CN104005724A - 井口加压钻塞装置 - Google Patents

Abstract

一种井口加压钻塞装置。为了克服现有钻塞作业时，钻进效率低下且存在安全隐患的不足，本发明螺杆钻具位于液压缸内，液压缸的下端固定安装有法兰；液压缸的上端与防反扭总成的端盖固定连接；螺杆钻具的上端依次固定安装有短节、活塞、活塞杆，活塞位于液压缸内；短节、活塞、活塞杆中心有轴向通孔；水泥车通过水龙带、弯头、由壬、活塞杆依次固定连接后，与活塞杆的轴向通孔连通；活塞杆外圆周上安装有防反扭总成；液压缸上端部端盖的下方有径向通孔，通过加压管线与试压泵连通，从液压缸至试压泵的加压管线上依次安装有放压阀和液压单流阀。其有益效果是结构合理，能够及时消除螺杆钻具在工作过程中产生的反扭矩；作业时井筒内可以的压力得到安全控制。

Description

井口加压钻塞装置

技术领域

本发明涉及一种井口钻塞装置，尤其是涉及一种井口加压钻塞装置。

背景技术

在油气开发施工作业中，注灰塞是为了封隔层位，保证灰塞以上的层位不受灰面以下层位的影响，以便实现采油或注水的目的；还有因为封堵油层也会留下灰塞。当在注灰塞或封堵施工中预留灰面影响上部油层生产，就必须使用螺杆钻具等工具将灰塞钻去部分或钻穿。

目前，油井所注灰塞以及可钻机械桥塞的位置距离井口距离近，在钻塞面时钻压无法有效作用在螺杆钻具下方的钻头上，导致塞面无法钻穿；同时在近井口位置螺杆钻具所产生的反扭矩也无法得到安全控制，导致在钻塞过程中，不但钻进效率低下且存在安全隐患。作业中一是采取大修作业，即用转盘对塞面进行磨铣，这种办法不但效率低下且在钻穿塞面的时候，井内压力无法控制，容易发生安全事故；二是利用不压井修井作业设备对螺杆钻加钻压，这种办法虽然可以控制钻穿塞面时的压力，但是作业程序复杂且成本高。

发明内容

为了克服现有钻塞作业时，钻进效率低下且存在安全隐患，作业程序复杂且成本高的不足，本发明提供一种井口加压钻塞装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：井口加压钻塞装置包括井口四通、水泥车、水龙带、弯头、试压泵、加压管线、螺杆钻具，螺杆钻具位于液压缸内，液压缸的下端固定安装有法兰，法兰通过螺栓与井口四通固定连接；液压缸的上端与防反扭总成的端盖固定连接；螺杆钻具的上端依次固定安装有短节、活塞、活塞杆，活塞位于液压缸内；短节、活塞、活塞杆中心有轴向通孔；水泥车通过水龙带、弯头、由壬、活塞杆依次固定连接后与活塞杆的轴向通孔连通；活塞杆可以沿液压缸内孔上下滑动；活塞杆外圆周上安装有防反扭总成；液压缸上端部端盖的下方有径向通孔，通过加压管线与试压泵连通，从液压缸至试压泵的加压管线上依次安装有放压阀和液压单流阀。

防反扭总成的上扶正套、扶正套的中心通孔套装在活塞杆外圆周上；上扶正套固定安装在活塞杆的上端部，上扶正套与端盖之间有2个或2个以上扶正套。上扶正套、扶正套、端盖的中心孔两侧对称轴向安装有2根防转扭杆，防转扭杆为由下至上直径依次减小的阶梯轴，每个阶梯轴颈均大于位于其上方的扶正套孔径；防转扭杆的上端与上扶正套固定连接。

活塞与液压缸之间安装有径向密封圈；端盖与液压缸、活塞杆之间安装有径向密封圈。加压管线与防反扭总成的防转扭杆不在同一垂直面上。

当活塞杆向下移动进入液压缸时，防转扭杆随活塞杆一同下移；在端盖的作用下，端盖与扶正套、扶正套与扶正套、扶正套与上扶正套之间的间距逐渐缩小。

本发明的有益效果是，结构合理，能够及时消除螺杆钻具在工作过程中产生的反扭矩；利用小修作业设备即可将近地塞面钻穿，在塞面钻穿作业时井筒内可以的压力得到安全控制，提高作业时效及施工的安全性，降低作业成本。

附图说明

图1是本发明井口加压钻塞装置的结构示意图。

图中：1.井口四通，2.法兰，3.螺栓，4.液压缸，5.螺杆钻具，6.短节，7.活塞，8.端盖，9.防转扭杆，10.扶正套，11.活塞杆，12.上扶正套，13.由壬，14.弯头，15.水龙带，16.水泥车，17.液压单流阀，18.加压管线，19.试压泵，20.防反扭总成，21.放压阀，22.灰塞，23.灰面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。但是，本领域技术人员应该知晓的是，本发明不限于所列出的具体实施方式，只要符合本发明的精神，都应该包括于本发明的保护范围内。

参见附图1。本发明井口加压钻塞装置安装在井口四通1的上方，主要使用螺杆钻具5进行近井口灰塞22的钻塞作业，通过水泥车16向螺杆钻具5提供动力，由试压泵19通过加压管线18增加压力完成钻塞。

本发明井口加压钻塞装置的法兰2、液压缸4、端盖8由下至上依次固定连接，法兰2通过螺栓3与井口四通1固定连接；螺杆钻具5、短节6、活塞7、活塞杆11由下至上依次固定连接，装配初始状态时螺杆钻具5、短节6、活塞7位于液压缸4内，活塞杆11可以沿液压缸4内孔上下滑动。短节6、活塞7、活塞杆11的中心有轴向通孔。水泥车16通过水龙带15、弯头14、由壬13、活塞杆11依次固定连接后，与活塞杆11的轴向通孔连通。

液压缸4上端部端盖8的下方有径向通孔，通过加压管线18与试压泵19连通，从液压缸4至试压泵19的加压管线18上依次安装有放压阀21和液压单流阀17；液压单流阀17仅允许压力由试压泵19向液压缸4内传递。试压泵19作为压力提供装置，也可以选用其他具备该功能的设备。

防反扭总成20安装在活塞杆11外圆周上。防反扭总成20包括上扶正套12、扶正套10、端盖8、防转扭杆9，上扶正套12、扶正套10的中心通孔套装在活塞杆11的外圆周上；上扶正套12与活塞杆11的上端部固定连接，通常采用焊接方式固定连接。扶正套10的内孔与活塞杆11外圆之间有间隙。上扶正套12与端盖8之间扶正套10的数量为2个或2个以上。上扶正套12、扶正套10、端盖8的横截面通常为长方形或长圆形，在中心孔两侧对称轴向安装有2根防转扭杆9，防转扭杆9为由下至上直径依次减小的阶梯轴，每个阶梯的轴颈均大于位于其上方扶正套10的孔径，扶正套10可以沿防转扭杆9轴向移动。防转扭杆9的上端与上扶正套10固定连接，通常是在防转扭杆9上端加工有螺纹，并通过螺母固定。

为了确保井口加压钻塞装置的液压压力，在活塞7与液压缸4之间安装有径向密封圈，在端盖8与液压缸4、活塞杆11之间安装有径向密封圈。

防反扭总成20的防转扭杆9与加压管线18不在同一垂直面上，防止钻塞作业过程中防转扭杆9与加压管线18及放压阀21、单流阀17发生碰撞，导致装置损坏。

当活塞杆11向下移动进入液压缸4时，防转扭杆9随活塞杆11一同下移；在端盖8的作用下，端盖8与扶正套10、扶正套10与扶正套10、扶正套10与上扶正套12之间的间距逐渐缩小。

本发明井口加压钻塞装置的试压泵19通过液压单流阀17向活塞7螺杆钻具5加压，防反扭总成20的防扭转杆9可随液压缸活塞杆11和活塞7上下移动，螺杆钻具5在钻进中所产生的反扭矩由活塞杆11及防转扭杆9承受，并将反扭距传递到与井口相连的液压防喷管上，从而达到稳定控制反扭矩的目的。在钻穿塞面的瞬间，井口加压钻塞装置可通过液压防喷管对井内压力进行控制，可有效防止井喷事故的发生。

应用本发明井口加压钻塞装置的钻塞作业过程是，

首先将井口加压钻塞装置组装完毕，并固定安装在井口四通1上；上提加压装置，使得活塞7位于液压缸4内的上端部，螺杆钻具5位于液压缸4内；活塞杆11上端与由壬13、活动弯头14、水龙带15、水泥车16连接；通过加压管线18将液压缸4与试压泵19连通。

然后，对井口加压钻塞装置试压，满足施工设计要求后，开始进行钻灰塞作业。

随后，启动水泥车16，循环正常后缓慢的将活塞杆11、活塞7及螺杆钻具5下放，直至螺杆钻具5下端的钻头接触塞面23；启动试压泵，缓慢加泵压，直至适合的泵压（可根据塞面23选择泵压）；钻灰塞作业时可根据井筒压力的变化，通过放压阀21保证井筒压力处于安全作业范围，保证钻灰塞作业顺利进行。

随着活塞杆11不断的向下移动，防转扭杆9随活塞杆11一同下移；在端盖8的作用下，端盖8与扶正套10、扶正套10与扶正套10、扶正套10与上扶正套12之间的间距逐渐缩小，直至集中到一起，就完成了一个液缸行程；关闭试压泵，打开放压阀21，上提活塞杆11，使得活塞7至液压缸5的上端部；卸掉法兰2与井口四通1的连接螺栓3，将加压装置放到管桥架上，再将螺杆钻具从加压装置上卸下，在短节6与螺杆钻具5之间接入加长油管短节，加长油管短节的长度可根据钻塞需要确定；上提加压装置到井口，将加压装置与井口四通连接。重复以上操作直至钻穿灰塞。

应该注意的是上述实施例是示例而非限制本发明，本领域技术人员将能够设计很多替代实施例而不脱离本专利的权利要求范围。

Claims (5)

1.一种井口加压钻塞装置，包括井口四通、水泥车、水龙带、弯头、试压泵、加压管线、螺杆钻具，其特征是：

所述螺杆钻具（5）位于液压缸（4）内，液压缸（4）的下端固定安装有法兰（2）；液压缸（4）的上端与防反扭总成（20）的端盖（8）固定连接；

所述螺杆钻具（5）的上端依次固定安装有短节（6）、活塞（7）、活塞杆（11），活塞（7）位于液压缸（4）内；短节（6）、活塞（7）、活塞杆（11）中心有轴向通孔；水泥车（16）通过水龙带（15）、弯头（14）、由壬（13）、活塞杆（11）依次固定连接后与活塞杆（11）的轴向通孔连通；

所述活塞杆（11）可以沿液压缸（4）内孔上下滑动；活塞杆（11）外圆周上安装有防反扭总成（20）；

所述液压缸（4）上端部端盖（8）的下方有径向通孔，通过加压管线（18）与试压泵（19）连通，从液压缸（4）至试压泵（19）的加压管线（18）上依次安装有放压阀（21）和液压单流阀（17）。

2.根据权利要求1所述井口加压钻塞装置，其特征是：所述防反扭总成（20）的上扶正套（12）、扶正套（10）的中心通孔套装在活塞杆（11）外圆周上；上扶正套（12）固定安装在活塞杆（11）的上端部，上扶正套（12）与端盖（8）之间有2个或2个以上扶正套（10）；

所述上扶正套（12）、扶正套（10）、端盖（8）的中心孔两侧对称轴向安装有2根防转扭杆（9），防转扭杆（9）为由下至上直径依次减小的阶梯轴，每个阶梯轴颈均大于位于其上方的扶正套（10）孔径；防转扭杆（9）的上端与上扶正套（10）固定连接。

3.根据权利要求2所述井口加压钻塞装置，其特征是：所述活塞（7）与液压缸（4）之间安装有径向密封圈；所述端盖（8）与液压缸（4）、活塞杆（11）之间安装有径向密封圈。

4.根据权利要求3所述井口加压钻塞装置，其特征是：所述加压管线（18）与防反扭总成（20）的防转扭杆（9）不在同一垂直面上。

5.根据权利要求4所述井口加压钻塞装置，其特征是：当所述活塞杆（11）向下移动进入液压缸（4）时，防转扭杆（9）随活塞杆（11）一同下移；在端盖（8）的作用下，端盖（8）与扶正套（10）、扶正套（10）与扶正套（10）、扶正套（10）与上扶正套（12）之间的间距逐渐缩小。