CN113250605A - 一种油气田钻井工具及其钻井方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油气田钻井工具及其钻井方法，涉及钻井工具领域，针对现有的油气田钻井工具不方便进行起吊以及稳定，影响油田钻进的施工效率问题，现提出如下方案，其包括支撑底座、支撑架、支撑座、电动滑轨、电动滑块、连接筒、电动滑轮、吊盘、套管，所述支撑底座上端面固定连接有滑框，所述支撑底座上端面开设有开口，所述支撑底座的下端固定安装有第一液压杆，且其上端固定连接有支撑板，两侧的所述支撑板上均固定连接有限位筒，所述滑框、限位筒与支撑底座之间设置有定位机构、调节机构、夹取机构。本装置可以高效的对套管进行夹取，通用性好，对套管的稳定性好，提高了安装连接的效率，进一步的提高了钻井的施工效率的特点。

Description

一种油气田钻井工具及其钻井方法

技术领域

本发明涉及钻井工具领域，尤其涉及一种油气田钻井工具及其钻井方法。

背景技术

利用石油钻井设备从地面开始沿设计轨道钻穿多套地层到达预定目的层(油气层或可能油气层)，形成油气采出或注入所需流体(水、气、汽)的稳定通道(即油气井)，并在钻进过程中和完钻后，完成取心、录井、测井和测试工作，取得勘探、开发和钻井所需各种信息的系统工程。

但是现有的油气田在钻井的过程中，需要将井壁设置套管，而套管之间的连接，一般都是通过支撑架将一节节的套管在地面进行连接，具体为上一套管的下端设置在井壁内，且上端延伸在地面上方，然后将另一套管的下端与其的上端进行连接，然后以此操作，逐步的将各个套管向井壁内进行递送。

而现有的装置在对套管进行吊装连接时，一般不方便对套管的下端进行稳定，上端套管在被吊起时，由于套管长度较大，工人不好对其进行的下端进行及时的稳定，不方便进行连接，以及，容易生产摇摆造成安全事故，同时现有的套管在起吊时，由于没有合适的抓取转移，还不方便对套管进行抓取，使得装置的安装连接效率较低，严重影响钻井的施工进度。因此提出一种油气田钻井工具及其钻井方法。

发明内容

本发明提出的一种油气田钻井工具及其钻井方法，解决了现有的油气田钻井工具不方便进行起吊以及稳定，影响油田钻进的施工效率问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种油气田钻井工具，包括支撑底座、支撑架、支撑座、电动滑轨、电动滑块、连接筒、电动滑轮、吊盘、套管，所述支撑底座上端面左、右两侧均固定连接有滑框，所述支撑底座在连接筒与两侧的滑框之间的上端面开设有开口，所述支撑底座的下端左、右两侧均固定安装有第一液压杆，且第一液压杆的上端固定连接有支撑板，两侧的所述支撑板互相靠近的一侧固定连接有限位筒，所述限位筒与滑框之间设置有定位机构，所述滑框与支撑底座之间设置有调节机构，所述吊盘上设置有夹取机构。

优选的，定位机构包括圆盘、第一弹簧、圆形口、限位杆、竖杆、卡框、工字型滑框、第二弹簧，所述圆盘滑动设置在限位筒内，且圆盘的下端面与限位筒的内壁之间固定连接有第一弹簧，所述限位筒的上端面开设有圆形口，所述圆盘的上端面固定连接有竖杆，所述支撑底座下端面左、右两侧均固定连接有限位杆，两侧的所述竖杆的上端固定连接有卡框，且卡框上滑动套设有工字型滑框，所述工字型滑框与卡框之间固定连接有第二弹簧。

优选的，调节机构包括滑板、转杆、滑杆、第三弹簧，两侧的所述滑框的前、后内壁之间均滑动设置有滑板，两侧的所述滑板的下端面均转动连接有转杆，每个所述转杆的下端均转动连接有滑杆，所述滑杆的下端穿过支撑底座的上端面延伸在其的下方，且滑动套设在支撑底座的上端面内，所述滑杆下侧的延伸端套设有第三弹簧。

优选的，夹取机构包括套筒、卡爪，所述吊盘的上端面阵列固定安装有推杆电机，且推杆电机的外侧套装有套筒，所述吊盘的下端面阵列转动连接有卡爪，所述套筒的上内壁与各个推杆电机的上侧的输出端固定连接，且套筒套设在吊盘的外侧，所述套筒的下端面与各个卡爪的外侧面滑动连接。

优选的，每个所述卡爪的上端均通过弹簧铰链与吊盘的下端面转动连接。

优选的，所述支撑底座的上端固定安装有支撑架，所述支撑底座的左侧固定连接有支撑座，所述支撑座上端面前、后两侧设置有电动滑轨，且两个所述电动滑轨之间滑动设置有电动滑块，所述支撑底座的上端面中心嵌装有连接筒，所述支撑架的上内壁固定安装有电动滑轮，所述电动滑轮吊挂有吊盘，吊盘的下方设置有套管。

优选的，每个所述圆形口均开设在两侧的所述限位筒上端面互相靠近一侧，两侧的所述圆盘上端面互相靠近的一侧均固定连接有竖杆，且竖杆的上端穿过圆形口以及开口延伸在支撑底座的上方并固定连接有卡框，每个所述限位杆的下端均穿过各自一侧的限位筒上端开设的圆形口与其内圆盘的上端面互相限位。

优选的，两侧的所述滑板的前、后两端分别滑动设置在各自一侧的滑框的前、后两侧内壁，且两侧的所述滑板互相靠近的一侧均延伸在两侧的滑框互相靠近一侧之间，两侧的所述滑杆设置在两侧的开口互相远离的一侧，每个所述滑杆的上、下两端均分别延伸在支撑底座的上、下两侧，所述滑杆的上端与各自一次额的转杆的下端转动连接，且滑杆的下端与支撑底座的下端面表面之间设置有第三弹簧。

一种油气田钻井工具的钻井方法，包括以下步骤：

S1：套管输送，将套管放置在电动滑块上，进而通过电动滑框将套筒有电动滑轨的左侧向靠近右侧的支撑底座的一侧进输送；

S2：套管吊起，通过电动滑轮将吊盘下方，然后通过推杆电机带动套筒下移，与各个卡爪的外侧贴合，使得各个卡爪可以互相靠近的转动，进而对套环进行抓取，然后在通过电动滑轮将套管吊起；

S3：套管初步定位，启动两侧的第一液压杆带动两侧的支撑板以及限位筒上移，进而带动竖杆以及卡框上移，直至圆盘的上端面与限位杆的下端接触，使得两侧的卡框可以上移至被吊起呈竖直状态的套管的左、右两侧，对其进行初步限位；

S4：套管定位，由于圆盘的上端面与限位杆的下端接触，进而再次启动第一液压杆，继续带动限位筒上移，此时其内的圆盘将会与上方的限位杆互相抵触限位，进而圆盘将保持高度不便，进而限位筒以及支撑板将上移，进而推动滑杆、转杆移动，并推动两侧的滑板互相靠近的一端分别对两侧的工字型滑框进而互相靠近的对套管夹持，进而可以与下方的套管连接进行钻井。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过支撑底座、支撑架、支撑座、电动滑轨、电动滑块、连接筒、电动滑轮、吊盘、套管、滑框、开口、支撑板、限位筒、圆盘、第一弹簧、圆形口、限位杆、竖杆、工字型滑框、工字型滑框、第二弹簧、滑板、转杆、滑杆、第三弹簧、套筒、卡爪，使得本装置可以通过在使用时，可以有推杆电机带动套筒上下移动，使得其的下端可以与卡爪的外侧面配合，进而使得各个卡爪可以展开与收紧，进而可以方便的对套管进行夹取，且卡爪的展开幅度可调，通用性好；

2、同时可以通过第一液压杆推动支撑板以及限位筒进行上下移动，进而可以通过限位杆的限位，使得圆盘可以上移至一定高度后与限位杆的下端进行限位，进而使得卡框在上升一定高度后保持不变，对套管的下端进行初步的定位；然后支撑板以及限位筒继续上移，进而可以推动两侧的滑板互相靠近，带动两侧的工字型滑框互相靠近对套管的两侧进行紧密的贴合，使得可以对套管的下端进行紧固的夹持稳定，方便连接安装，大大的提高了钻井的钻进效率。

使得本装置可以高效的对套管进行夹取，通用性好，对套管的稳定性好，提高了安装连接的效率，进一步的提高了钻井的施工效率的特点。

附图说明

图1为本发明的一种油气田钻井工具的结构的剖视图。

图2为本发明的一种油气田钻井工具的俯视结构的剖视图。

图3为本发明的一种油气田钻井工具的支撑底座的仰视图。

图4为本发明的一种油气田钻井工具的支撑底座处结构的剖视图。

图5为本发明的一种油气田钻井工具的吊盘处结构的剖视图。

图中标号：1支撑底座、2支撑架、3支撑座、4电动滑轨、5电动滑块、6连接筒、7电动滑轮、8吊盘、9套管、10滑框、11开口、12支撑板、13限位筒、14圆盘、15第一弹簧、16圆形口、17限位杆、18竖杆、19卡框、20工字型滑框、21第二弹簧、22滑板、23转杆、24滑杆、25第三弹簧、26套筒、27卡爪。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

下面结合附图描述本发明的具体实施例。

实施例1

参照图1-5所示，一种油气田钻井工具，包括支撑底座1、支撑架2、支撑座3、电动滑轨4、电动滑块5、连接筒6、电动滑轮7、吊盘8、套管9，支撑底座1上端面左、右两侧均固定连接有滑框10，支撑底座1在连接筒6与两侧的滑框10之间的上端面开设有开口11，支撑底座1的下端左、右两侧均固定安装有第一液压杆，且第一液压杆的上端固定连接有支撑板12，两侧的支撑板12互相靠近的一侧固定连接有限位筒13，限位筒13与滑框10之间设置有定位机构，滑框10与支撑底座1之间设置有调节机构，吊盘8上设置有夹取机构，定位机构包括圆盘14、第一弹簧15、圆形口16、限位杆17、竖杆18、卡框19、工字型滑框20、第二弹簧21，圆盘14滑动设置在限位筒13内，且圆盘14的下端面与限位筒13的内壁之间固定连接有第一弹簧15，限位筒13的上端面开设有圆形口16，圆盘17的上端面固定连接有竖杆18，支撑底座1下端面左、右两侧均固定连接有限位杆17，两侧的竖杆18的上端固定连接有卡框19，且卡框19上滑动套设有工字型滑框20，工字型滑框20与卡框19之间固定连接有第二弹簧21，调节机构包括滑板22、转杆23、滑杆24、第三弹簧25，两侧的滑框10的前、后内壁之间均滑动设置有滑板22，两侧的滑板22的下端面均转动连接有转杆23，每个转杆23的下端均转动连接有滑杆24，滑杆24的下端穿过支撑底座1的上端面延伸在其的下方，且滑动套设在支撑底座1的上端面内，滑杆24下侧的延伸端套设有第三弹簧25，夹取机构包括套筒26、卡爪27，吊盘8的上端面阵列固定安装有推杆电机，且推杆电机的外侧套装有套筒26，吊盘8的下端面阵列转动连接有卡爪27，套筒26的上内壁与各个推杆电机的上侧的输出端固定连接，且套筒26套设在吊盘8的外侧，套筒26的下端面与各个卡爪27的外侧面滑动连接，每个卡爪27的上端均通过弹簧铰链与吊盘8的下端面转动连接，使得装置可以通过推杆电机的运行，带动套筒26在吊盘8的外侧进行上下的移动，而套筒26的下端与吊盘26下端面阵列转动连接的各个卡爪27的外侧面互相贴合滑动，进而可以通过套筒26的上下移动，带动各个卡爪27互相靠近的聚拢或者展开不同的角度，使得可以方便的对各种不同直径尺寸的套管9进行夹持，进而可以通过将套筒9放置在电动滑块5上后，通过电动滑轨4对电动滑块5的带动，使得可以将套筒9由左至右的带动，然后在通过吊盘8上的卡爪27与套筒26的互相配合对套筒9的右端进行夹取，方便进行吊起，同时通用性好。

实施例2

参照图1-5所示，在其它部分均与实施例1相同的情况下，本实施例与实施例1的区别在于：支撑底座1的上端固定安装有支撑架2，支撑底座1的左侧固定连接有支撑座3，支撑座3上端面前、后两侧设置有电动滑轨4，且两个电动滑轨4之间滑动设置有电动滑块5，支撑底座1的上端面中心嵌装有连接筒6，支撑架2的上内壁固定安装有电动滑轮7，电动滑轮7吊挂有吊盘8，吊盘8的下方设置有套管9，每个圆形口16均开设在两侧的限位筒13上端面互相靠近一侧，两侧的圆盘14上端面互相靠近的一侧均固定连接有竖杆18，且竖杆18的上端穿过圆形口16以及开口11延伸在支撑底座1的上方并固定连接有卡框19，每个限位杆17的下端均穿过各自一侧的限位筒13上端开设的圆形口16与其内圆盘14的上端面互相限位，两侧的滑板22的前、后两端分别滑动设置在各自一侧的滑框10的前、后两侧内壁，且两侧的滑板22互相靠近的一侧均延伸在两侧的滑框10互相靠近一侧之间，两侧的滑杆24设置在两侧的开口11互相远离的一侧，每个滑杆24的上、下两端均分别延伸在支撑底座1的上、下两侧，滑杆24的上端与各自一次额的转杆23的下端转动连接，且滑杆24的下端与支撑底座1的下端面表面之间设置有第三弹簧25，使得装置可以通过第一液压杆伸长带动支撑板12以及限位筒13上移，进而带动限位筒13内的圆盘14以及竖杆18、卡框19上移，直至圆盘14的上端面与限位杆17的下端抵触时，此时卡框19将会移动至连接筒6上方的两侧，进而可以对已经吊起的套筒9的下端的两侧进行初步的定位，然后可以通过第一液压杆的进一步伸长，此时由于圆盘14的上端面与限位杆17的下端限位，进而可以使得圆盘以14、竖杆18、卡框19以及工字型滑框20的高度保持不变，而第一弹簧15被压缩，而支撑板12与限位筒13可以继续上移，进而支撑板12的上端面将会与滑杆24的下端抵触，并推动滑杆24上移，以及压缩第三弹簧25，由于滑杆24的上端转动连接有转杆23，进而两侧的转杆23的上端分别与各自一侧的滑板22的下端面转动连接，两侧的滑板22又滑动设置在各自一侧的滑框10内，进而可以推动两侧的滑板22互相靠近，并推动两侧的工字型滑框20互相靠近，进而使得两侧的工字型滑框20压缩第二弹簧21，进而两侧的工字型滑框20互相靠近的一侧将会分别对套管9的两侧进行稳定的夹持，有效的避免了套管9被吊起后下端的摆动，方便了连接操作，也大大的提高了操作的安全性以及效率。

实施例3

参照图1-5所示，在其它部分均与实施例1相同的情况下，本实施例与实施例1的区别在于：套管输送，将套管9放置在电动滑块5上，进而通过电动滑框5将套筒9有电动滑轨4的左侧向靠近右侧的支撑底座1的一侧进输送；套管吊起，通过电动滑轮7将吊盘8下方，然后通过推杆电机带动套筒26下移，与各个卡爪27的外侧贴合，使得各个卡爪27可以互相靠近的转动，进而对套环9进行抓取，然后在通过电动滑轮7将套管9吊起；套管初步定位，启动两侧的第一液压杆带动两侧的支撑板12以及限位筒13上移，进而带动竖杆18以及卡框19上移，直至圆盘14的上端面与限位杆17的下端接触，使得两侧的卡框19可以上移至被吊起呈竖直状态的套管9的左、右两侧，对其进行初步限位；套管定位，由于圆盘14的上端面与限位杆17的下端接触，进而再次启动第一液压杆，继续带动限位筒13上移，此时其内的圆盘14将会与上方的限位杆17互相抵触限位，进而圆盘14将保持高度不便，进而限位筒13以及支撑板12将上移，进而推动滑杆24、转杆23移动，并推动两侧的滑板22互相靠近的一端分别对两侧的工字型滑框20进而互相靠近的对套管9夹持，进而可以与下方的套管连接进行钻井，使得装置可以方便的对套管9进行运输起吊，同时在起吊后又可以方便的对套管进行稳定，同时在起吊夹取时装置还具有较好的通用性，使得装置可以方便的对套管进行安装，大大的提高了套管9之间的连接效率，提高了钻井施工的效率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种油气田钻井工具，包括支撑底座(1)、支撑架(2)、支撑座(3)、电动滑轨(4)、电动滑块(5)、连接筒(6)、电动滑轮(7)、吊盘(8)、套管(9)，其特征在于，所述支撑底座(1)上端面左、右两侧均固定连接有滑框(10)，所述支撑底座(1)在连接筒(6)与两侧的滑框(10)之间的上端面开设有开口(11)，所述支撑底座(1)的下端左、右两侧均固定安装有第一液压杆，且第一液压杆的上端固定连接有支撑板(12)，两侧的所述支撑板(12)互相靠近的一侧固定连接有限位筒(13)，所述限位筒(13)与滑框(10)之间设置有定位机构，所述滑框(10)与支撑底座(1)之间设置有调节机构，所述吊盘(8)上设置有夹取机构。

2.根据权利要求1所述的一种油气田钻井工具，其特征在于，定位机构包括圆盘(14)、第一弹簧(15)、圆形口(16)、限位杆(17)、竖杆(18)、卡框(19)、工字型滑框(20)、第二弹簧(21)，所述圆盘(14)滑动设置在限位筒(13)内，且圆盘(14)的下端面与限位筒(13)的内壁之间固定连接有第一弹簧(15)，所述限位筒(13)的上端面开设有圆形口(16)，所述圆盘(17)的上端面固定连接有竖杆(18)，所述支撑底座(1)下端面左、右两侧均固定连接有限位杆(17)，两侧的所述竖杆(18)的上端固定连接有卡框(19)，且卡框(19)上滑动套设有工字型滑框(20)，所述工字型滑框(20)与卡框(19)之间固定连接有第二弹簧(21)。

3.根据权利要求2所述的一种油气田钻井工具，其特征在于，调节机构包括滑板(22)、转杆(23)、滑杆(24)、第三弹簧(25)，两侧的所述滑框(10)的前、后内壁之间均滑动设置有滑板(22)，两侧的所述滑板(22)的下端面均转动连接有转杆(23)，每个所述转杆(23)的下端均转动连接有滑杆(24)，所述滑杆(24)的下端穿过支撑底座(1)的上端面延伸在其的下方，且滑动套设在支撑底座(1)的上端面内，所述滑杆(24)下侧的延伸端套设有第三弹簧(25)。

4.根据权利要求3所述的一种油气田钻井工具，其特征在于，夹取机构包括套筒(26)、卡爪(27)，所述吊盘(8)的上端面阵列固定安装有推杆电机，且推杆电机的外侧套装有套筒(26)，所述吊盘(8)的下端面阵列转动连接有卡爪(27)，所述套筒(26)的上内壁与各个推杆电机的上侧的输出端固定连接，且套筒(26)套设在吊盘(8)的外侧，所述套筒(26)的下端面与各个卡爪(27)的外侧面滑动连接。

5.根据权利要求4所述的一种油气田钻井工具，其特征在于，每个所述卡爪(27)的上端均通过弹簧铰链与吊盘(8)的下端面转动连接。

6.根据权利要求4所述的一种油气田钻井工具，其特征在于，所述支撑底座(1)的上端固定安装有支撑架(2)，所述支撑底座(1)的左侧固定连接有支撑座(3)，所述支撑座(3)上端面前、后两侧设置有电动滑轨(4)，且两个所述电动滑轨(4)之间滑动设置有电动滑块(5)，所述支撑底座(1)的上端面中心嵌装有连接筒(6)，所述支撑架(2)的上内壁固定安装有电动滑轮(7)，所述电动滑轮(7)吊挂有吊盘(8)，吊盘(8)的下方设置有套管(9)。

7.根据权利要求3所述的一种油气田钻井工具，其特征在于，每个所述圆形口(16)均开设在两侧的所述限位筒(13)上端面互相靠近一侧，两侧的所述圆盘(14)上端面互相靠近的一侧均固定连接有竖杆(18)，且竖杆(18)的上端穿过圆形口(16)以及开口(11)延伸在支撑底座(1)的上方并固定连接有卡框(19)，每个所述限位杆(17)的下端均穿过各自一侧的限位筒(13)上端开设的圆形口(16)与其内圆盘(14)的上端面互相限位。

8.根据权利要求6所述的一种油气田钻井工具，其特征在于，两侧的所述滑板(22)的前、后两端分别滑动设置在各自一侧的滑框(10)的前、后两侧内壁，且两侧的所述滑板(22)互相靠近的一侧均延伸在两侧的滑框(10)互相靠近一侧之间，两侧的所述滑杆(24)设置在两侧的开口(11)互相远离的一侧，每个所述滑杆(24)的上、下两端均分别延伸在支撑底座(1)的上、下两侧，所述滑杆(24)的上端与各自一次额的转杆(23)的下端转动连接，且滑杆(24)的下端与支撑底座(1)的下端面表面之间设置有第三弹簧(25)。

9.一种油气田钻井工具的钻井方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：套管输送，将套管(9)放置在电动滑块(5)上，进而通过电动滑框(5)将套筒(9)有电动滑轨(4)的左侧向靠近右侧的支撑底座(1)的一侧进输送；

S2：套管吊起，通过电动滑轮(7)将吊盘(8)下方，然后通过推杆电机带动套筒(26)下移，与各个卡爪(27)的外侧贴合，使得各个卡爪(27)可以互相靠近的转动，进而对套环(9)进行抓取，然后在通过电动滑轮(7)将套管(9)吊起；

S3：套管初步定位，启动两侧的第一液压杆带动两侧的支撑板(12)以及限位筒(13)上移，进而带动竖杆(18)以及卡框(19)上移，直至圆盘(14)的上端面与限位杆(17)的下端接触，使得两侧的卡框(19)可以上移至被吊起呈竖直状态的套管(9)的左、右两侧，对其进行初步限位；

S4：套管定位，由于圆盘(14)的上端面与限位杆(17)的下端接触，进而再次启动第一液压杆，继续带动限位筒(13)上移，此时其内的圆盘(14)将会与上方的限位杆(17)互相抵触限位，进而圆盘(14)将保持高度不便，进而限位筒(13)以及支撑板(12)将上移，进而推动滑杆(24)、转杆(23)移动，并推动两侧的滑板(22)互相靠近的一端分别对两侧的工字型滑框(20)进而互相靠近的对套管(9)夹持，进而可以与下方的套管连接进行钻井。

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