[發明專利]應變消減的盤繞管注入器

有效

• 申請號: 201310240724.9
• 申請日: 2013-06-18
• 公開（公告）號: CN103696712B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: D·W·麥克庫洛奇
• 申請（專利權）人: 美國國民油井華高公司
• 主分類號: E21B19/22
• 分類號: E21B19/22
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 趙蓉民,趙硯猛

該申請要求2012年6月18日提交的美國申請No.61/661，238的權益，為了所有目的，美國申請No.61/661，238被并入本文以供參考。

技術領域

背景技術

“盤繞管注入器”是用于使管子進入井眼/井孔并從井眼中出來的機械裝置。通常，管子是連續的，但注入器可以被用來提升或下降接合管子。連續管子一般被稱為盤繞管，因為當其不在井眼中時，其被盤繞在大的絞盤上。當未被“連續”、“盤繞”或“接合”修飾時，術語“管”和“管子”是同義的，并且包含連續管子或盤繞管和接合管子。縮寫為“注入器”的“盤繞管注入器”指的是用于移動這些類型的管子或管中的任一的機械裝置。機械裝置的名稱來源于以下事實：該機械裝置通常用于盤繞管，并且在先前存在的井眼中，管子必須通過滑動密封件被確實地迫使進入或“被注”入井內，以克服井內的流體的壓力，直至井中管子的重量超過壓力作用于管的橫截面面積而產生的力。然而，一旦管子的重量克服壓力，管子必須由注入器支撐。當管子從井中去除時，該過程是相反的。

盤繞管比傳統的接合管子或直管子更快地進入井眼或從井眼中出來，并且傳統上已經被主要用于使流體流通進井內和作業中的其他工作，而且可以用于鉆井。對于鉆井來說，渦輪馬達被懸掛在管的端部處，并且由向下泵送給管的泥漿或鉆井流體驅動。盤繞管也已被用作生產井中的永久管。通過更大直徑或更牢固的管子，盤繞管的這些新的使用已經成為可能。

盤繞管注入器的示例包括在美國專利No.5，309，990、6，059，029和6，173，769中示出和描述的那些，所有專利被并入本文以供參考。

典型的盤繞管注入器包括兩條連續鏈，但可以使用多于兩條的鏈。鏈被安裝在鏈輪上，以形成反向旋轉的細長的環。驅動系統將扭矩施加給鏈輪，以引起鏈輪旋轉，從而導致鏈的旋轉。在大部分的注入器中，鏈以成對對置的形式布置，管子被保持在鏈之間。每條鏈帶有的夾具在管的相對側聚在一起，并被壓在管上。當管被移動至井眼內或從井眼中出來時，注入器因此連續地夾緊一段管。“夾持區域”或“夾緊區域”指的是夾具與經過注入器的某一段管接觸的區域。

若干不同的裝置可以被用來將夾具壓在管上。一種常用的裝置使用滑架（skate）在夾具經過夾持區域時將均衡的力施加于夾具的后面。在一個示例中，每一個夾具具有安裝在其后面的圓柱形滾輪或具有相同的旋轉軸線的多個滾輪。當夾具經過夾緊區域時，滾輪沿著由滑架形成的連續平坦的表面滾動。通過相對于管適當地定位滑架，滑架可以通過垂直于管的力或壓力將夾具壓在管上。在可替代的裝置中，滾輪被安裝在滑架上，并且夾具的后面具有沿著滾輪行進的平的或平坦的表面。滾輪的軸線是共平面的，以便滾輪的外緣與在相同平面內的滑架的后面接合，因此有效地呈現為夾具可以在其上滾動的平坦的滾動表面。

盤繞管注入器將法向力施加給其夾具，該法向力通過摩擦產生沿管的縱向軸線的軸向力。夾具與管之間的牽引力的量至少部分地由這個力的大小限定。為了控制法向力的大小，用于對置鏈的滑架通常由液壓活塞或類似的機構拉向彼此，以迫使夾具元件緊靠著管。可替代地，滑架被推向彼此。

發明內容

本發明總體涉及用于盤繞管注入器的牽引系統，其在管經過夾緊區域時消減/消除/減緩（relieve）管內的彈性應變。在夾緊區域內的中間位置處暫時去除或減小法向力，因此暫時去除或減小由夾具加在管上的軸向力，允許至少在管內的應變通過夾具相對于管的相對運動而被消減，注入器在總體上并未失去對管的牽引，也并未允許管滑動。當再施加法向力時，夾具再次產生夾在管上的軸向力。

在盤繞管注入器的一個典型實施例中，夾緊鏈的夾具沿著其移動的滑架的平坦的表面包括在表面中的中間中斷（interruption），該中斷暫時減小或去除由滑架施加的力，從而允許夾具將其本身重新定位在管上。

在盤繞管注入器的另一個典型實施例中，夾具鏈上的夾具后側的滾輪在滑架的平坦的滾輪接觸表面中形成的至少一個淺槽或凹處或滑架的平坦的滾輪接觸表面段之間的間隙上經過，由此暫時去除或減小在滑架經過盤繞管注入器的夾緊區域內的至少一個預定位置時由滑架施加給夾具的力。力的減少或去除允許夾具鏈上的夾具在一個或更多個預定位置處將其位置重新設置在管上，以便適應在管移動通過注入器時應力的變化引起的應變的變化。

附圖說明

圖1是典型盤繞管注入器的立體圖。

圖2是僅有安裝有夾具元件的鏈和權利要求1的典型盤繞管注入器的滑架的平面視圖。

圖3是圖2的詳細視圖。