[發明專利]一種大通徑全金屬空心螺桿鉆具驅動的套管引鞋系統

在審

• 申請號: 202210077673.1
• 申請日: 2022-01-24
• 公開（公告）號: CN114412383A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 魏萍;曾凡黔;徐希良;郭萌萌
• 申請（專利權）人: 北京佰文恒新能源服務有限公司
• 主分類號: E21B17/14
• 分類號: E21B17/14;E21B4/02;E21B12/00
• 代理公司: 長春科宇專利代理有限責任公司 22001
• 代理人: 馬寶來

本發明公開了一種大通徑全金屬空心螺桿鉆具驅動的套管引鞋系統，包括系統本體，該系統本體包括螺桿動力部、柔性連接部、軸承部以及套管引鞋，當高壓鉆井液進入到螺桿動力部內部，進而使得螺桿動力部帶動柔性連接部轉動起來，并且柔性連接部通過軸承部帶動套管引鞋轉動。螺桿動力部相對比渦輪結構長度較短的情況下提供相同的扭矩和功率，因此適合于下套管作業時需要高低扭矩的各種應用場合。該大通徑全金屬空心螺桿鉆具驅動的套管引鞋系統也可以用于套管鉆井作業，實現不需要轉動整個管柱而采用水力驅動進行套管鉆井作業，提高套管鉆井作業的效率和適應性。同時，節省掉鉆掉內部零件的時間，極大地節省下套管或者套管鉆井作業成本。

技術領域

本發明涉及石油天然氣技術領域，本發明是一種在石油或天然氣完井下套管或者尾管的過程中，用于驅動套管引鞋或者鉆鞋，進行套管鉆井或則幫助或者促進套管順利下入到預定位置的工具，更具體地說，本發明涉及一種大通徑全金屬空心螺桿鉆具驅動的套管引鞋系統。

背景技術

在石油或天然井鉆井過下套管的過程中，將套管一次性順利下入到預定深度對完成預定的目標至關重要。套管下入過程中，由于地層穩定性、井眼軌跡等多種原因會造成井眼縮徑、坍塌、摩擦阻力大等多種不利于套管下入到位的因素。如果下入不到預定深度，則會增加后期作業難度，或者無法開采目的層的資源。如果下入套管過程不順利，則會造成增加作業時間，增加成本。

為了促進套管順利下入到目的深度，有時會通過井口的機械動力旋轉套管來實現劃眼通過由于縮徑、坍塌等原因造成的困難井段。但是這種辦法有很大的局限性。由于受到套管連接螺紋或者地面設備的扭矩限制，往往不能實現套管旋轉。因此，需要水力驅動井下工具帶動套管引鞋幫助下入套管到預定位置，同時，利用水力驅動套管引鞋的方式輔助下套管到達預定位置后，往往需要下入鉆頭鉆具通過本工具進行下一階段的鉆井完井作業。

為了易于鉆頭通過內腔，通常使采用鋁合金等易鉆材料制造水力驅動工具的內部零件，即使是易鉆材料，鉆穿這些零件也非常費時；并且易鉆材料的機械性能差，影響工具的使用壽命。井下水力驅動馬達可以分為三大類：螺桿結構、渦輪結構和其它結構。渦輪結構，單節渦輪節產生的扭矩很小，需要大量的渦輪節，結構復雜，長度一般遠遠大于其它工具，過長的長度往往與實際需要不匹配；渦輪鉆具的轉速動輒每分鐘1000轉以上，對井下工具的性能、軸承系統和引鞋的壽命非常不利；對于螺桿結構，一般采用內部注膠的定子，由于橡膠占用的空間，基本不可能實現足夠的大通徑；而其它結構的水力驅動馬達應用很少，產生的扭矩往往相對很小，往往不能滿足實際應用的需要。因此，有必要提出一種大通徑全金屬空心螺桿鉆具驅動的套管引鞋系統，以至少部分地解決現有技術中存在的問題。

發明內容

在發明內容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本發明的發明內容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。

為至少部分地解決上述問題，本發明提供了一種大通徑全金屬空心螺桿鉆具驅動的套管引鞋系統，包括：系統本體，所述系統本體包括螺桿動力部、柔性連接部、軸承部以及套管引鞋，所述柔性連接部設置在所述螺桿動力部內，所述軸承部設置在所述螺桿動力部內并位于所述螺桿動力部的前部，所述套管引鞋設置在所述螺桿動力部的前端。

根據本發明實施例的大通徑全金屬空心螺桿鉆具驅動的套管引鞋系統，所述螺桿動力部包括螺桿馬達定子、螺桿轉子，所述螺桿轉子設置在所述螺桿馬達定子的內部。

根據本發明實施例的大通徑全金屬空心螺桿鉆具驅動的套管引鞋系統，所述螺桿馬達定子的內壁上設置有內螺旋體，所述螺桿轉子的外壁上設置有與所述內螺旋體對應的外螺旋體。

根據本發明實施例的大通徑全金屬空心螺桿鉆具驅動的套管引鞋系統，所述柔性連接部包括大通徑的柔性軸，所述柔性軸的后端與所述螺桿轉子的前端連接，并且所述螺桿轉子的前端延伸至所述柔性軸的后端內，所述柔性軸設為割縫柔性管。