[實用新型]一種適用于套管驅(qū)動頭的引導(dǎo)鎖緊機(jī)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320535649.4
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN203559776U
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李偉成;陳曉彬;陳立;陳文才;劉彬;鄧元洲;胡畔;周剛;馮明
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B7/20
• 分類號: E21B7/20;E21B19/10
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 毛光軍

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種適用于套管驅(qū)動頭的引導(dǎo)鎖緊機(jī)構(gòu)，用于使用套管實施石油天然氣的鉆井，屬于鉆井裝備的設(shè)計制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在常規(guī)石油天然氣鉆井過程中，由于各地的地層地質(zhì)特點，常會出現(xiàn)井眼縮徑、井壁坍塌、鉆井中鉆具造成的鍵槽和井漏等井下復(fù)雜情況，在這種情況下，鉆井完成后實施下套管固井旋轉(zhuǎn)時，就會在一些井中遇阻卡，有的甚至套管不能下入到預(yù)定深度等問題，發(fā)生這些情況時，就會造成施工不能達(dá)到工程設(shè)計的要求，有的還會出現(xiàn)下套管過程的安全事故，導(dǎo)致作業(yè)風(fēng)險增大、成本上升及施工周期延長等后果；現(xiàn)有技術(shù)研究的套管鉆井技術(shù)，由于套管是隨著鉆具下入地層的，因此，在套管遇阻時既可上提下放套管，又可連接循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)和旋轉(zhuǎn)，有助于解決下套管遇阻問題，提高套管在復(fù)雜井眼內(nèi)的下入能力，增加下入套管的安全性，降低作業(yè)風(fēng)險，而有效的避免了鉆井作業(yè)以后再下套管的過程，因此能夠有效的解決上述問題，同時在下鉆過程中，套管驅(qū)動機(jī)構(gòu)前端的工具既能引導(dǎo)套管下入，還能起到修復(fù)井壁和劃眼的作用，使井壁更規(guī)則，從而有助于提高固井質(zhì)量、節(jié)約時間和成本。

現(xiàn)有下套管的方式是：鉆臺上由吊卡，下完一根套管后，套管卡在吊卡下，這時用吊環(huán)將另外一根套管下至吊卡內(nèi)，旋緊套管螺紋，松開吊卡，再下套管，以此類推，下到設(shè)計的層位即可。

目前的方式在施工過程中如遇井眼縮徑、井壁坍塌、鉆井中鉆具造成的鍵槽和井漏等井下復(fù)雜情況，套管將不能繼續(xù)下放。現(xiàn)有解決辦法是：（1）用吊環(huán)將套管整體上提或下放數(shù)次。（2）如還是無法繼續(xù)下放套管，可連接循環(huán)系統(tǒng)，循環(huán)鉆井液，沖洗井壁，然后在上提或下放套管直到將井眼疏通。（3）如經(jīng)過以上兩個過程還是無法繼續(xù)下放套管，就須要將已經(jīng)下入井內(nèi)的套管全部取出，然后用鉆桿連接鉆頭進(jìn)行闊眼及井壁修復(fù)，井眼疏通后將鉆桿全部去除，在進(jìn)行下套管作業(yè)。以上過程將造成作業(yè)風(fēng)險增大、成本上升及施工周期延長等后果。目前國內(nèi)基本都是采用上述方法實施下套管的施工的，有的也在套管下端帶有套管鉆鞋，但是，現(xiàn)有套管鉆鞋功能單一，不能同時滿足環(huán)鉆井液、引導(dǎo)套管進(jìn)入井內(nèi)、修復(fù)井壁的功能。

為了解決上述問題，中國專利號“CN200320127812.X”公開了一種轉(zhuǎn)盤鉆井方式下的套管鉆井液壓式套管驅(qū)動頭，公開日為2005年02月23日。另外，中國專利號“CN200320127963.5”公開了一種轉(zhuǎn)盤鉆井方式下的套管鉆井機(jī)械式套管驅(qū)動頭，公開日為2005年02月23日。但此類技術(shù)還存在如下不足：一、CN200320127812.X專利在工作狀態(tài)必須開啟泥漿泵通過主軸中央的管腔向下輸送泥漿作為推動活塞下行動力，整個裝置沒有鎖定機(jī)構(gòu)，這種方法使得驅(qū)動頭的工作情況受到泥漿泵的直接約束，若泥漿泵泵壓不穩(wěn)易造成工作失效，需要很好的對泵壓進(jìn)行控制。二、CN200320127812.X專利是采用復(fù)位彈簧使卡瓦齒與套管脫離的方法，這種方法存在復(fù)位彈簧疲勞，強(qiáng)度降低時導(dǎo)致復(fù)位不完全的問題；活塞與卡瓦的斜面接觸區(qū)域也可能由于泵壓過高導(dǎo)致相互粘連而無法分離的情況。三、CN200320127963.5專利中卡瓦的擴(kuò)張和復(fù)位控制是通過大螺母驅(qū)動裝置控制，此方法雖然能夠?qū)ㄍ哌M(jìn)行鎖定控制，但操作繁瑣；滑動鍵的多斜面結(jié)構(gòu)沒有引導(dǎo)裝置，導(dǎo)致卡瓦在擴(kuò)張和復(fù)位過程中存在無法居中出現(xiàn)卡阻或鎖定不牢的現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種適用于套管驅(qū)動頭的引導(dǎo)鎖緊機(jī)構(gòu)。采用本實用新型可以提高套管在復(fù)雜井眼內(nèi)的下入能力，增加下入套管的安全性，降低作業(yè)風(fēng)險。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種適用于套管驅(qū)動頭的引導(dǎo)鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征在于：包括中軸和套接在中軸上的卡瓦，中軸通過卡瓦與套管配合用于上提、下放和旋轉(zhuǎn)套管。

所述中軸從上至下包括定位段和驅(qū)動段，定位段上固定設(shè)置有定位鍵，驅(qū)動段上固定設(shè)置有驅(qū)動鍵，驅(qū)動段表面呈錐面，且上端直徑小于下端直徑。

所述卡瓦一端設(shè)置有與套管內(nèi)壁配合鎖緊的卡齒，另一端設(shè)置有與定位鍵配合用于控制中軸與卡瓦相對轉(zhuǎn)動幅度的限位鍵槽，卡瓦上還設(shè)置有與驅(qū)動鍵配合的卡瓦鍵槽，中軸通過驅(qū)動鍵和卡瓦鍵槽驅(qū)動卡瓦旋轉(zhuǎn)用于帶動套管旋轉(zhuǎn)；卡瓦鎖緊在套管上時，卡瓦位于驅(qū)動段上。

所述卡瓦呈圓筒形結(jié)構(gòu)，圓筒形結(jié)構(gòu)一端設(shè)置卡齒，另一端設(shè)置有卡瓦抬肩，限位鍵槽設(shè)置在卡瓦抬肩的端面上。

所述卡瓦上還設(shè)置有用于使卡瓦下端外徑張開的縫隙。

所述卡瓦鍵槽和縫隙在卡瓦的圓周上等距離各設(shè)置為四道。