一种液力式防滑送钻工具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水平井水平段钻柱送进用的液力式防滑送钻工具。
【背景技术】
[0002]在钻井工程中，水平井具有优益的经济性，然而水平井的技术难度也更大。水平段钻柱脱压是水平井钻井过程中经常发生的现象，脱压现象的产生主要是由于水平段的钻柱和井眼底部之间的摩擦力过大，消除了上部钻柱提供的钻压作用，直接导致水平段的钻柱无法送进，严重制约了水平井钻井技术的发展。
[0003]现有的水平井减摩降阻工具很少，主要由安装滚轮的减摩短接和产生连续振动的水力振荡器，前者将钻柱和井眼的静摩擦变为滚动摩擦，后者将钻柱和井眼的静摩擦变为动摩擦，都在一定程度上起到了减摩降阻的作用。然而上述两种工具都仅仅是在减小摩擦力上想办法，并没有考虑过主动施加钻压的问题，随着水平段长度的增加，累积摩擦力仍然会克服钻压，钻柱送进困难的问题仍然突出。基于以上技术背景，本发明特提供一种液力式防滑送钻工具。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是:为了解决水平井钻柱送进困难的问题，特提供一种液力式防滑送钻工具。
[0005]为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案:一种液力式防滑送钻工具，是由套筒、半环、滑块、中心管、卡瓦座、卡瓦、弹簧、上筒体、下筒体、节流管、输出轴和防掉壳体构成；其结构特征是:卡瓦内侧设置为圆弧面，卡瓦内侧下端圆弧面有坡度，卡瓦外侧设置为锯齿状，锯齿向上端倾斜，卡瓦上端设置为“T”形挂钩，下端两侧设置有凸起外缘；卡瓦座下端圆周方向均匀设置三个“T”形凹槽，三个卡瓦上端的“T”形挂钩安装在卡瓦座下端三个“T”形凹槽内，卡瓦座上端和套筒下端丝扣连接；上筒体中部周向均匀设置三个通槽，下部外圆设置一台阶，台阶周向均匀设置三个斜坡，斜坡两侧设置有凹槽；弹簧安装在上筒体内孔台阶上，中心管安装在上筒体内孔里，中心管下部外圆台阶压缩弹簧；三个滑块穿过上筒体中部三个通槽，内侧嵌入中心管中部凹槽，半环是两个内部设置为凹槽的半圆环，两个半环套在滑块外侧；输出轴上端和节流管丝扣连接，下端和下部钻柱丝扣连接；节流管内部设置为台阶孔，上部孔径小于下部孔径，节流管外侧上部设置为圆柱面，下部设置为外八方，中间周向均匀设置三个斜孔连通节流管内外空间；下筒体内腔上部设置为圆孔，内腔下部设置为内八方；节流管和输出轴整体置入下筒体内腔，下筒体上部和上筒体丝扣连接，下筒体下部和防掉壳体丝扣连接。
[0006]本发明的有益效果是:(I)本发明依靠钻井液驱动，控制方式简单；(2)本发明利用钻井液推动节流管和输出轴轴向运动，对下部钻柱提供钻压，并进行钻柱送进；(3)工作状态卡瓦和井壁咬死，防止了上部钻柱的回退；(4)将钻柱拆分成两节，减小了单节钻柱和井壁间的摩擦力。
【附图说明】
[0007]图1是本发明一种液力式防滑送进工具卡瓦和输出轴收回状态的结构示意图；
[0008]图2是本发明一种液力式防滑送进工具卡瓦和输出轴伸出状态的结构示意图；
[0009]图3是图2A-A截面的剖视图；
[0010]图4是上筒体的三维结构示意图；
[0011]图5是卡瓦的三维结构示意图；
[0012]图中:1.套筒、2.半环、3.滑块、4.中心管、5.卡瓦座、6.卡瓦、7.弹簧、8.上筒体、9.下筒体、10.节流管、11.输出轴12.防掉壳体。
【具体实施方式】
[0013]如图1和图2所示，本发明一种液力式防滑送钻工具，是由套筒1、半环2、滑块3、中心管4、卡瓦座5、卡瓦6、弹簧7、上筒体8、下筒体9、节流管10、输出轴11和防掉壳体12构成；其结构特征是:卡瓦座5下端圆周方向均匀设置三个“T”形凹槽，三个卡瓦6上端的“T”形挂钩安装在卡瓦座5下端三个“T”形凹槽内，下端两侧的凸起外缘安装在上筒体8三个斜坡两侧的凹槽内，卡瓦座5上端和套筒I下端丝扣连接；弹簧7安装在上筒体8内孔台阶上，中心管4安装在上筒体8内孔里，中心管4下部外圆台阶压缩弹簧7 ;三个滑块3穿过上筒体8中部三个通槽，内侧嵌入中心管4中部凹槽，半环2是两个内部设置为凹槽的半圆环，两个半环2套在滑块3外侧；输出轴11上端和节流管10丝扣连接，输出轴11下端和下部钻柱丝扣连接；节流管10内腔设置为台阶孔，上部孔径小于下部孔径，节流管10外侧上部设置为圆柱面，中间周向均匀设置三个斜孔连通节流管10内外空间，如图3所示节流管10外侧下部设置为外八方；下筒体9内腔上部设置为圆孔，如图3所示下筒体9内腔下部设置为内八方；节流管10和输出轴11整体置入下筒体9内腔，下筒体9上部和上筒体8丝扣连接，下筒体9下部和防掉壳体12丝扣连接。
[0014]如图4所示，上筒体8中部周向均匀设置三个通槽，下部外圆设置一台阶，台阶周向均匀设置三个斜坡，斜坡两侧设置有凹槽。
[0015]如图5所示，卡瓦6内侧设置为圆弧面，卡瓦6内侧下端圆弧面设置有坡度，卡瓦6外侧设置为锯齿状，锯齿向上端倾斜，卡瓦6上端设置为“T”形挂钩，下端两侧设置有凸起外缘。
[0016]本发明一种液力式防滑送钻工具的工作原理是:下入本发明至水平井段，初始位置如图1所示；开泵钻井液至正常钻井流量，中心管4在液力作用下轴向下移，推动卡瓦6轴向下移，卡瓦6在上筒体8斜坡的作用下径向张开，卡住套管；钻井液流过节流管10上部内孔时产生大的压降，推动节流管10和输出轴11整体轴向下移，输出轴11以下钻柱得以送进；一个行程走完以后本发明的状态如图2所示，此时钻井液大部分经过节流管10和下筒体9之间的环形空间流过，压降减小，地面可以通过压力表读数判断本发明行程是否到位；停泵或降低钻井液流量，上部钻柱送钻，直至达到初始位置即图2所示状态，开始下一个循环。收回本发明时，先停泵再下放钻柱让卡瓦6收回，最后上提钻柱即可。
【主权项】
1.一种液力式防滑送钻工具，是由套筒(1)、半环(2)、滑块(3)、中心管(4)、卡瓦座(5)、卡瓦(6)、弹簧(7)、上筒体(8)、下筒(9)、节流管(10)、输出轴(11)和防掉壳体(12)构成；其特征在于:上筒体(8)中部周向均匀设置三个通槽，下部外圆设置一台阶，台阶周向均匀设置三个斜坡，斜坡两侧设置有凹槽；卡瓦座(5)下端圆周方向均匀设置三个“T”形凹槽，三个卡瓦(6)上端的“T”形挂钩安装在卡瓦座(5)下端三个“T”形凹槽内，三个卡瓦(6)下端两侧的凸起外缘安装在上筒体(8)三个斜坡两侧的凹槽内，卡瓦座(5)上端和套筒(I)下端丝扣连接；弹簧(7)安装在上筒体(8)内孔台阶上，中心管(4)安装在上筒体(8)内孔里，中心管(4)下部外圆台阶压缩弹簧(7);三个滑块(3)穿过上筒体(8)中部三个通槽，内侧嵌入中心管(4)中部凹槽，半环(2)是两个内部设置为凹槽的半圆环，两个半环(2)套在滑块⑶外侧；输出轴(11)上端和节流管(10)丝扣连接，输出轴(11)下端和下部钻柱丝扣连接；节流管(10)内腔设置为台阶孔，上部孔径小于下部孔径，节流管(10)外侧上部设置为圆柱面，中间周向均匀设置三个斜孔连通节流管(10)内外空间，节流管(10)外侧下部设置为外八方；下筒体(9)内腔上部设置为圆孔，内腔下部设置为内八方；节流管(10)和输出轴(11)整体置入下筒体(9)内腔，下筒体(9)上部和上筒体(8)丝扣连接，下筒体(9)下部和防掉壳体(12)丝扣连接。2.根据权利要求1所述的液力式防滑送钻工具，其特征是:所述卡瓦￠)内侧设置为圆弧面，卡瓦￠)内侧下端圆弧面设置有坡度，卡瓦(6)外侧设置为锯齿状，锯齿向上端倾斜，卡瓦(6)上端设置为“T”形挂钩，下端两侧设置有凸起外缘。
【专利摘要】本发明涉及一种水平井水平段钻柱送进用的液力式防滑送钻工具。它解决水平井钻柱送进困难的问题。其技术方案是：卡瓦座上端和套筒下端丝扣连接；弹簧安装在上筒体内孔台阶上，中心管安装在上筒体内孔里，中心管下部外圆台阶压缩弹簧；三个滑块穿过上筒体中部三个通槽，内侧嵌入中心管中部凹槽，半环是两个内部设置为凹槽的半圆环，两个半环套在滑块外侧；输出轴上端和节流管丝扣连接，下端和下部钻柱丝扣连接；节流管和输出轴整体置入下筒体内腔，下筒体上部和上筒体丝扣连接，下筒体下部和防掉壳体丝扣连接。本发明利用钻井液推动节流管和输出轴轴向运动，对下部钻柱提供钻压，并进行钻柱送进。
【IPC分类】E21B19/08
【公开号】CN104912493
【申请号】CN201510378731
【发明人】叶哲伟, 梁政, 赵勇
【申请人】西南石油大学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年7月2日