一種連續(xù)油管鉆壓扭矩增大器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種連續(xù)油管鉆壓扭矩增大器，能夠?qū)u輪鉆具的扭矩轉(zhuǎn)化為前端工具的鉆壓和扭矩。其技術(shù)方案：中心筒內(nèi)設(shè)置節(jié)流筒，節(jié)流壓差通過(guò)滑套驅(qū)動(dòng)輪軸徑向偏移和周向偏轉(zhuǎn)，分動(dòng)箱將渦輪鉆具轉(zhuǎn)動(dòng)和扭矩通過(guò)大齒輪和小齒輪傳遞給滾輪，分動(dòng)箱內(nèi)設(shè)置過(guò)流孔。本發(fā)明能夠自動(dòng)無(wú)極調(diào)節(jié)輪軸張開角度，對(duì)井徑變化適應(yīng)性強(qiáng)，渦輪鉆具扭矩能夠通過(guò)分動(dòng)箱放大，從而為前端工具提供更好條件，同時(shí)可以對(duì)連續(xù)油管提供更大牽引力。
【專利說(shuō)明】
一種連續(xù)油管鉆壓扭矩増大器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種連續(xù)油管鉆壓扭矩增大器，具體應(yīng)用于油氣井連續(xù)油管作業(yè)，尤其是連續(xù)油管鉆井、測(cè)井、磨削、洗井等作業(yè)。
【背景技術(shù)】
[0002]連續(xù)油管是一根完整的長(zhǎng)達(dá)數(shù)千米的細(xì)長(zhǎng)管，在陸地上盤在盤管器上，可以整根管柱送入井下；廣泛應(yīng)用于修井、壓裂后鉆橋塞、落魚打撈、測(cè)井、鉆井等作業(yè)。連續(xù)油管由于其結(jié)構(gòu)連續(xù)，起下鉆時(shí)間短，工作效率是普通鉆桿、油管、套管作業(yè)的3?5倍。
[0003]連續(xù)油管撓度過(guò)大，只能承受軸向拉力，幾乎不能承受扭矩和軸向壓力。所以，連續(xù)油管在斜井、水平井中作業(yè)需要在前端增加一個(gè)提供拖拽力的送進(jìn)裝置，稱之為爬行器。目前國(guó)內(nèi)外連續(xù)油管爬行器主要是蠕動(dòng)式，蠕動(dòng)式爬行器包括兩套撐桿機(jī)構(gòu)，兩套撐桿機(jī)構(gòu)交替支撐在井壁上，同時(shí)對(duì)油管提供拖拽力。蠕動(dòng)式爬行器工作不連續(xù)，并且對(duì)井徑變化敏感，通常之能應(yīng)用于連續(xù)油管測(cè)井和洗井工作，對(duì)于連續(xù)油管鉆井和磨削適應(yīng)性不強(qiáng)。
[0004]水平井采用常規(guī)鉆柱鉆井作業(yè)中，克服水平段鉆柱的摩擦力向前推進(jìn)是一個(gè)巨大的問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)外水平井鉆柱送進(jìn)裝置，主要采用的方案是將鉆柱前端通過(guò)短接分為多段，段與段之間通過(guò)節(jié)流壓差推動(dòng)。連續(xù)油管幾乎不能承受軸向壓力和扭矩，水平段不能直接加鉆壓推進(jìn)，所以上述方案不能用于連續(xù)油管作業(yè)。
[0005]連續(xù)油管工作效率高，目前國(guó)內(nèi)外連續(xù)油管作業(yè)越來(lái)越廣泛。但是沒(méi)有成熟的工具，能夠在連續(xù)油管鉆井、磨削等作業(yè)中提供有效鉆壓和扭矩。目前的連續(xù)油管磨削作業(yè)，只能采用小扭矩、低鉆壓、高速鉆頭進(jìn)行磨削，磨削速度低;連續(xù)油管鉆井只能適應(yīng)于直井段，采用前端增加增重工具的方式產(chǎn)生鉆壓。因此，連續(xù)油管鉆井、磨削等應(yīng)用受到限制。
[0006]綜上所述，研制適應(yīng)范圍廣的連續(xù)油管送進(jìn)裝置，以及對(duì)前端工具提供鉆壓扭矩的連續(xù)油管作業(yè)設(shè)備具有廣闊前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的:為了克服現(xiàn)有爬行器工作不連續(xù)以及井徑變化適應(yīng)性差的缺點(diǎn)，同時(shí)解決連續(xù)油管鉆井和磨削等作業(yè)扭矩鉆壓低的問(wèn)題，特提供一種連續(xù)油管鉆壓扭矩增大器。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
[0009]—種連續(xù)油管鉆壓扭矩增大器，包括中心筒、滾輪、滑套、輪軸、節(jié)流筒、支撐臂、活動(dòng)環(huán)、輸入軸、輸出軸、分動(dòng)箱、渦輪鉆具，中心筒上端安裝連續(xù)油管接頭或上部工具，中心筒下端錐扣連接分動(dòng)箱，分動(dòng)箱下端錐扣連接渦輪鉆具殼體，其特征在于:
[0010]中心筒內(nèi)設(shè)置節(jié)流筒，中心筒外套裝滑套，中心筒設(shè)置軸向滑槽，螺釘設(shè)置在所述滑槽內(nèi)，用螺釘連接節(jié)流筒和滑套;節(jié)流筒下端設(shè)置壓縮彈簧;滑套外安裝支撐臂，支撐臂端部與活動(dòng)環(huán)通過(guò)球鉸連接，活動(dòng)環(huán)套在輪軸上并可以在輪軸上滑動(dòng)，輪軸端部安裝滾輪；
[0011]分動(dòng)箱中心設(shè)置輸入軸，所述輸入軸與渦輪鉆具旋轉(zhuǎn)軸用聯(lián)軸器連接，分動(dòng)箱上端設(shè)置輸出軸，所述輸出軸伸出分動(dòng)箱外并與輪軸之間用萬(wàn)向節(jié)連接;輸入軸和輸出軸之間設(shè)置一級(jí)直齒輪傳動(dòng);分動(dòng)箱設(shè)置過(guò)流孔，所述過(guò)流孔連通分動(dòng)箱上下中心流道；
[0012]安裝完成后，輸出軸與中心筒的軸線共同構(gòu)成的平面與輪軸軸線之間夾角為5?20。；
[0013]所述分動(dòng)箱包括后端蓋、隔板、齒輪箱、前端蓋，分動(dòng)箱各個(gè)部件之間接觸位置設(shè)置密封墊片并且邊緣位置設(shè)置螺栓孔，用螺栓連接后端蓋和前端蓋；隔板、齒輪箱、前端蓋在安裝齒輪的空余位置設(shè)置軸向過(guò)流孔，所述過(guò)流孔聯(lián)通分動(dòng)箱上下中心流道；
[0014]所述齒輪箱中心位置設(shè)置小齒輪，小齒輪周圍均勻分布3個(gè)大齒輪，所述大齒輪連接輸出軸;后端蓋和齒輪箱之間設(shè)置隔板，所述隔板封閉齒輪箱內(nèi)的大齒輪和小齒輪。
[0015]本發(fā)明具有的有益效果是:1、本發(fā)明滾輪張開角度可以自動(dòng)無(wú)極調(diào)節(jié)，對(duì)井徑變化適應(yīng)性強(qiáng)；2、通過(guò)分動(dòng)箱將渦輪鉆具的扭矩放大，能夠?yàn)榍岸算@頭等工具提供更大的扭矩和鉆壓;3、與常規(guī)伸縮式或者蠕動(dòng)式爬行器相比，本發(fā)明工作連續(xù)，更加有利于前端工具作業(yè)，尤其是鉆銑工具、磨削工具等。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
[0017]圖2為本發(fā)明所述齒輪箱的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
[0018]圖3為本發(fā)明所述分動(dòng)箱裝配原理圖。
[0019]圖4為本發(fā)明所述滾輪張開狀態(tài)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
[0020]圖中:1.中心筒;2.滾輪;3.滑套;4.螺釘;5.輪軸;6.節(jié)流筒;7.支撐臂;8.活動(dòng)環(huán)；
9.壓縮彈簧；10.萬(wàn)向節(jié)；11.輸出軸；12.后端蓋；13.隔板；14.齒輪箱；15.前端蓋；16.渦輪鉆具殼體;17.大齒輪;18.小齒輪;19.輸入軸;20.聯(lián)軸器;21.渦輪鉆具旋轉(zhuǎn)軸。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本發(fā)明不受下述實(shí)施實(shí)例的限制，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和實(shí)際情況來(lái)確定具體的實(shí)施方式。下面結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4對(duì)本發(fā)明作以下描述。上、下、左、右等的位置關(guān)系是依據(jù)說(shuō)明書附圖1的布局方向來(lái)確定的。
[0022]中心筒I上端安裝連續(xù)油管接頭或上部工具，中心筒I下端安裝分動(dòng)箱并用錐扣連接，分動(dòng)箱下端鏈接渦輪鉆具殼體16并用錐扣連接。
[0023]中心筒I內(nèi)設(shè)置節(jié)流筒6，中心筒I外套裝滑套3，中心筒I設(shè)置軸向滑槽，螺釘4設(shè)置在所述滑槽內(nèi)，用螺釘4連接節(jié)流筒6和滑套3。節(jié)流筒6下端設(shè)置壓縮彈簧9，節(jié)流筒6與中心筒I之間設(shè)置密封圈?；?外安裝支撐臂7，支撐臂7端部與活動(dòng)環(huán)8通過(guò)球鉸連接，活動(dòng)環(huán)8套在輪軸5上并可以在輪軸5上滑動(dòng)，輪軸5端部安裝滾輪2。
[0024]分動(dòng)箱包括后端蓋12、隔板13、齒輪箱14、前端蓋15。后端蓋12、隔板13、齒輪箱14、前端蓋15之間接觸位置設(shè)置密封墊片，后端蓋12、隔板13、齒輪箱14、前端蓋15邊緣位置設(shè)置螺栓孔，用螺栓連接后端蓋12和前端蓋15。
[0025]齒輪箱14為圓盤形，齒輪箱14中心位置安裝小齒輪18，小齒輪18周圍均勻分布3個(gè)大齒輪17，大齒輪17安裝到輸出軸11上，輸出軸11 一端通過(guò)軸承安裝到齒輪箱14上，輸出軸11另一端穿過(guò)隔板13和后端蓋12伸出分動(dòng)箱外，輸出軸11通過(guò)萬(wàn)向節(jié)10與輪軸5連接。小齒輪18安裝到輸入軸19上，輸入軸19穿過(guò)齒輪箱14伸入前端蓋15內(nèi)，輸入軸19與渦輪鉆具旋轉(zhuǎn)軸21之間設(shè)置聯(lián)軸器20。
[0026]隔板13設(shè)置在齒輪箱14和后端蓋12之間，隔板13和齒輪箱14封閉大齒輪17和小齒輪18，防止泥漿影響齒輪傳動(dòng)。隔板13和齒輪箱14在安裝齒輪的空余位置設(shè)置3個(gè)軸向過(guò)流孔，所述過(guò)流孔聯(lián)通分動(dòng)箱上下中心流道。
[0027]后端蓋12整體為圓盤形，所述圓盤邊緣位置設(shè)置凸臺(tái)，所述凸臺(tái)與隔板13連接。后端蓋12中心設(shè)置圓筒，圓筒與中心筒I之間采用錐扣連接。后端蓋12在輸出軸11對(duì)應(yīng)位置設(shè)置3個(gè)孔，輸出軸11從所述孔內(nèi)穿過(guò)并伸出后端蓋12。輸出軸11和后端蓋12之間設(shè)置密封圈。
[0028]前端蓋15整體為圓盤形，所述圓盤邊緣位置設(shè)置凸臺(tái)，所述凸臺(tái)與齒輪箱14連接。前端蓋15中心設(shè)置圓筒，所述圓筒與渦輪鉆具殼體16之間采用錐扣連接。
[0029]安裝完成后，輸出軸11與中心筒I的軸線共同構(gòu)成的平面與輪軸5軸線之間夾角為5?20°，當(dāng)節(jié)流筒6通過(guò)滑套3帶動(dòng)支撐臂7往后端蓋12運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，輪軸5會(huì)往徑向偏斜同時(shí)會(huì)側(cè)向偏移。
[0030]本發(fā)明的原理是:渦輪鉆具旋轉(zhuǎn)軸21通過(guò)聯(lián)軸器20驅(qū)動(dòng)小齒輪18旋轉(zhuǎn)，小齒輪18帶動(dòng)大齒輪17再帶動(dòng)滾輪2轉(zhuǎn)動(dòng)。節(jié)流筒6在流體壓差作用下向下滑動(dòng)，并通過(guò)滑套3帶動(dòng)支撐臂7下行，從而輪軸5往徑向偏移同時(shí)會(huì)在周向偏轉(zhuǎn)一定角度。3個(gè)輪軸5螺旋張開，使得滾輪2壓緊在井壁或者套管壁上。3個(gè)滾輪2轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠帶動(dòng)本發(fā)明所述結(jié)構(gòu)主體轉(zhuǎn)動(dòng)，主體結(jié)構(gòu)螺旋式轉(zhuǎn)動(dòng)并往前推進(jìn)，為下部工具提供鉆壓并克服前端鉆具產(chǎn)生的反扭矩。另一方面，停栗后，節(jié)流筒6在壓縮彈簧9推力下回位，3個(gè)輪軸5收攏，方便工具起鉆回收。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種連續(xù)油管鉆壓扭矩增大器，包括中心筒、滾輪、滑套、輪軸、節(jié)流筒、支撐臂、活動(dòng)環(huán)、輸入軸、輸出軸、分動(dòng)箱、渦輪鉆具，中心筒上端安裝連續(xù)油管接頭或上部工具，中心筒下端錐扣連接分動(dòng)箱，分動(dòng)箱下端錐扣連接渦輪鉆具殼體，其特征在于: 中心筒內(nèi)設(shè)置節(jié)流筒，中心筒外套裝滑套，中心筒設(shè)置軸向滑槽，螺釘設(shè)置在所述滑槽內(nèi)，用螺釘連接節(jié)流筒和滑套;節(jié)流筒下端設(shè)置壓縮彈簧;滑套外安裝支撐臂，支撐臂端部與活動(dòng)環(huán)通過(guò)球鉸連接，活動(dòng)環(huán)套在輪軸上并可以在輪軸上滑動(dòng)，輪軸端部安裝滾輪； 分動(dòng)箱中心設(shè)置輸入軸，所述輸入軸與渦輪鉆具旋轉(zhuǎn)軸用聯(lián)軸器連接，分動(dòng)箱上端設(shè)置輸出軸，所述輸出軸伸出分動(dòng)箱外并與輪軸之間用萬(wàn)向節(jié)連接;輸入軸和輸出軸之間設(shè)置一級(jí)直齒輪傳動(dòng);分動(dòng)箱設(shè)置過(guò)流孔，所述過(guò)流孔連通分動(dòng)箱上下中心流道； 安裝完成后，輸出軸與中心筒的軸線共同構(gòu)成的平面與輪軸軸線之間夾角為5?20° ； 所述分動(dòng)箱包括后端蓋、隔板、齒輪箱、前端蓋，分動(dòng)箱各個(gè)部件之間接觸位置設(shè)置密封墊片并且邊緣位置設(shè)置螺栓孔，用螺栓連接后端蓋和前端蓋；隔板、齒輪箱、前端蓋在安裝齒輪的空余位置設(shè)置軸向過(guò)流孔，所述過(guò)流孔聯(lián)通分動(dòng)箱上下中心流道； 所述齒輪箱中心位置設(shè)置小齒輪，小齒輪周圍均勻分布3個(gè)大齒輪，所述大齒輪連接輸出軸;后端蓋和齒輪箱之間設(shè)置隔板，所述隔板封閉齒輪箱內(nèi)的大齒輪和小齒輪。
【文檔編號(hào)】E21B23/08GK105927169SQ201610311387
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月12日
【發(fā)明人】張梁, 鄧嚴(yán), 劉穩(wěn), 鄧蘭, 孫切, 何虹鋼
【申請(qǐng)人】西南石油大學(xué)