[發明專利]一種環形液壓缸驅動的內撐外夾式頂驅下套管工具

有效

• 申請號: 201710097239.9
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN106761412B
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 梁政;謝帥;蔣發光;張杰;鄧嚴;何虹鋼;張梁
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B7/20
• 分類號: E21B7/20;E21B19/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種環形液壓缸驅動的內撐外夾式頂驅下套管工具，上芯軸的上、下兩端各設置有螺紋，上芯軸的上螺紋與頂驅裝置連接，上芯軸的下螺紋與下芯軸連接；上芯軸外側安裝有環形液壓油缸系統；環形液壓油缸系統下端連接有動力傳遞系統；動力傳遞系統下端連接有內撐系統；內撐系統下端連接有導向密封系統；導向密封系統外設置有外夾系統。工作時，內撐系統的卡瓦撐緊套管內壁，外夾系統的卡瓦夾緊套管外壁，因此，可以提高頂驅下套管工具承載能力和上扣能力，此外，使用本工具還能隨時旋轉套管、提放套管、循環泥漿，從而提高下套管作業效率和安全性，降低鉆井綜合成本。

技術領域

本發明涉及石油天然氣固井裝備技術領域，特別涉及一種環形液壓缸驅動的內撐外夾式頂驅下套管工具。

背景技術

下套管作業的目的在于封隔地層、加固井壁、防止油氣泄漏和建立油氣通道等，是石油天然氣鉆井作業過程中的一個極其重要的環節。下套管工具是完成下套管作業的關鍵性裝備，常規下套管裝備主要包括：用于夾持套管的井口卡瓦、用于套管旋扣的液壓套管鉗、用于斷續灌注泥漿的開放式灌泥漿裝置、用于提升套管的套管吊卡等工具。

上述常規下套管裝備存在如下問題：（1）利用套管鉗旋扣，套管螺紋的扭矩傳遞扭距不易精確控制；（2）利用斷續灌漿裝置灌注泥漿，不能根據需要及時循環泥漿，尤其是在套管下入遇阻時，必須重新連接方鉆桿建立泥漿循環，清除沉沙，影響了下套管效率；（3）利用套管吊卡提升套管，井眼中的套管不能旋轉；（4）常規下套管裝備還存在操作復雜，作業效率低，安全可靠性不高等缺點。

為解決上述問題，國內外研發了頂驅下套管裝置，根據卡瓦與套管的作用形式不同，可以將該工具分類為：內撐式頂驅下套管工具，外夾式頂驅下套管工具。專利號：CN200920105896.4CN201120336246.8CN201120469419.3CN201520393455.4CN201320856096.2等公開了內撐式頂驅下套管工具，專利號：CN201120557017.9、CN201520506694.6等公開了外夾式頂驅下套管工具。然而，上述專利的頂驅下套管裝置要么采用內撐式夾持套管，要么采用外夾式夾持套管，從而導致頂驅下套管裝置承載能力、卡瓦的夾持能力和扭矩傳遞能力有限，在下套管遇阻，需要提升套管、旋轉套管以通過遇阻地層時，上述頂驅下套管工具的卡瓦夾持能力、承載能力過小，容易使卡瓦夾持套管時發生打滑，使套管發生破壞、或套管掉落，因此，現有頂驅下套管裝置不能安全、高效的完成下套管作業。

發明內容

為了克服現有下套管裝備的上述缺點，本發明的目的：提供一種環形液壓缸驅動的內撐外夾式頂驅下套管工具，具有隨時旋轉套管、提放套管、灌注循環泥漿、作業安全效率高的特點，而且工具夾持能力、工具承載能力、工具扭矩傳遞能力大。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種環形液壓缸驅動的外撐內夾式頂驅下套管工具，包括上芯軸1、環形液壓油缸系統2、動力傳遞系統3、內撐系統4、外夾系統5、導向密封系統6，其特征為：上芯軸1的上、下兩端各設置有螺紋，上芯軸1的上螺紋與頂驅裝置連接，上芯軸1的下螺紋與下芯軸7連接；上芯軸1外側安裝有環形液壓油缸系統2；環形液壓油缸系統2下端連接有動力傳遞系統3；動力傳遞系統3下端連接有內撐系統4；內撐系統4下端連接有導向密封系統6；導向密封系統6外設置有外夾系統5；

所述上芯軸1的上、下兩端各設置有錐螺紋，上芯軸1的上錐螺紋下側設置有臺階，臺階端面設置有圓形通孔；上芯軸1的臺階端面下側設置有環形凹槽11，環形凹槽11內安裝有卡箍50；所述上芯軸1的中部外表面為圓柱表面，圓柱表面上側設置有螺紋，螺紋通過絲扣連接有小圓螺母，小圓螺母下側設置有臺階；臺階與小圓螺母之間安裝有上軸承21；