CN105863530B - 一种连续油管滚轮式推送装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连续油管滚轮式推送装置，能够将涡轮钻具的扭矩转化为前端工具的钻压和扭矩。其技术方案：中心筒内设置节流筒，节流压差通过转筒和套筒驱动轮轴螺旋张开，分动箱将涡轮钻具转动和扭矩通过大齿轮和小齿轮传递给滚轮，分动箱内设置过流孔。本发明工作连续，能够自动无极调节轮轴张开角度，对井径变化适应性强。

Description

一种连续油管滚轮式推送装置

技术领域

本发明涉及一种连续油管滚轮式推送装置，具体应用于油气井连续油管作业，尤其是连续油管钻井、磨削、洗井等作业。

背景技术

连续油管是一根完整的长达数千米的细长管，在陆地上盘在盘管器上，可以整根管柱送入井下；广泛应用于修井、压裂后钻桥塞、落鱼打捞、测井、钻井等作业。连续油管由于其结构连续，起下钻时间短，工作效率是普通钻杆、油管、套管作业的3～5倍。

连续油管挠度过大，只能承受轴向拉力，几乎不能承受扭矩和轴向压力。所以，连续油管在斜井、水平井中作业需要在前端增加一个提供拖拽力的送进装置，称之为爬行器。目前国内外连续油管爬行器主要是蠕动式，蠕动式爬行器包括两套撑杆机构，两套撑杆机构交替支撑在井壁上，同时对油管提供拖拽力。蠕动式爬行器工作不连续，并且对井径变化敏感，通常之能应用于连续油管测井和洗井工作，对于连续油管钻井和磨削适应性不强。

水平井采用常规钻柱钻井作业中，克服水平段钻柱的摩擦力向前推进是一个巨大的问题。目前国内外水平井钻柱送进装置，主要采用的方案是将钻柱前端通过短接分为多段，段与段之间通过节流压差推动。连续油管几乎不能承受轴向压力和扭矩，水平段不能直接加钻压推进，所以上述方案不能用于连续油管作业。

连续油管工作效率具有巨大优势，目前国内外连续油管作业越来越广泛。但是没有成熟的工具，能够在连续油管钻井、磨削等作业中提供有效钻压和扭矩。目前的连续油管磨削作业，只能采用小扭矩、低钻压、高速钻头进行磨削，磨削速度低；连续油管钻井只能适应于直井段，采用前端增加增重工具的方式产生钻压。因此，连续油管钻井、磨削等应用受到限制。

综上所述，研制适应范围广的连续油管送进装置，以及对前端工具提供钻压扭矩的连续油管作业设备具有广阔前景。

发明内容

本发明的目的：为了克服现有爬行器工作不连续以及井径变化适应性差的缺点，同时解决连续油管钻井和磨削作业扭矩钻压低的问题，特提供一种连续油管滚轮式推送装置。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种连续油管滚轮式推送装置，包括旋转节、限位短接、套筒、滚轮、轮轴、支撑臂、活动环、固定环、节流筒、转筒、中心筒、分动箱、输出轴、输入轴、涡轮钻具，中心筒上端锥扣连接限位短接，限位短接上端锥扣连接旋转节，中心筒下端锥扣连接分动箱，分动箱下端锥扣连接涡轮钻具壳体，其特征在于：

旋转节包括压盖、旋转头、固定座，旋转头设置在固定座内，旋转头中间位置设置台阶，所述台阶两边安装推力轴承，压盖安装在固定座上端并采用锥扣连接，压盖压紧固定座内的推力轴承；

中心筒内设置节流筒，节流筒下端设置台阶，节流筒外安装转筒，转筒一端固定到节流筒下端台阶位置，转筒另一端用固定环轴向固定，所述固定环与节流筒之间采用螺纹连接，固定环与中心筒之间设置密封圈；节流筒下端设置压缩弹簧，节流筒与中心筒之间设置密封圈；

中心筒外部中间位置设置凸台，中心筒外安装套筒，套筒一端安装到中心筒外部凸台，套筒另一端顶在限位短接的凸台上；套筒外安装支撑臂，支撑臂端部与活动环通过球铰连接，活动环套在轮轴上并可以在轮轴上滑动，轮轴端部安装滚轮；

中心筒设置螺旋形槽孔，销钉设置在所述螺旋形槽孔内，销钉一端固定到转筒上，销钉另一端安装到套筒轴向滑槽内；

分动箱中心位置设置输入轴，所述输入轴与下部涡轮钻具旋转轴之间联轴器连接，输出轴从分动箱上端伸出并分别用万向节连接轮轴，输入轴和输出轴之间设置齿轮传动；分动箱轴向设置过流孔，所述过流孔联通分动箱上下中心流道。

包括转筒，其特征在于：转筒上下端分别设置推力轴承。

本发明具有的有益效果是：1、本发明滚轮张开角度可以自动无极调节，对井径变化适应性强；2、通过分动箱将涡轮钻具的扭矩放大，能够为前端钻头等工具提供更大的扭矩和钻压；3、本发明所述方案采用旋转接头与连续油管连接，连续油管不用承担扭矩，工作更加可靠；4、本发明采用旋转伸出的方式打开滚轮，滚轮与井壁之间的螺旋角度可以更大，有利于提高扭矩，对前端钻头选型更加有利。

附图说明

图1为本发明的结构简图。

图2为本发明所述滚轮张开状态的结构简图。

图3为本发明所述齿轮箱的结构简图。

图4为本发明所述分动箱装配原理图。

图5为本发明所述中心筒结构简图。

图中：1.压盖；2.固定座；3.旋转头；4.限位短接；5.套筒；6.滚轮；7.轮轴；8.支撑臂；9.活动环；10.固定环；11.节流筒；12.转筒；13.销钉；14.中心筒；15.压缩弹簧；16.万向节；17.后端盖；18.隔板；19.齿轮箱；20.前端盖；21.输出轴；22.大齿轮；23.小齿轮；24.输入轴；25.联轴器；26.涡轮钻具旋转轴；27.涡轮钻具壳体；28.分动箱；29.旋转节。

具体实施方式

本发明不受下述实施实例的限制，可以根据本发明的技术方案和实际情况来确定具体的实施方式。下面结合图1、图2、图3、图4、图5对本发明作以下描述。上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布局方向来确定的。

中心筒14上端安装限位短接4并用锥扣连接，限位短接4上方安装旋转节29并用锥扣连接，中心筒14下端安装分动箱28并用锥扣连接，分动箱28下端锥扣连接涡轮钻具壳体27。

旋转节29包括压盖1、固定座2、旋转头3，旋转头3设置在固定座2内，旋转头3中间位置设置台阶，所述台阶两边安装推力轴承，压盖1安装在固定座2上端并采用锥扣连接，压盖1压紧固定座2内的推力轴承。旋转头3用于连接连续油管或者上部工具。

中心筒14内设置节流筒11，节流筒11下端设置台阶，节流筒11外安装转筒12，转筒12一端固定到节流筒11下端台阶位置，转筒12另一端用固定环10轴向固定，所述固定环10与节流筒11之间采用螺纹连接，固定环10与中心筒14之间设置密封圈，转筒12上下端分别设置推力轴承。节流筒11下端设置压缩弹簧15，节流筒11与中心筒14之间设置密封圈。

中心筒14外部中间位置设置凸台，中心筒14外安装套筒5，套筒5一端安装到中心筒14外部凸台上，套筒5另一端顶在限位短接4的台阶上，中心筒14外部凸台和限位短接4的凸台将套筒5轴向固定。套筒5内设置轴向滑槽用于安装销钉13，套筒5外安装支撑臂8，支撑臂8端部与活动环9通过球铰连接，活动环9套在轮轴7上并可以在轮轴7上滑动，轮轴7端部安装滚轮6。

中心筒14设置螺旋形槽孔，销钉13设置在所述螺旋形槽孔内，用销钉13连接转筒12和套筒5，销钉13一端固定到转筒12上，销钉13另一端安装到套筒5轴向滑槽内。

分动箱28包括后端盖17、隔板18、齿轮箱19、前端盖20。后端盖17、隔板18、齿轮箱19、前端盖20之间接触位置设置密封垫片，后端盖17、隔板18、齿轮箱19、前端盖20边缘位置设置螺栓孔，用螺栓连接后端盖17和前端盖20。

齿轮箱19为圆盘形，齿轮箱19中心位置安装小齿轮23，小齿轮23周围均匀分布3个大齿轮22，大齿轮22安装到输出轴21上，输出轴21一端通过轴承安装到齿轮箱19上，输出轴21另一端穿过隔板18和后端盖17伸出分动箱外，输出轴21通过万向节16与轮轴7连接。小齿轮23安装到输入轴24上，输入轴24穿过齿轮箱19伸入前端盖20内，输入轴24与涡轮钻具旋转轴26之间设置联轴器25。

隔板18设置在齿轮箱19和后端盖17之间，隔板18和齿轮箱19封闭大齿轮22和小齿轮23，防止泥浆影响齿轮传动。隔板18和齿轮箱19在安装齿轮的空余位置设置3个轴向过流孔，所述过流孔联通分动箱上下中心流道。

后端盖17整体为圆盘形，所述圆盘边缘位置设置凸台，所述凸台与隔板18连接。后端盖17中心设置圆筒，圆筒与中心筒14之间采用锥扣连接。后端盖17在输出轴21对应位置设置3个孔，3跟输出轴21从所述孔内穿过并伸出后端盖17。输出轴21和后端盖17之间设置密封圈。

前端盖20整体为圆盘形，所述圆盘边缘位置设置凸台，所述凸台与齿轮箱19连接。前端盖20中心设置圆筒，所述圆筒与涡轮钻具壳体27之间采用锥扣连接。

本发明的原理是：

涡轮钻具旋转轴26通过联轴器25驱动输入轴24旋转，输入轴24通过齿轮传动驱动输出轴21转动，输出轴21通过万向节16带动滚轮6转动。节流筒11在流体压差作用下向下滑动，销钉13沿着中心筒14的螺旋槽滑动并带动转筒12旋转；销钉13通过套筒5轴向滑槽，带动套筒5旋转，套筒5通过支撑臂8将3个轮轴7螺旋撑开使得滚轮6压紧在井壁或者套管壁上。这样，滚轮6转动能够带动本机构螺旋往前推送。本发明上部通过旋转节与连续油管连接，能够保证连续油管不转动情况下，下部工具具有较大扭矩和轴向钻压。停泵后，套筒5在中心筒14内压缩弹簧15的作用下旋转回位，收回滚轮6，方便工具回收。

Claims (2)

1.一种连续油管滚轮式推送装置，包括旋转节、限位短接、套筒、滚轮、轮轴、支撑臂、活动环、固定环、节流筒、转筒、中心筒、分动箱、输出轴、输入轴、涡轮钻具，中心筒上端锥扣连接限位短接，限位短接上端锥扣连接旋转节，中心筒下端锥扣连接分动箱，分动箱下端锥扣连接涡轮钻具壳体，其特征在于：

旋转节包括压盖、旋转头、固定座，旋转头设置在固定座内，旋转头中间位置设置台阶，所述台阶两边安装推力轴承，压盖安装在固定座上端并采用锥扣连接，压盖压紧固定座内的推力轴承；

中心筒内设置节流筒，节流筒下端设置台阶，节流筒外安装转筒，转筒一端固定到节流筒下端台阶位置，转筒另一端用固定环轴向固定，所述固定环与节流筒之间采用螺纹连接，固定环与中心筒之间设置密封圈；节流筒下端设置压缩弹簧，节流筒与中心筒之间设置密封圈；

中心筒外部中间位置设置凸台，中心筒外安装套筒，套筒一端安装到中心筒外部凸台，套筒另一端顶在限位短接的凸台上；套筒外安装支撑臂，支撑臂端部与活动环通过球铰连接，活动环套在轮轴上并可以在轮轴上滑动，轮轴端部安装滚轮；

中心筒设置螺旋形槽孔，销钉设置在所述螺旋形槽孔内，销钉一端固定到转筒上，销钉另一端安装到套筒轴向滑槽内；

分动箱中心位置设置输入轴，所述输入轴与下部涡轮钻具旋转轴之间联轴器连接，输出轴从分动箱上端伸出并分别用万向节连接轮轴，输入轴和输出轴之间设置齿轮传动；分动箱轴向设置过流孔，所述过流孔联通分动箱上下中心流道。

2.根据权利要求1所述一种连续油管滚轮式推送装置，包括转筒，其特征在于：转筒上下端分别设置推力轴承。