CN110439481A - 一种用于连续管作业的自动防磨减扭工具 - Google Patents
一种用于连续管作业的自动防磨减扭工具 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110439481A CN110439481A CN201910825367.XA CN201910825367A CN110439481A CN 110439481 A CN110439481 A CN 110439481A CN 201910825367 A CN201910825367 A CN 201910825367A CN 110439481 A CN110439481 A CN 110439481A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mandrel
- shell
- continuous pipe
- mounting base
- automatic anti
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 25
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 53
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/028—Electrical or electro-magnetic connections
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/20—Flexible or articulated drilling pipes, e.g. flexible or articulated rods, pipes or cables
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Drilling And Boring (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于连续管作业的自动防磨减扭工具，属井下工具技术领域。它由壳体、芯轴、下接头和安装座构成，壳体的内部通过上轴承和下轴承活动装有芯轴，下轴承下方的芯轴上套装有安装座，安装座与壳体之间螺纹连接，芯轴的一端端头延伸至安装座的外端，延伸至安装座外端的芯轴的端头上螺纹安装有下接头。该防磨减扭工具，工作中利用电生磁的原理，使连续管与钻具之间实现通电吸合的状态，连续管能向钻具传递扭矩，当钻具的反扭矩大于连续管与钻具之间的电磁连接力时，连续管与钻具之间实现脱开状态，有效的保护连续管和钻具不被损坏，减少经济损失的风险，同时有效的提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于连续管作业的自动防磨减扭工具，属井下工具技术领域。
背景技术
在油气井勘探开发过程中，普遍采用连续管的方式进行钻井作业，这种钻井方式是将地面动力通过连续管传递给钻具，从而通过钻具破碎岩石；当采用连续管进行钻井作业时，钻具与岩石之间必然发生接触并存在有摩擦阻力，摩擦阻力的存在会使钻具产生反扭矩，当摩擦阻力随着地面动力的增大而变大时，钻具产生的反扭矩也会随之变大，反扭矩过大容易使钻头发生崩齿的情况对钻具造成损坏；同时钻具产生过大的反扭矩传递至连续管上时，极易使连续管被扭断，造成经济损失，还会降低钻井的工作效率；因此，研制出一种防磨减扭工具是非常重要的。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种使用简单、实用性好，有效降低钻具的反扭矩，能保护连续管和钻具不被损坏，减少经济损失的风险，同时能提高钻井的工作效率的用于连续管作业的自动防磨减扭工具。
本发明的技术方案是：
一种用于连续管作业的自动防磨减扭工具，它由壳体、芯轴、下接头和安装座构成，其特征在于：壳体的内部通过上轴承和下轴承活动装有芯轴，下轴承下方的芯轴上套装有安装座，安装座与壳体之间螺纹连接，芯轴的一端端头延伸至安装座的外端，延伸至安装座外端的芯轴的端头上螺纹安装有下接头。
所述的壳体的形状为圆筒状，壳体内部一端设置有阶梯孔，阶梯孔上装有上轴承，壳体内部另一端设置有限位台肩，限位台肩上装有下轴承。
所述的上轴承和下轴承之间的壳体内壁上呈60度均匀安装有铁芯，各铁芯上缠绕有铜丝线圈。
所述的阶梯孔外圆的壳体上呈对称状设置有装配通孔。
所述的壳体一端端头上设置有安装槽，安装槽上呈对称状装有夹片，夹片的两端上装有锁紧螺栓；所述的夹片的截面形状呈Ω状。
所述的芯轴的形状为变径圆筒状，上轴承与下轴承之间的芯轴上设置有凸台，凸台上设置有环形槽。
所述的环形槽内装有空心磁铁柱。
所述的芯轴的凸台与上轴承和下轴承之间分别设置有密封垫圈。
所述的上轴承上方的芯轴与壳体之间分别设置有密封圈A。
所述的下轴承下方的芯轴与安装座之间设置有密封圈B，密封圈B下方的芯轴与安装座之间设置有Y形圈。
本发明的有益效果：
该用于连续管作业的自动防磨减扭工具，使用简单、实用性好，工作中利用电生磁的原理，使连续管与钻具之间实现通电吸合的状态，能有效的通过连续管向钻具传递扭矩，同时，当钻具的反扭矩大于连续管与钻具之间的电磁连接力时，连续管与钻具之间实现脱开状态，从而减少钻具产生的反扭矩，有效的保护连续管和钻具不被磨损或损坏，能够减少经济损失的风险，同时有效的提高工作效率；且通过连续管内置电缆，有利于对该工具实现自动化控制。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的左视结构示意图；
图3为图2中A-A向的剖面结构示意图；
图4为图3中B-B向的剖面结构示意图；
图5为本发明中壳体的剖面结构示意图；
图6为本发明中芯轴的剖面结构示意图；
图7为本发明中空心磁铁柱的立体结构示意图。
图中：1、壳体，2、芯轴，3、下接头，4、安装座，5、上轴承，6、下轴承，7、环形槽，8、空心磁铁柱，9、密封圈A，10、铁芯，11、铜丝线圈，12、装配通孔，13、密封垫圈，14、安装槽，15、夹片，16、锁紧螺栓，17、密封圈B，18、Y形圈。
具体实施方式
该用于连续管作业的自动防磨减扭工具由壳体1、芯轴2、下接头3和安装座4构成，壳体1的形状为圆筒状，壳体1内部一端设置有阶梯孔，阶梯孔上固定安装有上轴承5，壳体1内部另一端设置有限位台肩，限位台肩上固定安装有下轴承6。
壳体1的内部通过上轴承5和下轴承6活动安装有芯轴2，上轴承5和下轴承6对芯轴2在壳体1内进行居中定位；芯轴2的形状为变径圆筒状，上轴承上方的芯轴2与壳体1之间分别设置有密封圈A9，芯轴2通过密封圈A9与壳体1之间的环空层形成密封状态，以此防止芯轴2与壳体1之间的环空层流进钻井液，密封圈A9一端设置有挡圈，挡圈的作用是对密封圈A9形成阻挡，避免钻井液的液体压力过大对密封圈A9产生挤压后，致使密封圈A9变形失效。
上轴承5与下轴承6之间的芯轴2上设置有凸台，凸台上设置有环形槽7，环形槽7内套装有空心磁铁柱8，芯轴2的凸台与上轴承5和下轴承6之间分别设置有密封垫圈13，密封垫圈13可使凸台与上轴承5和下轴承6之间形成密封状态。
上轴承5和下轴承6之间的壳体1内壁上呈60度均匀安装有多个铁芯10，铁芯10与芯轴2上的空心磁铁柱8对应设置，各铁芯10上缠绕有铜丝线圈11，阶梯孔外圆的壳体1上对称设置有装配通孔12，装配通孔12内能穿装电缆，工作时，连续管所携带的电缆，穿过装配通孔12延伸至壳体1的内部，延伸至壳体1内的电缆与铜丝线圈11的导线电连接，通过连续管上的电缆为铜丝线圈11进行供电，使铜丝线圈11内部的铁芯10产生磁化，实现铁芯10的磁极与空心磁铁柱8的磁极相互吸合，从而使壳体1与芯轴2成为一个整体，当壳体1发生转动时，能带动芯轴2同步发生转动。
壳体1一端端头上设置有安装槽14，安装槽14内能插装连续管，安装槽14上呈对称状固定安装有夹片15，夹片15的截面形状呈Ω状，夹片的两端上装有锁紧螺栓16，装配时，连续管插装在壳体1的安装槽14内，通过拧紧锁紧螺栓16，使夹片15之间相互抱紧，从而通过夹片15对连续管形成抱紧状态，由此使连续管与壳体1之间形成固定状态。
下轴承6下方的芯轴2上套装有安装座4，安装座4与壳体1之间螺纹连接，安装座4对芯轴2具有限位导向作用，芯轴2与安装座4之间设置有密封圈B17，芯轴2通过密封圈B17与安装座4之间的环空层形成密封状态，以此防止芯轴2与安装座4之间的环空层流进钻井液，密封圈B17一端设置有挡圈，挡圈的作用是对密封圈B17形成阻挡，避免钻井液的液体压力过大对密封圈B17产生挤压后，致使密封圈B17变形失效。
密封圈B17下方的芯轴2与安装座4之间设置有Y形圈18，Y形圈18能承受较大的液体压力，且摩擦阻力小，进一步使芯轴2与安装座4之间的环空层密封状态更加可靠。
芯轴2的一端端头延伸至安装座4的外端，延伸至安装座4外端的芯轴2端头上螺纹安装有下接头3，下接头3的形状为空心变径圆锥状，工作时，下接头3上能安装钻具，由芯轴2产生的动力通过下接头3传递给钻具，以此来进行钻井作业。
该防磨减扭工具，工作时，首先将连续管的接头端插装在该工具壳体1的安装槽14内，并且使连续管上所携带的电缆与铜丝线圈11的导线电连接，连接完成后，对电缆通电，电缆将电力传导至铜丝线圈11上，铜丝线圈11通电后，使铜丝线圈11内部的铁芯10产生磁化，磁化后的铁芯10与芯轴2的空心磁铁柱8磁极相反，发生相互吸合，以此使壳体1与芯轴2形成固定状态。
壳体1与芯轴2形成固定状态后，拧紧锁紧螺栓16，使壳体1上的夹片15对连续管进行抱紧，从而使连续管与该工具的壳体1形成固定连接状态；然后在下接头3上安装钻具。
上述准备工作完成后，通过连续管传递动力至该工具，由该工具的下接头3带动钻具进行钻井作业，当钻具钻井产生的摩擦阻力过大时，钻具产生的反扭矩通过下接头3传递给芯轴2，当芯轴2产生的反扭矩大于芯轴2与壳体1之间磁性吸力极限时，芯轴2的空心磁铁柱8与壳体1的带磁铁芯10之间的磁性吸力，不能支持空心磁铁柱8与带磁铁芯10发生相互吸合，从而使芯轴2与壳体1之间解除吸力连接状态，由此使芯轴2和芯轴2上连接的钻具相对于壳体1形成空转状态，芯轴2上的反扭矩不会继续向连续管传递，有效的保护连续管不会被由芯轴2传递的反扭矩造成扭断的风险，同时由于钻具失去了动力源，钻具在摩擦阻力的作用下逐渐减缓转动，从而保护了钻具不会因反扭矩过大造成磨损或损坏；即，完成了该工具整个防磨减扭作业。
当钻具的反扭矩减小或消失后，此时芯轴2的空心磁铁柱8与壳体1的带磁铁芯10之间的磁性吸力大于钻具钻井产生的反扭矩，芯轴2与壳体1之间重新形成吸合连接状态，能带动钻具继续进行钻井作业，从而避免钻具或连续管在连续工作中发生损坏，影响正常的钻井作业，由此提高了钻井的工作效率。
该用于连续管作业的自动防磨减扭工具，使用简单、实用性好，工作中利用电生磁的原理，使连续管与钻具之间实现通电吸合的状态，能有效的通过连续管向钻具传递扭矩，同时，当钻具的反扭矩大于连续管与钻具之间的电磁连接力时，连续管与钻具之间实现脱开状态，从而减少钻具产生的反扭矩，有效的保护连续管和钻具不被磨损或损坏，能够减少经济损失的风险，同时有效的提高工作效率；且通过连续管内置电缆，有利于对该工具实现自动化控制。
Claims (10)
1.一种用于连续管作业的自动防磨减扭工具，它由壳体（1）、芯轴（2）、下接头（3）和安装座（4）构成，其特征在于：壳体（1）的内部通过上轴承（5）和下轴承（6）活动装有芯轴（2），下轴承（6）下方的芯轴（2）上套装有安装座（4），安装座（4）与壳体（1）之间螺纹连接，芯轴（2）的一端端头延伸至安装座（4）的外端，延伸至安装座（4）外端的芯轴（2）的端头上螺纹安装有下接头（3）。
2.根据权利要求1所述的一种用于连续管作业的自动防磨减扭工具，其特征在于：所述的壳体（1）的形状为圆筒状，壳体（1）内部一端设置有阶梯孔，阶梯孔上装有上轴承（5），壳体（1）内部另一端设置有限位台肩，限位台肩上装有下轴承（5）。
3.根据权利要求2所述的一种用于连续管作业的自动防磨减扭工具，其特征在于：所述的阶梯孔外圆的壳体（1）上对称状设置有装配通孔（12）。
4.根据权利要求1所述的一种用于连续管作业的自动防磨减扭工具，其特征在于：所述的上轴承（5）和下轴承（6）之间的壳体（1）内壁上呈60度均匀安装有铁芯（10），各铁芯（10）上缠绕有铜丝线圈（11）。
5.根据权利要求1所述的一种用于连续管作业的自动防磨减扭工具，其特征在于：所述的壳体（1）一端端头上设置有安装槽（14），安装槽（14）上呈对称装有夹片（15），夹片（15）的两端上装有锁紧螺栓（16）；所述的夹片（15）的截面形状呈Ω状。
6.根据权利要求1所述的一种用于连续管作业的自动防磨减扭工具，其特征在于：所述的芯轴（2）的形状为变径圆筒状，上轴承（5）与下轴承（6）之间的芯轴（2）上设置有凸台，凸台上设置有环形槽（7）。
7.根据权利要求6所述的一种用于连续管作业的自动防磨减扭工具，其特征在于：所述的环形槽（7）内装有空心磁铁柱（8）。
8.根据权利要求1所述的一种用于连续管作业的自动防磨减扭工具，其特征在于：所述的芯轴（2）的凸台与上轴承（5）和下轴承（6）之间分别设置有密封垫圈（13）。
9.根据权利要求1所述的一种用于连续管作业的自动防磨减扭工具，其特征在于：所述的上轴承（5）上方的芯轴（2）与壳体（1）之间分别设置有密封圈A（9）。
10.根据权利要求1所述的一种用于连续管作业的自动防磨减扭工具，其特征在于：所述的下轴承（6）下方的芯轴（2）与安装座（4）之间设置有密封圈B（17），密封圈B（17）下方的芯轴（2）与安装座（4）之间设置有Y形圈（18）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910825367.XA CN110439481B (zh) | 2019-09-03 | 2019-09-03 | 一种用于连续管作业的自动防磨减扭工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910825367.XA CN110439481B (zh) | 2019-09-03 | 2019-09-03 | 一种用于连续管作业的自动防磨减扭工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110439481A true CN110439481A (zh) | 2019-11-12 |
| CN110439481B CN110439481B (zh) | 2021-04-27 |
Family
ID=68438862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910825367.XA Active CN110439481B (zh) | 2019-09-03 | 2019-09-03 | 一种用于连续管作业的自动防磨减扭工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110439481B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112943112A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-06-11 | 苗芷芃 | 一种石油钻井连续管用防扭矩平衡装置及其使用方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101275609A (zh) * | 2007-03-30 | 2008-10-01 | 美蓓亚株式会社 | 电磁离合器 |
| CN105276018A (zh) * | 2015-10-27 | 2016-01-27 | 南京空山新雨环保科技有限公司 | 一种扭矩限制器 |
| CN106704398A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-05-24 | 合肥瑞硕科技有限公司 | 一种扭力限制器 |
| US20180320482A1 (en) * | 2015-12-04 | 2018-11-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Magnetic Coupling for Downhole Applications |
-
2019
- 2019-09-03 CN CN201910825367.XA patent/CN110439481B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101275609A (zh) * | 2007-03-30 | 2008-10-01 | 美蓓亚株式会社 | 电磁离合器 |
| CN105276018A (zh) * | 2015-10-27 | 2016-01-27 | 南京空山新雨环保科技有限公司 | 一种扭矩限制器 |
| US20180320482A1 (en) * | 2015-12-04 | 2018-11-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Magnetic Coupling for Downhole Applications |
| CN106704398A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-05-24 | 合肥瑞硕科技有限公司 | 一种扭力限制器 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112943112A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-06-11 | 苗芷芃 | 一种石油钻井连续管用防扭矩平衡装置及其使用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110439481B (zh) | 2021-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108278078B (zh) | 超声波高频冲击钻井装置 | |
| CN102953682A (zh) | 斜盘柱塞式旋转导向钻井工具 | |
| CN110439481A (zh) | 一种用于连续管作业的自动防磨减扭工具 | |
| CN107542419B (zh) | 中心贯通式液力脉冲振动工具 | |
| CN110608242A (zh) | 一种电磁控制扭矩离合装置 | |
| CN205558849U (zh) | 利用涡轮产生冲击振荡的井下工具 | |
| CN201794537U (zh) | 钻机钻杆低压水龙头 | |
| CN115680535B (zh) | 一种用于深井、超深井的共振取芯工具 | |
| CN207420489U (zh) | 防过载螺杆钻具 | |
| CN218439341U (zh) | 一种随钻测量泥浆涡轮发电脉冲发生器 | |
| CN109019378B (zh) | 一种电动绞盘 | |
| CN107246238B (zh) | 一种一体化冲击井下动力钻具 | |
| CN105756672A (zh) | 石油钻井用泥浆脉冲器 | |
| CN106411043B (zh) | 一种用于井下驱动钻具的电动机 | |
| CN107489381B (zh) | 防过载螺杆钻具 | |
| CN106150384B (zh) | 动力钻具工作状态控制工具 | |
| RU101076U1 (ru) | Устройство для формирования осевой нагрузки на долото | |
| US20220025707A1 (en) | Electric Drilling Tool Suitable for Ocean Underwater Drilling Rig | |
| CN213838495U (zh) | 一种扭力冲击器 | |
| CN209083230U (zh) | 一种双出定位快速插接钻杆 | |
| CN210598822U (zh) | 一种套管内延伸钻井工具 | |
| CN207144896U (zh) | 随钻堵漏短接装置 | |
| CN206346713U (zh) | 一种气密封油套管螺纹连接结构 | |
| CN206346712U (zh) | 一种密封性能优良的高抗扭钻杆接头 | |
| CN210859610U (zh) | 一种电磁控制扭矩离合装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |