CN108756789B - 一种钻井液防凝固送进工具 - Google Patents

Abstract

本发明一种钻井液防凝固送进工具，其上接头外圆上部螺纹连接吊环，上接头外圆设置有防转机构，防转机构上部与上接头外圆上部连接，防转机构下部连接一电机固定筒，上接头内腔设置为台阶孔，台阶孔下端设置有电磁铁，电磁铁外圆周围设置有定位环，定位环与上接头内腔下端螺纹紧固，定位环外设置有滑动环，滑动环上部连接有防转机构，滑动环下部连接有衔铁，上接头上部设置一偏心孔，电缆依次穿过偏心孔、电磁铁、衔铁与电机相连，电机置入电机固定筒，电机固定筒与引鞋之间连接有送进筒体，送进筒体内设置有搅拌装置，搅拌装置与电机输出轴连接。本发明的搅拌叶片可往复摆动，对钻井液进行搅拌，有效防止钻井液凝固粘稠,提供向前运动的牵引动力。

Description

一种钻井液防凝固送进工具

技术领域

本发明涉及石油天然气行业中完井作业领域，特别是一种钻井液防凝固送进工具。

背景技术

在石油天然气行业开发过程中，完井作业是钻井工作最后一个重要环节，又是采油工程的开端，与以后采油、注水及整个油气田的开发紧密相关。而在钻完井过程中，需要使用大量的测井仪器对井下情况进行检测，常规的操作方式是利用测井仪器和工具的重力，用电缆和钢丝吊绳下放测井仪器和工具进入测井工作区域。在此操作过程中，测井仪器和工具均在套管中的钻井液内运动，测井仪器和工具必须克服钻井液的流动阻力才能到达工作区域。在完井作业过程中，需要在井壁和套管环空内注入大量水泥浆，在水泥浆凝结放热、地层温度影响以及钻井液自身颗粒沉降等因素的影响下，套管内的钻井液很容易进一步变得粘稠，使得测井仪器和工具在钻井液中运动的阻力增加，进而无法在自身重力作用下进入到测井工作区域内。在上述情况下就需要对井筒进行通井作业，降低钻井液粘稠度，减小测井仪器运动阻力。

国内常用的通井作业手段是利用细长杆件在井口进行反复通刺，疏通钻井液中的泥块等堵塞物，降低钻井液粘度。然后在钻井液高粘稠井段较深较长的情况下，该通井手段难以满足通井需求。因此采用自动化的通井工具和送进工具是测井仪器送进的必然发展方向，为达到该目的，可行的发展方向是对钻井液进行搅拌放置钻井液进一步凝固，以及增加一定牵引送进的能力，达到测井仪器完成预定位置送进的目标。

发明内容

本发明的目的：为了解决完井过程中测井仪器有效下放和牵引送进的问题，特提供一种钻井液防凝固送进工具。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种钻井液防凝固送进工具，它包括吊环、上接头、防转机构、电缆、电磁铁、衔铁、电机、搅拌装置和引鞋，所述上接头外圆上部螺纹连接吊环，所述上接头外圆设置有防转机构，所述防转机构上部与上接头外圆上部连接，所述防转机构下部连接一电机固定筒，所述上接头内腔设置为台阶孔，所述台阶孔下端设置有电磁铁，所述电磁铁外圆周围设置有定位环，所述定位环与上接头内腔下端螺纹紧固，所述定位环外设置有滑动环，所述滑动环上部连接有防转机构，所述滑动环下部连接有衔铁，所述上接头上部设置有一偏心孔，所述电缆依次穿过所述偏心孔、电磁铁、衔铁与电机相连，所述电机置入所述电机固定筒，所述电机固定筒与引鞋之间连接有送进筒体，所述送进筒体内设置有搅拌装置，所述搅拌装置与电机输出轴连接。

进一步的，所述吊环上部设置有通孔，所述通孔内穿过一钢丝吊绳，所述钢丝吊绳下端用钢丝绳夹固紧。

进一步的，所述防转机构包括防转筒、四个上支撑臂、四个防转滚轮和四个下支撑臂，所述防转筒上端和上接头外圆上部螺纹紧固，所述防转筒下端和电机固定筒上端螺纹固紧，所述上支撑臂、防转滚轮和下支撑臂分别安装在防转筒中部的四条轴向通槽a内，所述上支撑臂一端与防转筒轴向通槽a内上部的销孔a铰接，所述上支撑臂另一端和防转滚轮铰接，所述下支撑臂一端和滑动环上端的铰支架铰接，所述下支撑臂另一端和防转滚轮铰接。

进一步的，所述滑动环由绝磁材料构成，所述滑动环内腔下端设置为母螺纹，所述衔铁外圆与滑动环内腔下端螺纹紧固，滑动环置入防转筒内腔下部和上接头外圆下部构成的环形腔内。

进一步的，所述搅拌装置包括传动凸轮轴，所述传动凸轮轴外圆中部设置三个圆柱凸轮槽，所述传动凸轮轴外圆下端设置为台阶轴，传动凸轮轴内腔上端设置为键槽孔，所述传动凸轮轴外圆上端的键槽孔内设置有传动键与电机输出轴连接，所述传动凸轮轴外圆上端这是有上轴承与所述送进筒体上端相连，所述传动凸轮轴外圆下端台阶轴上安装有下轴承与所述送进筒体下端相连。

进一步的，所述搅拌装置还包括搅拌叶片，所述搅拌叶片的一端设置为V型叶片，搅拌叶片的另一端设置为球头，搅拌叶片中部设置为通孔，所述送进筒体中部周向均匀设置四条轴向通槽b，所述轴向通槽b上部设置有销孔b，所述搅拌叶片置入所述轴向通槽b内，搅拌叶片中部通孔和送进筒体上的销孔b铰接，搅拌叶片的球头端置入传动凸轮轴外圆中部的圆柱凸轮槽内，搅拌叶片端部的V型叶片开口向上安装。

进一步的，电机固定筒下端和送进筒体上端螺纹固紧，引鞋上端和送进筒体下端螺纹固紧。

进一步的，电磁铁和电机分别与电缆内的导线连接导通。

本发明具有以下优点：（1）本发明的搅拌叶片可往复摆动，对钻井液进行搅拌，有效防止钻井液凝固粘稠；（2）本发明搅拌叶片端部的V型叶片在往复摆动过程中，为本发明提供向前运动的牵引动力，有效实现本发明在粘稠钻井液环境下的持续送进；（3）本发明利用电动机连续旋转提供动力，对电机要求低，控制简单易于操作。

附图说明

图1 为本发明一种钻井液防凝固送进工具非工作状态的结构示意图；

图2 为本发明一种钻井液防凝固送进工具工作状态的结构示意图；

图3 为防转筒的三维结构示意图；

图4 为送进筒体的三维结构示意图；

图5 为传动凸轮轴的三维结构示意图；

图6 为搅拌叶片的三维结构示意图；

图中：1.钢丝绳夹、2.钢丝吊绳、3.吊环、4.电缆、5.上接头、6.防转筒、7.上支撑臂、8.防转滚轮、9.下支撑臂、10.电磁铁、11.定位环、12.衔铁、13.滑动环、14.电机固定筒、15.电动机、16.传动键、17.上轴承、18.送进筒体、19.传动凸轮轴、20.搅拌叶片、21.下轴承、22.引鞋、61.轴向通槽a、62.销孔a、181.轴向通槽b、182.销孔b、191.圆柱凸轮槽、201.V型叶片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1、图2所示，一种钻井液防凝固送进工具，它包括吊环3、上接头5、防转机构、电缆4、电磁铁10、电机15、搅拌装置和引鞋22，上接头5外圆上部螺纹连接有吊环3，上接头5外圆设置有防转机构，防转机构上部与上接头5外圆上部连接，防转机构下部连接一电机固定筒14，上接头5内腔设置为台阶孔，台阶孔下端设置有电磁铁10，电磁铁10外圆周围设置有定位环11，定位环11与上接头5内腔下端螺纹紧固，定位环11外圆设置有滑动环13，滑动环13上部连接有防转机构，所述滑动环13下部连接有衔铁12，上接头5上部设置有一偏心孔，电缆4依次穿过偏心孔、电磁铁10、衔铁12与电机15相连，电磁铁10和电机15分别与电缆4内的导线连接导通，且电缆4上端和井口供电系统连接，电机15置入电机固定筒14，电机固定筒14与引鞋22之间连接有送进筒体18，送进筒体18内设置有搅拌装置，搅拌装置与电机15输出轴连接。

如图1所示，吊环4下端和上接头5上端螺纹紧固，钢丝吊绳2下端穿过吊环3上部通孔，钢丝吊绳2下端用钢丝绳夹1紧固，钢丝吊绳2上端连接到井口装置。

如图1、图2和图3所示，防转机构包括防转筒6、四个上支撑臂7、四个防转滚轮8和四个下支撑臂9，防转筒6中部周向均匀设置有四条轴向通槽a61，轴向通槽两侧设置有销孔a62，上支撑臂7、防转滚轮8和下支撑臂9分别安装在防转筒6中部轴向通槽a61内，上支撑臂7一端和防转筒6上的销孔a62铰接，上支撑臂7另一端和防转滚轮8铰接，下支撑臂9一端和滑动环13上端的铰支座铰接，下支撑臂9的另一端和防转滚轮8铰接。

如图1和图2所示，滑动环13由绝磁材料构成，滑动环13上端周向均匀设置四个铰支座，滑动环13内腔下端设置为母螺纹，滑动环13内腔下端和衔铁12外圆螺纹紧固，滑动环13置入防转筒6内腔下部和上接头5外圆下部构成的环形腔内。

如图1、图2、图4、图5和图6所示，搅拌装置包括传动凸轮轴19和搅拌叶片20，传动凸轮轴19外圆中部设置三个圆柱凸轮槽191，传动凸轮轴19外圆下端设置为台阶轴，传动凸轮轴19内腔上端设置为键槽孔，键槽孔内设置有传动键16与电机15输出轴连接，传动凸轮轴19外圆上端安装有上轴承17与送进筒体18上端相连，传动凸轮轴19外圆下端安装有下轴承21与送进筒体18下端相连；搅拌叶片20的一端设置为V型叶片201，搅拌叶片20的另一端设置为球头，搅拌叶片20中部设置为通孔，送进筒体18中部周向均匀设置四条轴向通槽b181，轴向通槽b181上部设置有销孔b182，搅拌叶片20置入送进筒体18的轴向通槽b181内，搅拌叶片20中部通孔和送进筒体18上的销孔b181铰接，搅拌叶片20的球头端置入传动凸轮轴19外圆中部的圆柱凸轮槽191内，搅拌叶片20端部的V型叶片201开口向上安装。

如图1所示，电机固定筒14下端和送进筒体18上端螺纹固紧，引鞋22上端和送进筒体18下端螺纹固紧。

本发明一种钻井液防凝固送进工具的工作原理是：安装好本送进工具后，下方钢丝吊绳2，送进工具进入井筒内，此时状态如图1所示；进入钻井液粘稠区域后，底面控制本发明工作，电缆4通电后，电磁铁10得电产生磁力，吸引衔铁12和滑动环13轴向上移，在上支撑臂7和下支撑臂9的作用下，防转滚轮8径向张开压紧套管壁，实现本发明轴向可动，周向防转的效果；电缆4通电后也可以控制电机15输出轴旋转，驱动传动凸轮轴19旋转，搅拌叶片20的球头端在传动凸轮轴19上的圆柱凸轮槽191内滑动，搅拌叶片20另一端的V型叶片201做上下往复运动，达到搅拌钻井液，降低钻井液粘稠度的作用，并且在V型叶片201的作用下，本发明具有轴向送进的牵引力作用。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不同脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种钻井液防凝固送进工具，其特征在于：它包括吊环（3）、上接头（5）、防转机构、电缆（4）、电磁铁（10）、衔铁（12）、电机（15）、搅拌装置和引鞋（22），所述上接头（5）外圆上部螺纹连接吊环（3），所述上接头（5）外圆设置有防转机构，所述防转机构上部与上接头（5）外圆上部连接，所述防转机构下部连接一电机固定筒（14），所述上接头（5）内腔设置为台阶孔，所述台阶孔下端设置有电磁铁（10），所述电磁铁（10）外圆周围设置有定位环（11），所述定位环（11）与上接头（5）内腔下端螺纹紧固，所述定位环（11）外圆设置有滑动环（13），所述滑动环（13）上部连接有防转机构，所述滑动环（13）下部连接有衔铁（12），所述上接头（5）上部设置有一偏心孔，所述电缆（4）依次穿过所述偏心孔、电磁铁（10）、衔铁（12）与电机（15）相连，所述电机（15）置入所述电机固定筒（14），所述电机固定筒（14）与引鞋（22）之间连接有送进筒体（18），所述送进筒体（18）内设置有搅拌装置，所述搅拌装置与电机（15）输出轴连接，所述防转机构包括防转筒（6）、四个上支撑臂（7）、四个防转滚轮（8）和四个下支撑臂（9），所述防转筒（6）上端和上接头（5）外圆上部螺纹紧固，所述防转筒（6）下端和电机固定筒（14）上端螺纹固紧，所述上支撑臂（7）、防转滚轮（8）和下支撑臂（9）分别安装在防转筒（6）中部的四条轴向通槽a（61）内，所述上支撑臂（7）一端与防转筒轴向通槽a（61）内上部的销孔a（62）铰接，所述上支撑臂（7）另一端和防转滚轮（8）铰接，所述下支撑臂（9）一端和滑动环（13）上端的铰支座铰接，所述下支撑臂（9）另一端和防转滚轮（8）铰接。

2.根据权利要求1所述的一种钻井液防凝固送进工具，其特征在于：所述吊环（3）上部设置有通孔，所述通孔内穿过一钢丝吊绳（2），所述钢丝吊绳（2）下端用钢丝绳夹（1）固紧。

3.根据权利要求1所述的一种钻井液防凝固送进工具，其特征在于：所述滑动环（13）由绝磁材料构成，所述滑动环（13）内腔下端设置为螺纹，所述衔铁（12）外圆与滑动环（13）内腔下端螺纹紧固，所述滑动环（13）置入防转筒（6）内腔下部和上接头（5）外圆下部构成的环形腔内。

4.根据权利要求1所述的一种钻井液防凝固送进工具，其特征在于：所述搅拌装置包括传动凸轮轴（19），所述传动凸轮轴（19）外圆中部设置三个圆柱凸轮槽（191），所述传动凸轮轴（19）外圆下端设置为台阶轴，传动凸轮轴（19）内腔上端设置为键槽孔，所述传动凸轮轴（19）外圆上端的键槽孔内设置有传动键（16）与电机（15）输出轴连接，所述传动凸轮轴（19）外圆上端设置有上轴承（17）与所述送进筒体（18）上端相连，所述传动凸轮轴（19）外圆下端台阶轴上安装有下轴承（21）与所述送进筒体（18）下端相连。

5.根据权利要求4所述的一种钻井液防凝固送进工具，其特征在于：所述搅拌装置还包括搅拌叶片（20），所述搅拌叶片（20）的一端设置为V型叶片（201），搅拌叶片（20）的另一端设置为球头，搅拌叶片（20）中部设置为通孔，所述送进筒体（18）中部周向均匀设置四条轴向通槽b（181），所述轴向通槽b（181）上部设置有销孔b（182），所述搅拌叶片（20）置入所述轴向通槽b（181）内，搅拌叶片（20）中部通孔和送进筒体（18）上的销孔b（182）铰接，搅拌叶片（20）的球头端置入传动凸轮轴（19）外圆中部的圆柱凸轮槽（191）内，搅拌叶片（20）端部的V型叶片（201）开口向上安装。

6.根据权利要求1所述的一种钻井液防凝固送进工具，其特征在于：电机固定筒（14）下端和送进筒体（18）上端螺纹固紧，引鞋（22）上端和送进筒体（18）下端螺纹固紧。

7.根据权利要求1所述的一种钻井液防凝固送进工具，其特征在于：电磁铁（10）和电机（15）分别与电缆（4）内的导线连接导通。

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