[發明專利]一種連續油管渦輪加壓增扭工具

有效

• 申請號: 201610312716.4
• 申請日: 2016-05-12
• 公開（公告）號: CN105888589B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 張梁;鄧嚴;劉穩;鄧蘭;何虹鋼
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B23/00
• 分類號: E21B23/00;E21B23/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種連續油管渦輪加壓增扭工具，具體應用于油氣井連續油管作業，尤其是連續油管鉆井、磨削、洗井等作業。

背景技術

連續油管是一根完整的長達數千米的細長管，在陸地上盤在盤管器上，可以整根管柱送入井下；廣泛應用于修井、壓裂后鉆橋塞、落魚打撈、測井、鉆井等作業。連續油管由于其結構連續，起下鉆時間短，工作效率是普通鉆桿、油管、套管作業的3～5倍。

連續油管撓度過大，只能承受軸向拉力，幾乎不能承受扭矩和軸向壓力。所以，連續油管在斜井、水平井中作業需要在前端增加一個提供拖拽力的送進裝置，稱之為爬行器。目前國內外連續油管爬行器主要是蠕動式，蠕動式爬行器包括兩套撐桿機構，兩套撐桿機構交替支撐在井壁上，同時對油管提供拖拽力。蠕動式爬行器工作不連續，并且對井徑變化敏感，通常之能應用于連續油管測井和洗井工作，對于連續油管鉆井和磨削適應性不強。

水平井采用常規鉆柱鉆井作業中，克服水平段鉆柱的摩擦力向前推進是一個巨大的問題。目前國內外水平井鉆柱送進裝置，主要采用的方案是將鉆柱前端通過短接分為多段，段與段之間通過節流壓差推動。連續油管幾乎不能承受軸向壓力和扭矩，水平段不能直接加鉆壓推進，所以上述方案不能用于連續油管作業。

連續油管工作效率具有巨大優勢，目前國內外連續油管作業越來越廣泛。但是沒有成熟的工具，能夠在連續油管鉆井、磨削等作業中提供有效鉆壓和扭矩。目前的連續油管磨削作業，只能采用小扭矩、低鉆壓、高速鉆頭進行磨削，磨削速度低；連續油管鉆井只能適應于直井段，采用前端增加增重工具的方式產生鉆壓。因此，連續油管鉆井、磨削等應用受到限制。

綜上所述，研制適應范圍廣的連續油管送進裝置，以及對前端工具提供鉆壓扭矩的連續油管作業設備具有廣闊前景。

發明內容

本發明的目的：為了克服現有爬行器工作不連續以及井經變化適應性差的缺點，同時解決連續油管鉆井和磨削作業扭矩鉆壓低的問題，特提供一種連續油管渦輪加壓增扭工具。

為達到上述目的，本發明采取的技術方案是：

一種連續油管渦輪加壓增扭工具，包括渦輪鉆具、分動箱、聯軸器、輸入軸、輸出軸、后摩擦環、前摩擦環、輪軸、活動環、支撐臂、滾輪、連接軸、中心筒、滑套、轉筒、旋轉接頭，中心筒上端錐扣連接分動箱，分動箱上端錐扣連接渦輪鉆具殼體，渦輪鉆具殼體上端錐扣連接旋轉接頭，中心軸下端錐扣連接下部鉆具，其特征在于：

所述旋轉接頭包括固定座、旋轉頭、端部壓蓋，固定座與渦輪鉆具殼體之間錐扣連接；旋轉頭設置于固定座內，旋轉頭中間位置設置臺階，所述臺階上下兩端分別設置推力軸承；旋轉頭上端安裝端部壓蓋，端部壓蓋壓緊旋轉頭兩邊的推力軸承，端部壓蓋與固定座之間用螺栓連接；

轉筒設置于中心筒內，轉筒與分動箱之間設置扭簧，轉筒上端中心位置安裝連接軸，轉筒在連接軸周圍設置軸向過流孔，轉筒外設置3個螺旋槽并均勻分布；中心筒外安裝滑套，滑套外固定支撐臂，支撐臂端部與活動環通過球鉸連接，活動環套在輪軸上并可以在輪軸上滑動，輪軸端部安裝滾輪，輪軸的另一端通過萬向節與輸出軸連接；中心筒中間位置設置3個縱向槽形孔，螺釘設置在所述槽型孔內，螺釘與滑套螺紋連接并伸入轉筒的螺旋槽內；

分動箱設置軸向過流孔，所述過流孔聯通分動箱上下中心流道；輸入軸設置在分動箱中心位置并貫穿分動箱，輸出軸向下伸出分動箱，輸入軸和輸出軸之間用齒輪傳動；輸入軸上端用聯軸器與渦輪鉆具旋轉軸連接，輸入軸下端與連接軸采用摩擦環方式連接，所述摩擦環包括前摩擦環與后摩擦環，前摩擦環與后摩擦環接觸的環形面上設置齒形結構并相互嚙合；

分動箱包括后端蓋、齒輪箱、隔板、前端蓋，輸入軸上端靠近后端蓋位置設置臺階，輸入軸上端伸出齒輪箱位置設置軸承并用軸承壓蓋軸向固定；輸入軸下端穿過隔板中心孔并向下伸入到前端蓋內，輸入軸下端用鍵槽方式安裝后摩擦環并用螺母軸向固定；

安裝完成后，滑套在中心筒下端位置，輸出軸與中心筒的軸線共同構成的平面與輪軸的軸線之間夾角為5～20°。

所述輸入軸下端與連接軸采用摩擦環方式連接并傳遞扭矩，所述摩擦環包括前摩擦環和后摩擦環，后摩擦環與輸入軸采用鍵槽方式連接并軸向用螺母固定，所述前摩擦環與連接軸采用花鍵方式連接；連接軸設置彈簧擋環并用壓縮彈簧壓緊前摩擦環和后摩擦環。