[發明專利]一種套管旋轉循環下入裝置

有效

• 申請號: 201410833695.1
• 申請日: 2014-12-26
• 公開（公告）號: CN105781421B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 聶云飛;吳仲華;溫林榮;蔡文軍;張俊杰;寧仁磊;王彬;田宗正;李明朝;左靈;陳忠帥;張銳
• 申請（專利權）人: 東營黃藍知識產權運營管理有限公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號: E21B7/20
• 分類號: E21B7/20
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司37107
• 代理人: 侯華頌

技術領域

本發明涉及油氣勘探開發中下套管裝置領域內的套管旋轉循環下入裝置，適用于完井時下套管施工作業，能夠提高套管下入作業的速度、安全性、可靠性。

背景技術

目前國內完井下套管多采用套管吊卡下入，下套管過程遇阻時套管無法旋轉，也無法開泵建立循環，只能上提、下放，因此無法快速有效解決施工中遇到的遇阻問題，特別是在大位移井、長水平段井內下入套管時，及時建立循環、旋轉套管能夠大大提高套管下入的速度、降低套管下入的施工風險。

目前已有的專利，申請號為CN200910078565.0的《一種用頂驅驅動鉆井裝置下套管作業方法》實現了下套管時旋轉、循環下入，但是發明中提到的工具需要采用專用液壓源驅動，無法在現場簡單快速與不同型號的頂驅配套使用，同時該工具采用抓取套管內孔的方式，懸掛力較小，并容易在套管本體內孔產生壓痕，從而影響套管本體的強度和耐腐蝕性；申請號為CN200920266049.6的《下套管循環工具》實現了下套管時循環下入，但是該實用新型中提到的工具在使用時必須開泵建立循環才能實現套管的抓取，不具備旋轉下套管的功能，同時也是采用抓取套管內孔的方式，也與CN200910078565.0專利涉及的工具一樣，存在相同的不足之處。再如美國專利US 8042626 的《抓取工具》（《Griping Tool》）實現了下套管時旋轉、循環下入，無需液壓源，但是專利中涉及的工具是采用抓取套管本體外部的方式，同樣會對套管本體產生壓痕，從而影響套管本體的強度和在耐腐蝕性。

發明內容

本發明的目的是解決上述技術問題，提供一種套管旋轉循環下入裝置，采用抓取套管接箍的方式，避免了對套管本體的傷害，下入過程能夠隨時旋轉套管，為清洗井眼建立循環，實現套管快速可靠的下入。

為了實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

一種套管旋轉循環下入裝置，包括上接頭1、本體上接頭3、上軸承4、下軸承5、彈性抓6、本體7、上推環8、外筒9、滑塊10、卡瓦座11、卡瓦13、下推環15、下接頭16、下旋轉套17、下鎖緊帽18和心軸19；其中：上接頭1裝在本體上接頭3上，上接頭1下部有環形凸起，并通過環形凸起上下設置的上軸承4和下軸承5與本體上接頭3構成旋轉配合；彈性抓6為下端錐形，錐形面有割縫，彈性抓6套在上接頭1下端；心軸19連接在上接頭1下端；上推環8套在心軸19上部，上推環8上端面有1-3組沿圓周均布的螺旋面，并與上接頭1下端的螺旋面相配合，凹槽與突出的螺旋面構成軸向插接配合，上推環8外圓軸向設有3-5個花鍵；本體7上端與本體上接頭3固連，本體7內軸向設有3-5個花鍵槽，上部的花鍵槽與上推環8的花鍵構成配合；卡瓦座11和滑塊10裝在本體7下部的花鍵槽內，其結合面構成軸向錐面配合；卡瓦13裝在卡瓦座11的梯形槽內；外筒9套裝在本體7中下部，并與滑塊10固連；下推環15裝在本體7下端部，下推環15下端有1-3組螺旋面和凹槽，外圓設有3-5個花鍵，花鍵與本體7下端部的花鍵槽配合；下旋轉套17裝在下推環15下端，下旋轉套17上端與下推環15下端設有旋轉配合的螺旋面和插件配合的凹槽配合；下接頭16與本體7下端固連，下接頭16內設凸起與下旋轉套17的外凸起構成軸向限位配合；下鎖緊帽18與下旋轉套17連接。

上述方案進一步包括：

在心軸19下端連接引鞋22，在上接頭1上固連有顯示盤2。

在心軸19和引鞋22之間設有密封橡膠碗21和擋環20。

上推環8與上接頭1的螺旋面均為兩組，每組螺旋面由兩段不同螺旋升角的螺旋面組成，與之對應的凹槽也為兩組；下旋轉套17與下推環15的螺旋面均為兩組，與之對應的凹槽也為兩組，每個凹槽直角一側有一個突起的直臺階。

卡瓦座11外側有2個錐面，與滑塊10的錐面相配合。

本發明的套管旋轉循環下入裝置使用時，上接頭與頂驅通過螺紋連接，通過頂驅下放，在引鞋導引下密封橡膠碗進入套管內孔形成密封，繼續下放頂驅，卡瓦相對套管接箍向下運動，同時向外擴張，內徑變大，套管接箍完全進入沿圓周均布的卡瓦形成的內孔后上提上接頭，然后順時針旋轉上接頭，使卡瓦卡緊套管接箍，此時可以進行套管之間的螺紋連接，完成后套管緊扣后就可以下入此根套管，下入的同時可以開泵建立循環，也可以旋轉套管。套管下放到鉆臺面，座到井口的套管卡瓦內，通過下壓上接頭，順時針旋轉下鎖緊帽后可以完全釋放套管。使用該套管旋轉循環下入裝置下入套管時，下入過程中能夠隨時旋轉套管，為清洗井眼建立循環，該裝置采用抓取套管接箍的方式，避免了對套管本體的傷害，能夠實現套管快速、可靠的下入。