CN105863527A - 一种可提高连续油管延伸极限的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可提高连续油管延伸极限的装置，设置有振动短节和调制短节；调制短节上端加工有内螺纹与振动短节下端连接，调制短节下端加工有外螺纹与下部钻具组合连接。本发明工具的轴向振动能将将连续油管与井壁之间的静摩擦转变为滑动摩擦，降低连续油管与井壁之间的摩阻，能够提高连续油管的延伸极限；工具轴向振动能促使岩屑的运移，防止形成岩屑床，光滑井眼，防止井下复杂；带有通孔的叶轮保证始终有流体通过工具，不会对井下动力钻具、测量工具的使用造成影响，同时防止了水击的破坏作用；本发明结构简单，组成部件少，保证工具的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于油气资源勘探技术领域，尤其涉及一种可提高连续油管延伸极限的装置。
背景技术
随着油气资源勘探开发的不断深入，许多油田步入开发中后期，同时油气资源类型也逐步由常规向非常规转变，油气勘探开发领域逐渐扩展到低孔、低渗、复杂小断块、稠油油藏以及局部剩余油藏以及煤层气、页岩气、致密砂岩气等非常规油藏。连续油管由于其无接头、无变径、弯曲大、能连续起下、能动态密封、强度大、承压高和体积小等特点，与常规接头钻杆相比，操作简单，施工安全，占地少，污染少，所需作业人员少。因此，连续油管钻井作为一种新兴的高效、经济作业手段，在修井，水平井、大位移井钻井、老井加深、开发井分支侧钻等作业中具有无可比拟的优势，已成为油田稳产、增产，动用残余储量和提高采收率的一项重要技术。
但是，连续油管钻井技术目前也存在着一些不足。由于连续油管尺寸较小，柔度较大，各种钻井参数如水力参数、井下钻具组合等方面会受到限制，随着连续油管在井筒中延伸长度的不断增加，连续油管与井壁之间摩擦不断增大，不可避免的会出现钻压传递困难现象，连续油管钻井的极限延伸长度受到限制，往往不能达到预期的深度，严重时甚至会螺旋屈曲发生卡钻等井下事故。因此，降低连续油管与井筒之间的摩擦阻力，提高连续油管的延伸极限已成为亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可提高连续油管延伸极限的装置，旨在解决连续油管钻井技术存在连续油管与井壁之间摩擦不断增大，出现钻压传递困难，连续油管钻井的极限延伸长度受到限制，不能达到预期深度的问题。
本发明是这样实现的，一种可提高连续油管延伸极限的装置，所述可提高连续油管延伸极限的装置设置有振动短节和调制短节；
所述调制短节上端加工有内螺纹与振动短节下端连接，所述调制短节下端加工有外螺纹与下部钻具组合连接。
进一步，所述振动短节进一步包括：上接头、芯轴、动密封组件、蝶形弹簧组、芯轴底座、短节外壳；
所述芯轴中空为钻井流体的提供流道，所述芯轴上端为内设螺纹的上接头，与连续油管连接；所述芯轴下端插入振动短节外壳内部且中部与短节外壳上端内侧配合连接，芯轴下端的下部外侧加工有台肩，下部的壁厚为中部壁厚的1/3-1/2，芯轴下端的下部与芯轴底座连接；蝶形弹簧组置于芯轴下端下部外侧和短节外壳内壁形成的间隙内,靠芯轴下端下部的台肩和芯轴底座端面定位；；一组动密封组件位于短节外壳与芯轴芯轴下端的中部，另外一组动密封组件短节外壳与芯轴底座之间,与芯轴和芯轴底座配合构成活塞。
进一步，所述芯轴下端的下部通过螺纹与芯轴底座连接。
进一步，所述短节外壳下端加工为带外螺纹的下接头。
进一步，所述调制短节进一步包括：导流块、叶轮、叶轮座、电缆通道、短节本体；
所述短节本体为中空的圆柱体，调制短节上端加工有内螺纹与振动短节下端连接，调制短节下端加工有外螺纹与下部钻具组合连接；短节本体内腔中部流道形状为偏心圆柱，壁厚较大的一侧加工有电缆通道；叶轮安装在叶轮座中,靠叶轮轴与叶轮座内的定位轴承配合定位；叶轮座置于短节本体内腔的定位台肩上，靠定位台肩与导流块端面定位；，导流块位于叶轮座上方,通过螺纹与短节本体内腔连接。
进一步，所述叶轮进一步包括：叶轮轴、通孔和叶轮片；
所述通孔设置在叶轮轴上，所述叶轮轴安装有叶轮片。
进一步，所述叶轮通过叶轮轴安装在叶轮座中。
本发明提供的可提高连续油管延伸极限的装置，与现有技术相比，具有以下优势：
(1)工具的轴向振动能将将连续油管与井壁之间的静摩擦转变为滑动摩擦，降低连续油管与井壁之间的摩阻，能够提高连续油管的延伸极限。
(2)工具轴向振动能促使岩屑的运移，防止形成岩屑床，光滑井眼，防止井下复杂。
(3)带有通孔的叶轮保证始终有流体通过工具，不会对井下动力钻具、测量工具的使用造成影响，同时防止了水击的破坏作用。
(4)本发明结构简单，组成部件少，保证工具的可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的可提高连续油管延伸极限的装置结构示意图。
图2是本发明实施例提供的振动短节结构示意图。
图3是本发明实施例提供的调制短节结构示意图。
图4是本发明实施例提供的叶轮结构示意图。
图中：1、振动短节；2、调制短节；11、芯轴；12、短节外壳；13、芯轴底座；14、上接头；15、动密封组件；16、碟形弹簧组；17、下接头；21、短节本体；22、电缆通道；23、叶轮座；24、导流块；25、叶轮；251、叶轮轴；252、通孔；253、叶片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明为了降低连续油管与井筒之间的摩擦阻力，提出了一种可提高连续油管延伸极限的工具，解决连续油管钻井存在的问题，在保证井眼质量的基础上，到达提高机械钻速，提高连续油管延伸极限的目的。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1-图4所示，本发明实施例的可提高连续油管延伸极限的装置主要包括：振动短节1、调制短节2、芯轴11、短节外壳12、芯轴底座13、上接头14、动密封组件15、碟形弹簧组16、下接头17、短节本体21、电缆通道22、叶轮座23、导流块24、叶轮25、叶轮轴251、通孔252、叶片253。
本发明主要由振动短节1和调制短节2组成。振动短节1主要由上接头14、芯轴11、动密封组件15、蝶形弹簧组16、芯轴底座13、短节外壳12、下接头17等组成。芯轴11中空为钻井流体的提供流道，上端为内设螺纹的上接头14，与连续油管连接；下端插入短节外壳12内部且中部与短节外壳12端内侧配合连接，芯轴11下端的下部外侧加工有台肩，下部的壁厚为中部壁厚的1/3-1/2，蝶形弹簧组16置于芯轴11下端下部和短节外壳12之间的空隙中；芯轴11下端通过螺纹与芯轴底座13连接，芯轴11与芯轴底座13配合形成活塞；一组动密封组件15位于短节外壳12与芯轴11上部，另外一组动密封组件15短节外壳12与芯轴底座13之间。短节外壳12下端加工为带外螺纹的下接头17。
调制短节2主要由导流块24、叶轮25、叶轮座23、电缆通道22、短节本体21等组成。短节本体21为中空的圆柱体，上端加工有内螺纹与振动短节1下端连接，下端加工有外螺纹与下部钻具组合连接；短节本体21内腔中部流道形状为偏心圆柱，壁厚加大的一侧加工有电缆通道22，允许作业中各种电缆通过；叶轮座23置于短节本体21内腔的定位台肩上，带有通孔252的叶轮25通过叶轮轴251安装在叶轮座23中，导流块24位于叶轮座23上方，通过螺纹连接在短节中部内腔偏心流道中。
下面结合附图对本发明的工作原理作详细的描述。
在连续油管钻井作业过程中，钻井流体由连续油管内部进入调制短节2的中空流道中，在导流块21的作用下，钻井流体冲击叶轮25的叶轮片253，带动叶轮25旋转，从而改变钻井流体的过流面积。当钻井流体的过流面积减少时，会在调制短节2的上部产生增压波，该增压波推动振动短节1的芯轴底座13向上运动，从而带动芯轴11向上运动，并压缩碟形弹簧组16。向上运动的芯轴11带动与之相连的连续油管向上运动。当钻井流体的过流面积增大时，会在调制短节2的上部产生降压波，该降压波向上传递，此时被压缩的碟形弹簧组16释放能量，推动振动短节1的芯轴底座13向下运动，从而带动芯轴11向下运动。向下运动的芯轴11带动与之相连的连续油管向上运动。随着叶轮的旋转，钻井流体的过流面积周期性的变化，因此蝶形弹簧组16周期性的被压缩释放，芯轴周期性的上下振动，从而带动与之相连的连续油管柱沿其轴线振动，将连续油管与井壁之间的静摩擦转变为滑动摩擦，降低连续油管与井壁之间的摩阻，从而达到提高连续油管延伸极限的目的。同时，工具的轴向振动利于井筒岩屑的运移，防止形成岩屑床，同时能够光滑井眼，防止卡钻，提高井身轨迹的可控性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种可提高连续油管延伸极限的装置，其特征在于，所述可提高连续油管延伸极限的装置设置有振动短节和调制短节；
所述调制短节上端加工有内螺纹与振动短节下端连接，所述调制短节下端加工有外螺纹与下部钻具组合连接。
2.如权利要求1所述的可提高连续油管延伸极限的装置，其特征在于，所述振动短节进一步包括：上接头、芯轴、动密封组件、蝶形弹簧组、芯轴底座、短节外壳；
所述芯轴中空为钻井流体的提供流道，所述芯轴上端为内设螺纹的上接头，与连续油管连接；所述芯轴下端插入振动短节外壳内部且中部与短节外壳上端内侧配合连接，芯轴下端的下部外侧加工有台肩，下部的壁厚为中部壁厚的1/3-1/2，芯轴下端的下部与芯轴底座连接；蝶形弹簧组置于芯轴下端下部外侧和短节外壳内壁形成的间隙内,靠芯轴下端下部的台肩和芯轴底座端面定位；一组动密封组件位于短节外壳与芯轴芯轴下端的中部，另外一组动密封组件短节外壳与芯轴底座之间,与芯轴和芯轴底座配合构成活塞。
3.如权利要求2所述的可提高连续油管延伸极限的装置，其特征在于，所述芯轴下端的下部通过螺纹与芯轴底座连接。
4.如权利要求2所述的可提高连续油管延伸极限的装置，其特征在于，所述短节外壳下端加工为带外螺纹的下接头。
5.如权利要求1所述的可提高连续油管延伸极限的装置，其特征在于，所述调制短节进一步包括：导流块、叶轮、叶轮座、电缆通道、短节本体；
所述短节本体为中空的圆柱体，调制短节上端加工有内螺纹与振动短节下端连接，调制短节下端加工有外螺纹与下部钻具组合连接；短节本体内腔中部流道形状为偏心圆柱，壁厚较大的一侧加工有电缆通道；叶轮安装在叶轮座中,靠叶轮轴与叶轮座内的定位轴承配合定位；叶轮座置于短节本体内腔的定位台肩上，靠定位台肩与导流块端面定位；导流块位于叶轮座上方,通过螺纹与短节本体内腔连接。
6.如权利要求5所述的可提高连续油管延伸极限的装置，其特征在于，所述叶轮进一步包括：叶轮轴、通孔和叶轮片；
所述通孔设置在叶轮轴上，所述叶轮轴安装有叶轮片。
7.如权利要求5所述的可提高连续油管延伸极限的装置，其特征在于，所述叶轮通过叶轮轴安装在叶轮座中。
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