套管柱下入防阻卡装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于套管柱下入防阻卡装置主要涉及石油天然气钻井、煤层气钻井、地质勘探、矿山钻探等行业领域。
【背景技术】
[0002]随着钻井工艺技术的不断发展，深井、超深井、水平井、大位移井等复杂结构井的数量逐渐增加，而油气资源的高效开发又要求井眼中下入套管柱，确保井眼安全和油气藏采收率，但是由于井壁不规则、井眼轨迹复杂等因素的影响，使得套管柱下入过程中遇阻遇卡的复杂情况频繁发生，影响了钻完井效率和建井周期，严重时造成套管柱无法按要求下至设计井深，不能满足油气藏开发的工艺要求，由此可见，套管柱的顺利下入是影响钻完井效率、油气资源高效开发的关键因素之一。因此国内外针对套管柱下入开展了大量研究，取得了多项研究成果，如旋转循环套管下入技术、漂浮套管下入技术等，但由于关键设备、工具材质等因素的限制，国外应用范围较广，但技术垄断且价格昂贵，而国内应用很少，仍采用常规自重式套管柱下入技术，相对落后。因此急需设计研发一种结构简单，性能可靠，控制精度高，操作方便的套管柱下入防阻卡装置，在充分利用国内现有装备技术的基础上，进一步提高复杂结构井套管柱顺利下入的安全可靠性和成功率，同时最大限度的降低套管柱下入成本，缩短建井周期，对于提升我国油气藏高效开发能力，增强国际竞争力具有重要的经济价值和社会价值。
【发明内容】
[0003]为了进一步提高复杂结构井套管柱顺利下入的安全可靠性和成功率，同时最大限度的降低套管柱下入成本，缩短建井周期，打破国外技术垄断，满足油气藏高效开发的工艺要求，本实用新型的目的是为石油天然气钻井、煤层气钻井、地质勘探、矿山钻探等的现场提供套管柱下入防阻卡装置。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:套管柱下入防阻卡装置主要由外壳体、中心轴、弹簧装置、密封装置、螺旋花键、传动轴、导向器组成。中心轴安装在外壳体内部，传动轴、外壳体与中心轴之间安装弹簧装置，传动轴与外壳体之间安装密封装置，传动轴与中心轴之间安装密封装置，外壳体内壁和传动轴外壁分别加工螺旋花键，并相互啮合，传动轴下部安装导向器。其中，中心轴、传动轴与导向器的中心孔连通。
[0005]所述套管柱下入防阻卡装置的导向器加工有保径体，并镶嵌防磨齿；
[0006]所述套管柱下入防阻卡装置的导向器的锥形体上安装切削齿；
[0007]所述螺旋花键内部充满润滑油。
[0008]套管柱下入防阻卡装置安装在套管柱最下端，在套管柱下入的过程中，导向器引导套管柱沿着井眼规律向前运动，当套管柱下入没有遇阻遇卡时，套管柱下入防阻卡装置处于初始状态，即弹簧装置未压缩，此时传动轴位于外壳体的下止点，当遇阻遇卡时，套管柱的轴向自重力通过螺旋花键的作用，转变为顺时针方向的旋转扭矩，驱动传动轴顺时针转动，进而驱动导向器顺时针转动，传动轴在旋转的同时由于螺旋花键的作用，传动轴转动并缩进外壳体内部，进而压缩弹簧装置，由于导向器表面镶嵌切削齿，随着导向器的转动而将阻卡处的岩石破碎，从而使得井壁光滑便于套管柱顺利通过，当阻力降低时，传动轴在弹簧装置恢复力和螺旋花键的作用下，逆时针转动并伸出外壳体，当到达下止点时，停止转动。当阻卡较严重，传动轴转动缩进外壳体并到达上止点后，仍不能破碎阻卡处的岩石时，可通过短起下套管柱的方法，使得导向器脱离阻卡处，当阻卡力降低时，传动轴在弹簧装置的作用下恢复至下止点，然后再下放套管柱，使得导向器接触阻卡处岩石时并再次转动破碎岩石，上述过程不断重复，就能够破碎阻卡处岩石，使得套管柱顺利下入设计井深。
[0009]因此，与现有技术相比，本发明套管柱下入防阻卡装置能够有效提高复杂结构井套管柱下入的安全可靠性和成功率，降低由于井壁不稳定、井眼轨迹不规则等因素而产生下入复杂情况的风险，对于充分利用国内现有套管柱下入装备，最大限度的发挥常规套管柱下入工艺技术的优势，缩短钻完井及建井周期，大幅降低因套管柱不能顺利下入而采用配套工艺与装备造成投入的成本，提高油气资源的高效开发具有重要意义。现场实践证明，利用套管柱下入防阻卡装置，对于复杂结构井，套管柱下入成功率较常规技术平均提高了35.8%，平均节省建井周期5-8天，实现了低能耗、高效率的钻完井目的。
[0010]同时，套管柱下入防阻卡装置还具有结构设计简单、性能可靠、操作方便等特点。
【附图说明】
[0011]图1是依据本发明所提出的套管柱下入防阻卡装置结构示意图。
[0012]图中1-外壳体、2-中心轴、3-弹簧装置、4-密封装置、5-密封装置、6-螺旋花键、7-传动轴、8-密封装置、9-导向器。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图来详细描述本发明。
[0014]如图1，套管柱下入防阻卡装置主要由外壳体1、中心轴2、弹簧装置3、密封装置4、密封装置5、螺旋花键6、传动轴7、密封装置8、导向器9组成，中心轴2安装在外壳体1内部，传动轴7、外壳体1与中心轴2之间安装弹簧装置3，传动轴7与外壳体1之间安装密封装置5和密封装置8，传动轴7与中心轴2之间安装密封装置4，外壳体1内壁和传动轴7外壁分别加工螺旋花键6，并相互嗤合，传动轴7下部安装导向器9。
[0015]其中，中心轴2、传动轴7与导向器9的中心孔连通。
[0016]导向器9加工有保径体，并镶嵌防磨齿。
[0017]导向器9的锥形体上安装切削齿。
[0018]螺旋花键6内部充满润滑油。
[0019]套管柱下入防阻卡装置安装在套管柱最下端，在套管柱下入的过程中，导向器引导套管柱沿着井眼规律向前运动，当套管柱下入没有遇阻遇卡时，套管柱下入防阻卡装置处于初始状态，即弹簧装置未压缩，此时传动轴位于外壳体的下止点，当遇阻遇卡时，套管柱的轴向自重力通过螺旋花键的作用，转变为顺时针方向的旋转扭矩，驱动传动轴顺时针转动，进而驱动导向器顺时针转动，传动轴在旋转的同时由于螺旋花键的作用，传动轴转动并缩进外壳体内部，进而压缩弹簧装置，由于导向器表面镶嵌切削齿，随着导向器的转动而将阻卡处的岩石破碎，从而使得井壁光滑便于套管柱顺利通过，当阻力降低时，传动轴在弹簧装置恢复力和螺旋花键的作用下，逆时针转动并伸出外壳体，当到达下止点时，停止转动。当阻卡较严重，传动轴转动缩进外壳体并到达上止点后，仍不能破碎阻卡处的岩石时，可通过短起下套管柱的方法，使得导向器脱离阻卡处，当阻卡力降低时，传动轴在弹簧装置的作用下恢复至下止点，然后再下放套管柱，使得导向器接触阻卡处岩石时并再次转动破碎岩石，上述过程不断重复，就能够破碎阻卡处岩石，使得套管柱顺利下入设计井深。套管柱下入防阻卡装置能够有效提高复杂结构井套管柱下入的安全可靠性和成功率，降低由于井壁不稳定、井眼轨迹不规则等因素而产生下入复杂情况的风险，对于充分利用国内现有套管柱下入装备，最大限度的发挥常规套管柱下入工艺技术的优势，缩短钻完井及建井周期，大幅降低因套管柱不能顺利下入而采用配套工艺与装备造成投入的成本，提高油气资源的高效开发具有重要意义。
【主权项】
1.套管柱下入防阻卡装置，其特征是，所述装置主要由外壳体(1)、中心轴(2)、弹簧装置(3)、密封装置(4)、密封装置(5)、螺旋花键(6)、传动轴(7)、密封装置(8)、导向器(9)组成，中心轴(2)安装在外壳体(1)内部，传动轴(7)、外壳体(1)与中心轴(2)之间安装弹簧装置(3 )，传动轴(7 )与外壳体(1)之间安装密封装置(5 )和密封装置(8 )，传动轴(7 )与中心轴(2)之间安装密封装置(4)，外壳体(1)内壁和传动轴(7)外壁分别加工螺旋花键(6)，并相互啮合，传动轴(7)下部安装导向器(9)。2.根据权利要求1所述的套管柱下入防阻卡装置，其特征是，导向器(9)加工有保径体，并镶嵌防磨齿。3.根据权利要求1所述的套管柱下入防阻卡装置，其特征是，导向器(9)的锥形体上安装切削齿。4.根据权利要求1所述的套管柱下入防阻卡装置，其特征是，螺旋花键(6)内部充满润滑油。5.根据权利要求1所述的套管柱下入防阻卡装置，其特征是，中心轴(2)、传动轴(7)与导向器(9)的中心孔连通。
【专利摘要】套管柱下入防阻卡装置主要涉及石油天然气钻井、地质勘探、矿山钻探、煤层气开发等行业领域。套管柱下入防阻卡装置安装在套管柱最下端，当套管柱在下入过程中遇阻遇卡时，套管柱下入防阻卡装置能够驱动导向器旋转破碎阻卡处的岩石，并修整井壁，从而确保套管柱的顺利下入。套管柱下入防阻卡装置既具有常规引鞋的功能，又具有防止套管柱下入过程中遇阻遇卡的特点，能够进一步提高套管柱下入的安全可靠性。同时，还具有结构简单、操作方便、便于安装、安全可靠的优点，便于批量制造和大范围推广应用。
【IPC分类】E21B31/00, E21B7/20
【公开号】CN205000896
【申请号】CN201520767582
【发明人】周明梅, 胡新明, 周鑫, 李军, 赵立海, 施翔, 张海涛, 徐萍, 吴海光, 徐峰, 韩青青
【申请人】东营市云淞石油技术开发有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年9月29日