CN103643892B - 一种螺杆驱动钻柱送进工具 - Google Patents

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本发明涉及一种石油行业水平井用的螺杆驱动钻柱送进工具。它解决水平井钻柱送进困难的问题。其技术方案是：上接头上部与钻井管柱丝扣连接，中部与上连接环丝扣连接，下部与马达总成丝扣连接；马达总成与万向轴总成丝扣连接；万向轴总成与传动轴总成丝扣连接；中心管穿过马达总成、万向轴总成和传动轴总成，中心管一端与上连接环丝扣连接，另一端与下连接环丝扣连接；下接头下部与下部钻柱丝扣连接，上部与下封隔环丝扣连接，中部与下连接环丝扣连接；旋转体与传动轴下部用丝扣连接；旋转体轴向设置有三组螺旋翼，每组螺旋翼包括三个螺旋翼，三个螺旋翼在圆周方向均匀分布。本发明采用液压驱动，对钻柱提供向前拖拽的拉力，对岩屑有搅拌作用。

Description

一种螺杆驱动钻柱送进工具
技术领域
本发明涉及一种石油行业水平井用的螺杆驱动钻柱送进工具。
背景技术
水平井是指井斜角达到或接近90°，井身沿着水平方向钻进一定长度的井。水平井技术具有高效益的原油开采效果，自20世纪90年代以来开始大规模应用，目前已经作为常规钻井技术应用于几乎所有类型的油藏。
直井在钻柱送入的过程中，依靠钻柱自身重力下入井中，钻柱受摩擦阻力小；而水平井在钻柱送进过程中，由于水平段长度的不断增加，导致摩擦阻力不断升高，致使钻柱难以下入设计井深，甚至在钻压和摩擦阻力的作用下发生挠曲变形。随着对油藏资源开采需求的不断增加，要求水平井水平段长度也不断增加，钻柱送进成为水平井钻进的一个重要问题。目前水平井钻柱送进主要依靠震击装置使水平段钻柱发生振动，从而减小钻柱与井壁的摩擦阻力，方便钻柱送进。
发明内容
本发明的目的是：为了解决水平井钻柱送进困难的问题，特提供一种螺杆驱动钻柱送进工具。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种螺杆驱动钻柱送进工具，是由上接头、上连接环、中心管、下连接环、下接头、连接筒、下封隔环、旋转体、上盖环、上轴承、下盖环、下轴承、马达总成、万向轴总成和传动轴总成构成；马达总成包括定子壳体、定子衬套和螺杆；万向轴总成包括万向轴壳体和万向轴；传动轴总成包括传动轴壳体、传动轴、上封隔环、串轴承、上TC套组合和下TC套组合；其结构特征是：上接头上部与上部钻柱丝扣连接，下部与马达总成的定子壳体丝扣连接，中部与上连接环丝扣连接；上连接环是一个圆环孔板，中心设置一个螺纹通孔，周向均匀布置3～6个通孔，下连接环是一个圆环孔板，中心设置一个螺纹通孔，周向均匀布置3～6个通孔；在马达总成中，定子壳体与定子衬套固定连接，螺杆置入定子衬套内部，螺杆可在定子衬套内部转动；马达总成的定子壳体与万向轴总成的万向轴壳体丝扣连接，马达总成的螺杆与万向轴总成的万向轴丝扣连接；万向轴总成的万向轴壳体与传动轴总成的传动轴壳体丝扣连接，万向轴总成的万向轴与传动轴总成的传动轴用连接筒丝扣连接；连接筒两端设置有丝扣，中部在圆周方向均匀设置3～4个通孔；在传动轴总成中，传动轴壳体与上封隔环丝扣连接，上TC套组合、串轴承和下TC套组合安装在传动轴和传动轴壳体的环形空间内；中心管穿过马达总成、万向轴总成和传动轴总成，中心管一端与上连接环丝扣连接，另一端与下连接环丝扣连接；下接头下部与下部钻柱丝扣连接，上部与下封隔环丝扣连接，中部与下连接环丝扣连接；旋转体轴向设置有三组螺旋翼，每组螺旋翼包括三个螺旋翼，三个螺旋翼沿圆周方向均匀分布；旋转体与传动轴下部用丝扣连接；上轴承安装在旋转体上部，上盖环与旋转体上端用丝扣连接，下轴承安装在旋转体下部，下盖环与旋转体下端用丝扣连接；上封隔环与传动轴的接触面用密封圈密封，下封隔环与传动轴的接触面用密封圈密封；上盖环与定子壳体的接触面用密封圈密封，下盖环与下接头的接触面用密封圈密封。
本发明的有益效果是：(1)本发明采用液压驱动，结构可靠；(2)本发明旋转体发生高速转动，对钻柱提供向前拖拽的拉力；(3)本发明旋转体的螺旋翼转动，对岩屑有搅拌作用，利于钻井液携岩。
附图说明
图1是本发明一种螺杆驱动钻柱送进工具的结构示意图；
图2是旋转体的结构示意图；
图中：1.上接头，2.上连接环，3.定子壳体，4.上盖环，5.上轴承，6.定子衬套，7.螺杆，8.中心管，9.万向轴壳体，10.万向轴，11.旋转体，12.连接筒，13.传动轴壳体，14.串轴承，15.上封隔环，16.传动轴，17.下封隔环，18.下盖环，19.下接头，20.下连接环，21.下轴承，22.下TC套组合，23.上TC套组合，24.传动轴总成，25.万向轴总成，26.马达总成。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种螺杆驱动钻柱送进工具，是由上接头1、上连接环2、中心管8、下连接环20、下接头19、连接筒12、下封隔环17、旋转体11、上盖环4、上轴承5、下盖环18、下轴承21、马达总成26、万向轴总成25和传动轴总成24构成；马达总成26包括定子壳体3、定子衬套6和螺杆7；万向轴总成25包括万向轴壳体9和万向轴10；传动轴总成24包括传动轴壳体13、传动轴16、上封隔环15、串轴承14、上TC套组合23和下TC套组合22；其结构特征是：上接头1上部与上部钻柱丝扣连接，下部与马达总成26的定子壳体3丝扣连接，中部与上连接环2丝扣连接；上连接环2是一个圆环孔板，中心设置一个螺纹通孔，周向均匀布置3～6个通孔，下连接环20是一个圆环孔板，中心设置一个螺纹通孔，周向均匀布置3～6个通孔；在马达总成26中，定子壳体3与定子衬套6固定连接，螺杆7置入定子衬套6内部，螺杆7可在定子衬套6内部转动；马达总成26的定子壳体3与万向轴总成25的万向轴壳体9丝扣连接，马达总成26的螺杆7与万向轴总成25的万向轴10丝扣连接；万向轴总成25的万向轴壳体9与传动轴总成24的传动轴壳体13丝扣连接，万向轴总成25的万向轴10与传动轴总成24的传动轴16用连接筒12丝扣连接；连接筒12两端设置有丝扣，中部在圆周方向均匀设置3～4个通孔；在传动轴总成24中，传动轴壳体13与上封隔环15丝扣连接，上TC套组合23、串轴承14和下TC套组合22安装在传动轴16和传动轴壳体13的环形空间内；中心管8穿过马达总成26、万向轴总成25和传动轴总成24，中心管8一端与上连接环2丝扣连接，另一端与下连接环20丝扣连接；下接头19下部与下部钻柱丝扣连接，上部与下封隔环17丝扣连接，中部与下连接环20丝扣连接；旋转体11与传动轴16下部用丝扣连接；上轴承5安装在旋转体11上部，上盖环4与旋转体11上端用丝扣连接，下轴承21安装在旋转体11下部，下盖环18与旋转体11下端用丝扣连接；上封隔环15与传动轴16的接触面用密封圈密封，下封隔环17与传动轴16的接触面用密封圈密封；上盖环4与定子壳体3的接触面用密封圈密封，下盖环18与下接头19的接触面用密封圈密封。
如图2所示，本发明一种螺杆驱动钻柱送进工具的旋转体11轴向设置有三组螺旋翼，每组螺旋翼包括三个螺旋翼，三个螺旋翼在圆周方向均匀分布。
本发明一种螺杆驱动钻柱送进工具的工作原理是：钻柱内部钻井液流经上连接环2，一部分钻井液由中心管8的中心通孔流入下接头19而进入下部钻柱，另一部分钻井液流入上连接环2圆周方向分布的通孔进入马达总成26；进入马达总成26的钻井液一部分进入螺杆7和定子衬套6之间密封腔，另一部分进入螺杆7中心喷嘴；进入马达总成26密封腔的钻井液驱动螺杆7转动，万向轴10将螺杆7的运动传动给传动轴16，并消除螺杆7的偏心作用，传动轴16带动旋转体11发生转动；旋转体11发生高速转动，旋转体11上的螺旋翼使旋转体11受到向前运动的作用力，从而拖动钻柱向前运动。

Claims (2)

1.一种螺杆驱动钻柱送进工具，是由上接头(1)、上连接环(2)、中心管(8)、下连接环(20)、下接头(19)、连接筒(12)、下封隔环(17)、旋转体(11)、上盖环(4)、上轴承(5)、下盖环(18)、下轴承(21)、马达总成(26)、万向轴总成(25)和传动轴总成(24)构成；马达总成(26)包括定子壳体(3)、定子衬套(6)和螺杆(7)；万向轴总成(25)包括万向轴壳体(9)和万向轴(10)；传动轴总成(24)包括传动轴壳体(13)、传动轴(16)、上封隔环(15)、串轴承(14)、上TC套组合(23)和下TC套组合(22)；其特征在于：上接头(1)上部与上部钻柱丝扣连接，下部与马达总成(26)的定子壳体(3)丝扣连接，中部与上连接环(2)丝扣连接；上连接环(2)是一个圆环孔板，中心设置一个螺纹通孔，周向均匀布置3～6个通孔，下连接环(20)是一个圆环孔板，中心设置一个螺纹通孔，周向均匀布置3～6个通孔；在马达总成(26)中，定子壳体(3)与定子衬套(6)固定连接，螺杆(7)置入定子衬套(6)内部，螺杆(7)可在定子衬套(6)内部转动；马达总成(26)的定子壳体(3)与万向轴总成(25)的万向轴壳体(9)丝扣连接，马达总成(26)的螺杆(7)与万向轴总成(25)的万向轴(10)丝扣连接；万向轴总成(25)的万向轴壳体(9)与传动轴总成(24)的传动轴壳体(13)丝扣连接，万向轴总成(25)的万向轴(10)与传动轴总成(24)的传动轴(16)用连接筒(12)丝扣连接；连接筒(12)两端设置有丝扣，中部在圆周方向均匀设置3～4个通孔；在传动轴总成(24)中，传动轴壳体(13)与上封隔环(15)丝扣连接，上TC套组合(23)、串轴承(14)和下TC套组合(22)安装在传动轴(16)和传动轴壳体(13)的环形空间内；中心管(8)穿过马达总成(26)、万向轴总成(25)和传动轴总成(24)，中心管(8)一端与上连接环(2)丝扣连接，另一端与下连接环(20)丝扣连接；下接头(19)下部与下部钻柱丝扣连接，上部与下封隔环(17)丝扣连接，中部与下连接环(20)丝扣连接；旋转体(11)与传动轴(16)下部用丝扣连接；上轴承(5)安装在旋转体(11)上部，上盖环(4)与旋转体(11)上端用丝扣连接，下轴承(21)安装在旋转体(11)下部，下盖环(18)与旋转体(11)下端用丝扣连接；上封隔环(15)与传动轴(16)的接触面用密封圈密封，下封隔环(17)与传动轴(16)的接触面用密封圈密封；上盖环(4)与定子壳体(3)的接触面用密封圈密封，下盖环(18)与下接头(19)的接触面用密封圈密封。
2.根据权利要求1所述的螺杆驱动钻柱送进工具，其特征是：所述旋转体(11)轴向设置有三组螺旋翼，每组螺旋翼包括三个螺旋翼，三个螺旋翼在圆周方向均匀分布。
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