鉆具并與落魚上所造的扣聯(lián)接，上提鉆柱并將落魚全部撈出。

雖然公錐與母錐是重要的造扣工具，但對(duì)其造扣的過程和機(jī)理研究甚少，對(duì)公錐與母錐造扣優(yōu)缺點(diǎn)的認(rèn)識(shí)大多源自現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，不能科學(xué)合理的確定造扣的參數(shù)，比如合理的鉆壓、鉆柱轉(zhuǎn)速等。目前，國(guó)內(nèi)還沒有可以模擬公錐與母錐造扣的實(shí)驗(yàn)裝置，無(wú)法實(shí)驗(yàn)確定造扣參數(shù)和評(píng)價(jià)所造扣的特性。

本發(fā)明針對(duì)上述問題，提出一種模擬小井眼打撈工具的造扣方法及裝置，該裝置在連續(xù)旋轉(zhuǎn)并施加扭矩的同時(shí)可以施加軸向力，準(zhǔn)確地模擬了井下公錐或母錐的造扣原理，可以確定造扣的合理參數(shù)和評(píng)價(jià)所造扣的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種模擬小井眼打撈工具的造扣方法及裝置。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

采用一夾持裝置夾持落魚試樣，由連續(xù)旋轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)軸的一端是公錐或母錐，軸向力施加裝置將軸向力作用于回轉(zhuǎn)軸上，使公錐或母錐對(duì)落魚試樣施加適當(dāng)鉆壓并轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)落魚試樣進(jìn)行造扣的目的。

為使用上述方法，本發(fā)明提供一種模擬小井眼打撈工具的造扣裝置，包括：底座、落魚試樣夾持裝置、扭矩施加裝置、打撈工具接頭、花鍵軸、止推軸承、液缸。落魚試樣夾持裝置位于底座的一側(cè)，將落魚試樣夾持；扭矩施加裝置設(shè)置于底座的中部，可以沿軸向水平移動(dòng)，扭矩施加裝置帶動(dòng)花鍵軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)并施加扭矩；打撈工具接頭具有公錐和母錐兩種，并可置換；花鍵軸的一端通過銷釘聯(lián)接公錐接頭或母錐接頭，花鍵軸的另一端通過止推軸承與液缸的柱塞聯(lián)接；液缸位于底座的另一側(cè)，液缸聯(lián)接泵與控制系統(tǒng)，利用控制系統(tǒng)控制液缸的運(yùn)行和施加軸向力(鉆壓)的大小，驅(qū)動(dòng)柱塞伸長(zhǎng)施加軸向載荷。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

(1)可對(duì)落魚試樣實(shí)現(xiàn)連續(xù)的旋轉(zhuǎn)造扣，確定造扣參數(shù)；

(2)具有公錐與母錐兩種結(jié)構(gòu)，適用于多種尺寸鉆具造扣；

(3)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，兼顧了連續(xù)旋轉(zhuǎn)和施加扭矩的功能。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的扭矩施加裝置示意圖。

圖3是本發(fā)明的公錐接頭與花鍵軸的聯(lián)接示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

采用一夾持裝置夾持落魚試樣，由連續(xù)旋轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)軸的一端是公錐或母錐，軸向力施加裝置將軸向力作用于回轉(zhuǎn)軸上，使公錐或母錐對(duì)落魚試樣施加適當(dāng)鉆壓并轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)落魚試樣進(jìn)行造扣的目的。

如圖1所示，為使用上述方法，本發(fā)明提供一種模擬小井眼打撈工具的造扣裝置，包括：底座9、落魚試樣夾持裝置1、扭矩施加裝置5、公錐接頭3、花鍵軸4、止推軸承6、液缸8。落魚試樣夾持裝置1位于底座9的一側(cè)，將落魚試樣2夾持；扭矩施加裝置5設(shè)置于底座9的中部，扭矩施加裝置5帶動(dòng)花鍵軸4連續(xù)旋轉(zhuǎn)并施加扭矩；花鍵軸4的一端通過銷釘聯(lián)接公錐接頭3，花鍵軸4的另一端通過止推軸承6與液缸8的柱塞7聯(lián)接；液缸8位于底座9的另一側(cè)，液缸9聯(lián)接泵與控制系統(tǒng)，利用控制系統(tǒng)控制液缸8的運(yùn)行和施加軸向力(鉆壓)的大小，驅(qū)動(dòng)柱塞7伸長(zhǎng)施加軸向載荷。

所述的扭矩施加裝置5可軸向水平移動(dòng)，公錐接頭3可用母錐接頭置換。

如圖2所示，扭矩施加裝置5包括：基座14、液壓馬達(dá)10、蝸桿11、渦輪12、內(nèi)花鍵套盤13，液壓馬達(dá)10設(shè)置于基座14的一側(cè)，蝸桿11與液壓馬達(dá)10相聯(lián)，在蝸桿11的中間設(shè)置渦輪12，渦輪12的中部設(shè)置內(nèi)花鍵套盤13，內(nèi)花鍵套盤13與具有外花鍵16的花鍵軸4相聯(lián)，使花鍵軸4具有連續(xù)旋轉(zhuǎn)并施加扭矩的能力。

如圖3所示，花鍵軸4的一端為公錐接頭3，通過銷釘15聯(lián)接；花鍵軸4的中部外端為外花鍵16；花鍵軸4的另一端與止推軸承8聯(lián)接，主要用于傳遞軸向力。