[發明專利]一種電機驅動連續油管井下牽引器

有效

• 申請號: 201210290226.0
• 申請日: 2012-08-16
• 公開（公告）號: CN102808589A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 高德利;侯學軍;沈忠厚
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京);重慶科技學院
• 主分類號: E21B23/00
• 分類號: E21B23/00;E21B47/00;E21B49/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于油氣田開發領域，具體地，涉及一種用于連續油管鉆井、測井、修井工程，有助于連續油管在水平井段下入更長距離的牽引器。

背景技術

由于連續油管用途非常廣泛：可用來作清洗管線沖洗砂堵、清蠟、選擇性酸化、氣舉求產、擠水泥封堵、壓井、負壓射孔、試井、驅替鉆井液、大斜度井測井、水平井測井、完井、打撈、起下坐封膨脹式分割器、鉆塞、磨削落魚、永久性安裝作為生產管、井底攝像、小經驗鉆井、二次鉆井和加深鉆井、套管開窗側鉆、油管補貼等，可以進行水平井鉆井、下套管井鉆井、裸眼井鉆井、加深鉆井、小井眼鉆井、微小井眼鉆井、老井開窗側鉆、欠平衡鉆井以及修井、完井等作業；連續油管鉆井具有低成本、低能耗、安全環保、應用范圍廣泛等特點，能夠提高老油田、“低壓、低滲、低產”三低油氣藏等難動用油氣藏的開發效益，尤其是在我國的非常規氣藏、致密氣、頁巖氣及煤層氣等的勘探開發方面，有著廣泛的應用前景。但連續油管井下作業技術存在著急需解決的問題：其一、鉆井時連續油管在井眼中不旋轉，下放遇阻嚴重，鉆壓施加困難。其二、連續油管井下遇阻，延伸井眼長度受限，尤其是在鉆大斜度井、定向井、水平井、深井時，連續油管井下滑動遇阻問題更為嚴重。為解決這些問題，石油鉆采行業設計了多種井下牽引器，

井下牽引器即井下爬行器，也叫井下爬行機構、井下拖拉機、井下牽引機器人、井下水力加壓器、井下鉆頭推進器等，是一種能在井底提供牽引力的一種井下工具。井下牽引器按其運動原理可分為滾輪爬行式、履帶爬行式(鏈軌式)和抓靠臂伸縮滑動式(步進式)三種，其中輪式出現最早，伸縮式次之，履帶式最晚。牽引爬行器按其能量來源可分為連續管式(Coiled?Tubing?Tractor)、電纜式(Wireline?Tractor)和連續管電纜混合式三種。其中連續管式牽引爬行器在其尾部連接有連續管，地面通過連續管泵入高壓液體，高壓液體驅動牽引爬行器內部渦輪機構，為整個牽引爬行裝置提供能量。電纜式牽引爬行機構則是通過連接在其尾部電纜從地面獲得能量。連續管電纜混合式牽引爬行機構則既可通過地面泵入高壓液體提供能量驅動，又可以通過電纜輸送電能驅動。

20世紀90年代后期，國外許多公司相繼開發了能夠在井下獨立作業的水平井牽引裝置(也就是電纜牽引器)。經過多年的發展，到目前為止，有代表性的牽引器產品主要包括：丹麥Welltec公司Well?Tractor輪式牽引器，英國Sondex有限公司的Sondex輪式牽引器，挪威Maritime?Well?Service(MWS)公司的PowerTrac?Advance輪式牽引器、PowerTrac?INVADER履帶式牽引器，英國ExproGroup公司的SmarTract伸縮式牽引器、法國Schlumberger公司的MaxTRAC伸縮式牽引器、美國Western?Well?Tool公司的Microhole?Drilling?Tractor伸縮式牽引器。其中美國Western?Well?Tool公司的Microhole?Drilling?Tractor伸縮式牽引器是連續油管式的靠地面高壓鉆井液驅動的、可用于小井眼的牽引器，工作時可保持有效地鉆井液循環；其余的牽引器大都是輪式或履帶式，外圍尺寸較大，只適用于大直徑井眼，用電纜或鋼絲繩連接，電驅動，牽引力較小，工作時不能進行有效的鉆井液循環，一般限于測井行業的應用。

但無論是那種牽引器，對國內而言，國外都采取了嚴格的技術保密措施，致使國內對井下牽引器的研究還處于剛剛起步的階段：自2002年8月，塔里木油田通過技術合作的方式，采用井下牽引器技術進行了水平井產業剖面測井的探索，取得了一定的效果。此后，國內的少數科研院所也相繼開展了井下牽引器的研究，主要有中國石油大學、哈爾濱工業大學、西南石油學院、大慶石油學院、西安石油大學等，也申請了一些牽引器的專利，但這些牽引器或多或少的存在一些缺點，并且大都局限于利用循環液壓進行驅動控制，沒有直接用伺服步進電機進行牽引器驅動與控制的，不能較好的滿足井下作業的要求。